Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Пересувна трансформаторна підстанція, що містить силовий знижувальний трансформатор, кола високої і низької напруг, блоки електричних захистів у зазначених колах, вимикач навантаження в колі високої напруги й блоки керування, яка відрізняється тим, що її обладнано високовольтним контактором, з'єднаним послідовно з вимикачем навантаження, і блоком попереднього контролю опору ізоляції в колі високої напруги, а коло низької напруги оснащено пристроєм для струмообмеження в режимі короткого замикання.

Текст

Пересувна трансформаторна підстанція, що містить силовий знижувальний трансформатор, кола високої і низької напруг, блоки електричних захистів у зазначених колах, вимикач навантаження в колі високої напруги й блоки керування, яка відрізняється тим, що п обладнано високовольтним контактором, з'єднаним послідовно з вимикачем навантаження, і блоком попереднього контролю опору ізоляції в колі високої напруги, а коло низької напруги оснащено пристроєм для струмообмеження в режимі короткого замикання жимах, у тому числі при к з , - виконати дистанційне керування (включення, відключення) підстанцій під навантаженням з боку високої напруги, - забезпечити електропостачання одночасно декількох підстанцій від одного комплектного розподільного пристрою (КРП) На цей час серійно випускається і широко використовується на шахтах пересувна трансформаторна підстанція типу ТСВП Структура підстанцій такого типу передбачає розподільний пристрій високої напруги (РПВН), у колі живлення якого включено ручний роз'єднувач, перетворювач напруги трансформаторного типу на напругу 6/0,69, 1,2кВ (первинна напруга 6кВ, вторинне - 0,69 або 1,2кВ) і розподільний пристрій низької напруги (РПНН) Коло РПНН обладнано автоматичним вимикачем і електричними захистами від витоку струму на землю, короткого замикання, включення напруги при зниженому опорі ізоляції щодо землі [див «Подстанция трансформаторная типа ТСВП6/0,69, 1,2 (модернизированная) Техническое описание и инструкция по эксплуатации ИМШБ 674 284 006 ТО »] Робота зазначеної підстанції полягає в такому Напруга 6кВ від високовольтного комплектного розподільного пристрою подається на ввід трансформаторної підстанції При включеному ручному роз'єднувачі напруга подається на перетворювач CM со о> напруги і на вторинній обмотці буде знижена напруга 660 або 1140В. Після включення автоматичного вимикача в РПНН напруга подається до споживачів. У разі ненормованих параметрів у колі живлення споживачів автоматично спрацьовує той чи інший захист залежно від виду порушення і впливає на відключення автоматичного вимикача і, тим самим, забезпечується зняття напруги з низьковольтного навантаження. За допомогою роз'єднувача, що знаходиться в колі РПВН, можна заблокувати включення живлення 6кВ трансформатора і, отже, РПНН. Оскільки роз'єднувач не розрахований для відключення живлення під навантаженням, електричну частину підстанції обладнано складним електромеханічним блокуванням, що передбачає спочатку відключення низьковольтних споживачів за допомогою автоматичного вимикача в РПНН, а потім відключення роз'єднувача. Недоліки електричної схеми підстанції такі: 1. Захист перетворювача як з низькою (на вивідних затисках трансформатора), так і з високої сторін покладається на КРП, що віддалено від підстанції на відстань до 2....Зкм, що спричиняє низьку надійність захисного відключення у разі виникнення порушень у трансформаторі і (чи) на затискачах РПНН. 2. Неможливо виконати надійний захист трансформатора від струмів к. з. під час підключення до одного КРП декількох підстанцій різної потужності. 