Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Оборудование >> Руководство по устройству электроустановок

Процедура создания новой подстанции - Руководство по устройству электроустановок

Оглавление
Руководство по устройству электроустановок
Методология
Нормы и правила
Установленные мощности нагрузки
Мощность нагрузки установки
Контроль и регулирование потребляемой мощности
Энергоснабжение при высоком напряжении
Процедура создания новой подстанции
Подстанция абонента с измерениями на стороне низкого напряжения
Подстанция абонента с измерениями на стороне высокого напряжения
Создание распределительных понижающих подстанций
Низковольтные потребители - подключение
Низковольтные распределительные сети - подключение
Подсоединение потребителей к сети
Качество поставляемого напряжения
Распределение в системах низкого напряжения
Надежность системы электропитания в системах низкого напряжения
Защитные и аварийные устройства
Заземляющие соединения в системах низкого напряжения
Определение стандартизованных систем заземления в системах низкого напряжения
Характеристики систем TT, TN и IT
Критерии выбора систем TT, TN IT
Выбор метода заземления в системах низкого напряжения
Монтаж заземляющих электродов в системах низкого напряжения
Оборудование установки в системах низкого напряжения
Перечень внешних воздействий в системах низкого напряжения
Защита оборудования закрытого типа в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Защита от прямого прикосновения
Защита от косвенного прикосновения
Защита имущества от ущерба вследствие пробоя изоляции
Реализация системы TT
Реализация системы TN
Реализация системы IT
Устройства защитного отключения
Защита цепей
Определение сечения провода для открытой прокладки
Определение падения напряжения
Ток короткого замыкания
Частные случаи тока короткого замыкания
Защитный заземляющий провод
Нейтральный провод
Низковольтная распределительная аппаратура
Низковольтные коммутационные аппараты
Выбор низковольтной коммутационной аппаратуры
Автоматический выключатель
Выбор автоматического выключателя
Согласование характеристик автоматических выключателей
Защита от перенапряжений
Устройства защиты от перенапряжений
Стандарты защит от перенапряжений
Выбор устройств защиты от перенапряжений
Повышение коэффициента мощности и фильтрация гармоник
Зачем повышать коэффициент мощности?
Методы повышения коэффициента мощности
Выбор места установки компенсирующих конденсаторов
Выбор оптимального уровня компенсации
Компенсация на зажимах трансформатора
Повышение коэффициента мощности асинхронных двигателей
Влияние гармоник
Блоки конденсаторов
Обнаружение и устранение гармоник
Последствия Ih гармоник для электроустановок
Показатели гармонических искажений и принципы измерений
Измерение гармонических показателей
Способы ослабления гармоник
ИБП
Защита трансформаторов низкого напряжения
Осветительные цепи
Асинхронные двигатели
Коттеджи, жилые и особые помещения
Ванные и душевые комнаты
Рекомендации, относящиеся к специальным установкам и помещениям
Рекомендации по обеспечению электромагнитной совместимости
Принципы и конструкции систем заземления
Механизмы электромагнитной связи
Рекомендации по электропроводке

