Системы охлаждения Ц, НЦ

Трансформаторы и автотрансформаторы мощностью от 160 МВ*А оборудуются системами охлаждения типа Ц. Это охлаждение масляно-водяное, по радиаторам трансформатора осуществлена циркуляция не только масла, но и воды.

Вода принудительно циркулирует по трубкам охлаждающего устройства, между которыми, в свою очередь, циркулирует трансформаторное масло. Перед входом в охладитель монтируются специальные датчики температуры для контроля температуры циркулируемого масла, которая не должна превышать 70 град.

 

Для трансформаторов (автотрансформаторов) мощностью от 630 МВ*А применяется более эффективная масляно-водяная система охлаждения с направленным потоком масла - НЦ.

 

3. Чем отличаются системы охлаждения трансформаторов М и Д

Д - Естественное масляное охлаждение с дутьевым принципом работы. Аналогично системе охлаждения типа «М», но радиаторы дополнительно укомплектованы вентиляторами принудительного обдува, которые эффективно увеличивают теплообмен с окружающей средой. Д также применяется для более мощных трансформаторов.

 

4. Какие конструктивные мероприятия позволяют снизить потери мощности в трансформаторах?

Снижение потерь холостого хода в трансформаторах может быть достигнуто:

· применением сталей с пониженными удельными потерями;

· совершенствованием технологии изготовления магнитной системы, и особенно раскроя стали;

· совершенствованием конструкции сердечника, и прежде всего стыков листов стали.

Одним из основных мероприятий снижения потерь холостого хода в трансформаторах является применение при изготовлении сердечника сталей с высокими электромагнитными показателями. Так, во второй половине XX в. применявшаяся ранее горячекатаная сталь была заменена холоднокатаной сталью, имеющей ориентированную структуру зерен (доменов). Улучшение характеристик стали происходит за счет:

· улучшения ориентации доменов;

· уменьшения толщины листов;

· очищения поверхности листов с помощью лазера.

Для снижения добавочных потерь в мощных трансформаторах и повышения их энергоэффективности принимают конструктивные меры для перераспределения потоков рассеяния с целью замыкания их по путям, где они вызывают меньшие потери. Эта цель достигается, например:

· за счет установления экранов из электротехнической стали на верхних полках нижних ярмовых балок, вдоль стенок бака и экранов из немагнитных материалов (медь, алюминий).

· применение отдельных прессующих колец для каждой обмотки, изготовлению их из электроизоляционных материалов или электротехнической стали.

· уменьшение размеров полок ярмовых балок и осевых размеров торцевых катушек,

· подразделение обмоток па две части с вертикальными охлаждающими каналами,

· применение транспонированных и подразделенных проводов.

 

5. Чем отличаются допустимые нагрузки силового трансформатора от аварийных перегрузок?

Допустимая нагрузка – это длительная нагрузка, при которой расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.

Перегрузка трансформатора – режим, при котором расчетный износ изоляции обмоток превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.

Допустимые систематические нагрузки трансформатора больше его номинальной мощности возможны за счет неравномерности нагрузки в течение суток. В ночные, утренние и дневные часы трансформатор недогружен, а во время вечернего максимума перегружен.

Аварийная перегрузка разрешается в аварийных случаях, например при выходе из строя параллельно включенного трансформатора.

6. Какие способы гашения дуги применяются в электрических аппаратах вше 1 кВ?

Гашение дуги в масле. Если контакты отключающего аппарата поместить в масло, то возникающая при размыкании дуга приводит к интенсивному газообразованию и испарению масла. Вокруг дуги образуется газовый пузырь, состоящий в основном из водорода (70—80%) быстрое разложение масла приводит к повышению давления в пузыре, что способствует ее лучшему охлаждению и деионизации. Водород обладает высокими дугогасящими свойствами; соприкасаясь непосредственно co стволом дуги, он способствует ее деионизации. Внутри газового пузыря происходит непрерывное движение газа и паров масла. Гашение дуги в масле широко применяется в выключателях.

Газовоздушное дутье. Охлаждение дуги улучшается, если создать направленное движение газов - дутье. Дутье вдоль или поперек дуги способствует проникновению газовых частиц в ее ствол, интенсивной диффузии и охлаждению дуги. Газ создается при разложении масла дугой (масляные выключатели) или твердых газогенерирующих материалов (автогазовое дутье). Более эффективно дутье холодным неионизированным воздухом, поступающим из специальных баллонов со сжатым воздухом (воздушные выключатели).

