ЛабРаб_ТТП_2006

В учебной тяговой подстанции использованы ОПН в РУ-27,5кВ типа

Raychem PolyGarde, а в РУ-10 кВ – ОПН-10/29.

Измерительные трансформаторы

Трансформаторы тока (ТТ) служат для преобразования больших токов в токи, удобные для измерения стандартными приборами (1 или 5А), а также для изоляции измерительных цепей и обеспечения безопасности обслуживающего персонала. Трансформаторы тока по конструкции подразделяются на шинные, опорные, проходные, встроенные, катушечные, разъемные. Они различаются по числу витков первичной обмотки на одновитковые и многовитковые, по месту установки – для внутренней и наружной установки, по типу изоляции – с литой и фарфоровой изоляцией. В РУ35кВ, 27,5кВ, 10 кВ и 6 кВ применяются трансформаторы тока с литой изоляцией. В лаборатории и на стендах представлены трансформаторы тока различных конструкций.

В ячейках РУ 10кВ используются трансформаторы тока ТЛК-10. В ячейке «Фидера КС 27.5» установлен проходной трансформатор тока ТЛК35.

Трансформаторы напряжения (ТН) применяют для понижения

высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/ 3 В, а также для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения и обеспечения безопасности персонала. Трансформаторы напряжения выполняют однофазными и трехфазными, двухобмоточными и трехобмоточными. По типу изоляции различают масляные, сухие и литые ТН.

Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рисунке 1.4. Первичная обмотка включена на напряжение сети U1, а к вторичной обмотке (напряжение U2) присоединены параллельно измерительные приборы и реле. Для безопасности обслуживания один вывод вторичной обмотки заземлен. ТН работает в режиме, близкому к холостому ходу, так как сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое.

FV		FV

1 - первичная обмотка;

2 - магнитопровод;

3 - вторичная обмотка;

FV

Рисунок 1.4 –Схема включения трансформатора напряжения

25

Погрешность зависит от поперечного сечения магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от вторичной нагрузки.

В ячейке 3 находятся три однофазных трансформатора ЗНОЛ.06-10 (З – для закрытых РУ, Н – трансформатор напряжения, О – однофазный, Л – с литой изоляцией, 06 – исполнение, 10 - напряжение). Магнитопровод в них ленточный, разрезной, О-образный, что позволило увеличить класс точности до 0,2. Такие трансформаторы имеют небольшую массу, могут устанавливаться в любом положении, пожаробезопасны. В литой блок залиты обмотки и магнитопровод. Выводы первичной обмотки (А,Х) и выводы вторичной обмотки (а,х) открыты.

Тяговый агрегат

Преобразовательный агрегат (выпрямитель) тяговой подстанции предназначен для преобразования переменного тока промышленной частоты в постоянный, используемый для питания тяговых потребителей. Каждый агрегат состоит из трансформатора и выпрямительной установки, подключенных через коммутационные аппараты со стороны тяговой сети к шинам РУ-3,3кВ; а со стороны питающего напряжения к РУ-10кВ. Наиболее важными характеристиками агрегата является схема выпрямления, номинальные мощность, напряжение и ток.

Схема соединения обмоток тягового трансформатора Т и принципиальная схема выпрямителя показаны на рисунке 1.1. Первичная обмотка трансформатора соединена в "звезду", а вторичная – в "треугольник". Работа этой схемы рассмотрена в [2].

Для учебных целей на подстанции установлен трансформатор ТС63/0,4 с питанием от трехфазной сети напряжением 380 В.

Обозначение типа выпрямительной установки включает две части: буквенную В-ТПЕМ (выпрямитель – трёхфазный ток на входе (напряжение), постоянный ток (напряжение) на выходе, с естественным воздушным охлаждением, для метрополитена) и числовую 1500/825 (номинальный выпрямленный ток 1500А, номинальное выпрямленное напряжение 825В). Выпрямительная установка находится в шкафу закрытого типа. Внутри на каркасе размещены диоды с охладителями и измерительные шунты. На лицевую панель двери шкафа управления выпрямителя вынесены цифровые измерительные приборы PV и РА.