2 Процедура создания новой подстанции

Потребитель должен предоставить поставщику определенные данные на самой ранней стадии проекта.
Крупные потребители электричества как правило питаются от сети высокого напряжения. В сетях низкого напряжения на 120/208 В (3 фазы, 4 провода), нагрузка в 50 кВА может считаться «большой», тогда как в 3-фазной сети на 240/415В «крупный» потребитель может иметь нагрузку, превышающую 100 кВА. Оба типа сетей низкого напряжения широко применяются по всему миру.
Кстати, МЭК рекомендует использовать в качестве «мирового» стандарта напряжение 230/400 В для 3-фазных 4-проводных сетей. Это компромиссный уровень, который позволит существующим сетям, работающим на напряжениях 220/380 В и 240/415 В, или близко к этим значениям, соответствовать стандарту, просто за счет использования соответствующих отпаек (имеющихся на стандартных распределительных трансформаторах) и переключателя отпаек (без нагрузки).
Расстояние, на которое требуется передача нагрузки, является еще одним фактором, учитываемым при выборе сети высокого или низкого напряжения. Наглядным примером является обслуживание небольших, но удаленно расположенных сельских потребителей.
Решение выбора сети питания низкого или высокого напряжения будет зависеть от местных условий и соображений, описанных выше, и обычно принимается поставщиками энергии для данного района.
Когда принято решение о питании от высоковольтной сети, имеется два широко распространенных метода действий:
Поставщик электроэнергии строит стандартную подстанцию близко к месту расположения потребителя, но понижающий трансформатор (ы) расположен(ы) внутри помещений потребителя, близко к центру нагрузки.
Потребитель сам строит и оснащает подстанцию на собственной территории, к которой поставщик энергии производит подключение высоковольтной линии. При методе 1 поставщик энергии владеет подстанцией, кабелями, ведущими к трансформатору, самим трансформатор(ами) и помещением для его размещения, куда поставщик имеет неограниченный доступ.
Помещение для трансформатора сооружается потребителем (согласно планам и требованиям, предоставленным поставщиком) и включают в себя цоколи, маслоотводы, стены и потолки в противопожарном исполнении, вентиляцию, освещение и системы заземления; все это должно быть одобрено представителем поставщика. Структура тарифов покрывает согласованную часть затрат, требуемых для предоставления услуг.
Независимо от выбранного метода, при разработке концепции и реализации проекта должны применяться одни и те же принципы. Примечания ниже относятся к методу 2.
2.1 Предварительная информация
Перед началом любых переговоров и обсуждений с представителями поставщика, потребитель должен иметь следующие данные:
Максимальная ожидаемая потребность в мощности (кВА)
Определение этого значения описано в главе В, и оно должно учитывать возможность дополнительного увеличения нагрузки в будущем. Коэффициенты, которые нужно знать на данном этапе:
Коэффициент использования (ku)
Коэффициент одновременности (ks)
Планы территории с указанием высотных отметок и места предлагаемого размещения подстанции
На планах должны быть ясно указаны средства доступа к будущей подстанции, с указанием размеров и возможных ограничений, то есть, размеры входных коридоров и высота потолка, возможные ограничения по весовой нагрузке, и т.п., принимая во внимание, что:
Персонал поставщика энергии должен иметь свободный и неограниченный доступ к высоковольтному оборудованию подстанции в любое время.
Доступ в подстанцию разрешен только квалифицированному и уполномоченному персоналу.
Иногда поставщики энергии или действующие правила требуют, чтобы часть установки, управляемая поставщиком, была расположена в отдельном помещении от части установки, управляемой потребителем.
Требуемая степень непрерывности питания
Потребитель должен оценить последствия перебоя в поставке электроэнергии, в терминах длительности перебоя, соотнесенной с:
Производственными потерями

Schneider Electric - Руководство по электрическим установкам 2005
Безопасностью персонала и сохранностью оборудования

Поставщик энергии должен предоставить специальную информацию предполагаемому потребителю.

2.2. Изучение проекта
На основе информации, предоставленной потребителем, поставщик электроэнергии должен указать:
Тип предлагаемого электропитания и определить
Тип сети питания: воздушная линия или подземный кабель.
Детали подключения : одна линия питания, кольцевая схема или параллельные линии питания, и т.д.
Предельную мощность (разрешенную системой) подключаемой нагрузки и уровень тока короткого замыкания.
Номинальное и максимальное напряжение
(Самое высокое напряжение для оборудования), существующее или будущее, в зависимости от планов развития системы Детали учета потребления, которые указывают:
Стоимость подключения к сети питания
Детали тарифов (тарифы на потребление) и за установленную мощность.

Поставщик должен официально утвердить оборудование устанавливаемое на подстанции и предлагаемые методы его монтажа.

2.3 Реализация
Перед началом любых работ по установке должно быть получено официальное согласие от поставщика энергии. Запрос на согласие поставщика должен включать следующую информацию, основанную на предварительном обмене информацией, который был описан выше:
Расположение предполагаемой подстанции
Однолинейная схема цепей питания и соединений, вместе с предложениями по цепям заземления.
Полное детальное описание электрооборудования, устанавливаемого на подстанции, включая его характеристики.
План расположения оборудования и устройств измерения энергии.
Предпринятые меры для увеличения коэффициента мощности, если таковые потребуются.
Предпринятые меры для организации резервного аварийного питания (высоковольтного или низковольтного), если таковой потребуется.

После испытаний и проверки подстанции независимым проверяющим органом, выдается сертификат, разрешающий ввод подстанции в эксплуатацию.