3. Необхідне введення складного блокування між вимикачем РПНН і блокувальним роз'єднувачем РПВН через те, що останній не розрахований на перемикання під навантаженням. На цей час виготовлено дослідний зразок підстанції потужністю 1250кВА. Ця підстанція має структуру електричної частини, аналогічну розглянутій. Відмінна риса даної підстанції полягає в тому, що в РПНН передбачене два вимикачі, за допомогою яких потужність 1250кВА розділена навпіл. При цьому введене блокування для здійснення одночасного переключення вимикачів. Як відомо, створення пересувних трансформаторних підстанцій потужністю більш ЄЗОкВА стримується відсутністю могутніх низьковольтних вимикачів. Відома також шахтна трансформаторна підстанція, що містить знижувальний трансформатор, послідовно з'єднані роз'єднувач і вимикач навантаження в колі високої напруги, вимикач у колі приєднань низької напруги, пристрої захисту від струмів короткого замикання і витоків струму на землю, блок логіки, вхід якого приєднано до виходу пристрою захисту від струму витоку, а кожний з виходів з'єднаний з колом відключення вимикачів навантаження, кожен вимикач навантаження обладнаний приєднаними до його виходу пристроями компенсації ємності і попереднього контролю ізоляції. Крім того, коло високої напруги оснащено щонайменше одним виходом з вимикачем, блоками захисту від струмів короткого замикання, замикання на землю і пристроєм попереднього контролю ізоляції, виходи яких приєднані до кола відключення вимикача, шинним роз'єднувачем заземлювачем, індикаторами напруги та наванта 11342 ження, а коло високої напруги трансформатора оснащено вимикачем із пристроєм захисту від перевантаження [див. патент № за заявкою №2003098829, Н02НЗ/17, Україна]. У даній підстанції вперше на стороні високої напруги виконано захист від короткого замикання трансформатора й передбачено вимикач, розрахований для відключення РПНН під навантаженням, що є позитивним рішенням. До недоліків відомої підстанції, визначеної за прототип, слід віднести: 1. Наявність вимикача в РПНН стримує створення трансформаторних підстанцій підвищеної потужності (більше ЄЗОкВА) і ускладнює конструкцію підстанції для виконання одночасного відключення повного навантаження з низької сторони. 2. У підстанції не реалізовано таку функцію, як оперативне дистанційне керування включенням і відключенням підстанції з боку високої напруги, відсутність якої утрудняє умови введення її в роботу і, крім того, у постійно включеній підстанції відбуваються втрати енергії в режимі х.х. (не менше 5%). 3. Не передбачено обмеження струмів у режимі к.з. у колі живлення низьковольтних споживачів. 4. Відсутній захист від включення напруги при зниженому опорі ізоляції щодо землі в РПВН, що суперечить вимогам п. 5.7.1 ПБ. 5. Не передбачене лінійне резервування в колі відключення РПВН при к. з. на затисках трансформатора в РПНН. 6. Висока вартість підстанції через одночасне застосування роз'єднувача та вимикача в колі високої напруги. Ураховуючи переваги вимикача перед роз'єднувачем, використання останнього є надлишковим і не обґрунтованим. Крім того, слід зазначити, що введення максимального струмового захисту трансформатора в РПВН полегшує виконання захисту «ланцюжкового» кола живлення декількох підстанцій за допомогою одного високовольтного вічка. Останнє обґрунтовує недоцільність уведеного в конструкцію підстанції відділення з пристроями відключення (роз'єднувач, вимикач) і електричних захистів у колі відгалуження 6кВ. У основу корисної моделі поставлено завдання зі створення пересувної трансформаторної підстанції, у якій за рахунок обмеження струму в режимі к.з. і зміни схеми підключення вимикача й контактора з блоками оперативного дистанційного керування забезпечується можливість здійснювати електропостачання декількох підстанцій, у тому числі різної потужності, від одного КРП з застосуванням одного силового кабелю і, тим самим, спростити конструкцію і знизити вартість підстанції. Поставлене завдання розв'язується тим, що пересувну трансформаторну підстанцію, що містить силовий знижувальний трансформатор, кола високої та низької напруг, блоки електричних захистів у зазначених колах, вимикач навантаження в колі високої напруги і блоки керування, відповідно до корисної моделі, обладнано високовольтним контактором, з'єднаним послідовно з вимикачем навантаження, і блоком для попереднього контро 11342 лю ізоляції в колі високої напруги, а коло низької напруги оснащено пристроєм струмообмеження в режимі короткого замикання. У заявленій пересувній трансформаторній підстанції вперше передбачено пристрій обмеження струму в режимі к.