Схема многоступенчатого регулирования трансформатора под нагрузкой (РПН)

Вольтодобавочные трансформаторы.

Вольтодобавочные трансформаторы наряду, с трансформаторами, регулируемыми под нагрузкой, широко применяют для регулирования напряжения в сетях. Вольтодобавочные трансформаторы имеют одну обмотку, включаемую последовательно с линией, в которой регулируем напряжение. Эта обмотка получает питание от вспомогательного или возбуждающего трансформатора. Первичная обмотка, которая питается от сети или постоянного источника. В зависимости от схемы, соединения обмоток вольтодобавочного трансформатора могут создавать добавочную ЭДС, сдвинутую по фазе относительно основного напряжения или совпадать с ним.

В радиальных распределительных сетях, где требуется только изменение уровня напряжения, применяется продольное регулирование. В замкнутых электрических сетях для перераспределения активных мощностей применяются поперечное регулирование напряжения. В тех случаях, когда требуется как поперечное, так и продольное регулирование напряжения можно получить наиболее экономичный режим работы электросети.

В распределительных сетях целесообразно применять местное и групповое регулирование напряжения с помощью вольтодобавочных трансформаторов. Для этого используются разнообразные конструкции вольтодобавочных трансформаторов. Включая нерегулируемые трансформаторы создающие постоянную надбавку напряжения.

Защитная коммутационная аппаратура.

Провода и кабели выбранные по току нагрузки могут испытывать ненормальные режимы перегрузок и коротких замыканий, поэтому электроприемники и участки сети защищаются плавкими предохранителями, автоматическими выключателями и магнитными пускателями.

1. Плавкие предохранители – применяются в основном для защиты от короткого замыкания. Для предохранителей составлены типовые характеристики. Чем дольше кратность тока, тем меньше время, при котором предохранитель работает не перегорая.

Выбор предохранителей:

1. Расчетный ток по пункту питания.

Iр =Sp/√3*Uн [A]

2. Номинальный ток наибольшего электроприемника в пункте питания.

Pмах

Iном.мах = —————— [A]

√3Uном*cosφ

3. Пусковой ток.

Iпуск = 5 ÷ 10 Iном.мах

4. Ток плавкой вставки.

Iпл.вст = Iпуск/α где – α коэффициент снижения пускового тока

Где α = 2,5 – легкий пуск

α = 1,6 ÷ 2 тяжелый пуск. Причем, чем тяжелее пуск, тем меньше коэффициент.

Селективность обеспечивается путем последовательного возрастания номинального тока плавкой вставки по мере приближения к пункту питания.

Типовые марки автоматических выключателей.

1.А3700 – Эти автоматические выключатели пришли на смену автоматическим выключателям А3100, оснащаются электромагнитными расцепителями, тепловыми и полупроводниковыми расцепителями. Бывают токоограничивающие и селективные.

2.Автоматы типа «электрон» Э устанавливаются для мощных распределительных пунктов и на низкой стороне силовых трансформаторов.Выключатели «электрон» выпускают 2 типов селективного и мгновенного действия, выкатного и стационарного исполнения с ручным и электромагнитным приводом.

3.Автоматы серии АЕ – 1000 предназначены для защиты сетей освещения.

Электрические сети напряжением выше 1000В

Разъединители

Разъединители предназначены для переключения под напряжением и для создания видимого разрыва цепи.

Разъединителями нельзя отключать токи нагрузки, т. к. у них нет дугогасительной камеры.

По исполнению бывают:

· однополюсные;

· трехполюсные.

Различаются с горизонтальным и вертикальным ходом ножей, внутренней и наружной установки. У разъединителей на большое напряжение при расхождении контактов возникают большие механические усилия. Для увеличения механической прочности зачастую выполняют с двумя изоляторами на одном ноже (двухколонковыми).

Управление разъединителями производится в основном ручным приводом, реже электродвигательным или пневматическим.

Разъединителем допускается отключать токи холостого хода трансформаторов, токи заземления нейтралей трансформаторов.

