Монтаж и эксплуатация ТП6-10/0,4 кВ сельскохозяйственного назначения - Конструкции и оборудование ТП

Трансформаторные подстанции выполняются следующих типов: мачтовые (МТП), комплектные наружной установки (КТПН) и закрытые с размещением оборудования в отдельно стоящем помещении.
Оборудование мачтовых ТП устанавливается открыто на А-, П-, АП-образных железобетонных или деревянных опорах. В сравнении с КТП мачтовые ТП менее надежны в эксплуатации и требуют больших затрат труда при их сооружении и ремонте. В настоящее время применение их сокращается.
Комплектные ТП наружной установки представляют собой единую крупноблочную конструкцию со смонтированным на заводе электрооборудованием. Они выполняются в виде металлических киосков или шкафного типа. Вводы 6-10 кВ и отходящие линии 0,4 кВ могут быть в зависимости от типа КТП воздушными или кабельными. Комплектные ТП для электрификации сельского хозяйства изготовляются в основном однотрансформаторными для присоединения к сети 6—10 кВ по радиальной схеме. Комплектные ТП шкафного типа, изготовляемые Минским электротехническим заводом (рис. 1), выпускаются с трансформаторами мощностью от 25 до 250 кВ-А на напряжение б—10/0,4 кВ. Ввод б—10 кВ и отходящие линии 0,4 кВ воздушные. Вводное устройство высокого напряжения, включающее проходные изоляторы, предохранители и разрядники, а также распределительное устройство 0,4 кВ размещены в металлических шкафах. Шкафы монтируются над силовым трансформатором. Трансформатор монтируется на раме, устанавливаемой на фундаменте из железобетонных стоек. Разъединитель устанавливается на концевой опоре ВЛ 6—10 кВ. В КТПН устанавливаются трансформаторы мощностью 100—630 кВ-А, выпускаются эти ТП с одним или двумя трансформаторами. Конструктивно КТПН выполняют в виде металлического киоска с отдельными отсеками
для распределительного устройства 6—10 кВ, распределительного щита 0,4 кВ и трансформатора.
Конструкция проходных КТП, изготовляемых Свердловским электромеханическим заводом (г. Кушва), аналогична. Эти КТП рассчитаны на установку одного или двух трансформаторов мощностью 250, 400, 630 кВ-А, напряжением 10/0,4 кВ. Двухтрансформаторные КТПП предназначены для питания потребителей не ниже второй категории.

Рис. 1. Общий вид КТП-160 Минского электротехнического завода.
1 — трансформатор; 2 — шкаф ВН; 3 — шкаф НН; 4 — разрядники; 6 — ввод ВН; 6 —траверса для крепления изоляторов отходящих ВЛ 0.4 кВ.
Схема проходной ТП предусматривает присоединение к магистральным и кольцевым сетям 10 кВ. На стороне 0,4 кВ двухтрансформаторных ТП шины секционированы, осуществляется АВР секционным автоматом. Для КТПП характерно компактное расположение оборудования 10 кВ (рис. 2). В отделении высокого напряжения смонтированы четыре выключателя
нагрузки (два вводных и два для транзитных линий). Трансформаторы присоединяются через разъединители и предохранители. Присоединение ТП к ВЛ 10 кВ производится через разъединители, которые устанавливаются на концевых опорах. Для потребителей, имеющих временный характер работы, КТПП изготовляются в передвижном варианте (на автоприцепе).

Рис. 2. Комплектные ТПП с двумя трансформаторами Свердловского электромеханического завода.

1 — трансформатор мощностью 630 кВ * А, 10/0,4 кВ; 2 — выключатель нагрузки; 3 — разрядник; 4 — предохранитель типа ПК-10; 5 — разъединитель; 6 — сборные
шины 10 кВ; 7 — сборные шины 0.4 кВ: 8 — рубильник отходящей линии 0.4 кВ; 9 —релейный блок; 10 - блок учета, 11 — автоматический выключатель на вводе  0,4 кВ; 12 — секционный автоматический выключатель; 13 — рубильник-разъединитель 0.4 кВ.

Трансформаторные подстанции внутренней установки (закрытого типа) размещаются в отдельно стоящих капитальных зданиях, сооружаемых из сборного железобетона, кирпича, местных строительных материалов (камень гюша, нумулит и др.). Типовая компоновка ТП предусматривает, как правило, отдельные помещения для силовых трансформаторов, РУ 6—10 кВ, распределительного щита 0,4 кВ.

Такие ТП чаще всего выполняются двухтрансформаторными для присоединения к кабельным или воздушным сетям 6—10 и 0,4 кВ. Разрез ТП с трансформаторами 630 кВ-А приведен на рис. 3. Данная компоновка с расположением камер трансформаторов между РУ высокого напряжения и щитом низкого напряжения, позволяющая выполнить присоединение трансформатора со всех сторон при помощи шин, наиболее надежна в эксплуатации.

