Общие сведения. В промышленных электрических сетях трансформаторные подстанции 10(6) кВ называются цеховыми

В промышленных электрических сетях трансформаторные подстанции 10(6) кВ называются цеховыми. Подстанции могут быть отдельно стоящими, пристроенными, встроенными и внутрицеховыми. Цеховые трансформаторные подстанции предназначены для питания силовых и осветительных электроприемников. В случаях, когда вторичное напряжение трансформатора составляет 0,69 кВ, питание осветительных сетей осуществляется от отдельных трансформаторов.

Число трансформаторов цеховой ТП зависит от требований надежности питания потребителей. Надежность электроснабжения определяется числом независимых источников питания и схемой электроснабжения. По надежности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ электроприемники разделяют на три категории [ПУЭ].

К I категории относят электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объекта связи и телевидения.

Во II категорию входят электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

К III категории относят все остальные электроприемники, не подпадающие под определения I и II категорий. Это главным образом различные вспомогательные механизмы в основных цехах, цеха и участки несерийного производства, а также лаборатории, испытательные станции, административные здании и др.

Питание электроприемников первой категории следует предусматривать от двух- и трехтрансформаторных подстанций. Трехтрансформаторные подстанции рекомендуется применять в случаях, когда возможно равномерное распределение подключаемой нагрузки по секциям РУНН подстанции [2]. Двух- и трехтрансформаторные подстанции рекомендуется также применять для питания электроприемников второй категории надежности электроснабжения. Однотрансформаторные подстанции могут быть применены для питания электроприемников второй категории, если требуемая степень резервирования потребителей обеспечивается линиями низкого напряжения от другого трансформатора и время замены вышедшего из строя трансформатора не превышает сутки. Мощность трансформаторов двух- и трехтрансформаторных подстанций определяется таким образом, чтобы при отключении одного трансформатора было обеспечено питание требующих резервирования электроприемников в послеаварийном режиме с учетом перегрузочной способности трансформатора.

Питание отдельно стоящих объектов общезаводского назначения (компрессорных, насосных станций и т.п.) рекомендуется выполнять от двухтрансформаторных подстанций. Для питания электроприемников третьей категории рекомендуется применять однотрансформаторные подстанции, если перерыв электроснабжения, необходимый для замены поврежденного трансформатора, не превышает сутки. В этом случае следует стремиться к их разукрупнению, что уменьшает необходимый складской резерв по мощности, сокращает протяженность сетей вторичного напряжения, уменьшает потери.

Выбор единичной мощности трансформаторов при значительном числе устанавливаемых цеховых трансформаторных подстанций и рассредоточенной нагрузке следует делать на основании технико-экономического расчета. Определяющими факторами являются затраты на питающую сеть0,4 кВ, потери мощности в питающей сети и в трансформаторах, затраты на строительную часть ТП.

Если нагрузка равномерно распределена по площади цеха, то выбор единичной мощности трансформатора при напряжении питающей сети 0,4 кВ определяется следующим образом:

– при плотности нагрузки до 0,2 (кВ·А)/м² – 1000, 1600 кВ·А;

– при плотности нагрузки 0,2 - 0,5 (кВ·А)/м² – 1600 кВ·А;

– при плотности нагрузки более 0,5 (кВ·А)/м² – 2500, 1600 кВ·А.

При значительном количестве цеховых ТП рекомендуется унифицировать единичные мощности трансформаторов. Трансформаторы цеховых ТП мощностью 400-2500 кВ·А выпускаются со схемами соединения обмоток «звезда-звезда» с допустимым током нулевого вывода,равным 25% номинального тока трансформатора, или со схемой «треугольник-звезда» – 75% номинального тока трансформатора. По условиям надежности действия защиты от однофазных коротких замыканий в сетях напряжением до 1 кВ и возможности подключения несимметричных нагрузок предпочтительным является трансформаторсосхемой соединения обмоток «треугольник-звезда». Выбор исполнения трансформатора по способу охлаждения обмоток (масляный, сухой, заполненный негорючим жидким диэлектриком) зависит от условий окружающей среды, противопожарных требований,объемно-планировочных решений производственного здания.

Распределительное устройство со стороны высокого напряжения подстанции для КТП промышленного типа выполняется обычно в виде высоковольтного шкафа без сборных шин со встроенными в шкаф коммутационными аппаратами или без них (глухой ввод). Высоковольтный шкаф называется устройством высшего напряжения (УВН).

При магистральной схеме питания перед цеховым трансформатором обязательна установка отключающего аппарата. Глухое присоединение цехового трансформатора может применяться при радиальной схеме питания кабельными линиями по схеме блока «линия-трансформатор», за исключением питания от пункта, находящегося в ведении другой эксплуатирующей организации, а также при необходимости установки отключающего аппарата по условиям защиты. В качестве отключающих аппаратов могут применяться разъединители с предохранителями, выключатели нагрузки, выключатели нагрузки с предохранителями. В последнее время появились УВН с вакуумными выключателями.

При магистральной схеме питания применяются схемы, где на входе и выходе магистрали устанавливаются разъединители, выключатели нагрузки или шинные накладки, а в цепи трансформатора – разъединители с предохранителями, выключатели нагрузки с предохранителями или разъединители с вакуумными выключателями (рис. 5.1).

а б в