2.4 Ввод в эксплуатацию
Если по требованиям контролирующих органов необходимо проведение ипытаний электрооборудования, то после их успешного завершения выдается разрешение на подключение электроустановки к сети питания: Если таких испытаний не требуется, то рекомендуется провести следующие проверочные испытания:
Измерение сопротивления заземляющих электродов
Проверку непрерывности цепей заземления и уравнивания потенциалов.
Наружний осмотр и проверку всех высоковольтных устройств.
Проверку изоляции высоковольтного оборудования.
Проверку трансформаторного масла (и масла распредустройства, если имеется) на диэлектрическую прочность.
Проверка и испытание низковольтного оборудования подстанции.
Проверки всех внутренних блокировок (механические ключи и электрические блокировки) и последовательности всех автоматических операций.
Проверки правильности работы защитных реле и их уставок.
Также необходимо проверить, что оборудование установлено полностью, так, чтобы любая должным образом выполненная операция могла завершиться полностью и безопасно. После получения сертификата соответствия (если требуется):
Персонал поставщика подает питание на высоковольтное оборудование и проверяет правильность работы устройств учета электроэнергии.
Подрядчик отвечает за испытание и подключение низковольтного оборудования. Когда подстанция полностью введена в действие:
Подстанция и все оборудование принадлежит потребителю
Поставщик осуществляет эксплуатационный контроль над высоковольтным распределительным оборудованием подстанции, например, над обоими вводными выключателями нагрузки и высоковольтным выключателем трансформатора (или автоматическим выключателем), в случае устройства кольцевой схемы питания, вместе со всеми связанными с ним высоковольтными заземляющими разъединителями.
Персонал поставщика имеет неограниченный доступ к высоковольтному оборудованию.
Абонент имеет независимый контроль только над высоковольтным выключателем (размыкателем цепи) трансформатора(ов), отвечает за техническое обслуживание всего оборудования подстанции, и должен подавать запрос поставщику на отключение и заземление коммутационной аппаратуры, в целях проведения работ по техобслуживанию. Поставщик должен выдать письменное разрешение на проведение работ по техобслуживанию персоналом потребителя, вместе с ключами от закрытых разъединителей и других элементов, которые были отсоединены от сети.

Предмет защитных мер в электроэнергетике очень обширен: он включает в себя все аспекты безопасности персонала, защиту от повреждения и разрушения собственности, производства и оборудования.
Эти различные аспекты защиты можно классифицировать следующим образом:
Защита персонала и животных от опасностей перенапряжения и поражения электрическим током, возгораний, взрывов, токсичных газов и т.д.
Защита производства, оборудования и компонентов сети питания от коротких замыканий, атмосферных воздействий (молнии) и нестабильности сети питания (потеря синхронизма) и т.д.
Защита персонала и оборудования от опасностей сбоев в работе сети питания, путем использования электрических и механических блокировок. Все классы коммутационных устройств (включая, например, устройства регулирования напряжения под нагрузкой
на трансформаторах и т.п.) имеют ясно определенные операционные ограничения. Это означает, что порядок, в котором различные типы переключателей могут быть безопасно разомкнуты или замкнуты, существенно важен. Чтобы обеспечить строгое соблюдение правильных операционных последовательностей, часто используются ключи блокировки и аналогичные цепи электрического управления. Полное описание многочисленных схем защиты, доступных инженерам электросетей, находится за рамками данного руководства, но мы надеемся, что нижележащие разделы, описывающие общие принципы защиты, будут полезны. Хотя некоторые из описываемых защитных устройств имеют общее применение, описание в основном будет касаться тех устройств, которые широко используются в высоковольтных и низковольтных сетях, как указано в пункте 1.1 данной главы.