Рис. 3. Разрез ТП с двумя трансформаторами мощностью 630 кВ • А в отдельно стоящем капитальном здании.
1 — трансформатор; 2 — РУ 6—10 кВ из камер типа КСО-366: 3 — щит 0.4 кВ из панелей типа ЩО-70; 4 — шинный мост.
Распределительные устройства 6—10 кВ закрытых ТП выполняются крупноблочными, комплектными. Для ТП с трансформаторами до 630 кВ-А применяются, как правило, камеры типа КСО-366, комплектуемые выключателями нагрузки, разъединителями, предохранителями. Габариты камер 1000X1000X2500 мм. Щит низкого напряжения также монтируется из отдельных панелей. На сельских ТП чаще всего применяются распределительные пункты из панелей одностороннего обслуживания типа ЩО-70. Камеры КСО-366 и щиты из панелей Щ0-70 изготовляются на заводах электропромышленности.
Силовые трансформаторы, применяемые на ТП, имеют принципиально одинаковое устройство. Основными частями силового трансформатора являются: магнитопровод, обмотки высшего и низшего напряжений (13Н и НН), бак с расширителем и крышка. Трансформаторы 6—10/0,4 кВ мощностью от 25 до 630 кВ-А (см. табл. П-7), применяемые на ТП, имеют следующие схемы соединений обмоток звезда — звезда с нулем и звезда — зигзаг с нулем. Более предпочтительной по условию работы трансформатора при несимметричных нагрузках в сети 380/220 В является вторая схема соединений. При такой схеме обмотка каждой фазы низшего напряжения состоит из двух частей, расположенных на разных стержнях магнитопровода. Следовательно, при несимметричной нагрузке магнитный поток в магнитопроводе распределяется более равномерно, что делает практически равными токи и напряжения в обмотках всех фаз.
Бак трансформатора является резервуаром для масла и используется также для защиты его активной части (магнитопровод с обмотками). Масло служит для отвода тепла, выделяющегося в обмотках и магнитопроводе трансформатора в окружающую среду. Кроме того, масло изолирует токоведущие части друг от друга, от магнитопровода и бака.
Баки выполняются сварными прямоугольной или овальной формы. Для трансформаторов мощностью свыше 40 кВ-А они оборудуются циркуляционными трубками или ребристыми радиаторами для улучшения охлаждения. На крышке бака размещаются устройства, обеспечивающие нормальную эксплуатацию трансформатора: вводы высшего и низшего напряжений, переключатель для регулирования напряжения, термометр, расширитель или пробка для «дыхания», указатель уровня масла. Переключатель представляет собой коммутационное устройство барабанного или реечного типа, рассчитанное на переключение без нагрузки (при снятом напряжении). Регулирование напряжения в пределах ±5% осуществляется путем переключения ответвлений обмотки высшего напряжения. Расширитель компенсирует изменение объема масла в баке трансформатора при колебаниях температуры. Кроме того, благодаря расширителю уменьшается поверхность изоляционного масла, соприкасающаяся с воздухом, что предохраняет масло от увлажнения и окисления. Для предотвращения увлажнения масла расширитель, кроме того, снабжают воздухоосушителем, заполненным силикагелем, хорошо поглощающим влагу. Трансформаторы мощностью 100 кВ-А и выше оборудуются также термосифонным фильтром, заполняемым силикагелем, осуществляющим непрерывную регенерацию масла.
Выключатели нагрузки позволяют производить оперативные переключения под нагрузкой. Они устанавливаются только в закрытых ТП и КТП. Дуга, возникающая при разрыве электрической цепи, гасится под воздействием газов, выделяющихся с поверхности вкладышей из оргстекла, образующих стенки дугогасительной камеры. Заводы электропромышленности производят автогазовые выключатели нагрузки типов ВН-11, ВН3-16. Изготовляются также выключатели типов ВНПз-16, ВНП3-17 на общей раме с предохранителями типа ПК- Все вновь выпускаемые выключатели нагрузки оборудуются стационарными заземляющими ножами, располагаемыми выше или ниже рабочих. Для управления выключателями применяются приводы типов ПР-17 и ПРА-17, для управления заземляющими ножами — привод типа ПР-10. Выключатели типа BH3-I6 выпускают на напряжение 6—10 кВ и ток 200 или 400 А, а типа ВН-11 — на напряжение 10 кВ и ток 200 А.
Разъединители служат для включения и отключения отдельных элементов электроустановок при отсутствии в них нагрузочных токов. Они создают также видимый разрыв электрической цепи, что позволяет персоналу убедиться в безопасности проведения работ на отключенном участке. Разъединителями разрешается производить операции включения и отключения только при небольших значениях токов нагрузки (х. х. трансформатора, ненагруженная линия и т. д.).
Значение максимального тока, отключаемого разъединителями (в закрытых ТП), не должно превышать 4,5 А при напряжении 6 кВ и 2,5 А при напряжении 10 кВ. Разъединителями на номинальное напряжение 10 кВ, установленными в ТП напряжением 6 кВ, можно отключить токи до 5,5 А.
Для наружной установки применяются: разъединители типа РЛНДА-10 с алюминиевыми ножами, двухколонковые с поворотом ножей в горизонтальной плоскости;
разъединители типов РЛН-6, РЛН-10 с движением ножей в вертикальной плоскости.
Для внутренней установки применяют разъединители типов РВ-6, РВ-10 и с заземляющими ножами типов РВЗ-6, РВЗ-10.
Выбор разъединителей производят по номинальному току и напряжению с последующей проверкой на термическую и динамическую стойкость при сквозных к. з. (см. табл. П-3).
Плавкие предохранители служат для защиты электроустановок от сверхтоков. Предохранители выпускаются на напряжения 6 и 10 кВ для наружной установки типа ПКН и для внутренней установки типа ПК. Предохранитель состоит из патрона с плавкой вставкой и двух контактов, укрепленных на головках опорных изоляторов. Каждый полюс монтируется на отдельной раме. Номинальные токи патронов от 7,5 до 100 А. Номинальные токи плавких вставок от 2 до 100 А в соответствии со шкалой номинальных токов. Наибольшая разрывная мощность 200 MB-А.
Таблица 1