1.3 Порядок выполнения работы

1Изучить однолинейную схему тяговой подстанции.

2Найти соответствующее высоковольтное оборудование и заполнить таблицы 1.1- 1.3.

3Пояснить преподавателю назначение ячеек РУ-10 кВ, РУ-27,5 кВ, РУ-3,3 кВ и выпрямительного агрегата учебной лаборатории.

4Получить у преподавателя задание для более детального изучения отдельных видов оборудования.

26

1.3.1 Комплектные ячейки РУ10 кВ

По однолинейной схеме учебной тяговой подстанции (рисунок 1.1)

1Изучить конструкцию ячеек РУ-10 кВ, расположение и назначение каждой ячейки (ВВ, ПВА и ТН).

2Записать паспортные данные оборудования ячеек. Обратить внимание на выполнение монтажа.

3Представить в отчете спецификацию оборудования в форме таблицы 1.1.

Таблица 1.1 – Спецификация оборудования ячеек РУ-10 кВ

	Вид		Количество	Технические
		Тип	данного вида	данные
	оборудования
			оборудования	оборудования

4 Указать порядок переключений при включении и отключении ячеек РУ 10 кВ.

1.3.2. Ячейка фидера КС РУ- 3,3 кВ

По однолинейной схеме учебной тяговой подстанции (рисунок 1.1)

1 Изучить конструкцию ячейки №4 фидера РУ-3,3 кВ, расположение и назначение оборудования ячейки.

2 Записать паспортные данные оборудования. Обратить внимание на выполнение монтажа.

3 Представить в отчете спецификацию оборудования в форме таблицы 1.2.

Таблица 1.2 – Спецификация оборудования ячейки № 4 фидера РУ-3,3 кВ

	Вид		Количество	Технические
		Тип	данного вида	данные
	оборудования
			оборудования	оборудования

4 Указать порядок переключений при включении и отключении ячейки 4.

1.3.3. Ячейка фидера КС РУ-27,5 кВ

По однолинейной схеме учебной тяговой подстанции (рисунок 1.1)

1 Изучить конструкцию ячейки № 5 фидера РУ-27,5 кВ, расположение и назначение оборудования ячейки.

2 Записать паспортные данные всех видов оборудования. Обратить внимание на выполнение монтажа.

3 Представить в отчете спецификацию оборудования в форме таблицы 1.3.

27

Таблица 1.3 – Спецификация оборудования ячейки №5 фидера РУ-27,5 кВ

	Вид		Количество	Технические
		Тип	данного вида	данные
	оборудования
			оборудования	оборудования

4 Указать порядок переключений при включении и отключении ячейки № 5.

1.3.4 Вакуумные выключатели ВВЭ-М-10

1 Изучить назначение, конструкцию и принцип действия вакуумных выключателей ВВЭ-М-10.

2 Объяснить назначение отдельных деталей выключателя и дугогасительной камеры КДВ, схему управления приводом.

3 В отчете привести разрез дугогасительной камеры выключателя ВВЭ-М и описание работы выключателя.

1.3.5 Высоковольтные разъединители

1 Изучить назначение, конструкцию и принцип действия высоковольтных разъединителей. Обратить внимание на особенности конструкции однополюсных и трехполюсных разъединителей, а также разъединителей коробчатого типа.

2 В отчете дать описание одного из видов разъединителя, установленного в лаборатории (РВРЗ 1б-10/4000,РРЗ-35/1000 У3)

1.3.6 Ограничители перенапряжений

1 Изучить назначение ОПН и их конструкцию.

2 Объяснить работу ОПН.

3 В отчете привести описание одного из типов ограничителей перенапряжений по заданию преподавателя.

1.3.7 Трансформаторы тока

1 Изучить принцип действия и конструкцию трансформаторов тока с литой изоляцией.

2 В отчете представить описание конструкции трансформатора тока по заданию преподавателя.

