Комплектные трансформаторные подстанции внутренней установки 10/0,4 кВ

Подстанции трансформаторные комплектные мощностью 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600 и 2500 кВА, предназначены для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 и 60 Гц на объектах энергетики, нефтяной и газовой промышленности и других объектах с глухозаземленной или изолированной нейтралью на стороне низкого напряжения.

КТП изготавливаются в соответствии с техническими требованиями ГОСТ 14695-80, ГОСТ Р 51321.1‑2000 и БКЖИ.670230.001ТУ.

Возможно размещение КТП в блок-боксах холодного или утепленного (металлический сварной каркас, обшитый сэндвич-панелями) исполнения одно- и многомодульной конструкции (КТП наружной установки) производства ЗАО «ЧЭАЗ», пример планировки показан на рис. 13 и рис. 14 Приложения 4. Конструктивные и схемные решения КТП наружной установки аналогичны описанным в данной информации. Более подробная информация приведена в технической информации «Подстанции трансформаторные комплектные мощностью от 25 до 2500 кВА на напряжение 6-10 кВ наружной установки».

Описание КТП

Состав КТП

Однотрансформаторная КТП состоит из вводного устройства со стороны высокого напряжения, силового трансформатора, кожухов для защиты выводов силового трансформатора, распределительного устройства со стороны низкого напряжения.

Двухтрансформаторная КТП имеет два вводных устройства со стороны высокого напряжения, два силовых трансформатора с защитными кожухами и распределительное устройство со стороны низкого напряжения. Кроме того, подстанция может иметь до двух вводов от дизельной электростанции.

При работе двухтрансформаторных КТП предусмотрено автоматическое включения резерва и возвращение в нормальный режим работы. Если КТП оборудована дополнительным вводом от дизельной электростанции (ДЭС), при исчезновении напряжения на обоих вводах включается данный ввод. Отключение ввода от ДЭС происходит при появлении напряжения на одном из основных вводов.

В КТП применяются трехфазные двухобмоточные силовые трансформаторы (ТСЗ, ТМЗ, ТМГ, ТМФ, Trihal, GDNN, Resibloc, Tesar, Trafomec и др.), устройство и работа которых приведена в техническом описании и инструкции по эксплуатации на конкретный тип трансформатора.


Распределительное устройство низкого напряжения (РУНН) предназначено для приема и распределения электроэнергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 660/380/220 В, в сетях с глухозаземленной нейтралью, а так же для управления электрооборудованием и защиты его от коротких замыканий и перегрузок.

Описание РУНН

РУНН-Устройства комплектные низковольтные установки для распределительных устройств представляют собой шкафы различной комплектации и габаритов.
РУНН изготавливается в металлических корпусах с применением стационарных или выкатных автоматических выключателей, стационарных разъединителей с предохранителями. Возможно изготовление РУНН с вводными и секционными выключателями нагрузки и микропроцессорными блоками защиты.

В вводных шкафах РУНН устанавливаются вольтметр для измерения линейного напряжения и амперметры для измерения токов в каждой фазе. Также устанавливаются трехфазные электронные счетчики учета активной, реактивной энергии.

В РУНН на отходящих линиях устанавливаются трансформаторы тока для подключения амперметров.

На стороне низкого напряжения применяется схема с одной системой сборных шин, секционированная с помощью секционного выключателя. Секции работают раздельно, а секционный выключатель нормально отключен.

Варианты схемной реализации АВР предусматривают исполнение на базе аппаратных решений «Moeller Group» c использованием управляющих реле типа EASY или на базе многофункционального микропроцессорного блока релейной защиты и автоматики БМРЗ-04 производства НТЦ «Механотроника».

Основные достоинства НКУ:

 - Гибкость конструкции, позволяющая формировать щиты любого размера и конфигурации;
 - Разнообразие конструктивных решений и применения аппаратов в стационарном и/или выкатном (втычном, выдвижном) исполнении с различными вариантами внутреннего секционирования;
 - Высокая механическая прочность каркаса, который выдерживает динамические нагрузки при токах до 220 кА;
 - Компактное расположение коммутационных аппаратов, что позволяет формировать щиты с минимальными размерами;
 - Высокая надёжность электроснабжения и безопасность обслуживания потребителей за счёт применения современных коммутационных аппаратов.

Преимущества щитов с выдвижными блоками

1. Возможность подключения щитов напрямую к силовым трансформаторам класса 10/0,4 кВ мощностью до 2500 кВА.