Многократный разрыв цепи тока. Отключение большого тока при высоких напряжениях затруднительно. Это объясняется тем, что при больших значениях подводимой энергии и восстанавливающегося напряжения деионизация дугового промежутка усложняется. Поэтому в выключателях высокого напряжения применяют многократный разрыв дуги в каждой фазе. Такие выключатели имеют несколько гасительных устройств, рассчитанных на часть номинального напряжения. Число разрывов на фазу зависит от типа выключателя и его напряжения.

В выключателях 500—750 кВ может быть 12 разрывов и более. Чтобы облегчить гашение дуги, восстанавливающееся напряжение должно равномерно распределяться между разрывами.

Для выравнивания напряжения параллельно главным контактам выключателя главным контактам включают емкости или активные сопротивления. Значения емкостей и активных шунтирующих сопротивлений подбирают так, чтобы напряжение на разрывах распределялось равномерно. В выключателях с шунтирующими сопротивлениями после гашения дуги между главными контактами сопровождающий ток, ограниченный по значению сопротивлениями, разрывается вспомогательными контактами вспоиогательными контактами.

Шунтирующие сопротивления уменьшают скорость нарастания восстанавливающегося напряжения, что облегчает гашение дуги.

Гашение дуги в вакууме. Высокоразреженный газ (10^-6 - 10^-8 Н/см²) обладает электрической прочностью, в десятки раз большей, чем газ при атмосферном давлении. Если контакты размыкаются в вакууме, то сразу же после первого прохождения тока в дуге через нуль прочность промежутка восстанавливается и дуга не загорается вновь. Эти свойства вакуума используются в некоторых типах выключателей.

Гашение дуги в газах высокого давления. Воздух при давлении 2 МПа и более также обладает высокой электрической прочностью. Это позволяет создавать достаточно компактные устройства для гашения дуги в атмосфере сжатого воздуха. Еще более эффективно применение высокопрочных газов, например шестифтористой серы SF⁶ (элегаза). Элегаз обладает не только большей электрической прочностью, чем воздух и водород, но и лучшими дугогасящими свойствами даже при атмосферном давлении. Элегаз применяется в выключателях, отделителях, короткозамыкателях и другой аппаратуре высокого напряжения.

 

7. Почему разъеденителем нельзя отключать ток нагрузки?

Примечание: Разъединитель - коммутационный аппарат, рассчитанный на напряжения свыше 1 кВ, основное назначение которого - изолировать предварительно отключённые (выключателями) части системы, электроустановки, отдельные аппараты от смежных частей, находящихся под напряжением, для безопасного ремонта. При ремонтных работах разъединителем создаётся видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратами, выведенными в ремонт.

Разъединителями нельзя отключать токи нагрузки, так как их контактная система не имеет дугогасительных устройств и в случае ошибочного отключения токов нагрузки возникает устойчивая дуга, которая может привести к междуфазному КЗ и несчастным случаям с обслуживающим персоналом.

https://info.wikireading.ru/50011

 

8. Каково назначение масла в масляных баковых и маломасляных выключателях?

В масляных выключателях масло используется для гашения дуги и изоляции токоведущих частей друг от друга и от заземленного бака. При отключении возникает дуга между контактами, которая разлагает и испаряет масло, образуется газопаровой пузырь с давлением внутри 0,5- 1МПа, в котором охлаждается и гаснет дуга.

 

В маломасляных выключателях масло в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами. Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструкций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами.

 

 

9. Чем осуществляется гашение дуги в воздушных и элегазовых выключателях?

В воздушных выключателях гашение дуги происходит сжатым воздухом, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами.

 

В элегазовых выключателях применяются атокомпрессионные дугогасительные устройства. Т.е тушение происходит давлением элегаза (давление элегаза, необходимое для прерывания дуги, достигается обычным механическим способом от энергии привода)

 

 

10. В чем заключаются достоинства и недостатки вакуумных и элегазовых выключателей?

  Достоинства элегазовых выключателей: пожаро- и взрывобезопасность, быстрота действия, высокая отключающая способность, малый износ дугогасительных контактов, возможность создания серий с унифицированными узлами(модулями), пригодность для наружной и внутренней установки.

Недостатки: необходимость специальных устройств для наполнения, перекачки и очистки , относительно высокая стоимость .

 

Достоинства вакуумных выключателей: простота конструкции, высокая степень надежности, высокая коммутационная износостойкость, малые размеры, пожаро- и взрывобезопасность, отсутствие загрязнения окружающей среды, малые эксплуатационные расходы.

Недостатки вакуумных выключателей: сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения, возможность коммутационных пренапряжений.

