§ 3. ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ
На открытых горных работах широкое применение получили комплектные одно- и двухтрансформаторные подстанции наружной установки (КТПН) напряжением 110-436/6—10 кВ, что позволяет осуществлять систему глубокого ввода, и КТПН 6—10/0,69— 0,4 кВ для питания электроприемников напряжением ниже 1 кВ. В первых устанавливают силовые трансформаторы мощностью от 1000 до 16 000 кВ - А с регулированием напряжения под нагрузкой, у вторых максимальная мощность 1000 КВ*А. Эксплуатация подстанций предусмотрена без постоянного обслуживающего персонала. Каждая подстанция состоит из распредустройств высшего и низшего напряжений и силового трансформатора.
На рис. 89 показана трансформаторная подстанция КТПН-110/6 для ПГВ. Электроэнергия от воздушной ЛЭП но проводам 1 подается на РУ высшего напряжения, которое состоит из линейного разъединителя 2 типа РЛНЗ, вентильного разрядника 3 типа РВС-110, короткозамыкатели 4 типа КЗ-110, автоматического отделителя 5 типа ОД-110, приводов короткозамыкателя 6 и отделителя 9, шкафа управления 8. Все электрические аппараты установлены на металлоконструкции 7. РУ высшего напряжения применено без силового выключателя на вводе, вместо которого использована комбинация короткозамыкатели с автоматическим отделителем. Силовой трансформатор 11 на стороне 110 кВ имеет надежное соединение нулевой точки с заземляющим разъединителем 13. На крышке бака трансформатора установлен маслорасширитель 17. Со стороны 6—10 кВ электроэнергия по шинам, укрепленным на изоляторах опорных кронштейнов 14 и 15, подается на РУ низшего напряжения 12, установленное на специальной раме 10. Подстанция ограждена металлической оградой 16, внутри которой кроме перечисленного оборудования находятся также инвентарный 18 и противопожарный 19 шкафы.
89 КТП наружной установки КТПН-110
В РУ низшего напряжения устанавливают по одной ячейке ввода, трансформатора напряжения с разрядниками и трансформатора собственных нужд. Количество ячеек для фидеров отходящих линий зависит от числа подключаемых потребителей.
КТПН для потребителей напряжением ниже 1000 В состоят из вводного устройства 6—10 кВ, силового трансформатора и распределительного устройства 0,4—0,69 кВ. На двухтрансформаторных подстанциях предусмотрен автоматический и ручной ввод резерва (АВР), т. е. при исчезновении напряжения на одной из секций шин низшего напряжения отключается вводный и включается секционный автоматический выключатель.
Вводное устройство оборудуют выключателями нагрузки ВНП-17 с предохранителями серии ПК. Шкафы ввода ВВН-1, ВВН-2.
Силовые трансформаторы серии ТМЗ с регулировкой напряжения при отключенном от сети трансформаторе, с естественным масляным охлаждением, с боковыми вводами имеют герметичный бак повышенной прочности с азотной защитой, выдерживающий избыточное давление 80 000 Па.
Распредустройство 0,4—0,69 кВ состоит из ряда металлических шкафов с вмонтированной аппаратурой, ошиновкой и проводами. Количество и тип шкафов определяет заказчик.
Непосредственно для электроснабжения открытых горных работ выпускают также перевозимые комплектные трансформаторные подстанции наружной установки серии ПКТП мощностью от 160 до 630 кВ -А и напряжением 6—10/0,4—0,69 кВ. Подстанция ПКТП конструктивно представляет собой полностью собранную компактную установку, простую и удобную в эксплуатации. Она состоит из высоковольтного блока, камеры для силового трансформатора и распредустройства, собранных на общей раме и соединенных между собой механически и электрически.
§ 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Для расчета электрических нагрузок и определения мощности силовых трансформаторов разреза или карьера можно воспользоваться одним из методов, описанных в § 5 главы IX. Расчет нагрузок ведется от низших ступеней напряжения к высшим.
При определении мощности подстанций ПКТП для питания одноковшовых экскаваторов необходимо учитывать, что мощность потребления двигателей одноковшовых экскаваторов непостоянна и часто возникают пики нагрузки. Для таких потребителей составлены специальные таблицы коэффициентов спроса Кс, в которых учтена как пиковая нагрузка, так и допустимая перегрузка трансформаторов (табл. 29). Обычно коэффициент перегрузки трансформаторов составляет 1,1—1,3.
Таблица 29
Потребитель | Коэффициент спроса Кс с учетом пиковой нагрузки и перегрузки трансформатора | |||||
при количестве потребителей | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 8 | 6—10 | |
Экскаваторы с приводом на постоянном токе: вскрышные | 0,40 | 0,69 | 0,67 | 0,64 | 0,63 | 0,61—0,57 |
добычные | 0,45 | 0,73 | 0,70 | 0,67 | 0,65 | 0,63—0,60 |
Экскаваторы с приводом на переменном токе | 0,37 | 0,59 | 0,58 | 0,57 | 0,56 | 0,55—0,50 |
(32)
Используя метод коэффициента спроса, необходимую мощность трансформатора (кВ-А) определяют по формулам;
(33)
где
— суммарная установленная мощность двигателей экскаваторов с приводом соответственно на переменном и постоянном токе, кВт;
cos φ — средне взвешенный коэффициент мощности двигателей.
Мощность подстанции ПКТП для потребителей с более или менее равномерной нагрузкой также можно производить по формулам (32) и (33), определив средневзвешенные коэффициенты спроса и мощности.
Необходимую мощность ГПП разреза или карьера можно определять по формуле (15). Если от ГПП наряду с прочими электроприемниками должны получать питание двигатели одноковшовых экскаваторов, производят раздельное определение мощности трансформаторов подстанции с последующим суммированием и выбором трансформаторов.
На ГПП необходимо устанавливать не более двух трансформаторов. При отключений одного из них второй должен обеспечить работу не менее 80% всех потребителей угольного разреза. В приведенном примере 80% суммарной мощности равны 6095 кВ-А. Принимаем к установке силовые трансформаторы мощностью по 6300 кВ-А. При аварийном режиме один из них обеспечит 82,7% суммарной нагрузки потребителей разреза.