2. В щитах реализованы функции управления и распределения электроэнергии в одном конструктиве, т.е. схема выдвижного блока может быть различной: для распределения электроэнергии используются автоматические выключатели, для управления нагрузками – пускорегулирующая аппаратура (контакторы, устройства плавного пуска, частотные преобразователи). В блоках реализуется любая схема управления, необходимо лишь учитывать максимальные габариты блоков выдвижного исполнения.

3. Щиты с выдвижными блоками используются в условиях, когда не допустим длительный останов технологического процесса. Щиты с выдвижными блоками позволяют заменить рабочий блок на резервный за минимальное количество времени. При выводе в ремонт блока, кабельной линии или потребителя, не требуется:
 - отключение секции,
 - демонтаж аппаратов,
 - демонтаж силовых цепей и цепей управления.

4. Блоки управления имеют тестовое положение, при котором тестируется работоспособность блока без включения нагрузки.

5. Экономическая целесообразность применения щитов с выдвижными блоками может выражаться в следующем:

5.1. Сокращение площадей электротехнических помещений. Компактное расположение блоков в шкафах выдвижного конструктива позволяет уменьшить габариты щитов по сравнению c размерами НКУ на стационарных блоках. Особенно это свойство становится явным, когда щиты управления состоят из большого количества блоков управления небольшой мощности. Сокращению площадей также способствует совмещение в одном щите функций распределения электроэнергии и управления нагрузками.

5.2. Минимальный ущерб или убыток от останова технологического процесса.

5.3. Отсутствие необходимости в кабельных линиях между КТП и щитом управления, если распределение электроэнергии и управление нагрузками реализовано в одном конструктиве (щите) с непосредственным подключением к трансформаторам.

5.4. Безопасность в обслуживании щитов с выдвижными блоками. Все токоведущие части недоступны для случайного прикосновения.

Комплектация

РУНН комплектуются силовыми аппаратами - автоматическими выключателями серий ВА (ОАО «Контактор», ОАО «ДЗНВА»), «Электрон» (ОАО «Контактор») выключатели серий Compact NS, Masterpact NT и NW фирмы «Schneider Electric» и Sace Emax, Tmax и X1 фирмы «ABB»., автоматические выключатели компании MOELLER и др.. Автоматические выключатели компании MOELLER типа IZM1 применяются в качестве вводных и секционных коммутационных аппаратов, автоматы типа NZM1, NZM2, NZM3 производства «Moeller Group», в качестве аппаратов присоединения. Все применяемые автоматические выключатели - имеют стационарный, втычной и выдвижной варианты исполнения. Автоматические выключатели выдвижного и втычного типа обеспечивают их быструю замену и регулировку без обесточивания секции или шкафа Тип выключателя определяется заказом (опросным листом).

Конструкция

Конструкция РУНН состоит из модульных элементов и позволяет монтировать шкафы любой конфигурации со стационарными или выдвижными блоками.

Шкафы имеют одностороннее или двухстороннее обслуживание, при этом доступ к органам оперативного управления осуществляется с фронтальной стороны.

Ошиновка ввода и сборная шина РУНН выполняются на ток, равный номинальному току силового трансформатора с коэффициентом 1,3 в соответствии с ГОСТ 14695-80.


Шкафы РУНН различного назначения разделяются на типовые схемные решения:

Основные:

Шкаф вводной - предназначен для подключения силовых вводов и передачи электроэнергии на секции и отходящие линии. Укомплектован устройствами контроля и измерения. По умолчанию РУНН комплектуется аналоговыми приборами вольтметром и амперметрами, по запросу возможно комплектование микропроцессорным мультиметром (V, A, F, S, P, Q, cosф, гармоники) с возможностью передачи данных по цифровому каналу. В шкафу может быть собрана схема АВР с самовозвратом или без самовозврата в исходное положение.

Шкаф секционный - обеспечивает секционирование сборных шин. В шкафу может быть собрана схема АВР – с самовозвратом или без самовозврата в исходное положение.

Шкаф отходящих линий - предназначен для подключения и защиты отходящих линий, используется, как правило, с кабельными шкафами. Также предназначен для питания потребителей, оборудования автоматики, ввода электроэнергии от независимых источников, распределения электроэнергии. По умолчанию РУНН комплектуется аналоговыми вольтметрами и амперметрами, по запросу возможно комплектование микропроцессорным мультиметром (V, A, F, S, P, Q, cosф, гармоники) с возможностью передачи данных по цифровому каналу.