 

11. Сколько витков имеет вторичная обмотка одновиткового трансформатора тока с коэффициентом трансформации 600/5?

Примечание: Трансформатор тока (ТТ) предназначен для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения. ТТ для внутренней установки до 35 кВ имеют литую эпоксидную изоляцию. По типу первичной обмотки различают катушечные (до 3 кВ включительно), одновитковые и многовитковые трансформаторы.

 

Номинальный коэффициент трансформации для идеального трансформатор тока:

(1)

 

· I₁, {\displaystyle I_{2}}I₂ — токи в первичной и вторичной цепях трансформатора;

· {\displaystyle N_{2}}N₁,N₂ {\displaystyle N_{1}} — число витков первичной и вторичной обмоток.

 

Формула (1) из https://ru.wikipedia.org/wiki/Коэффициент_трансформации

 

12. Чем отличаются однофазные трансформаторы напряжения ЗНОМ-35 и НОМ-35?

Примечание: трансформатор напряжения (ТН) предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/√3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. По конструкции различаются однофазные и трехфазные. Трехфазные применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные – на любые напряжения. По типу изоляции могут быть сухими, масляными и с литой изоляцией.

 

Трансформаторы напряжения типов НОМ-35 и ЗНОМ-35 предназначены для установок напряжением 35 кВ. Отличие ЗНОМ-35 и НОМ-35 состоит в схемах обмоток:

Трансформаторы напряжения однофазные масляные: а – типа НОМ-35; б – типа ЗНОМ-35; 1 – ввод высокого напряжения; 2 – коробка вводов НН; 3 – бак

 

Соответственно, а) НОМ-35 – двухобмоточные ТН; б) ЗНОМ-35 – трехобмоточные. а) Имеют два ввода ВН и два ввода НН, их можно соединить по схемам открытого треугольника, звезды, треугольника. У трансформаторов типа б) один конец обмотки ВН заземлен, единственный ввод ВН расположен на крышке, а вводы НН – на боковой стенке бака.

 

 

13. На какие напряжения применяются емкостные трансформаторы НДЕ?

В установках 500 кВ и выше применяются трансформаторные устройства с емкостным отбором мощности, присоединенные к конденсаторам высокочастотной связи C1 с помощью конденсатора отбора мощности C2 (рис 4.64, а). Напряжение, снимаемое с C2 (10-15 кВ), подается на трансформатор TV, имеющий две вторичные обмотки, которые соединяются по такой же схеме, как и трансформаторов 3НОМ. Для увеличения точности работы в цепь его первичной обмотки включен дроссель L, с помощью которого контур отбора напряжения настраивается в резонанс с конденсатором C2. Дроссель и трансформатор встраиваются в общий бак и заливаются маслом. Заградитель ЗВ не пропускает токи высокой частоты в ТН. Фильтр присоединения Z предназначен для подключения высокочастотных постов защиты. Такое устройство получило название емкостного трансформатора напряжения НДЕ:

Примечание: При надлежащем выборе всех элементов и настройке схемы устройство НДЕ может быть выполнено на класс точности 0,5 и выше. Для установок 750 и 1150 кВ применяются трансформаторы НДЕ-750 и НДЕ-1150.

14. Чем отличается ограничитель перенапряжения от разрядника?

Разрядники -  это электрические аппараты, которые предназначены для уменьшения амплитуды атмосферных, коммутационных или резонансных перенапряжений в электрических установках (разрядники предназначены для защиты от перенапряжений при атмосферных явлениях (гроза) и неправильных оперативных переключениях персонала). Разрядник представляет собой элемент, изменяющий свое сопротивление в зависимости от уровня напряжения.

Ограничители перенапряжения являются аппаратами для глубокого (до 1,6 – 1,85 U_ф) ограничения коммутационных перенапряжений с несколько лучшими грозозащитными характеристиками, чем у традиционных разрядников. Ограничители представляют собой высоконелинейное сопротивление на основе оксида цинка.

Перед разрядниками, ОПН имеет ряд преимуществ. В ОПН (ограничителе перенапряжения нелинейном) отсутствует традиционный для разрядников искровой промежуток. Разрядники состоят из искровых промежутков и нелинейных резисторов, заключенных в герметично закрытую фарфоровую покрышку. А ограничители перенапряжения ОПН состоят из нескольких герметичных модулей, состоящих из одной колонки металлооксидных нелинейных резисторов (варисторов), которые изготовлены из окиси цинка с малыми добавками оксидов других металлов.

