ПОДСТАНЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ КОМПЛЕКТНАЯ Российский патент 2001 года по МПК H02B7/06 H02B5/00 

Изобретение относится к объектам промышленного строительства и предназначено для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц в сетях электроснабжения промышленных предприятий.

Известна комплектная трансформаторная подстанция (см. книгу Л.Н.Баптиданов и В.И.Тарасов "Электрооборудование электрических станций и подстанций" в 2-х томах, том 2-й, ГЭИ, М.-Л. 1959 г., стр. 150...152, рис. 9-8).

Известна комплектная трансформаторная подстанция внутренней установки (см. книгу "Электротехнический справочник (в трех томах), т. 2, "Электротехнические устройства". /Под общей ред. проф. МЭИ В.Г.Герасимова, П. Г. Грудинского, Л.А.Жукова и др. 6-е изд. испр. и доп. - М., Энергоиздат, 1981, - 640 с., стр. 534...539, рис. 25-19), выпускаемая Чирчикским трансформаторным заводом.

Известна комплектная трансформаторная подстанция согласно ТУ 16-674.029-84 (ИБДШ. 674822.018ТУ) (см. годовые отраслевые каталоги, например "Электротехника" 03.61.23-95, М. , Информэлектро, 1995 г. (105037, М.Е.-37 Информэлектро), выпускаемая также Чирчикским трансформаторным заводом.

Конструкция этих подстанций содержит устройство со стороны высокого напряжения, силовой трансформатор, тоководы, шкаф учета с приборами учета, распределительное устройство со стороны низкого напряжения, включающее вводные, секционные и линейные шкафы, установленные друг к другу в общий щит, образуя общую фасадную и тыльную стороны. Шкафы состоят из ячеек, расположенных одна над другой по высоте шкафа, в которых на выдвижных каретках (не показаны) установлены коммутационный и защитный аппараты, а сборные шины смонтированы со стороны тыльной части щита. Каретки с тыльной стороны оснащены врубными контактами для включения и отключения коммутационных и защитных аппаратов и других устройств, размещенных на каретке.

Известна подстанция трансформаторная комплектная приема, преобразования и распределения электрической энергии (см. книгу Л.И.Двоскина "Компоновки и конструкции распределительных устройств высокого напряжения", ГЭИ, М. 1960 г. , с. 360-369, рис. 4-83, 4-84, 4-85), содержащая вводное устройство со стороны высокого напряжения, включающее вводные и линейные панели с коммутационными и защитными аппаратами, приводами включения, приборами учета и контрольно-измерительными приборами, аппаратами управления, сборные шины.

Такая конструкция распределительного устройства низкого напряжения является громоздкой, сложной, металлоемкой и трудоемкой. Для осуществления ремонта необходимо сначала извлечь из ячейки каретку с установленными на ней аппаратами и приборами и затем снять все это вниз. В то время, как вес каретки с аппаратами составляет порядка 50 кг, один дежурный электрик вручную эту каретку с аппаратами снять не сможет. Тем более, если каретка находится на самом верху шкафа - на высоте двух метров, даже вдвоем снять такой вес с высоты полутора-двух метров достаточно трудоемко. Установка каретки в ячейку также операция трудоемкая, причем для того, чтобы определить, что врубной контакт каретки надежно вошел в зацепление с губками контакта отходящих линий, необходимо визуально в этом убедиться с тыльной стороны распределительного устройства низкого напряжения. При несовмещении контактов или их перекосе ввиду наличия зазора между рамками и направляющими каретку вновь выкатывают, сдвигают в одну или другую сторону и вновь закатывают, также визуально контролируя надежность контакта подключения аппарата. Причем, если ячейка, в которой установлена каретка, расположена на самом верху, то для визуального контроля надежности контакта необходимо заходить с тыльной стороны с лестницей. При плохом контакте происходит подгорание контактов и быстрый выход их из строя, что снижает долговечность и надежность в работе. Большое количество деталей, трущихся поверхностей в кинематике кареток делает конструкцию металлоемкой, трудоемкой и недостаточно надежной.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции, снижение металлоемкости и трудоемкости, повышение надежности без изменения строительной части под установку распределительного устройства низкого напряжения.