Вспомогательные (различных нужд):

Кабельный шкаф;

Распределительное устройство низкого напряжения (РУНН) представляет собой набор шкафов ШНВ – шкаф низковольтный вводной, ШНЛ – шкаф низковольтный отходящих линий, ШНС – шкаф низковольтный секционный.

Оперативное обслуживание КТП осуществляется с фасадной стороны, а доступ к ошиновке, к кабельным присоединениям – с задней стороны. В КТП предусматривается возможность замены силового трансформатора без демонтажа РУНН. В конструкции КТП предусмотрены металлические перегородки между отсекам выключателей и между шкафами в зоне установки выключателей. Учет электроэнергии осуществляется счетчиком активной и реактивной энергии.

Подвод питающих и контрольных кабелей предусматривается сверху или снизу. Подсоединения выключателей отходящих линий к сборным шинам выполняется изолированными проводами ПВ3 ГОСТ 6323-79 и медными шинами марки ШМТ ГОСТ434-78 соответствующих сечений

Электрические защиты и сигнализация в КТП

В КТП предусмотрены следующие защиты:

 - защита от перегрузки и максимально-токовая защита с выдержкой времени;  - от однофазных коротких замыканий;
 - от междуфазных коротких замыканий;
 - от коротких замыканий в обмотках и на выводах трансформаторов высоковольтными предохранителями;
 - цепей управления и цепей сигнализации автоматическими выключателями.

В КТП имеется сигнализация:

- автоматического ввода резерва (АВР);
- состояния вводных и секционного выключателей РУНН;
- состояния отходящих выключателей РУНН (по заказу);
- аварийного отключение вводных и секционного выключателей РУНН;
- перегрева обмоток силовых трансформаторов;
- аварийного отключения вводного выключателя.

АВР

Автоматический ввод резерва. Переключение источников питания происходит автоматически по заданному алгоритму.

Два ввода на общую систему шин

В данной схеме присутствуют два ввода: 1 основной и резервный. Оба ввода подключены к одной секции, к которой подключена и нагрузка. В нормальном режиме подразумевается работа только основного ввода, а в случае неисправности основного ввода схема управления АВР отключает основной ввод и далее питание осуществляется от резервного ввода.

Два рабочих ввода с секционированием

Данная схема предполагает питание от двух вводов, каждый из которых подключен к отдельной секции. Соединение двух секций осуществляется с помощью секционного выключателя. В случае пропажи питания на одном из вводов схема управления АВР подаёт сигнал на его включение и, тем самым, осуществляется подключение секции «потерявшей» питание к секции рабочего ввода.

Два рабочих ввода с секционированием + ввод от ДЭС

В этой схеме питание осуществляется так же, как и в схеме «два рабочих ввода с секционированием». Главным отличием схемы является присутствие третьего ввода от ДЭС. В случае пропажи питания на обоих вводах включается в работу ДЭС и схема управления АВР дает команду на включение выключателя соответствующего ввода.

Реализация схемы АВР

Схема АВР может быть реализована на базе электромеханических реле (рис. 1), так и с использованием микропроцессорной аппаратуры: БЭМП (ЗАО «ЧЭАЗ», рис. 2, 3), БМРЗ и БМПА (ООО «НТЦ Механотроника», рис. 4, 5), контроллера S7 200 (Siemens) c набором периферийного оборудования (рис. 6).

КТП со схемой АВР имеют следующие исполнения по характеристикам принципиальной схемы:

1) По напряжению питания цепи управления:

 - питание цепи управления 220 В переменного тока по схеме фаза-нуль от одного из работающих вводов;
 - 220 В постоянного тока от внешнего ЩПТ;
 - 220 В переменного тока от встроенного источника бесперебойного питания;
 - смешанное.

2) По выдержке времени при АВР:

 - при исчезновении напряжения;
 - при исчезновении напряжения и при восстановлении напряжения;
 - с перерывом питания;
 - без перерыва питания;
 - многорежимное АВР.

3) По виду управления:

 - ручное;
 - автоматическое;
 - смешанное.

4) По объему мониторинга характеристик напряжений и токов:

 - мониторинг характеристик секций;
 - мониторинг характеристик секций и отходящих линий.

