Наосные и воздуходувные станции

Силовые трансформаторы

Силовые трансформаторы представляют собой электромагнитные аппараты, в которых переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток другого напряжения. Во время работы трансформатора в его сердечнике наблюдаются электрические и магнитные потери энергии, выделяющиеся в виде тепла. При длительной нагрузке все выделяющееся тепло должно полностью отводится  в окружающую среду. У трансформаторов мощностью до 10…16 тыс. кВа отвод тепла естественный, а свыше – предусматривается искусственное форсирование движения воздуха у внешних поверхностей охладителей с помощью вентиляторов или движения масла у внутренних поверхностей с помощью специальных насосов.

Необходимая для насосной станции мощность трансформаторов определяется мощностью приводных электродвигателей основной группы насосов, мощностью электроприводов других механизмов  (задвижек, подъемного оборудования, вспомогательных насосов и др.) и мощностью электроосветительных и электроотопительных устройств и выражается формулой:

 

                         (37)

 

где k_c – коэффициент спроса по мощности, зависит от числа работающих электродвигателей; при двух двигателях – 1, при трех – 0,9, при четырех – 0,8, при пяти и более – 0,7;

Р_н  - номинальная (паспортная) мощность электродвигателей основных насосов (без резервных);

 - коэффициент полезного действия электродвигателя;

cos - коэффициент мощности электродвигателя; 10…50 – принимаемая в первом приближении нагрузка от вспомогательного оборудования, отопительных и осветительных приборов, кВт.

Количество трансформаторов принимается по схеме электрических соединений (обычно не менее двух). При выходе из строя одного из установленных трансформаторов  допускается перегрузка оставшихся в работе. Временная перегрузка не должна превышать 20…40% номинальной мощности трансформатора.

В зависимости от типа трансформатора, числа фаз и способа охлаждения силовые трансформаторы имеют различную маркировку: ТМ, ТД, ТДЦ и др.( Т – трехфазный, М естественное масляное охлаждение, Д – масляное с дутьем, Ц – принудительная циркуляция масла) (табл. 7).

Силовые трансформаторы устанавливают в отдельных помещениях камерах, размеры которых определяются в зависимости от катания трансформатора. Камеры трансформатора бывают двух типов: с катанием узкой стороной и с катанием широкой стороной. Минимальные размеры камер приведены в таблице 8.

 

 

Таблица 7. Трансформаторы силовые общего назначения

 

Тип трансформатора	Размеры, мм				Масса,  кг	Номинальная мощность, кВ*А	Сочетание напряжений, кВ
		В	Н
ТМ-25/10-У1	1050	410	1060	650	264	25	6;10	0,4
ТМ-40/10-У1	1070	420	1135	730	317	40	6;10	0,4
ТМ-63/10-У1	1060	660	1190	770	427	63	6;10	0,4
ТМ-100/10-У1	1050	980	1220	890	510	100	6;10	0,4
ТМ-100/35-У1	1200	855	2130	1420	1120	100	35	0,4
ТМ-160/10-У1	1150	1100	1385	1080	730	160	6;10	0,4  0,69
ТМ-160/35-У1	1400	1030	2200	1600	1550	160	35	0,4  0,69
ТМ-250/35-У1	1440	1100	2255	1540	1800	250	3,5	0,4  0,69
ТМ-250/10-У1	1200	1070	1500	1120	950	250	6;10	0,4  0,69
ТМ-400/10-У1	1399	1300	1600	1260	1370	400	6;10	0,4  0,69
ТМ-400/10-У1	1600	1245	2385	1660	2350	400	35	0,4  0,69
ТМ-630/10-У1	1500	1400	1700	1400	2000	630	6;10	0,4  0,69
ТМ-630/35-У1	1700	1160	2615	2700	2800	630	35	0,4  0,69
ТМ-1000/35-У1	2450	1350	2700	-	4430	1000	3	3,15  6,3  10,5
ТМ-1600/35-74У1	2900	1700	3200	-	5600	160	35	3,15  6,3  10,5

 

 

Таблица 8. Размеры камер трансформаторов.