Так как в ОПН нет искрового промежутка, то при их срабатывании износа контактов не происходит. Варисторы, применяемые в ОПН, имеют устойчивую вольтамперную характеристику, постоянную во время всего срока эксплуатации. Поэтому, в отличие от разрядников, ограничители перенапряжения ОПН не требуют особого обслуживания и контроля параметров в течение всего срока службы.

 

15. Какими преимуществами обладают ЗРУ перед ОРУ?

Примечание: Распределительное устройство – это сооружение, предназначенное для приема и распределения электрической энергии и содержащее электрические аппараты, шины и вспомогательные устройства.

Открытые распределительные устройства (ОРУ) – это устройства, у которых основное оборудование располагается на открытом воздухе.

Закрытые распределительные устройства (ЗРУ) – это устройства, оборудование которых устанавливается в закрытых помещениях.

ЗРУ обычно сооружаются при напряжении 3-20 кВ. при больших напряжениях – сооружаются ОРУ.

Главным достоинством ЗРУ по сравнению с ОРУ является меньшая занимаемая площадь, поскольку расстояние между токоведущими частями в закрытых устройствах меньше, чем в открытых. Размещение таких устройств обосновано на промышленных предприятиях и в городских условиях с интенсивной застройкой.

ОРУ мене удобны в обслуживании при низких температурах, занимают большую площадь, чем ЗРУ, а аппараты на ОРУ подвержены запылению, колебаниям температур.

 

16. Какие типы выключателей устанавливаются в закрытых распределительных устройствах 35 кВ и выше?

Примечание: ЗРУ 35-220 кВ применяются в особых условиях (ограниченность площади, загрязненная атмосфера, суровые климатические условия). Такие ЗРУ дороже ОРУ на тоже напряжение, т.к. стоимость здания значительно больше стоимости металлоконструкций и фундаментов, необходимых для открытой установки аппаратуры.

В них применяются только воздушные или маломасляные, а также элегазовые выключатели. Установка баковых масляных выключателей привела бы к значительному увеличению стоимости РУ за счет сооружения специальных камер и маслосборных устройств.

 

17. В чем заключается особенность КРУ с расположением выключателей на выкатном элементе

Комплектным распределительным устройством (КРУ) называется устройство, состоящее из шкафов, в которых смонтированы коммутационные аппараты, устройства, защиты, автоматики и телемеханики, измерительные приборы и вспомогательные устройства, поставляемые на место установки комплектно в собранном и пол­ностью подготовленном для сборки виде.

КРУ подразделяются на КРУ внутренней установки и КРУ наружной установки (КРУН). КРУ внутренней установки 6-10 кВ предназначены для работы в закрытых помещениях или сооружениях, выпус­каются с одной системой сборных шин.

КРУ имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными распределительными устройствами (РУ): технологичны при индустриальном монтаже подстанций, надежны в работе при правильной эксплуатации и др.

 

Конструктивной особенностью КРУ является металлический шкаф, представляющий собой каркасную металлоконструкцию. Шкаф разделен металлическими перегородками на отсеки: сборных шин, выкатной тележки, разъединяющих контактов, трансформаторов тока и кабельной сборки, приборный шкаф. Перегородки в шкафах предназначены для локализации возможных аварий внутри шкафов и удобства обслуживания.

 

В шкафах выкатного исполнения тележки выключателей могут занимать три положения:

• рабочее, при котором тележка с выключателем находится в шкафу, контакты первичных и вторичных цепей замкнуты, выключатель находится под нагрузкой или под напряжением, если он отключен,
• контрольное, когда тележка с выключателем выкачена из шкафа не полностью, контакты первичной цепи разомкнуты, а вторичные остаются замкнутыми (в этом положении возможно опробование выключателя на включение и отключение),
• ремонтное, при котором тележка с выключателем полностью выкачена из шкафа, контакты всех цепей разомкнуты.

 

18. Какие меры обеспечивают нормальную работу оборудования в КРУН в зимнее время при низких температурах?

Нормальная работа КРУН при отрицательных температуpax и в условиях выпадения росы обеспечивается надёжным уплотнением всех соединений элементов оболочки, применением росоустойчивого оборудования, включая опорные и проходные изоляторы, а также применением автоматических устройств обогрева.

Надежность электроснабжения обеспечивается релейной защитой. Эксплуатация КРУН типа К-59 не требует постоянного обслуживания.

 

19. Назовите преимущества КРУ с элегазовой изоляцией (КРУЭ) перед КРУ с воздушной изоляцией.

К явным преимуществам КРУЭ над другими установками является следующее:

· безопасность для эксплуатационного персонала;

· сейсмостойкость;

· простота монтажа;

· низкие эксплуатационные расходы;

· разнообразие компоновочных решений;

· высокая скорость подготовки площади обслуживания;

· уровень шума значительно ниже.