з. у колі живлення низьковольтних споживачів, блок захисту від включення напруги при зниженому опорі ізоляції щодо землі в колі високої напруги й контактор із блоком оперативного дистанційного керування в цьому ж колі. Запропонована підстанція містить нову сукупність технічних засобів, за допомогою яких поліпшені її експлуатаційні і безпечні характеристики і, крім того, заявлене рішення дозволяє полегшити створення підстанцій підвищеної потужності через те, що на низькій стороні не треба передбачати вимикачі. На фігурі наведено функціональну однолінійну електричну схему запропонованої підстанції. Підстанція містить: відділення 1 високої напруги, відділення 2 трансформатора, відділення З низької напруги, відділення 4 для пристроїв керування й електричних захистів. У відділенні 1 розташовані ручний перемикач 5, вимикач 6 навантаження, високовольтний контактор 7, трансформатор струму 8, блок - контактори 9 і 10 контактора 7. У відділенні 2 розташовано трансформатор 11. У відділенні 3 розташовані трансформатор струму 12 і пристрій 13 індуктивного типу для обмеження струму. У відділенні 4 розташовані знижувальний трансформатор 14, блоки 15 і 16 для захисту від включення напруги при зниженні опору ізоляції щодо землі, блоки 17 і 18 для захисту від струмів короткого замикання, пристрій 19 для захисту від витоків струму на землю, блоки 20 і 21 для дистанційного керування відповідно вимикачем 6 і контактором 7, пульт 22 для дистанційного керування контактором 7 і вимикачем 6. Робота підстанції полягає в такому. Напруга 6кВ від КРП подається на ввід ПТП. При включених вимикачі 6, контакторі 7 і перемикачі 5 напруга 6кВ подається на первинну обмотку трансформатора 11 і в його вторинній обмотці одержуємо знижену напругу 660 або 1140В. Підстанцію включено в роботу і робоча напруга подається до фідерних вимикачів розподільного пункту ділянки (на фігурі не показано). За допомогою пульта 22 формуються команди для впливу на блоки 20 і 21 з метою дистанційного керування включенням і відключенням підстанції контактором 7 і вимикачем 6. Знижувальний трансформатор 14 служить для живлення блоків 15, 16, 17, 18, 19 і блоків 20 і 21. За допомогою ручного перемикача 5 можна відключити живлення з трансформатора 14 і, тим самим, відключити всі блоки захисту й керування. Унаслідок цього відділення 4 буде цілком знеструмлено в режимі обслуговування. Блок контактами 9 і 10 здійснюється відключення від мережі блоків 15 і 16 відповідно перед включенням робочої напруги. Максимальний струмовий захист передбачений у колах високої та низької напруг. На високій стороні такий захист здійснюється трансформато ром струму 8 і блоком 17, а на низькій стороні трансформатором струму 12 і блоком 18. Блоком 19 реалізовано захист від витоку струму на землю і від ураження електричним струмом у низьковольтному колі. Блоки 15 і 16 виконують функції блокування подачі силової напруги у разі зниження опору ізоляції нижче нормованого. Ці блоки забезпечують попередній контроль опору ізоляції як у високовольтному, так і в низьковольтному колах. Розглянуті електричні захисти відповідають вимогам [п. 5.7.1 і п. 5.7.2 «Правил безпеки у вугільних шахтах»]. Особливо слід зазначити, що, передбачаючи захист від включення напруги при зниженому опорі ізоляції і максимальний струмовий захист на високій і низькій сторонах, уперше захист трансформатора 11 виконується безпосередньо в підстанції і тому при виборі уставок захисту у високовольтному вічку не потрібно враховувати низьковольтне навантаження підстанції й режим к.