Для достижения этой цели подстанция трансформаторная комплектная содержит вводное устройство со стороны высокого напряжения, силовой трансформатор, распределительное устройство низкого напряжения, включающее вводные и линейные панели с коммутационными и защитными аппаратами, приводами включения, приборами учета и контрольно-измерительными приборами, аппаратами управления, сборные шины.

Распределительное устройство низкого напряжения выполнено в виде установленных в двухрядный щит вводных и линейных панелей с двумя фасадными сторонами и общей тыльной стороной с коммутационными и защитными аппаратами стационарного исполнения, расположенными в одном уровне, с возможностью свободного к ним доступа в пределах габарита щита в плане, причем сборные шины размещены над щитом вдоль каждого ряда, образуя две группы, соединенные между собой перемычками.

Устройство низкого напряжения установлено между силовыми трансформаторами с возможностью электрической связи от каждого из них посредством систем сборных шин шинопровода и оснащено устройством включения резерва, состоящим из секционной панели и панели автоматического включения резерва, трансформатор выполнен с боковой стороны устройства низкого напряжения и защищен металлическим кожухом.

Рукоятки приводов включения, приборы учета, аппараты управления и контрольно-измерительные приборы установлены с фасадных сторон устройства низкого напряжения.

Вводные устройства с силовыми трансформаторами со стороны высокого напряжения установлены попарно в два ряда в плане.

Выполнение устройства низкого напряжения в виде установленных в двухрядный щит вводных, секционных и линейных панелей типа ЩО-94 с двумя фасадными сторонами и общей тыльной стороной с коммутационными и защитными аппаратами стационарного исполнения, расположенными в одном уровне с возможностью свободного к ним доступа в пределах габарита щита в плане, позволяет упростить конструкцию устройства низкого напряжения, повысить надежность в процессе эксплуатации.

Использование в качестве вводных, секционных и линейных шкафов в устройстве низкого напряжения панелей типа ЩО-94 с коммутационными и защитными аппаратами стационарного исполнения обеспечивает жесткие постоянные и надежные контакты между всеми элементами электрической схемы устройства с обеспечением видимого контроля за токопроводами устройства с фасадной стороны.

В процессе эксплуатации нет необходимости использования выкатных тяжелонагруженных кареток с ненадежной кинематикой, которые для проведения ремонтных работ следует выкатить, снять с большой высоты и где-то разместить для проведения ремонта, а затем вновь поднять на такую же высоту и закатить в ячейку, контролируя при этом с тыльной стороны надежность контакта автоматических выключателей со сборными шинами и отходящими линиями. Расположение вводных, секционных и линейных панелей друг к другу тыльными и боковыми сторонами позволяет собрать их в один щит с двумя фасадными сторонами и одной тыльной, что обеспечивает простоту и надежность конструкции, беспрепятственный доступ в процессе эксплуатации ко всем аппаратам и элементам устройства низкого напряжения с фасадной стороны в пределах габарита устройства в плане. Причем габариты устройства низкого напряжения полностью соответствуют габаритам строительного здания действующих подстанций, выпускаемых, например, Чирчикским заводом, что позволяет при проектировании подстанции не менять строительного задания и в случае необходимости обеспечить взаимозаменяемость устройств низкого напряжения на действующих подстанциях. Именно предложенная конструкция подстанции в большей степени соответствует условиям техники безопасности.

Размещение сборных шин над щитом каждого ряда панелей образуя две группы, соединенные между собой перемычками, позволяет создать таким образом компактную конструкцию устройства низкого напряжения, не меняя строительного задания, из панелей, например, типа ЩО-94 с коммутационными и защитными аппаратами стационарного исполнения.

Оснащение подстанции устройством включения резерва, состоящего из секционной панели и панели автоматического включения резерва, позволяет разрабатывать и эксплуатировать схемы двухтрансформаторных подстанций, где устройство низкого напряжения установлено между силовыми трансформаторами с возможностью электрической связи от каждого из них посредством шинопровода, и при потере питания на одном из трансформаторов устройства автоматического включения резерва обеспечить бесперебойное питание потребителей от второго трансформатора.