 

Мощность трансформатора, кВа.	Высота, м.	Катание узкой стороной		Катание широкой стороной.
		Глубина камеры,м.	Ширина камеры, м.	Глубина камеры, м.	Ширина камеры, м.
160…250	3,6	3	2,3	2,4	2,9
400…630	3,6	3,5	2,9	3	3,5
750…1000	4,2	3,7	2,(	3	3,9
1350…1800	4,8	5,1	3,5	4	4,6

 

Распределительное устройство высокого напряжения состоит из ячеек, в которых размещается вся высоковольтная аппаратура: масляные выключатели, разъединители, измерительные трансформаторы тока и напряжения, сборные шины и реле защиты.

При высоких напряжениях разрыв цепи под током вызывает интенсивную электродугу, обжигающую контакты рубильника и опасную для обслуживающего персонала. Поэтому для включения и выключения в цепях высокого напряжения применяют масляные выключатели, в которых средством гашения дуги служит масляная ванна. Масляные выключатели бывают двух основных  типов: баковые – с большим объемом масла и горшковые – с малым объемом масла, используемого в качестве дугогасящей жидкости. В распределительных устройствах напряжением 6 и 10кВ наибольшее распространение получили горшковые масляные выключатели типа ВМГ и выключатели ВМП подвесной конструкции. Неподвижные контакты и дугогасящие устройства выключателя расположены внутри масляных баков, укрепленных с помощью изоляторов на металлической раме. При выключении установки, входящие в бак, через проходные изоляторы и контактные стержни приводятся в движение рычагом и фарфоровой вставкой от продольного вала в верхней части вала. Включение производится вручную, а отключение автоматически – пружинами, взводимыми при включении.

Для отключения трансформаторов, различных устройств и аппаратов от источника высокого напряжения применяют одно- и трехполюсные разъединители. Разъединители делают видимым место разъединения электрической цепи. Ими манипулируют при снятой нагрузке. Разъединители делают с ручным, пневматическим и электрическим приводом.

В установках высокого напряжения непосредственные измерения электрических параметров практически невозможны вследствие трудности изготовления приборов на высокие напряжения, а также вследствие опасности, которой подвергался бы обслуживающий персонал. Эти трудности устраняются применением измерительных трансформаторов тока и напряжения. Трансформаторы тока применяются в электрических установках всех напряжений до 750кВа. В основном варианте они имеют две обмотки: первичную, включаемую последовательно в цепь измеряемого тока, и вторичную, к которой подключаются обмотки измерительных приборов и реле. Трансформаторы напряжения предназначены для снижения напряжения, подводимого к параллельным обмоткам измерительных приборов и реле. Они используются в установках переменного тока напряжением 380В и выше.

 Каждое РУ включает сборные шины в виде полос, укрепленных шинодержателями на опорных изоляторах. Шины служат для распределения энергии между трансформаторами и приемниками тока. Для защиты электрических цепей от токов недопустимо большой силы применяют предохранители, которые прерывают цепь, если сила тока превысит установленный предел.

По конструкции различают два типа РУ: комплексные распределительные устройства (КРУ) и сборные распределительные устройства (КСО – камеры стационарные одностороннего обслуживания). Ячейки комплексных распределительных устройств изготавливаются на заводах в виде металлических шкафов и поставляются к месту установки в собранном виде. Размеры КРУ: 900мм – по фронту обслуживания, 1660мм – в глубину (перпендикулярно фронту обслуживания), 2380мм по высоте. Размеры КСО: 1300мм – по фронту обслуживания, 1300мм – в глубину, 4600мм по высоте.

Размеры помещения РУ зависят от числа имеющихся в электрической схеме масляных выключателей. Ширина коридора одностороннего обслуживания принимается не менее 2000мм, а двустороннего – не менее 2400мм.