ЦЕХОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ
ВВЕДЕНИЕ
Предлагаемое учебное пособие является второй частью пособия по курсовому проектированию [6].
В первой главе рассмотрено конструктивное исполнение цеховых подстанций, а также выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности.
Вторая глава посвящена выбору напряжения и схемы распределительной сети предприятия.
Третья глава посвящена расчету токов короткого замыкания.
В четвертой главе изложены вопросы выбора электрических аппаратов и токоведущих частей.
В пятой главе описано конструктивное исполнение цеховых сетей, а также рассмотрен выбор цехового электрооборудования на напряжение до 1000 В.
Шестая глава посвящена вопросам компенсации реактивной мощности в сетях общего назначения до 1000 В и выше 1000 В.
Пособие содержит некоторые справочные данные, необходимые для расчетов, а также примеры расчета.
Правила оформления пояснительной записки и чертежей, а также график выполнения курсового проекта изложены в [14, 15].
ЦЕХОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ
Цеховые трансформаторные подстанции (ЦТП) предназначены для приема электрической энергии на напряжении 6−35 кВ, понижения напряжения до 0,4 кВ и распределения электроэнергии между потребителями энергии (ПЭ) и электроприемниками (ЭП).
Все ЦТП в зависимости от конструкции и степени защиты от окружающей среды делят на стационарные, монтируемые на месте строительства, и комплектные, которые полностью изготавливаются на заводах и крупными блоками монтируются на промышленных предприятиях.
Комплектные трансформаторные подстанции выполняют для внутренней (КТП) и наружной установки (КТПН). При проектировании следует отдавать предпочтение комплектным трансформаторным подстанциям, обеспечивающим большую надежность и сокращение сроков строительства. КТП комплектуют автоматическими воздушными выключателями, установленными на выкатных тележках (рис. 1.1, 1.2) [1].
|
| Рис. 1.1. Принципиальная однолинейная схема к КТП |
|
| а |
|
| б |
|
| в |
| Рис. 1.2. Варианты возможной компоновки КТП: а − с одним трансформатором и линейным размещением шкафов; б − с двумя трансформаторами и линейным размещением шкафов; в − с двумя трансформаторами и П-образным размещением шкафов; 1 − шкаф ввода высокого напряжения; 2 − шкаф ввода в РУ-0,4 кВ; 3 − шкаф с секционным выключателем; 4 − шкаф (стойка) с отходящими линиями; Т, Т1, 2 − силовые трансформаторы |
В КТП используют силовые трансформаторы типа ТМЗ, ТМФ (табл. 1.1, 1.2) [2].
Шкаф ввода высокого напряжения может содержать или не содержать коммутационно-защитные аппараты в зависимости от схемы подключения КТП к межцеховой сети.
При радиальных схемах питания трансформатора применяют глухое присоединение питающего кабеля к трансформатору. При магистральной схеме питания трансформатора применяют присоединение через разъединитель (рис. 1.3) [3].
Конструктивно ЦТП подразделяют на внутрицеховые, которые размещают в многопролетных цехах; встроенные в контур цеха, но имеющие выкатку наружу; пристроенные к зданию; отдельно расположенные на территории предприятий (применяют при невозможности размещения внутрицеховых, встроенных или пристроенных подстанций по условиям производства).
Таблица 1.1
Комплектные трансформаторные подстанции внутренней установки 6−10 кВ
| Тип | Мощность, кВА | Состав комплектующего оборудования | ||
| Тип | ||||
| трансформатора | шкафа ВН | шкафа НН | ||
| КТП250-6 и 10/0,4 | ТМФ-250/10(6) | ШВВ-2 или ВВ-1 | ШНВ-2;ШНЛ-7 | |
| 2КТП250-6 и 10/0,4 | 2×250 | ШНВ-2;ШНЛ-7; ШНС-2 | ||
| КТП400-6 и 10/0,4 | ТМФ-400/10(6) | ШНВ-2;ШНЛ-7 | ||
| 2КТП400-6 и 10/0,4 | 2×400 | ШНВ-2;ШНЛ-7; ШНС-2 | ||
| КТП630-6 и 10/0,4 | ТМФ-630/10(6) | ШНВ-2;ШНЛ-9 | ||
| КТП630-6 и 10/0,4 | 2×630 | ШНВ-2;ШНЛ-9; ШНС-1 | ||
| КТПМ630-6 и 10/0,4 | ШНВ-2;ШНЛ-9 | |||