Выполнение шинного моста на стороне устройства низкого напряжения с боковой стороны до выводов силового трансформатора и защита его металлическим кожухом позволяют обеспечить безопасные условия эксплуатации.

Размещение с фасадных сторон устройства низкого напряжения рукояток приводов включения, приборов учета, аппаратов управления и контрольно-измерительных приборов позволяет осуществлять дистанционное управление аппаратами и визуальный контроль за работой подстанции с фасадной стороны устройства низкого напряжения.

Установление попарно в два ряда в плане вводных устройств с силовыми трансформаторами при двухтрансформаторных подстанциях позволяет обеспечить компактную схему подстанции, как вариант ее выполнения.

На фиг. 1 изображен вид спереди предлагаемой подстанции однотрансформаторной.

На фиг. 2 изображен вид в плане предлагаемой подстанции однотрансформаторной.

На фиг. 3 изображен вид спереди подстанции двухтрансформаторной.

На фиг. 4 изображен вид в плане подстанции двухтрансформаторной.

На фиг. 5 изображен вид А устройства низкого напряжения (боковая стенка не показана).

Подстанция содержит вводное устройство 1 со стороны высокого напряжения, силовой трансформатор 2, распределительное устройство 3 низкого напряжения, включающее вводные 4, секционные 5 и линейные 6 панели с коммутационными 7 и защитными 8 аппаратами, приводами 9 включения, приборами 10 учета и контрольно-измерительными 11 приборами, аппаратами 12 управления, сборные 13 шины. Устройство 3 низкого напряжения выполнено в виде установленных в двухрядный щит 14 вводных 4, секционных 5 и линейных 6 панелей с двумя фасадными сторонами 15 и общей тыльной стороной 16 с коммутационными 7 и защитными 8 аппаратами стационарного исполнения, расположенными в одном уровне с возможностью свободного к ним доступа в пределах габарита щита 14 в плане, причем сборные 13 шины размещены над щитом 14 вдоль каждого ряда, образуя две группы, соединенные между собой перемычками 17. В двухтрансформаторных подстанциях устройство 3 со стороны низкого напряжения установлено между силовыми трансформаторами 2 с возможностью электрической связи от каждого из них посредством шинопровода 18 и оснащено устройством включения резерва (не показано), состоящим из секционной панели и панели автоматического включения резерва. Шинный мост 18 на стороне устройства 3 низкого напряжения до выводов силового трансформатора 2 выполнен с боковой стороны 19 устройства 3 низкого напряжения и защищен металлическим кожухом 20. Рукоятки 21 приводов 9 включения, приборы 10 учета, аппараты 12 управления и контрольно-измерительные приборы 11 установлены с фасадных сторон 15 устройства 3 низкого напряжения. При двухрядном расположении двухтрансформаторных подстанций вводные устройства 1 со стороны высокого напряжения с силовыми трансформаторами 2 устанавливают попарно в два ряда в плане.

Предложенная подстанция работает следующим образом.

Питание комплектной трансформаторной подстанции осуществляется по магистральной и радиальной схемам электроснабжения. В качестве вводного устройства на 6 кВ устанавливают, например, камеру КСО 386-0,4-0,6-20УЗ с выключателем нагрузки ВНП 10/400-20УЗ и предохранителями типа ПКТ-103-80-20УЗ. Ввод от силового трансформатора 2 на шины 18 (0,4 кВ) осуществляется через вводную панель 4, например, ЩО-94-1-43УЗ. Защита сборных шин 13 на стороне низкого напряжения осуществляется включателями 8 (ВА 51-41-341830УЗ). Распределение электрической энергии по отходящим линиям, а также защита отходящих линий от перегрузки и токов короткого замыкания осуществляются автоматическими выключателями 8 серии ВА стационарного исполнения или блоками рубильник-предохранитель.

