Силовые трансформаторы

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.

Рекомендуемые материалы

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

Таблица 8. Размеры камер трансформаторов.

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.

Низковольтные распределительные щиты являются простейшим закрытым распределительным устройством. Они широко применяются в электрических установках напряжением до 1000В для питания потребителей собственных нужд. Распределительные щиты комплектуются из отдельных секций. С лицевой стороны каркаса имеется панель, на которой установлены средства защиты и измерительные приборы. По способу расположения в помещениях щиты бывают двух видов: свободностоящие, доступ к которым открыт как с передней, так и с тыльной стороны, и прислонные, примыкающие тыльной стороной к стене. Свободно стоящие щиты располагают на расстоянии 0,8м от стены, прислонные – непосредственно у стен. При этом перед щитами необходимо предусмотреть проход для обслуживающего персонала не менее 1м.

На распределительном щите размещаются предохранители, рубильники, трансформаторы тока, измерительные приборы, счетчики электроэнергии. На щите управления монтируются контрольно-измерительные приборы, аппаратура релейной защиты и сигнализации, а также аппаратура управления основными элементами РУ.

В настоящее время широко используются распределительные пункты ПР-9000. Они предназначены для распределения энергии в сетях переменного тока напряжением 380/220В и в сетях постоянного тока напряжением 220В. Пункты комплектуются автоматическими воздушными выключателями: вводными – 100, 200 и 400А и линейными – 50, 100 и 200А.

Панели распределительных щитов типа ЩО – 70 предусмотрены для переменного трехфазного тока напряжением до 380В. На панелях установлены рубильники, предохранители и автоматы. ЩО – 70 рассчитаны на силу тока до 2000А.

Станции управления серии ШЭТ и ШЭП предназначены для управления скважинными насосами с погружными электродвигателями.

Примеры возможных схем электрических соединений насосных станций приведены на рис.4. Схема с подсоединением к одной линии ЛЭП возможна для насосных станций третьей категории надежности. Если напряжение электродвигателей основных насосов высокое, то щит низкого напряжения подключается к шинам высокого напряжения через трансформатор собственных нужд.

Рис. 41. Схемы электрических соединений насосных станций.

Люди также интересуются этой лекцией: 7 Диета № 4.

1 – электродвигатель насоса;

2 – силовой трансформатор;

3 – масляный выключатель;

4 – разъединитель;

5 - шины высокого напряжения;

6  – шины низкого напряжения;