1.3.8 Трансформаторы напряжения

1 Изучить принцип действия и конструкцию трансформаторов напряжения

3*ЗНОЛ-10.

2 Сравнить конструкцию ТН 3*ЗНОЛ-10 и трансформатора НТМИ-10.

28

1.3.9Тяговый агрегат

1Изучить конструктивное выполнение и технические данные преобразовательного агрегата, включающего преобразовательный трансформатор ТС63/04 и выпрямитель В-ТПЕМ-1,6к-825.

2В отчете привести принципиальную схему выпрямителя, схему соединений группы диодов, эскиз панели шкафа.

1.4Содержание отчета

1Однолинейная схема тяговой подстанции учебной лаборатории.

2Назначение ячеек учебной тяговой подстанции. Заполнить таблицы по спецификации оборудования.

3Описание назначения и принципа действия высоковольтного оборудования.

4Индивидуальное задание

5Выводы.

1.5 Контрольные вопросы

1Укажите назначение комплектных ячеек К-99: ВВ, ПВА, ТН.

2Конструктивное исполнение ячеек ВВ и ПВА.

3Конструктивное исполнение ячейки № 3 (ТН).

4Конструкция выключателя ВВЭ-М-10.

5Принцип гашения дуги в маломасляных и вакуумных выключателях переменного тока.

6Назначения высоковольтных разъединителей.

7Конструкция разъединителей внутренней установки.

8Назначение и классификация высоковольтных изоляторов.

9Устройство и принцип действия ограничителей перенапряжений.

10Назначение и принцип действия трансформаторов тока.

11Классификация и конструктивное исполнение трансформаторов тока

12Назначение и принцип действия трансформаторов напряжения.

13Классификация и конструктивное исполнение трансформаторов напряжения.

14Условные графические и буквенные обозначения силовых выключателей постоянного и переменного тока, высоковольтных разъединителей, проходных изоляторов, ОПНов, измерительных трансформаторов тока и напряжения.

29

Лабораторная работа №2

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО 27,5 кВ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

2.1 Цель работы – изучить схему РУ 27,5 кВ тяговой подстанции переменного тока, назначение узлов этой схемы и оперативные переключения при эксплуатации.

2. 2 Краткие теоретические сведения

РУ 27,5 кВ на тяговых подстанциях используются для питания тяговой сети переменного тока.

На рисунке 2.1 показана схема главных электрических соединений (СГЭС) РУ 27,5 кВ, которая включает сборные шины, вводы от тяговых обмоток понижающих трансформаторов, фидеры контактной сети с запасным выключателем Q9, фидеры нетяговых потребителей– два провода рельс (ДПР), трансформаторы собственных нужд (ТСН), трансформаторы напряжения TV1…TV 4(ТН) и другие присоединения.

Система шин в РУ-27,5 кВ одинарная, секционированная двумя разъединителями QS17 и QS18, с обходной (запасной) шиной. Благодаря двум секционным разъединителям появляется возможность ремонта каждого из них без перерыва питания.

Запасная шина служит для вывода в ремонт любого фидерного выключателя или какой-либо секции шин со всеми ее отводами.

Так как все фидера контактной сети первой секции подключены к фазе А, то обходная шина к первой секции подключается к фазе В. Это позволяет использовать фазу В первой секции для вывода в ремонт второй секции, в которой все отводы подключены к фазе В. Во второй секции наоборот.

Для примера на рисунке 2.2 рассмотрим вывод в ремонт фидерного выключателя второй секции Q8, через который подается питание в контактную сеть от фазы В.