| 2КТПМ630-6 и 10/0,4 | 2×630 | ШНВ-2;ШНЛ-9; ШНС-1 | ||
| КТП1000 | ТМФ-1000/10(6) | ШНВ-3; ШНЛ-7; ШНС-3 | ||
| 2КТП1000 | 2×1000 | ШНВ-(1,…5); ШНЛ-(1,…5) | ||
| КТП1600 | ТМФ(З)-1600/10(6) | ШНС-5 | ||
| 2КТП1600 | 2×1600 | ШНВ-(1,…5), ШНЛ-(1,…9) | ||
| КТП2500 | ТМФ-2500/10(6) | ШНВ-(1,…5); ШНЛ-(1,…5) | ||
| 2КТП2500 | 2×2500 | ШНС-1 |
Таблица 1.2
Технические данные трансформаторов цеховых подстанций
| Тип | Sном, кВА | Напряжение обмотки | Потери, кВт | Uк.з, % | Iхх, % | |||
| ВН | НН | Рхх | Рк.з | |||||
| Трансформаторы масляные без регулирования напряжения под нагрузкой | ||||||||
| ТМ-25/6-10 | 6; 10 | 0,4 | 0,17 | 0,6 | 4,5 | 3,2 | ||
| ТМ-40/6-10 | 6; 10 | 0,4 | 0,24 | 0,88 | 4,5 | 3,0 | ||
| ТМ-63/6-10 | 6; 10 | 0,4 | 0,36 | 1,28 | 4,5 | 2,8 | ||
| ТМ-100/6-10 | 6; 10 | 0,4 | 0,49 | 1,97 | 4,5 | 2,6 | ||
| ТМ-160/6-10 | 6; 10 | 0,4; 0,69 | 0,73 | 2,65 | 4,5 | 2,4 | ||
| ТМ-250/6-10 | 6; 10 | 0,4; 0,69 | 0,945 | 3,7 | 4,5 | 2,3 | ||
| ТМ-400/6-10 | 6; 10 | 0,4; 0,69 | 1,2 | 5,5 | 5,5 | 2,1 | ||
| ТМ-630/6-10 | 6; 10 | 0,4; 0,69 | 1,56 | 8,5 | 5,5 | 2,0 | ||
| Трансформаторы для комплектных подстанций | ||||||||
| ТМ-1000/6-10 | 6; 10 | 0,4 | 2,45 | 12,2 | 5,5 | 1,4 | ||
| ТМ-1600/6-10 | 6; 10 | 0,4; 0,69 | 3,3 | 5,5 | 1,3 | |||
| ТМ-2500/6-10 | 6; 10 | 0,4; 0,69 | 4,6 | 5,5 | 1,0 | |||
| ТСЗ-160/6-10 | 6; 10 | 0,23; 0,4; 0,69 | 0,7 | 2,7 | 5,5 | 4,0 | ||
| ТСЗ-250/6-10 | 6; 10 | 0,23; 0,4; 0,69 | 1,0 | 3,8 | 5,5 | 3,5 | ||
| ТСЗ-630/6-10 | 6; 10 | 0,4; 0,69 | 2,0 | 7,3 | 5,5 | 1,5 | ||
Окончание табл. 1.2
| ТСЗ-1000/6-10 | 6; 10 | 0,4; 0,69 | 3,0 | 11,2 | 5,5 | 1,5 | |
| ТСЗ-1600/6-10 | 6; 10 | 0,4; 0,69 | 4,2 | 5,5 | 1,5 | ||
| ТМЗ-630/6-10 | 6; 10 | 0,4 | 2,3 | 8,5 | 5,5 | 3,2 | |
| ТМЗ-1000/6-10 | 6; 10 | 0,4 | 2,45 | 12,2 | 5,5 | 1,4 | |
| ТМЗ-1600/6-10 | 6; 10 | 0,4 | 3,3 | 5,5 | 1,3 | ||
| ТМФ-160/6-10 | 6; 10 | 0,4; 0,69 | 0,51 | 3,1 | 4,5 | 2,4 | |
| ТМФ-250/6-10 | 6; 10 | 0,4; 0,69 | 0,74 | 4,2 | 4,5 | 2,3 | |
| ТМФ-400/6-10 | 6; 10 | 0,4; 0,69 | 0,95 | 5,9 | 4,5 | 2,1 | |
| ТМФ-630/6-10 | 6; 10 | 0,4; 0,69 | 1,31 | 8,5 | 5,5 |
| 
| 
| 
|
| а | б | в | г |
| Рис. 1.3. Основные схемы подключения цеховых ТП: а − глухое присоединение; б, в, г − присоединение ТП через коммутационные аппараты (ВН − выключатель нагрузки, Р − разъединитель, ВНП − выключатель нагрузки с предохранителем) |
Размещают ЦТП на первых этажах. Размещение на других этажах должно подтверждаться технико-экономическим расчетом. В многопролетных цехах большой ширины ЦТП располагают у колонн или возле вспомогательных цеховых помещений так, чтобы не занимать площадей, обслуживаемых кранами. При шаге колонн, недостаточном для размещения между ними подстанций, допускается нахождение одной из колонн в пределах помещения подстанции. При равномерном распределении ЭП с большими нагрузками и насыщенности цеха технологическим оборудованием целесообразно выделять специальный пролет для размещения ЦТП. Их размещают с наибольшим приближением к центру питаемой нагрузки со смещением в сторону источника питания.
Трансформаторы для ЦТП рекомендуется применять с масляным заполнением. При наличии ограничений, регламентируемых Правила устройства электроустановок (ПУЭ) [11], принимают трансформаторы: сухие – для установки на испытательных станциях, в лабораториях, электромашинных помещениях, производственных помещениях с пожароопасными зонами, при установке ниже уровня первого и выше второго этажа, а также в тех случаях, когда недопустима установка масляных трансформаторов по пожарной безопасности; с негорючим жидким диэлектриком – при недопустимости открытого установки масляных трансформаторов по пожарной безопасности и не могут быть установлены сухие трансформаторы, а мест для сооружения помещений подстанций нет.