Р – разъединитель

Р – рубящий ход ножа (вертикальный)

О – однополюсной

Н – наружной установки

В – внутренней установки

Л – линейный

Д – двухколонковый

З – с заземляющим ножом

Т – тропического исполнения

У – умеренный климат

У – усиленный

1,2 - количество заземляющих ножей

Пример:

РВ – 6/400 УЗ – разъединитель с горизонтальным ходом ножа, трехполюсной, внутренней установки, нелинейный, одноколонковый, умеренный климат, один заземляющий нож.

Короткозамыкатели и отделители.

Применяются на подстанциях без выключателей на высокой стороне трансформатора.

1. Короткозамыкатель (К.З.)– аппарат для созданияискусственного короткого замыкания в тех случаях, когда при повреждении в трансформаторе ток может оказаться недостаточным для срабатывания релейной защиты головного выключателя. Бывают однополюсные (однофазное к.з. на землю) и двухполюсные (двухфазное к.з. на землю). Имеют только наружное исполнение. Включаются автоматически, отключаются вручную.

Марки:

К.З –35

К.З –110

К.З –220

К.Э – 110 – с закрытой контактной системой заполненной элегазом (шестифтористая сера).

1. Отделители (О.Д.) – это двух колонковый разъединитель, управляется общим приводом на напряжение до 110 кВ. При напряжении выше выполняется в виде 3 отдельных полюсов с самостоятельными приводами. Отключаются автоматически в безтоковую паузу, включаются вручную.

Марки:

О. Д –35, 110, 220

О. Э – 110 кВ

Воздушные линии (линии электропередач ЛЭП)

1. Медные провода

Марки:

М – многожильные

МК – одножильный круглого сечения

МФ – одножильный фасонного сечения

Медь имеет хорошую проводимость и высокую прочность, сопротивление на разрыв δ = 400МПа. Применяются редко из-за дороговизны и дефицита материала.

2. Алюминий

Марки:

А – из скрученных алюминиевых проволок.

АКП – межпроволочное пространство заполнено нейтральной смазкой повышенной нагревостойкости. Хорошая проводимость, но пониженное сопротивление на разрыв. Применяют при небольших расстояниях между опорами.

Стальные провода

Марки:

ПС – из скрученных стальных оцинкованных проволок. Имеют очень высокую прочность, но плохую проводимость, поэтому применяют для коротких линий напряжением до 10кВт.

4. Сталеалюминевые провода – прочность обеспечивается за счет стального сердечника, а проводящая алюминиевая оболочка. Применяются при больших пролетах между опорами.

Марки:

АС, АСКП.

Явление короны– возникает в тех случаях, когда напряженность электрического поля вокруг провода больше электрической прочности воздуха и воздух начинает проводить. Для уменьшения потерь на корону сечение провода выбирается минимально допустимым, а напряженность электрического поля не должна превышать Емах 25кВ/см. При напряжении 330кВ и выше провод расщепляют в фазе.

Опоры.

Предназначены для крепления и поддержания проводов. Выполняются из дерева, металла и железобетона, на напряжение 330кВ и выше только металлические.

По назначению опоры бывают:

1. Промежуточные составляют 80% от всех опор и устанавливаются на прямых участках трассы;

2. Анкерные опоры устанавливаются через определенное число промежуточных опор. Имеют жесткое крепление и рассчитаны на аварийный обрыв провода;

3. Угловые и перекрестные опоры, предназначены для изменения направления линии;

4.Концевые опоры устанавливаются в начале и в конце линии.

Силовые кабели.

Силовые кабели применяются там, где нет возможности использовать воздушные линии. Имеют ряд преимуществ: высокая надежность, защищенность от внешних воздействий, но применяются реже, чем ЛЭП из - за высокой стоимости.

Конструктивное исполнение кабелей:

Токопроводящей частью является жила, которая выполняется из меди или алюминия имеет круглое и сегментарное сечение. Изоляция жил осуществляется кабельной бумагой с пропитками, поливенилхлоридом, полиэтиленом, резиной.

Оболочка– препятствует проникновению влаги, может быть свинцовая, алюминиевая, поливинилхлоридная, полиэтиленовая и резиновая.

Бронепокров – защищает от механических повреждений, выполняется плоскими стальными лентами, круглой стальной проволокой или плоской стальной поволокой. Для кабелей, которые проложены в земле или в сырых помещениях поверх брони накладывается бронепокров, состоящий из кабельной пряжи, пропитанной битумом, или кабель может заключаться в специальный шланг, выполненный из поливенилхлорида или полиэтилена.

