На электрических подстанциях 35—220 кВ и выше для электропитания вспомогательных механизмов, агрегатов и Других потребителей собственных нужд (с. н.) применяются довольно развитые схемы электрических соединений.
Основными потребителями собственных нужд трансформаторных подстанций являются:
• оперативные цепи переменного и выпрямленного тока,
• система охлаждения трансформаторов (автотрансформаторов),
• устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН),
• система охлаждения и смазки подшипников синхронных компенсаторов (СК),
• зарядные и подзарядные агрегаты аккумуляторных батарей,
• освещение (аварийное, внутреннее, наружное, охранное),
• устройства связи и телемеханики,
• насосные установки (пожаротушения, хозяйственные, технического водоснабжения),
• компрессорные установки и их автоматика для воздушных выключателей и других целей,
• устройства электроподогрева помещений аккумуляторных батарей, выключателей, разъединителей и их приводов, ресиверов, КРУН, различных шкафов наружной установки,
• бойлерная, дистилляторы, вентиляция и др.
Нарушение электропитания таких потребителей собственных нужд трансформаторных подстанций , как охлаждение трансформаторов и синхронных компенсаторов (СК), масляные насосы, смазка подшипников СК, устройства связи и телемеханики, пожарные насосы, может вызвать нарушение нормальной работы подстанции.
Поэтому при выборе схем электрических соединений собственных нужд подстанций предусматриваются меры, повышающие их надежность: установка на подстанции не менее двух трансформаторов собственных нужд (обычно не больше 560 или 630 кВА) , секционирование шин собственных нужд . П рименение автоматического ввода резерва (АВР) на секционном выключателе, резервирование со стороны высшего напряжения (с. н.) и др.
На рис. 1. показаны схемы собственных нужд подстанций, применяемые в зависимости от вида оперативного тока. При переменном и выпрямленном токе рекомендуется схема (рис. 1, а), согласно которой предусматривается непосредственное подключение трансформаторов собственных нужд к обмоткам низшего напряжения главных трансформаторов (автотрансформаторов).
Рис. 1. Схемы присоединения собственных нужд при наличии на подстанциях: а — переменного и выпрямленного оперативного тока, б — постоянного оперативного тока
Такое подключение обеспечивает питание сети оперативного тока и производство операций выключателями при отключении шин 6—10 кВ. При постоянном оперативном токе наибольшее распространение имеет схема, показанная на рис. 2.3,б, когда трансформаторы с. н. непосредственно подключаются к шинам 6— 10 кВ.
Обычно на подстанциях устанавливают один-два рабочих трансформатора собственных нужд , но при наличии особо ответственных потребителей может предусматриваться резервный трансформатор собственных нужд. Так, например, на рис. 2. показана схема для подстанции 220 кВ с тремя трансформаторами собственных нужд , из которых один является резервным, имеющим независимое питание от соседней подстанции.
Более сложные схемы применяются, например, на подстанциях 500 кВ и им подобных. Это вызывается тем, что часто на ОРУ во вспомогательных зданиях наряду с устройствами возбуждения СК, щитами релейной защиты и управления СК, AT, присоединений 220 и 500 кВ размещаются также и щиты с. н., с которых ведется управление присоединениями 0,4 кВ, обслуживающими эти объекты.
Читайте также: Процессоры 1985 тип частота шина данных адресное пространство
Рис. 2. Упрощенная схема собственных нужд подстанции 220 кВ
На рис. 3 показана упрощенная схема собственных нужд одной подстанции 500 кВ. На ней имеется несколько щитов собственных нужд : ОРУ 220 кВ, ОРУ 500 кВ, ГЩУ, насосной, трансформаторно-масляного хозяйства (ТМХ). Все эти щиты связаны перемычками и взаимно резервируют друг друга. Два трансформатора с. н. подключены к своим автотрансформаторам, а третий (резервный) к находящемуся вблизи трансформаторному пункту (ТП) кабельной городской сети.
На рис. 3 межсекционные связи и перемычки (осуществляемые с помощью выключателей и автоматических выключателей), предназначенные для автоматического ввода резерва при исчезновении напряжения, оснащаются соответствующими устройствами автоматики на стороне 6 — 10 кВ и автоматическими выключателями на стороне 0,4 кВ. На этих же рисунках стрелками условно показаны присоединения с. н. 0,4 кВ.
Рис. 3. Упрощенная схема собственных нужд подстанции 500 кВ
В настоящее время эти автоматические выключатели, как правило, также применяются и на отходящих от щитов с. н. линейных присоединениях. На некоторых из них, служащих дл я автоматического включения и отключения подогревательных устройств (в КРУН и других местах) в зависимости от температуры наружного воздуха, устанавливаются температурные датчики и магнитные пускатели.
