Общая характеристика высоковольтного оборудования электрических подстанций
Высоковольтные выключатели
Графическое обозначение
Предназначены для включения/выключения электрических присоединений как в нормальном режиме, так и при коротких замыканиях.
Перспективными выключателями являются: вакуумные, элегазовые выключатели. Ведутся работы по созданию устройств обеспечивающих управляемую коммутацию (при переходе синусоиды через ноль). Кроме того, создаются методики диагностики и мониторинга электрооборудования.
Выключатели снабжены различными видами электроприводов. Широко применяются в вакуумной технике электромагнитные приводы с «магнитной защелкой»
Разъединители
Графическое обозначение
Предназначенные для отделения в целях безопасности электрооборудования от сети на период ремонта.
Разъединитель создает видимый разрыв электрической цепи. Он имеет устройство (привод) для ручного управления.
Коммутация цепи с помощью разъединителя производится без нагрузки, допускается разрывать цепь трехполюсным разъединителем при токе не более 15А при напряжении до 10кВ
Включение цепи: разъед.→выкл.
Выключение цепи: выкл.→разъед.
Токоограничивающие реактора.
Графическое обозначение
Представляют собой индуктивные сопротивления, предназначенные для ограничения тока короткого замыкания в защищаемой зоне.
Реакторы делятся на линейные и секционные.
Измерительные трансформаторы тока и напряжения.
Графическое обозначение
Предназначены для изменения тока до величин удобных для измерения и для использования в релейной защите.
Вентильные разрядники
Графическое обозначение
Служат для защиты изоляции электрооборудования от перенапряжений в электрических сетях.
Вентильные разрядники устанавливают возле трансформаторов, а также у вводов воздушных линий в распределительное устройство. Действие вентильного разрядника основано на том, что при увеличении напряжения сопротивление уменьшается.
Более современными средствами защиты от перенапряжений являются
нелинейные ограничители перенапряжения ОПН
Графическое обозначение
ОПН не имеет искровых промежутков, как у вентильных разрядников, и в них используются современные полупроводниковые резисторы на основе оксида цинка, обеспечивающие лучшие характеристики. Надежность устройства защиты улучшается.
Ведутся научные разработки вакуумных управляемых разрядников (РУВ), которые обеспечивают мгновенное замыкание цепи (порядка 1 мкс). Если объединить РУВ и выключатель, то может быть обеспечено одновременное включение всех трех полюсов высоковольтного выключателя с высоким быстродействием.
Существуют электрические схемы (в основном морально устаревшие), в которых по высокой стороне трансформатора устанавливаются не выключатели, а короткозамыкатели и отделители.
Короткозамыкатели
Графическое обозначение
Представляют собой одно или двух полюсный разъединитель, снабженный приводом (пружинным) для автоматического включения и создания искусственного короткого замыкания (т.е. соединение фазы с землей), по команде поступающей от релейной защиты или оператора.
Отделитель.
Графическое обозначение
Это трех полюсный разъединитель, снабженный приводом для автоматического отключения участка цепи, который предварительно отключен высоковольтным выключателем.
Отделитель изолирует поврежденное оборудование от сети (0,5-1)с. Включение производится вручную.
Использование короткозамыкателя с отделителем применяется в целях экономии, т.к. выключатели дороже.
Графическое обозначение
Но если в трансформаторе нагреется масло, то ставится газовое реле.
Выключатели нагрузки.
Графическое обозначение
Высоковольтный коммутационный аппарат для отключения рабочего (номинального) тока применяют на стороне высшего напряжения вместо силовых выключателей.
Автоматический выключатель.
Представляет собой силовой выключатель со встроенными релейными устройствами прямого действия, называемыми расцепителями (электромагнитными или тепловыми).
Плавкие предохранители.
Это коммутационные аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от сверхтоков (токов короткого замыкания). Действие предохранителей основано на процессе плавления аварийным током металлической вставки небольшого сечения и различного профиля и гашения образовавшейся дуги.
Требования, предъявляемые к электрооборудованию подстанций.
- Изоляция оборудования должна обладать достаточной электрической прочностью, чтобы противостоять наибольшему рабочему напряжению, а так же коммутационным и атмосферным перенапряжениям.
- Выдерживать тепловые и механические действия токов короткого замыкания, т.е. обладать термической и динамической стойкостью.
- Быть безопасным для обслуживающего персонала.
- Температура в наиболее нагретых частях оборудования и электрических обмоток не должна превышать нормированного значения.
Электрическая подстанция - это электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии.
Трансформаторная подстанция предназначена для преобразования электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения с помощью трансформаторов.
Электрическое распределительное устройство (РУ)(ЗРУ - закрытое РУ, ОРУ – открытое РУ) - служит для приема и распределения электроэнергии и содержит коммутационные аппараты, которые содержат сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (аккумуляторные), а также устройства защиты автоматики и измерительные приборы.
Электрический распределительный пункт (РП) - это распределительное устройство не входящее в состав подстанции.
Преобразовательная подстанция предназначена для преобразования рода тока (с помощью инвертора) или его частоты.
Комплектная трансформаторная подстанция (КТП).
КРУ - внутренняя установка
КРУН – наружная установка
Состоит из шкафов или блоков со встроенными в них коммутационными аппаратами, оборудованием, устройствами защиты и автоматики, поставляемые в собранном или полностью подготовленным для сборки в виде.
На подстанции могут быть установлены синхронные компенсаторы для выработки реактивной мощности и отдачи ее в сеть, для того чтобы она была использована другими приемниками электрической энергии (АД) (решается вопрос компенсации реактивной мощности), повышая коэффициент мощности.
Классификация подстанций.
Подразделяются по следующим признакам:
- Сложность главной схемы соединения подстанции на стороне высшего напряжения.
Главная схема электрических соединений подстанции представляет собой совокупность основного электрооборудования, трансформаторов, линий, сборных шин, коммутационной аппаратуры с выполненными между ними соединениями. Такие схемы выполняют в однолинейном исполнении при выключенном положении всех элементов.
Полная схема содержит главную схему на стороне высшего напряжения, схему распределительного устройства низшего напряжения, средства защиты от перенапряжения (вентильные разрядники, ОПН, измерительные трансформаторы тока и напряжения, батареи статических конденсаторов, трансформаторы собственных нужд (ТСН) и распределительные шины 6×0,4 кВ).