Защита от удара током и перенапряжений тесно связана с обеспечением эффективного заземления (с малым сопротивлением), и с эффективным применением принципов эквипотенциального окружения.
3.1 Защита от поражения электрическим током
Защитные меры от поражения электрическим током учитывают две основных опасности:
Контакт с активным проводом, то есть, находящимся под напряжением по отношению к земле при нормальных обстоятельствах. Это называется «прямым контактом».
Контакт с токоведущей частью оборудования, которая обычно не находится под напряжением, но которая в данный момент стала токоведущей из-за неисправности в изоляции оборудования. Это называет «непрямым контактом».
Следует заметить, что существует третий тип опасности поражения током, который может иметься вблизи от высоковольтных или низковольтных (или смешанных) электродов заземления, по которым проходит ток замыкания на землю. Эта опасность возникает из-за разности потенциалов на поверхности почвы и называется «шаговым напряжением», при этом ток входит в тело через одну ногу и выходит через другую, что особенно опасно для четвероногих животных. Вариантом этой опасности является «напряжение прикосновения», например, когда заземленная металлическая часть расположена в области, где существует разность потенциалов. Прикосновение к этой части оборудования может привести к прохождению тока через руку и обе ноги.
Животные со сравнительно большим расстоянием между передними и задними ногами особенно чувствительны к шаговому напряжению, имеются случаи смерти скота от разности потенциалов, вызванной нейтральным заземляющим электродом (230/400 В) или недостаточно низким сопротивлением.
Описанные выше проблемы разности потенциалов обычно не встречаются в электроустановках, расположенных в зданиях, при условии, что все эквипотенциальные проводники правильно соединяют все открытые металлические части оборудования и все внешние металлические конструкции (которые не являются частью оборудования, например, стальные рамы и т.д.) с защитным заземляющим проводником.
Защита от прямого контакта
Главной формой защиты от прямого контакта является содержание всех токоведущих частей в корпусах из изоляционного материала или в металлических заземленных корпусах, помещение их вне пределов досягаемости (за изолированными барьерами или на столбах), либо путем установки заграждений.
Там, где изолированные токоведущие части закрыты в металлический кожух, например, трансформаторы, электродвигатели и многие бытовые приборы, металлический кожух должен быть подсоединен к защитной системе заземления.
Для высоковольтных КРУ, стандарт МЭК 62271-200 (Комплектные распределительные устройства и механизмы управления переменного тока в металлическом кожухе, рассчитанные на номинальные напряжения свыше 1кВ до 52кВ включительно) определяет минимальный индекс защиты (кодировка IP), равный IP2X, который обеспечивает защиту от прямого контакта. Более того, металлический кожух должен обладать электрической непрерывностью и хорошей изоляцией между внутренней и внешней частью корпуса. Надлежащее заземление кожуха улучшает электрическую защиту операторов при нормальных рабочих условиях. Для низковольтных приборов заземление реализуется через третий штырек в 3-штырьковых вилках и розетках.