Жилы	Медные Алюминиевые
Изоляция жил	Бумажная, В, П, Р
Оболочка	С, А, Р, В, П
Подушка	Норм, Л, 2Л
Броня	Б, К, П
Наружный покров	Джут, Шв, Шп

Cu – медные, то буква не ставится

Al – алюминиевые, ставится А

Бумажная – не обозначается

В – поливенилхлорид, П – полиэтилен, Р – резина

С – свинцовая

Норм – 5 слоев кабельной бумаги с пропиткой – не обозначается, Л – усиленная, 2Л – особо усиленная

Б – 2 стальные ленты, К – бронепокров круглой проволокой,

П – плоская проволока, Джут – кабельная пряжа с пропиткой

Шв – шланг из поливенилхлорида, Шп – шланг из полиэтилена
Н – повышенной нагревостойкости

Г – без брони, голый

Ц – с нестекающей пропиткой

АСБ – алюминиевые жилы, изоляция бумажная, оболочка свинцовая, броня 2 стальные ленты.

ААШв – алюминиевые жилы, изоляция бумажная, алюминиевая оболочка, нормальная подушка, наружный покров шланг из поливинилхлорида.

Шины.

По сечению различаются:

- круглого

- прямоугольного

- коробчатого

В открытых распределительных устройствах (ОРУ) используют шины круглого сечения, которые выполняются из алюминиевых или сталеалюминия. В ЗРУ (закрытых распределительных устройствах), чаще всего используют шины прямоугольного сечения, до 35кВ ориентируют на применение алюминия по одной, две или три полосы в одном пакете на 1 фазу, на токи от 3 тыс. ампер и выше используют шины коробчатого сечения.

Фазы шин выкрашивают:

А – желтый

В - зеленый

С – красный

Шины крепятся на опорных изоляторах и имеют скользящее крепление, чтобы усилие возникающее при изменении температуры не передавались на аппараты.

Шины имеют строительную длину, если этой длины не хватит, то они соединяются между собой гибкими перемычками.

Изоляторы.

Различают следующих видов:

Ø Опорные.

Ø Проходные.

Ø Подвесные.

Ø Маслонаполненные линейные вводы.

Требования к изоляторам:

1.электрические требования – номинальное напряжение, разрядное напряжение,

выдерживать напряжение промышленной частоты в сухом помещении и под дождем.

2.механические свойства – минимальная разрушающая нагрузка, приложенная к головке

изолятора.

Опорные изоляторы – предназначены для изоляции и крепления шин, токоведущих частей различных аппаратов, а также для крепления проводов в воздушных линиях на опорах.

· Опорно-стержневые (ИОС).

· Изолятор опорно-штыревой (ИОШ).

Изоляторы подвесные тарельчатого типа – служат для поддержания ЛЭП. Количество изоляторов в гирлянде зависит от напряжения линии. Гирлянды могут натяжные и подвесные.

В последнее время чаще применяются стеклянные изоляторы тарельчатого типа, т. к. при выходе из строя тарелка рассыпается и визуально можно определить, где необходимо произвести замену.

Проходные изоляторы – предназначены для проведения проводника сквозь заземленные кожухи оборудования, стены и перекрытия зданий. Крепится изолятор при помощи фланца. На напряжение до 35кВ внутри установки имеют полое тело с небольшими ребрами.

Маслонаполненные линейные вводы –предназначены для вывода токоведущих частей из баков высоковольтных аппаратов. Внутри полые заполнены трансформаторным маслом.

Используются для установки встроенных трансформаторов тока, через которые запитывается релейная зашита и измерительные приборы.

Силовые трансформаторы.

Предназначены для преобразования электрической энергии с одного напряжения на другое. Бывают повышающие и понижающие, однофазные и трехфазные. Трехфазный используют чаше, т. к. потери у них на 12 – 15% меньше, а расход активных материалов и стоимость на 20 – 25% меньше, чем у группы однофазных трансформаторов той же суммарной мощности. Однофазные трансформаторы применяют, если нельзя подобрать трехфазный трансформатор необходимой мощности или затруднена транспортировка.