1 Отключить и проверить отключенное положение заземляющих ножей

QSG19 и QSG23;

2Включить разъединители обходного выключателя QS19, QS23;

3Включить разъединитель обходной шины QS16;

4Включить обходной выключатель Q9;

Питание от фазы В осуществляется одновременно как со 2-й секции шин (через фидерный шинный разъединитель QS12, через фидерный выключатель Q8, фидерный линейный разъединитель QS14), так и с 1-й секции шин (через разъединитель обходного выключателя QS19, обходной выключатель Q9, разъединитель)

5Отключить фидерный выключатель Q8;

6Вывесить плакат «Не включать! Работают люди» на камеру управления Q8;

7Снять предохранители на включение Q8;

30

16

	Ввод 2 от понижающего
Ввод 1 от понижающего	трансформатора Т2
трансформатора Т1	FV2

	FV1				TV2	TV4	QSG2’
QSG1’	TV1	TV3
							QS2
QS1
QSG1“
			К РПП	К КЗП	FV4		QSG2“
	FV3
							Q2
Q1					QSG22’
	QSG21’						TA2
TA1
		QSG17’	QSG18“			QS22
QSG3	QS21

	QSG21“		QSG17“					QSG4
QS3					QSG22“				QS4		С
С								2-я секция шин
В											В
	1-я секция шин		3-я секция шин
А											А
	QS7		QS17
QS5		QS11			QS18	QS12		QS8	QS6
QSG5	QSG7		QS19								QSG6
					QS20
		QSG11	QSG19	QSG20		QSG12			QSG8
Q3	Q5	Q7	Q9			Q8			Q6		Q4
		TA7
TA3	TA5					TA8
		QSG13	TA9					TA6	TA4
	QSG9					QSG14
К КЗП			QSG23’
											К КЗП
TСН1		QS13	QS23			QS14			QSG10		TСН2
	QS9
		QS15
					QS24				QS10
			QSG23“			QS16
В РУ 0,23(0,4) кВ	Фидер ДПР 1				шина			Фидер ДПР 2
							Фидер			В РУ 0,23(0,4) кВ
	Фидер КС 1 Фидер КС 3				Воздушный Фидер
					отсос	КС 2	КС 4

Рисунок 2.1 - СГЭС РУ-27,5 кВ тяговой подстанции

17

	Ввод 2 от понижающего
Ввод 1 от понижающего	трансформатора Т2
трансформатора Т1	FV2

FV1

TV2

TV4

QSG2’

QSG1’

TV1

TV3

QS2

QS1

QSG1“

К РПП

К КЗП

FV4

QSG2“

FV3

Q2

Q1

QSG22’

QSG21’

TA2

TA1

QSG17’

QSG18“

QS22

QSG3

QS21

QSG21“

QSG17“

QSG4

QS3

QSG22“

QS4

С

С

2-я секция шин

В

В

1-я секция шин

3-я секция шин

А

А

QS7

QS17

QS5

QS11

QS18

QS12

QS8

QS6

QSG5

QSG7

QSG6

QS19

QS20

QSG11

QSG19

QSG20

QSG12

QSG8

Q3

Q5

Q7

Q9

Q8

Q6

Q4

TA7

TA3

TA5

TA8

QSG13

TA9

TA6

TA4

QSG9

QSG14

К КЗП

QSG23’

К КЗП

TСН1

QS13

QS23

QS14

QSG10

TСН2

QS9

QS15

QS24

QS10

QSG23“

QS16

В РУ 0,23(0,4) кВ

Фидер ДПР 1

Обходная шина

Фидер ДПР 2

					В РУ 0,23(0,4) кВ
	Фидер КС 1	Фидер КС 3	Воздушный Фидер		Фидер
			отсос	КС 2	КС 4

Рисунок 2.2 – Эксплуатационная схема РУ-27,5 кВ тяговой подстанции

8Отключить линейный разъединитель QS14;

9Вывесить плакат «Не включать! Работают люди» на привод QS14;

10Отключить шинный разъединитель QS12;

11Вывесить плакат «Не включать! Работают люди» на привод QS12;

12Включить заземляющие ножи QSG14,QSG12;

13Установить переносные заземления с обеих сторон выключателя Q8;

14Вывесить плакаты «Заземлено» на приводы QS14, QS12;

15Оградить канатом с плакатами «Стой! Напряжение» выключатель Q8.

Питание этого фидера КС будет осуществляться через фазу В первой секции шин.