(в зависимости от соотношения сопротивления утечки, через изоляцию к сопротивлению металлического кожуха на земле) поднять напряжение кожуха до опасного уровня.
Защита от непрямого контакта
Когда человек дотрагивается до металлического кожуха аппарата с неисправной изоляцией, как описано выше, он совершает непрямой контакт. Непрямой контакт характеризуется тем, что присутствует утечка тока на землю (через защитный заземляющий провод), параллельно с током, протекающим через человека в результате непрямого контакта.
В случае наличия повреждения в изоляции в низковольтной сети
Многочисленные тесты показали что, если потенциал металлического кожуха не превышает 50 В(1) по отношению к земле, или к любому проводящему материалу в пределах досягаемости, он опасности не представляет.
Опасность непрямого контакта в случае повреждения изоляции в высоковольтной сети
(1) В сухих местах, 25В во влажных местах (ванные комнаты и т.д.)
Если произошло повреждение изоляции аппарата между высоковольтным проводником и металлическим кожухом, обычно невозможно ограничить скачок напряжения кожуха значением 51В или менее, просто путем уменьшения заземляющего сопротивления. Подходящим решением в этом случае будет создание эквипотенциальной ситуации, как описано в подпункте 1.1 «Системы заземления».
3.2 Защита трансформатора и цепей. Общие положения
Электрооборудование и цепи подстанции должны быть защищены, чтобы избежать или контролировать повреждения вызываемые сверхтоками и/или сверхнапряжениями. Все оборудование, обычно используемое в электроустановках, имеет стандартные значения допустимых кратковременных перегрузок по току и напряжению. Роль защитной системы - обеспечить, чтобы эти допустимые пределы никогда не превышались. В общем случае это значит, что условия повреждения должны быть ликвидированы как можно скорее, с обязательным обеспечением взаимодействия между устройствами защиты, расположенными выше и ниже по цепи относительно защищаемого оборудования. Это означает, что если в сети имеется повреждение, обычно его одновременно регистрируют несколько устройств защиты, но только одно устройство должно действовать. Такими устройствами могут быть:
Плавкие предохранители (ПП), ликвидирующие ток повреждения напрямую, или с помощью механического отключающего устройства, которое отключает связанный с ним трехфазный выключатель нагрузки.
Реле, которые действуют опосредованно, на отключающую катушку автоматического выключателя.
Защита трансформатора
Перегрузки в вызываемые возмущения в системе электроснабжения
Иногда в сети питания могут возникать волны перенапряжения, такие, как:
Атмосферные волны перенапряжения
Атмосферные волны перенапряжения вызываются ударом молнии, попадающей на линию или рядом с воздушной линией электропередач.
Коммутационные перенапряжения, являющиеся следствием эксплуатационных переключений в системе электроснабжения.
Внезапное изменение установившихся рабочих условий в электрической цепи вызывает различные кратковременные явления. Обычно это броски напряжения, высокочастотные или с затухающими колебаниями.
Для обоих типов бросков напряжения, устройством защиты от перенапряжения обычно является варистор (на основе оксида цинка).
В большинстве случаев, защита от волн перенапряжения не действует на коммутационную аппаратуру.
Перегрузки из-за повышенной нагрузки
Перегрузка трансформатора часто случается из-за одновременного потребления тока множеством небольших нагрузок или увеличением потребления полной мощности (кВА) всей электроустановкой, что вызвано расширением предприятия, постройкой новых зданий и т.д. Увеличение нагрузки повышает температуру обмоток и изоляционного материала. В результате, повышение температуры ведет к снижению срока службы оборудования. Устройства защиты от перегрузки могут располагаться на стороне первичной или вторичной обмотки трансформатора.
Защита от перегрузки трансформатора обеспечивается электронным реле, которое отключает автоматический выключатель на стороне вторичной обмотки трансформатора. Такие реле, обычно называемые реле цифровой перегрузки, искусственно рассчитывают температуру, учитывая постоянную времени обмотки трансформатора.
Некоторые из них способны учитывать эффект гармонических токов, вызываемых нелинейными нагрузками (выпрямители, компьютерное оборудование, преобразователи скорости вращения и т.д.). Реле этого типа также способны предсказать время, через которое произойдет отключение по перегрузке и время ожидания после отключения. Эти данные очень полезны для операций по снижению разгрузке.
Дополнительно, масляные трансформаторы часто имеют термостаты с двумя установленными значениями, для сигнализации и отключения.
Сухие трансформаторы используют датчики температуры, встроенные в самую горячую часть изоляции обмотки в целях сигнализации и отключения.
Внутренние повреждения
Для трансформаторов с расширительным баком для масла и воздушной подушкой, защита от внутренних повреждений обеспечивается устройствами, которые монтируются на трансформатор, а именно классическими механическими газовыми реле (реле Buchholz) (см. Рис. 15). Эти реле могут обнаружить медленное накопление газов, возникающих в результате начального искрения при пробое в изоляции обмотки или из-за поступления (входа) воздуха в результате утечки масла. Этот первый уровень обнаружения обычно приводит к срабатыванию сигнализации, но если условия продолжают ухудшаться, второй уровень обнаружения приводит к отключению автоматического выключателя (АВ), расположенного выше по цепи.
Функция обнаружения резкого подъема масла в реле Buchholz «мгновенно» отключает автоматический выключатель выше по цепи, если в трубке, соединяющий главный бак масла с баклм расширителя, произойдет резкий подъем уровня масла (масляная волна).
Такая волна может возникать из-за резкого подъема масла, вызванного быстро образовавшимся газовым пузырем, который появился в результате тока короткого замыкания под маслом.
В настоящее время имеются трансформаторы с полным заполнением маслом мощностью до 10 МВА, имеющие специальные радиаторы - охладители масла.
Расширение масла не сопровождается чрезмерным подъемом давления, благодаря эффекту «растягивания мехов» радиаторных элементов. Полное описание этих трансформаторов дано в разделе 4.4 (См. Рис. 16).
Очевидно, устройства Buchholz, о которых речь шла выше, не могут быть применены в такой конструкции, однако, были разработаны их современные заменители, которые измеряют:
Накопление газа
Повышение давления
Повышение температуры
Первые два условия отключают автоматический выключатель, расположенный выше по цепи, а третье условие отключает выключатель, расположенный ниже по цепи относительно трансформатора.
Внутреннее короткое замыкание между фазами
Внутреннее КЗ между фазами могут обнаружить и ликвидировать следующие устройства:
3 плавких предохранителя на первичной обмотке трансформатора, или
Реле максимального тока, которое размыкает АВ выше по цепи от трансформатора.
Внутреннее короткое замыкание фаза-земля
Это наиболее распространенный тип внутреннего повреждения. Оно может быть обнаружено с помощью реле замыкания на землю. Ток КЗ можно вычислить, суммируя 3 фазных тока первичной обмотки (если используются 3-фазные трансформаторы), или используя специальный трансформатор нулевой последовательности. Если нужна большая чувствительность, предпочтительнее использовать специальные трансформаторы нулевой последовательности. В этом случае можно использовать только два трансформатора тока (см. Рис.17).
Защита цепей
Защита цепей, расположенных на стороне низкого напряжения трансформатора, должна удовлетворять требованиям стандарта МЭК 60364.
Различие между защитными устройствами, высшего и низшего напряжения трансформатора.
Подстанция потребителя электроэнергии с измерением энергии на стороне низкого напряжения требует селективной работы высоковольтных предохранителей или низковольтных автоматических выключателей и низковольтных выключателей или предохранителей. Номинал высоковольтных предохранителей должен выбираться в соответствии с характеристиками трансформатора.