5) По виду дистанционного управления исполнительными устройствами:

 - управление вводными и секционным выключателями,
 - управление вводными, секционным выключателями и выключателями отходящих линий,

6) По используемому протоколу связи с верхним уровнем управления:

 - протокол связи Modbus;
 - протокол связи, заданный в опросном листе.

7) По марке используемых микропроцессорных защит и микроконтроллеров:

 - микроконтроллер фирмы «Siemens»;
 - микроконтроллер фирмы «Fastwel»;
 - микропроцессорные защиты БМРЗ фирмы НТЦ «Механотроника»;
 - микропроцессорные защиты БЭМП ЗАО «ЧЭАЗ»;
 - смешанное оборудование, оговоренное в опросном листе.

8) варианты схемной реализации АВР предусматривают исполнение на базе аппаратных решений «Moeller Group» c использованием управляющих реле типа EASY или на базе многофункционального микропроцессорного блока релейной защиты и автоматики БМРЗ-04 производства НТЦ «Механотроника».

9) варианты схемной реализации АВР на электромеханических реле российского производства-с применением логического реле производства Schneider Electric типа "ZeleoLogic"

При реализации АВР на микроконтроллерах программное обеспечение устанавливается на заводе-изготовителе и поставляется в составе микроконтроллера.

Имеется возможность измерения и учета электроэнергии на вводах и линейных фидерах. По заказу возможна установка многофункциональных измерительных блоков (Power Meter PM-800 ф. Schneider Electric; DMK ф. Lovato; СЭТ, Меркурий), представляющие собой высокоэффективные приборы с полным ассортиментом измерительных функций с возможностью передачи в АСУ.

При указании в заказе (опросном листе) КТП изготавливаются с телеизмерением, телеуправлением вводов и линейных фидеров, адаптированные для работы в АСУ.

Примерные типоисполнения вводных (ШНВ) и секционных (ШНС) шкафов, шкафов отходящих линий (ШОЛ), определяющие тип аппарата, его номинальный ток и габаритные размеры шкафа приведены в таблицах 1 и 2.

Типы шкафов

Представлены на таблицах 1, 2.

В тексте применены следующие обозначения:

    УВН – устройство со стороны высшего напряжения;

    РУНН – распределительное устройство со стороны низшего напряжения;

    ВН – высшее напряжение;

    НН – низшее напряжение;

    АВР – автоматический ввод резерва;

    ШВВ – шкаф высоковольтный вводной;

    ШНВ – шкаф низковольтный вводной;

    ШНС – шкаф низковольтный секционный;

    ШНЛ – шкаф низковольтный отходящих линий;

Основные технические параметры РУНН

Наименование параметра


Значение

Номинальное напряжение, В

Ue

380 (660)

Номинальное напряжение изоляции, В

Ui

1000~

Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение, кВ

Uimp

8

Номинальный ток ввода, А

In

100 / 250 / 400 / 630 / 1000 / 1250 / 1600 / 2000 / 2500 / 3200 / 4000

Номинальный ток горизонтальных сборных шин, А


До 5000

Номинальный ток вертикальных сборных шин, А


1000 / 1600 / 2000 / 3200

Номинальный кратковременно выдерживаемый ток
горизонтальных сборных шин, кА
(номинальный ударный ток), кА

Icw; 1с

(Ipk)

20 / 50 / 65 / 85 / 100
действ.
(65 / 110 / 143 / 187 / 220)

Номинальный кратковременно выдерживаемый ток
вертикальных сборных шин, кА
(номинальный ударный ток), кА

Icw; 1с

(Ipk)

20 / 50 / 65 / 85
действ.
(65 / 110 / 143 / 187)

Номинальный условный ток короткого замыкания, кА

Icc

До 100

Номинальная частота, Гц

f

50 / 60

Номинальное напряжение вторичных цепей, В


≤ 230

Категория перенпряжения


IV

Вид системы заземления


TN-C / TN-S / TN-C-S

Класс защиты от поражения электрическим током


I

Степень защиты


IP 21 / IP 31 / IP 41 / IP 54

Размеры

Высота, мм

Н

2200 (без цоколя), 2300 с цоколем

глубина, мм

В

1000 / 1200 / 1350

ширина, мм

L

400 / 500 / 600 / 800 / 1000 / 1200

ширина шинно-кабельных , мм отсеков, мм

L

250, 300, 400


Наверх