Для исключения одновременного включения разъединителей QS19 и QS20 (что привело бы к КЗ фаз А и В) между ними имеется блокировка , обозначенная пунктирной линией на рисунке 2.1.

Вводы 1 и 2, идущие от обмоток понижающих трансформаторов Т1 и Т2, подсоединяются к секциям РУ - 27,5 кВ через выключатели Q1 и Q2. С двух сторон выключателей устанавливаются разъединители, причем со стороны шин двухполюсные (QS3 и QS4), которые не имеют главных и заземляющих ножей на фазе С. Это объясняется тем, что фаза С соединена с КЗП и не требует дополнительного заземления при производстве работ. Измерение токов вводов РУ – 27,5 кВ производится с помощью трансформаторов тока ТА 1 и ТА2, которые используются и для подключения устройств релейной защиты.

От каждой секции шин питается по два (для транзитных с UП = 220 кВ и всех опорных) или одному (для всех остальных) ТСН, которые подключаются через трехфазный выключатель Q3 к фазам А, В и к КЗП, то есть к фазе С.

Так как фаза С заземлена и подключена к рельсам, то для питания районных потребителей достаточно только двух проводов от фаз А и В. Подключение районных потребителей производится от этих двух проводов (фазы А и В) и рельса (фаза С). Такие фидера называются “два провода - рельс” (ДПР). Они подключаются к шинам 27,5 кВ также через разъединители трехфазные выключатели Q5, Q6. Один полюс Q5 при этом не используется.

Фидера КС подключаются через однофазные выключатели Q7 и Q8, через разъединители QS11, QS13 и QS12, QS14. Все фидера КС могут быть подключены к обходной шине при помощи разъединителей QS15 и QS16.

Разъединители QS24 применяют для создания цепи при плавке гололеда.

Для измерения напряжения в каждой секции РУ-27,5 кВ используют по два однофазных трехобмоточных трансформатора напряжения TV1 - TV4, соединенных по схеме «открытого треугольника». Трансформаторы напряжения используются для контроля напряжения на секциях шин, а также для питания цепей напряжения устройств релейной защиты. Схема подключения трансформаторов напряжения к одной секции с подсоединением вольтметров приведена на рисунке 2.3.

21

С

В

А

I						I

III	II		II	III

V V

Рисунок 2.3 – Схема подключения трансформаторов напряжения

К каждому TV подключен ограничитель перенапряжений (ОПН) FV3, FV4. ОПН служит для защиты от перенапряжений изоляции шин РУ – 27,5 кВ. Аналогичные ОПН устанавливаются и на вводах РУ – 27,5 кВ, они предназначены для защиты силовых трехобмоточных трансформаторов Т1 и Т2. Измерение тока в РУ-27,5 кВ производится с помощью трансформаторов тока ТА 1,ТА2 .

Для заземления первой секции при выводе ее в ремонт включаются заземляющие ножи QSG21, а при ремонте разъединителя QS17 — QSG21 и QSG17. Для заземления второй секции или ремонта QS18 включаются аналогичные QSG22 заземляющие ножи второй секции и QSG18.

В лаборатории "Тяговые подстанции" установлена ячейка фидера контактной сети (ФКС) РУ 27,5 кВ, разработанная ООО «НИИЭФА – ЭНЕРГО». Она укомплектована выключателем ВБЦО – 27,5, разъединителем РР – 35 с моторным приводом, проходным трансформатором тока ТПЛ – 35, а также ограничителем перенапряжения и проходными изоляторами ИПЛ – 35. В состав ячейки входит микропроцессорный блок защиты типа БМРЗ – ФКС (блок микропроцессорный релейной защиты фидера контактной сети), обеспечивающий необходимые защиты, сигнализацию и измерения основных параметров и их передачу по стандартной линии телеуправлениетелесигнализация (ТУ – ТС). По линии ТУ – ТС также осуществляется дистанционное управление ячейкой с помощью сенсорного экрана компьютера. Кроме дистанционного в ячейке предусмотрено и местное управление высоковольтным оборудованием с лицевой панели ячейки.

22