Состав оборудования трансформаторной подстанции

 

Условия работы

 

Каждая ПС создается под конкретные условия эксплуатации с расположением:

· на открытом воздухе — открытые распределительные устройства (ОРУ);

· внутри закрытых помещений — ЗРУ;

· в металлических шкафах, встроенных в специальные комплекты — КРУ.

 

По типу конфигурации электрической сети трансформаторные ПС могут выполняться:

· тупиковыми, когда они запитаны по одной либо двум радиально подключенным ЛЭП, которые не питают другие ПС;

· ответвительными — присоединяются к одной (иногда двум), проходящим ЛЭП с помощью ответвлений. Проходящие линии питают другие подстанции;

· проходными — подключены за счет захода ЛЭП с двухсторонним питанием методом «вреза»;

· узловыми — присоединяются по принципу создания узла за счет не менее чем трех линий.

Рисунок 5 – Типы подстанций по конфигурации сети

 

Конфигурация сети электроснабжения накладывает условия на рабочие характеристики подстанции, включая настройку защит для обеспечения безопасной работы.

Основные элементы подстанций

 

В состав оборудования любой подстанции входят:

· силовой трансформатор, который непосредственно осуществляет преобразование электроэнергии для ее дальнейшего распределения;

· шины, обеспечивающие подвод приходящего напряжения и отвод нагрузок;

· силовые коммутационные аппараты с тоководами, позволяющие перераспределять электроэнергию;

· системы защит, автоматики, управления, сигнализации, измерения;

· вводные и вспомогательные устройства.

Силовой трансформатор

 

Он является основным преобразующим элементом электроэнергии и выполняется трехфазным исполнением. В его конструкцию входят:

· корпус, выполненный в форме герметичного бака, заполненного маслом;

· шихтованный магнитопровод;

· обмотки стороны низкого напряжения (НН);

· обмотки вводов высокого напряжения (ВН);

· масляная система;

· переключатель регулировочных отводов у обмоток;

· вспомогательные устройства и системы.

 

Рисунок 6 – Конструкция силового трансформатора

 

Шины подстанции

 

Чтобы трансформатор работал к нему надо подвести питающее и отвести преобразованное напряжение. Эта задача возложена на токоведущие части, которые называют шинами и ошиновкой. Они должны надежно передавать электрическую энергию, обладая минимальными потерями напряжения.

Для этого их создают из материалов с улучшенными токопроводящими свойствами и повышенным поперечным сечением. В зависимости от размеров ПС шины могут располагаться на открытом воздухе или внутри закрытого сооружения.

Шины и ошиновка электрически разделяются между собой положением силового выключателя. Причем ошиновка без каких-либо коммутационных аппаратов напрямую подключена к вводам трансформатора. Ее конструкция не должна создавать механических напряжений в фарфоровых и всех остальных деталях вводов.

Для ошиновки используют кабели или пластины, которые монтируют на медные шпильки трансформаторных вводов через наконечники или переходники.

У подстанций, защищенных от воздействия атмосферных осадков, шины обычно делают цельными алюминиевыми или реже медными полосами. На открытом воздухе для них чаще используют многожильные не закрытые слоем изоляции провода повышенного сечения и прочности.

 

Рисунок 7 – Конструкция шин ОРУ-110 кВ

 

Однако, в последнее время наметился переход на системы шин, устанавливаемые жестко. Это позволяет экономить площадь на ОРУ, металл токоведущих частей и бетон.

Рисунок 8 – Установка жесткой системы шин на ОРУ-110 кВ

 

Такие конструкции применяются на новых строящихся подстанциях. За их основы взяты образцы, успешно работающие несколько десятилетий в странах Запада на оборудовании 110, 330 и 500 кВ.

Для расположения шин применяется определенная конфигурация, которая может использовать:

· системы;

· секции.

Под термином «система шин» подразумевается комплект силовых элементов, подключающих все присоединения на распределительном устройстве. На подстанциях с двумя трансформаторами одного напряжения создаются две системы шин, каждая из которых питается от своего источника.

Протяженная система шин при большом количестве присоединений может разделяться на отдельные участки, которые называются секциями.