Полная герметизация КРУЭ осуществляет высокую безопасность для операторов и другого персонала. Также присутствует защита от проникновения животных. Внешний вид ОРУ может крайне негативно смотреться на фоне красот города. Компактность КРУЭ может скрыть подстанцию от взгляда общественности.

К недостаткам КРУЭ можно отнести:

· высокая стоимость (в 2 или 3 раза превышает стоимость ОРУ), но как уже было сказано выше в совокупности ремонтных работ, различных эксплутационных операций - все эти затраты на ОРУ оказываются значительно выше первоначальной стоимости КРУЭ, а ведь она, КРУЭ, в эксплуатации и ремонтых работах нуждается лишь чатстично. Также очень важно, что КРУЭ не требуется большая площадь для своего пребывания, нежели ОРУ, для которого нужна большая площадь для своего размещения, а цена земельного участка может превышать самой стоимости ОРУ;

· ответственные требования к монтажу, например отклонение уровня пола не должно превышать десятых частей градуса.

 

 

20. Назначение обходной системы шин.

Обходная система шин – система сборных шин, предназначенная для переключения на нее присоединений на время ремонта их коммутационного или другого оборудования.

Примечание: Схемы РУ (распред. устройств) с одной или двумя системами шин всех модификаций имеют общий существенный недостаток, заключающийся в том, что ремонт выключателей или разъединителей присоединений неизбежно связан с перерывом работы потребителей. При напряжениях 110 кВ и выше длительность ремонта выключателей, особенно воздушных, настолько велика, что отключение присоединений часто становится недопустимым. Исключить отмеченный недостаток позволяет применение обходной системы шин.

Источник: https://studopedia.ru/7_157299_primenenie-obhodnoy-sistemi-shin.html

 

21. Что относится к собственным нуждам подстанции?

К категории собственных нужд подстанций относится потребление электроэнергии токоприемниками, обеспечивающими необходимые условия функционирования оборудования подстанций в технологическом процессе преобразования и распределения электрической энергии.

В номенклатуру собственных нужд подстанций входит потребление электроэнергии на следующие цели:

· охлаждение трансформаторов и автотрансформаторов;

· обогрев, освещение и вентиляция помещений (ОПУ, ЗРУ, ОВБ, аккумуляторной, компрессорной, насосной пожаротушения, здания вспомогательных устройств синхронных компенсаторов, проходной);

· освещение территории;

· зарядно-подзарядные устройства аккумуляторных батарей;

· оперативные цепи и цепи управления (на подстанциях с переменным оперативным током);- обогрев ячеек КРУН (с аппаратурой РЗ и автоматики, счетчиками или выключателями) и релейных шкафов наружной установки;

· обогрев приводов и баков масляных выключателей;

· обогрев приводов отделителей и короткозамыкателей;

· обогрев приводов и маслобаков переключающих устройств РПН;

· обогрев электродвигательных приводов разъединителей;

· обогрев электросчетчиков в неотапливаемых помещениях;

· обогрев агрегатных шкафов и шкафов управления воздушных выключателей;

· электродвигатели компрессоров;

· обогрев воздухосборников;

· вспомогательные устройства синхронных компенсаторов (маслонасосы, циркуляционные насосы, дренажные насосы, задвижки, автоматика);

· электропитание аппаратуры связи и телемеханики;

· небольшие по объему ремонтные работы, выполняемые в процессе эксплуатации;

· прочие: дренажное насосы, устройства РПН, дистилляторы, мелкие станки и приспособления и т.п.

К собственным нуждам подстанций относятся также электроприемники, наличие которых обусловлено спецификой эксплуатации оборудования подстанций: кондиционирование помещения щита управления (жаркая климатическая зона), обогрев дорожек к оборудованию на открытой части подстанции (в районах с обильными снегопадами) и т.п.

Источник: http://holding-energy.ru/raschet-poter-elektroenergii-na-sobstvennyie-nuzhdyi-podstanczij.html

 

22. Для чего служит АСКУЭ на подстанции?

Главной задачей и принципом действия системы контроля электроэнергии является сбор информации по всем потребителям энергии, состоящим в этой системе, по напряжению и мощности. Затем система АСКУЭ обрабатывает полученные показания расхода, и на их основе выдает результат в виде отчета. В обязательном порядке система проводит анализ работы и прогнозирование ситуаций на будущие периоды. Основным моментом является анализ финансовых параметров и определение стоимости за израсходованную электроэнергию.