В ряде случаев на малоответственных присоединениях собственных нужд (мастерские, маслоочистительные установки) вместо автоматических выключателей устанавливаются предохранители и рубильники.
Для повышения надежности и равномерной загрузки трансформаторов собственных нужд электроприемники, обеспечивающие нормальную работу основного электрооборудования подстанции (охлаждение трансформаторов и СК, подогрев баков выключателей, компрессора и др.), питаются от двух секций шин.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Видео:Лапидус А.А. Схемы подстанцийСкачать
ТСН: собственные нужды — особые требования
Статья посвящена особой группе трансформаторов, которые обеспечивают надежность работы подстанций — трансформаторам собственных нужд (ТСН). На основе подробного анализа условий функционирования трансформаторов собственных нужд представлены особенности их характеристик, а также выбор параметров и конструктивных схем ТСН.
Видео:Модель подстанцииСкачать
Назначение трансформаторов собственных нужд
Использование электроэнергии предполагает ее транспортировку, трансформацию и распределение. Последние «процедуры» осуществляются на трансформаторных или распределительных подстанциях (ТРП, РП). Подстанции (ПС) — это комплекс устройств, которые обеспечивают надежность электроснабжения потребителей. Практически все эти устройства работают от электричества. Поэтому каждая ПС имеет свое электрохозяйство, и основным элементом его являются трансформаторы собственных нужд (ТСН).
Состав нагрузок собственных нужд ПС 2 зависит от класса напряжения и мощности основных трансформаторов. Для ПС класса напряжения до 220 кВ к ТСН может подключаться форсированная система охлаждения силовых трансформаторов. Трансформаторы собственных нужд должны обеспечить функционирование систем РЗиА, пожаротушения. От них запитываются обогревающие устройства шкафов и ячеек, зарядные устройства аварийного и штатного освещения. Полный перечень приёмников собственных нужд и их характеристики по ответственности и длительности включения приведены в таблице на рис. 1. Самыми значимыми, наиболее ответственными приемниками СН являются системы управления, автоматические приборы, охранное оборудование, сигнализация, релейная защита, телемеханика. Классификация приёмников собственных нужд приведена на рис. 1а. Мощности приёмников СН приведены в таблицах на рис. 1б-1ж.
Читайте также: Шины кордиант в питере
Насосы пожаротушения имеют мощность 2 кВт, количество их может составлять от 100 до 250 штук. Мощность отопления насосной станции пожаротушения — 20 кВт. Мощность, потребляемая на освещение может составлять 2,2 кВт. На отопление закрытых РУ при наружной температуре минус 20-40 градусов Цельсия расходуется до 100 кВт, на устройство связи — до 6 кВт, на аварийную сигнализацию до 0,2 кВт.
Как видно из перечня оборудования, снабжаемого электричеством от ТСН, значимость надежности этих трансформаторов крайне высока. Поэтому и расчет мощности, и параметры, и конструктивные особенности ТСН требуют от производителей трансформаторов самого ответственного отношения выпуску данного вида трансформаторного оборудования.
Рис. 1. Характеристики приёмников собственных нужд (СН) 
Рис. 1а. Классификация приемников собственных нужд по ответственности и по длительности отключения 
Рис. 1б. Количество и мощность устройств охлаждения силовых трансформаторов 110 кВ (штук*кВт) 
Рис. 1в. Количество и мощность устройств охлаждения силовых трансформаторов 220-500 кВ (штук*кВт) 
Рис. 1г. Количество и мощность устройств охлаждения силовых трансформаторов 220-500 кВ (штук*кВт) 
Рис. 1д. Устройства подогрева выключателей и приводов 
Рис. 1е. Устройства подогрева шкафов 
Рис. 1ж. Компрессорное оборудование
Видео:2-КТП Комплектная трансформаторная подстанцияСкачать
Особенности эксплуатации ТСН
Схема присоединения трансформатора собственных нужд (рис. 2) определяется типом оперативного тока (рис. 3 и рис. 4). На рис. 3 ТСН подключен через предохранители к вводам низкого напряжения силового трансформатора до высоковольтных выключателей. На рис. 4 приведена схема включения ТСН при постоянном оперативном токе.
Рис. 2. Трансформаторы собственных нужд (сухие), готовые к отправке 
Рис. 3. Схема подключения ТСН на ПС с переменным оперативным током 
Рис. 4strong>. Схема подключения ТСН на ПС с постоянным оперативным током
—В связи с необходимостью обеспечить максимально высокую надежность работы ПС, при эксплуатации трансформаторов собственных нужд, во-первых: они запитываются от разных секций (если их два); во-вторых: никаких приемников, кроме собственных нужд к ТСН не может быть подключено; в-третьих: ТСН должны работать независимо от АВР. Также для большей надежности работы ПС ТСН подключается с применением нейтрали (заземленной или изолированной). В линию нейтрали устанавливается катушка индуктивности, которая необходима для компенсации емкостного тока при фазном замыкании на землю.