Выбор предохранителей производят по номинальному напряжению и номинальному току плавкой вставки. Для обеспечения избирательности действия защиты предохранители, защищающие силовые трансформаторы на стороне высшего напряжения, выбираются на ток, равный 1,5—2 /„ (большая кратность относится к трансформаторам меньшей мощности). Здесь /„ — номинальный ток трансформатора на стороне 6-10 кВ. Токи же плавких вставок и расцепителей автоматических выключателей на стороне 0,4 кВ выбираются по номинальному току трансформаторов.  В табл. 1 приведены данные для выбора номинальных токов плавких вставок предохранителей типа ПК в зависимости от мощности и высшего напряжения защищаемого трансформатора.
Технические данные проходных и опорных изоляторов и разрядников приведены в приложении (см. табл. П-1; П-2 и П-4).
Автоматические выключатели серии А3100, применяемые на ТП, имеют номинальный ток 50-600 А. В них встраиваются расцепители максимального тока: тепловые, электромагнитные и комбинированные (см. табл. П-6). По заказу автоматы изготовляются с дополнительными расцепителями: независимым и минимального напряжения. В настоящее время промышленность начала производство автоматических выключателей серии А3700 с электромагнитными, тепловыми и полупроводниковыми расцепителями. Для токов 400 А и выше применяются автоматы серий АВМ и Э (электрон) с ручным и электродвигательным приводом. Автоматы этих серий осуществляют максимальную токовую защиту от перегрузок и токов к. з. и имеют независимый или минимальный расцепитель.
Выбор автоматических выключателей производится по номинальному току расцепителей максимального тока. Для независимых расцепителей указывается значение "напряжения.
При заказе автомата необходимо указывать значение номинального тока расцепителя, так как автоматы калибруются на заводе-изготовителе и в процессе монтажа и в эксплуатации значение тока уставки не может быть изменено. Автоматы новой серии А3700 с полупроводниковыми расцепителями допускают регулировку уставки тока в пределах, гарантируемых заводом-изготовителем.
Рубильники и пакетные выключатели предназначены для редких включений электрических цепей вручную при токах, не превышающих номинальные. Рубильники изготовляются следующих типов: Р (с центральной рукояткой), РПБ, РПС (с центральным рычажным приводом для монтажа в распределительных устройствах с односторонним обслуживанием), РБ (с боковой рукояткой для монтажа в шкафах и ящиках), БПВ (в виде блоков рубильник — предохранитель).
Рубильники изготовляются с задним и передним присоединениями проводов. Рубильники с центральной рукояткой могут применяться только в качестве разъединителей, т. е. для разрыва цепи с предварительно отключенной нагрузкой. Применяются рубильники в основном на ток до 600 А.
Пакетные выключатели используются на КТП в качестве переключателей цепей управления (например, наружного освещения) или в качестве вольтметровых переключателей.
Предохранители на напряжение 0,4 кВ выполняются с закрытыми патронами — разборными и неразборными. При срабатывании предохранителя с неразборным патроном производится замена последнего на запасной. В разборном патроне возможна замена сгоревшей плавкой вставки. По способу гашения дуги различаются предохранители с наполнителем, в которых дуга гасится в мелкозернистом кварцевом песке (тип ПН-2), и без наполнителя — с гашением дуги под действием высокого давления газов в патроне (тип ПР-2). В ТП применяются предохранители в основном типа ПН-2 с закрытым разборным фарфоровым патроном, квадратной формы снаружи и круглой внутри, а также типа ПР-2 с закрытым разборным фибровым патроном в форме трубки. Патроны вставляются своими контактными ножами в пружинящие губки контактных стоек, закрепляемых на изоляционных основаниях. Плавкая вставка предохранителей типа ПН-2 изготовляется из полосок медной ленты на ток от 100 до 600 А, а типа ПР-2 — из тонкого листового цинка на ток от 15 до 1000 А (см. табл. П-5).