Рис. 15: Трансформатор с расширительным баком для масла

Рис. 16: Трансформатор с полным заполнением маслом

Рис. 17: Зашита от КЗ на землю на высоковольтной обмотке трансформатора
Schneider Electric - Руководство по электрическим установкам 2005
Характеристики отключения низковольтного АВ должны быть такими, чтобы в условиях перегрузки или КЗ ниже по цепи от выключателя, он отключался бы достаточно быстро, чтобы предотвратить воздействие сверхтока на высоковольтные предохранители и автоматический выключатель.
Кривые зависимостей времени отключения предохранителей и выключателя ВН, и выключателей НН даны на графиках зависимости времени отключения устройств и тока, проходящего через них. Обе кривые имеют общую обратно зависимую характеристику I время/ток (с резким разрывом в кривой выключателя при значении тока, превышающим значение, при котором происходит «мгновенное» отключение). Типичный вид этих зависимостей показан на Рис. 18.
Чтобы обеспечить селективность:
Кривая предохранителя ВН должны находиться выше и правее кривой автоматического выключателя.
Чтобы предохранители не срабатывали (то есть, не перегорали):
Все части минимальной преддуговой кривой предохранителя должны располагаться правее кривой выключателя в 1.35 раз и более (например, там, где в момент времени Т, кривая выключателя проходит через точку 100 А, кривая предохранителя должна проходить через точку 135 А или выше, и т.д.), а все части кривой предохранителя должны располагаться выше кривой выключателя в 2 раза и более (например, там, где при значении тока I кривая выключателя проходит через точку 1,5 сек, кривая предохранителя при том же значении тока должна проходить через точку, соответствующую 3 сек или более, и т.д.). Коэффициенты 1,35 и 2 основаны на стандартных максимальных допусках, применяемых при изготовлении плавких предохранителей - ПП и высоковольтных АВ. Чтобы сравнить две кривые, высоковольтные токи нужно конвертировать в эквивалентные низковольтные токи, и наоборот.
Там, где используется низковольтный выключатель с плавким предохранителем, также должно обеспечиваться подобное разделение кривых высоковольтного и низковольтного предохранителей.
Чтобы не срабатывала защита высоковольтного АВ:
Все части минимальной преддуговой кривой предохранителя должны располагаться правее кривой выключателя в 1.35 раз и более (например, там, где в момент времени Т, кривая низковольтного АВ проходит через точку 100 А, кривая высоковольтного АВ должна проходить через точку 135 А или выше, и т.д.), а все части кривой высоковольтного АВ должны располагаться выше кривой низковольтного АВ (время низковольтного АВ должно быть менее или равно значению времени высоковольтного АВ минус 0,3 сек) Коэффициенты 1,35 и 0,3 сек основаны на стандартных максимальных допусках для высоковольтных трансформаторов тока, реле защиты высоковольтного оборудования и низковольтных АВ. Чтобы сравнить две кривые, высоковольтные токи нужно конвертировать в эквивалентные низковольтные токи, и наоборот. Эти требования проиллюстрированы на Рис. C19.
Там, где используется низковольтный выключатель с ПП, также должно обеспечиваться подобное разделение кривых высоковольтного и низковольтного предохранителей.
Выбор устройства защиты на стороне первичной обмотки трансформатора
Как объяснено выше, при малых значениях величины тока срабатывание (уставки) защиты может быть реализована плавкими предохранителями или автоматическим выключателем (АВ).
Когда величина тока уставки срабатывания велика, защита осуществляется выключателем АВ. АВ обеспечивают более чувствительную защиту трансформатора, чем плавкие предохранители. Также, при применении выключателей, легче реализовать дополнительные меры защиты (защита от тока короткого замыкания на землю, защита от тепловой перегрузки).
3.3 Блокировки и обусловленные операции
Механические и электрические блокировки входят в состав механизмов и цепей управления оборудованием подстанций, как и меры защиты от неправильных действий оперативного персонала.
Механическая защита от нарушения требуемой последовательности воздействия на устройства расположенные в разных местах обеспечивается взаимоблокировкой устройств с передачей ключа.
Целью схемы защиты является предотвратить любое неправильно действие персонала. Некоторые из этих операций могут повлечь за собой опасность для персонала, а другие могут привести к повреждению электрооборудования.
Основные блокировки

Рис. С18: Селективность в работе высоковольтного ПП и низковольтного АВ, установленных для защиты трансформатора.