з. на низькій стороні. При цьому досягається надійність захисного відключення трансформатора 11, оскільки підвищується чутливість захистів, розміщених у підстанції, у порівнянні з такими захистами у високовольтному вічку, віддаленому від підстанції на великі відстані (до 2-Зкм). Контактор 7, уведений у коло високої напруги і включений послідовно з вимикачем 6, забезпечує оперативне дистанційне керування включенням і відключенням як трансформатора 11, так і низьковольтного кола. Раніше таке рішення не було відомо. З використанням контактора для оперативного дистанційного керування електропостачанням трансформатора й споживачів низьковольтного кола досягаються: - надійність відключення низьковольтних споживачів, оскільки струми, що комутуються в колі високої напруги, значно нижчі, ніж струми в низьковольтному колі на коефіцієнт трансформації (Кт). Так, наприклад, при двофазному струмі к.з. у низьковольтному колі, який дорівнює 301 ЗА, струм у колі високої напруги складе 346,ЗА при Кт=8,7 для підстанцій, що випускаються; - скорочення часу роботи підстанції в режимі холостого ходу і, тим самим, втрати енергії при оперативному відключенні низьковольтного навантаження зменшуються (не менше 5%); - можливість створення підстанцій підвищеної потужності (більше ЄЗОкВА), оскільки в запропонованій підстанції в РПНН відсутні комутаційні апарати. Як було згадано раніше, у підстанції на 1250кВА передбачені два вимикачі для відключення низьковольтного навантаження; - лінійне резервування для відключення в аварійних режимах, тобто, використання вимикача і контактора, з'єднаних послідовно, і одночасного їх відключення в аварійних режимах; - виключення складного блокування, що у відомих розробках передбачалося між роз'єднувачем на високій стороні й вимикачем на низькій стороні. У заявленому рішенні автоматичний вимикач на низькій стороні взагалі не передбачений. Останнє спростило структуру підстанції. 8 11342 У колі низької напруги підстанції уперше введений пристрій для обмеження струму, що дозволяє усунути небезпеку, викликану режимами к з , а саме - знизити струм у режимі к з до значень номінального пускового струму замість ударного струму з амплітудою 5 7кА, - знизити електродинамічні та термічні навантаження на жили кабелю й сполучні проводи в електричних пристроях, - підвищити надійність відключення комутаційними апаратами в РПВН в аварійних режимах, - забезпечити СТІЙКІСТЬ роботи електродвигунів, - підвищити вибухопожежобезпеку рудникового електрообладнання Передбачаючи обмеження струму к з у кабельних мережах, з'являється можливість розробки гнучких силових кабелів з параметрами вибухо- та пожежобезпеки Пристрій обмеження струму розроблено у ви гляді індуктивної котушки, кожну з яких включають послідовно у фази живлення Індуктивний опір котушки і параметри мережного живлення вибирають так, щоб спадання напруги на котушках у номінальному режимі не впливало на зниження моменту на валу електродвигуна Конструктивні й електричні параметри пристрою обмеження струму в режимі к з аналітичне розраховані, виготовлено й випробувано на іспитовому стенді в МакНДІ дослідний зразок З використанням запропонованої електричної схеми підстанції забезпечено можливість здійснювати електропостачання декількох підстанцій, у тому числі, різної потужності, від одного КРП з застосуванням одного силового кабелю і, тим самим, можна виконати вимоги [п 5 8 1 «Правил безпеки у вугільних шахтах»] Заявлена підстанція з заданими функціональними характеристиками відкриває можливості розв'язання проблеми безпечного застосування електричної енергії у вибухонебезпечних середовищах ФІГ. Комп'ютерна верстка А Крижанвський Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності вул Урицького 45 м Київ МСП, 03680 Україна ДП'Український інститут промислової власності вул Глазунова, 1, м Київ-42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Mobile transformer substation

Автори англійською

Tovstyk Yurii Vasyliovych, Mufel Lev Abramovych, Antipin Oleksandr Vasyliovych

Назва патенту російською

Передвижная трансформаторная подстанция

Автори російською

Товстик Юрий Васильевич, Муфель Лев Абрамович, Антипин Александр Васильевич

МПК / Мітки

МПК: H02H 3/17, E21F 9/00

Мітки: пересувна, підстанція, трансформаторна

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-11342-peresuvna-transformatorna-pidstanciya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пересувна трансформаторна підстанція</a>

Подібні патенти