Щит 14 (0,4 кВ) комплектуется из панелей 4, 5, 6 серии ЩО-94. Расположение щита 14 двухрядное. При двухтрансформаторных подстанциях устройство 3 низкого напряжения оснащено устройством автоматического включения резерва (не показано). В нормальном режиме секционный выключатель (не показан) отключен. Каждая секция питается от своего вводного устройства 1 и трансформатора 2. При исчезновении напряжения на любом из вводных устройств 1 при помощи устройства автоматического включения резерва включается секционный выключатель (не показан) и питание всей подстанции осуществляется от оставшегося в работе вводного устройства 1 и трансформатора 2. При восстановлении напряжения на отключенном вводном устройстве 1 секционный выключатель автоматически выключается, и подстанция продолжает работу в нормальном режиме. Учет электроэнергии осуществляется на стороне устройства 3 низкого напряжения. Для учета активной и реактивной энергии, измерения нагрузки на всех фазах ввода установлены счетчики 10 (СА4У-И672:СР4У-И672), амперметры 11 (Э-365, включаемые через трансформаторы тока).

Внедрение предложенной подстанции позволит снизить металлоемкость и трудоемкость, упростить конструкцию, обеспечить компактность и повысить надежность ее в работе. Причем габариты в плане предложенной подстанции позволяют осуществить полную взаимозаменяемость вышедшего из строя устройства низкого напряжения, выполненного, например, по типу Чирчикского завода, на устройство низкого напряжения предложенной конструкции.

Использование: в сетях электроснабжения промышленных предприятий. Технический результат заключается в упрощении конструкции, снижении металлоемкости и трудоемкости, повышении надежности без изменения строительной части под установку распылительного устройства низкого напряжения. Подстанция содержит вводное устройство со стороны высокого напряжения, сборные шины, силовой трансформатор, распределительное устройство низкого напряжения. Оно включает вводные и линейные панели с коммутационными и защитными аппаратами, приводами включения, приборами учета и контрольно-измерительными приборами, аппаратами управления. Распределительное устройство низкого напряжения выполнено в виде установленных в двухрядный щит вводных и линейных панелей с двумя фасадными сторонами и общей тыльной стороной. Таким образом, коммутационные и защитные аппараты стационарного исполнения расположены в одном уровне с возможностью свободного к ним доступа в пределах габарита двухрядного щита в плане. Сборные шины установлены над щитом вдоль каждого ряда, образуя две группы, соединенные между собой перемычками. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Подстанция трансформаторная комплектная приема, преобразования и распределения электрической энергии, содержащая вводное устройство со стороны высокого напряжения, силовой трансформатор, распределительное устройство низкого напряжения, включающее вводные и линейные панели с коммутационными и защитными аппаратами, приводами включения, приборами учета и контрольно-измерительными приборами, аппаратами управления, сборные шины, отличающаяся тем, что распределительное устройство низкого напряжения выполнено в виде установленных в двухрядный щит вводных и линейных панелей с двумя фасадными сторонами и общей тыльной стороной, оснащенных коммутационными и защитными аппаратами стационарного исполнения, расположенными в одном уровне с возможностью свободного к ним доступа в пределах габарита двухрядного щита в плане, причем сборные шины размещены над двухрядным щитом вдоль каждого ряда, образуя две группы, соединенные между собой перемычками. 2. Подстанция по п.1, отличающаяся тем, что при двух силовых трансформаторах распределительное устройство низкого напряжения установлено между силовыми трансформаторами с возможностью электрической связи от каждого из них посредством шинопровода и оснащено устройством включения резерва, состоящего из секционной панели и панели автоматического включения резерва. 3. Подстанция по п.1, отличающаяся тем, что шинопровод от выводов силового трансформатора до распределительного устройства низкого напряжения выполнен с боковой стороны распределительного устройства низкого напряжения и защищен металлическом кожухом. 4. Подстанция по п.1, отличающаяся тем, что рукоятки приводов включения, приборы учета, аппараты управления и контрольно-измерительные приборы установлены с фасадных сторон распределительного устройства низкого напряжения. 5. Подстанция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что при двух силовых трансформаторах вводные устройства со стороны высокого напряжения с силовыми трансформаторами установлены попарно в два ряда в плане.