Рис. С1 : Работа высоковольтного плавкого предохранителя и низковольтного АВ.
Schneider Electric - Руководство по электрическим установкам 2005
Основные функции блокировок могут быть представлены в одном функциональном блоке; некоторые из этих функций обязательны, согласно стандарту МЭК 62271-200, а другие могут быть реализованы по выбору пользователя. Для получения доступа к высоковольтной коммутационной аппаратуре требуется совершить ряд операций в установленном порядке. Чтобы привести систему к ее прежнему состоянию, необходимо выполнить операции в обратном порядке. В дополнение

к правильному выполнению процедур, нужную последовательность операций могут обеспечить специальные блокировки. После этого отсек, куда совершается доступ, будет иметь статус «доступен по блокировке» или «доступен по процедуре». Даже для пользователей, правильно выполняющих строгие процедуры, использование блокировок обеспечивает дополнительную защиту оперативного персонала.
Взаимоблокировка устройств ключом
Кроме блокировок на отдельном функциональном устройстве (также см. п.4.2), наиболее широко используемая форма блокировки устройств основана на принципе передачи ключа.
Принцип основан на возможности передачи одного или нескольких ключей (без которых невозможно выполнить те или иные операции) только при выполнении определенных условий. Например: запрет или разрешение на работу одного или нескольких ключей. Эти условия можно комбинировать в уникальные или обязательные последовательности, таким образом, гарантируя безопасность персонала и оборудования путем недопущения ошибочных действий рабочего персонала. Несоблюдение правильной последовательности операций в обоих случаях может иметь очень серьезные последствия, как для работающего персонала, так и для оборудования. Примечание: Важно продумать схему блокировки устройств на стадии проектирования понижающей подстанции. Таким образом, оборудование будет изготовлено и установлено правильным образом, с обеспечением совместимости ключей и устройств блокировки.
Надежность энергоснабжения
Для конкретного распределительного щита, определение доступных отсеков, а также условий доступа к ним, представляют основу для классификации перерывами в электроснабжении объяснены в стандарте МЭК 62271 -200. Использование блокировок устройств или только правильных процедур не оказывает никакого влияния на непрерывность поставки энергии. Только запрос на доступ к конкретной части оборудования, при нормальных рабочих условиях, приводит к появлению ограничивающих, более или менее строгих условий относительно непрерывности поставки энергии.
Взаимоблокировки устройств в подстанциях
В распределительной понижающей подстанции, которая включает в себя:
Одну вводную ячейку высокого напряжения или две вводных ячейки (от параллельных фидеров) или две ячейки (вводная/отходящая) для кольцевой схемы.
Ячейка защиты трансформатора, которая может включать в себя комбинированный выключатель нагрузки / разъединитель с высоковольтными предохранителями и заземляющий разъединитель, или автоматический выключатель и разъединитель, вместе с заземляющим разъединителем.
Отсек трансформатора
Блокировки устройств позволяют осуществить доступ и действия с различными ячейками в следующих условиях:
Основные блокировки, встроенные в функциональные блоки
Работа выключателя нагрузки/ вводного разъединителя
С Если дверца ячейки закрыта и связанный с ней заземляющий разъединитель отключен.
Работа линейного разъединителя до АВ трансформатора и защиты. С Если дверца ячейки закрыта, и
С Если АВ цепи отключен, и заземляющий разъединитель(и) отключен
Включение заземляющего разъединителя
С Если связанный входной разъединитель(и) цепи отключен(ы) *
Имеется доступ к доступным отсекам каждой ячейки, если были предусмотрены блокировки. С Если разъединитель линии для отсека отключен, а заземляющий разъединитель(и) для отсека включен(ы).
Закрытие дверцы каждого доступного отсека, если были предусмотрены блокировки. С Если заземляющий разъединитель(и) для отсека включен(ы).
Функциональные взаимоблокировки устройств, включающие в себя несколько функциональных блоков или единиц оборудования.
Доступ к клеммам понижающего трансформатора.
С Если выключатель начального функционального блока разомкнут, а его заземляющий разъединитель замкнут. Учитывая возможность обратного тока со стороны низкого напряжения, необходимо учитывать состояние главного выключателя цепи низкого напряжения.
Практический пример
Schneider Electric - Руководство по электрическим установкам 2005

В подстанции потребителя электроэнергии с измерением потребления на стороне низкого напряжения наиболее часто используется следующая схема блокировок: высокое напряжение/низкое напряжение/трансформатор.