Читайте также: Шланг урал системы накачки шин короткий l 162мм
Видео:✅Условные графические обозначения силового оборудования станций и подстанцийСкачать
Особенности выбора количества мощности ТСН
Трансформаторные подстанции 35-750 кВ являются двухтрансформаторными, и для обеспечения высокой надежности электроснабжения должны иметь два ТСН. Мощности потребителей собственных нужд ПС различных мощностей с различными силовыми трансформаторами были приведены выше.
Ориентировочно, нагрузку ТСН можно рассчитать по формуле:
- Активная и реактивные мощности СН Руст и Qуст известны
- kc — коэффициент одновременности нагрузки (равен 0,8)
При этом коэффициент загрузки должен быть менее 0,7, чтобы можно было подключать дополнительных потребителей. Также необходимо учитывать время года. Поэтому расчетная нагрузка принимается по зимнему времени года. Также необходимо учитывать перегрузку ТСН в аварийном режиме. Коэффициент перегрузки равен 1,4. Мощность трансформатора собственных нужд должна перекрывать всех потребителей СН. Но, как правило, она не может превышать 630 кВА.
Видео:Устройство подстанцийСкачать
Конструктивные особенности ТСН
Для электропитания СН в КРУ применяются сухие трансформаторы. Это обеспечивает более простое обслуживание. В случае КРУН выбирают масляные трансформаторы, так как в случае категории размещения 1 ГОСТ запрещает использовать сухие трансформаторы. ТСН, как правило, имеют небольшие мощности. Но при мощности ТСН более 63 кВА, он размещается вне ячейки КРУ.
Особое значение для трансформаторов собственных нужд имеет схема соединения обмоток. Подробно этот вопрос рассматривается в статьях [4, 5]. На конкретных расчетах показано, что схема соединения обмоток Y/Yн-0 совершенно не обеспечивает защиту трансформатора. Кроме того, при однофазном коротком замыкании фазные напряжения в неповрежденных фазах могут повышаться в 1,5-1,6 раза, что неизбежно приведет к выходу из строя аппаратуры потребителей из-за перенапряжения.
Видео:Электрические подстанции #2 - Виды главных схем распределительных устройствСкачать
Заключение
Особая ответственность ТСН в гарантировании надежного электроснабжения определяет и особые требования к ним при их проектировании, и также необходимость высокого качества их изготовления. При этом, по мнению авторов статей [4, 5], необходима корректировка основных нормативных документов по проектированию подстанций. С учетом современного тренда цифровизации, конструкция ТСН безусловно требует коренной инновационной переработки. ТСН должен стать «умным» трансформатором.
Автор статьи выражает искреннюю благодарность ГК «Трансформер» за предоставленные материалы (технические и другие данные).
Видео:ЭСиПСТ Лекция 6 - Собственные нуждыСкачать
Список литературы
- Герасименко А. А., Федин В. Т. «Передача и распределение электрической энергии». — Красноярск. — Издательские проекты. — 2006. — 720 с.
- «ТСН (трансформатор собственных нужд ка средств жизнеобеспечения электроустановки». [Электронный ресурс]. Дата обращения 28.01.2021).
- «Приемники собственных нужд ПС». [Электронный ресурс]. Дата обращения 28.01.2021.
- Фишман В. С., Федоровская А. И. «Силовые трансформаторы 6(10)/0,4 кВ. Особенности применения различных схем соединения обмоток» [Электронный ресурс]. Дата обращения 28.01.2021.
- Фишман В. С. «Система питания собственных нужд подстанций 110-220 кВ. Ошибочные и нерациональные решения, дискуссионные вопросы». [Электронный ресурс]. Дата обращения 28.01.2021.
Автор: кандидат технических наук, независимый эксперт Юрий Михайлович Савинцев
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
🎦 Видео
✅Для чего служат трансформаторы напряжения на подстанциях и электростанцияхСкачать
ЭСиПСТ Лекция 8 - Структурные схемы электрических станцийСкачать
Трансформаторы напряженияСкачать
Для чего предназначен щит собственных нужд на подстанции?Скачать
Для чего нужен ЗОН-110кВ на трансформаторах на подстанции?Скачать
Комплектная трансформаторная подстанция блочная, КТПБ(М)-СЭЩ 110 кВ Электрощит-СамараСкачать
ЭСиПСТ Лекция 4 - Схемы распределительных устройствСкачать
Однолинейная схема электроснабжения предприятия. Часть 2.Скачать
Как читать электрические схемы. Урок №6Скачать
Основное электрооборудование станций и подстанций: трансформаторы, ЛЭП, шинопроводы, SMART GRIDСкачать
ТСН взглянем на схему..Скачать