 

* Если заземляющий разъединитель стоит на входной цепи, связанные с ним разъединители находятся на обоих концах цепи и надлежащим образом заблокированы. В такой ситуации, функция блокировки становится блокировкой ключом для нескольких устройств.

Целью блокировки является:
Предотвратить доступ в трансформаторный отсек, если заземляющий разъединитель не был перед этим замкнут.        '
Предотвратить включение заземляющего разъединителя в распределительной и защитной панели трансформатора, если АВ цепи низкого напряжения не был перед этим зафиксирован в позиции «отключен».
Доступ к клеммам высокого или низкого напряжения трансформатора, защищенного со стороны высокого напряжения коммутационной и защитной аппаратурой, содержащей высоковольтный выключатель нагрузки/входной разъединитель, плавкие предохранители, и заземляющий разъединитель, должен выполняться в строгом соответствии с процедурой, которая была описана выше, и проиллюстрирована на схемах на Рис. С20. Примечание: Трансформатор в этом примере снабжен втычными кабельными вводами для высокого напряжения, которые можно удалить, только разблокировав устройство блокировки, общее для вводов всех трех фаз.(1)
Высоковольтный выключатель нагрузки механически связан с высоковольтным заземляющих разъеденителей, так, что только один из выключателей может быть включен, то есть включение одного выключателя автоматически блокирует включение другого.
Процедура отключения и заземления силового трансформатора и снятия высоковольтных защищенных кабельных вводов (или их защитного покрытия)
Начальные условия
Высоковольтный выключатель-разъединитель нагрузки/ и низковольтный автоматический выключатель цепи включены.
Высоковольтный заземляющий разъединитель зафиксирован в отключенном положении ключом «О»
Ключ «О» заблокирован при включенном положении низковольтного выключателе. Шаг 1
Отключите низковольтный АВ и зафиксируйте его в открытом положении ключом «О».
Ключ «О» при этом разблокируется. Шаг 2
Отключите высоковольтный выключатель.
Проверьте, что индикаторы наличия напряжения не горят, когда высоковольтный выключатель отключен.
Шаг 3
Разблокируйте высоковольтный заземляющий разъединитель ключом «О» и включите его.
Ключ «О» при этом блокируется. Шаг 4
Крышка отсека высоковольтных плавких предохранителей теперь может быть удалена (то есть, ключ освобождается при включении высоковольтного заземляющего разъединителя). На этой панели расположен ключ «S», и он удерживается, когда включен высоковольтный выключатель.
Поверните ключ «S», чтобы зафиксировать высоковольтный выключатель в отключенном положении.
Ключ «S » теперь разблокирован. Шаг 5.
Ключ «S» позволяет удалить общее устройство блокировки втычных высоковольтных кабельных вводов на трансформаторе или общую защитную панель над вводами, если она имеется.
В обоих случаях, обнажение одной или более клемм приведет к блокированию ключа «S». Результат вышеописанной процедуры будет следующим:
Высоковольтный выключатель зафиксирован в отключенном положении ключом «S». Ключ «S» запрет в блокировке клемм трансформатора, пока они открыты.
Высоковольтный заземляющий разъединитель находится во включенном положении, но не зафиксирован, то есть его можно включить или отключить. При выполнении работ по техобслуживанию, обычно навешивается дверной замок, чтобы зафиксировать заземляющий разъединитель во включенном положении, ключ от замка находится у инженера, руководящего работами.
Низковольтный АВ фиксируется в отключенном положении ключом «О», который удерживается включенным высоковольтным заземляющим разъединителем. Таким образом, трансформатор надежно отсоединен и заземлен.

Высоковольтные клеммы трансформатора доступны Легенда

Рис : Пример блокировки ВН/НН/ Трансформатор
(1) Или может иметься общее защитное покрытие над тремя клеммами.
Можно отметить, что вводные выключателя нагрузки, расположенные на стороне высшего напряжения, могут оставаться под напряжением во время описанной процедуры, так как эти клеммы расположены в отдельном отсеке коммутационной аппаратуры, куда нет доступа. Любое другое техническое действие с открытыми клеммами в отсеке, где проводятся работы, требует дальнейшего снятия питания с оборудования и блокировок.



 
« Ремонт электрооборудования распредустройств до 10 кВ   Схемы управления и сигнализации воздушных и масляных выключателей »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.