Описание электрических аппаратов, входящих в состав КТП

В настоящее время  применяются трансформаторы следующих  стандартных номинальных мощностей: 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000, 6300, 10 000, 16000, 25000, 32000, 40000, 63000 ,80000, 160000 кВ-А.

Условные обозначения  типов трансформаторов состоят  из букв, которые обозначают:

первые буквы: О – однофазный;

Т – трехфазный.

последняя буква:

Н - выполнение одной обмотки  с устройством;

регулирования напряжения под нагрузкой (РПН);

Р - трансформатор с  расщепленной обмоткой низшего

напряжения;

Т - трехобмоточный трансформатор;

М, Д, ДЦ, С, 3 -система охлаждения трансформаторов.

В настоящее время трансформаторы выполняются с переключением ответвлений обмотки без возбуждения (ПБВ) и с переключением ответвлений обмотки под нагрузкой – РПН.

 

 

1.2.5 QF1, QF2, QF3 - автоматические выключатели

 

 

Автоматические выключатели (автоматы) низкого напряжения (до 1000 В) предназначены для автоматической защиты электрических сетей и оборудования от аварийных режимов (коротких замыканий, перегрузок, снижения и исчезновения напряжения, изменения направления тока, гашения магнитного поля мощных генераторов в аварийных условиях и др.), а также для оперативной коммутации номинальных токов. Для обеспечения селективной (избирательной) защиты в автоматах предусматривается возможность регулирования уставок по току и по времени. Быстродействующие автоматы снижают время срабатывания и ограничивают отключаемый ток сопротивлением возникающей электрической дуги в автомате. Нередко эти факторы определяют принцип устройства и особенности конструкции автоматов.

Автоматические выключатели  подразделяются на: установочные и  универсальные. Установочные автоматические выключатели имеют защитный изоляционный (пластмассовый) корпус и могут устанавливаться в общедоступных местах, универсальные — не имеют такого корпуса и предназначены для установки в распределительных устройствах; быстродействующие и небыстродействующие. Быстродействие обеспечивается самим принципом действия (поляризованный электромагнитный или индукционно-динамический принцип и др.), а также условиями для быстрого гашения электрической дуги, подобно процессам в токоограничивающих автоматах; автоматы обратного тока, срабатывающие только при изменении направления тока в защищаемой цепи (поляризованные автоматы отключают цепь только при нарастании тока в прямом направлении, неполяризованные - при любом направлении тока).

1.2.6 ТА1, ТА2, ТАЗ - измерительные трансформаторы тока

 

Трансформатор тока (ТА) служит для измерения, преобразования и передачи информации о режиме работы сильноточной цепи высокого напряжения в цепь низкого напряжения с целью  ее последующей обработки. При этом одновременно ТА служит для изоляции первичной цепи высокого напряжения от вторичной цепи низкого напряжения, имеющей потенциал земли. Информация на вторичной стороне используется как для целей измерения мощности при помощи амперметра, ваттметра, качества энергии, так и для системы релейной защиты. Поэтому ТА, как правило, имеют две вторичные обмотки: одну для измерения, другую для защиты. Вторичный ток ТА имеет нормированные значения: 5 или 1 А. Первичная цепь трансформатора тока постоянно включена в цепь высокого напряжения и является первым элементом (датчиком контроля тока) системы релейной защиты. От точности передачи информации зависит четкость и быстрота ликвидации аварии.

Одной из важнейших характеристик  ТА является его точность, определяемая погрешностями измерения вторичного тока, соответствующая информации о первичном токе. Класс точности определяется по наибольшей допустимой погрешности ТА при номинальном первичном токе, выраженном в процентах. Установлено 6 классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10% соответствующих 100—120% номинального тока и в режиме КЗ.

Трансформаторы тока отличаются от силовых трансформаторов  следующими особенностями: работают в  условиях близких к короткому  замыканию (амперметр является нагрузкой  измерительной обмотки ТА); ток во вторичной цепи не зависит от значения и характера нагрузки (источник тока), а определяется значением и характером изменения первичного тока. В противоположность этому в силовых трансформаторах первичный ток определяется мощностью, потребляемой во вторичной цепи.

 

Рисунок 3 – Трансформатор тока

 

В общем случае ТА можно  представить в виде двух обмоток  первичной N₁ и вторичной N₂, размещенных на одном магнитопроводе из трансформаторной стали (рисунок 3). Принцип действия ТА основан на явлении электромагнитной индукции (закон Ленца).

 

 

1.2.7 РА1...РАЗ амперметры

 

Амперметры для измерения электрического тока устанавливают на всех трансформаторах  и линиях, питающих приемники электроэнергии или их группы. Амперметры устанавливают  в одной фазе. Три амперметра предусматривают только в тех цепях, где возможна несимметрия нагрузки фаз приемников (освещение, сварочные посты, конденсаторные батареи). Амперметры включают непосредственно в сеть или через трансформаторы тока.

 

 

1.2.8 SA1 переключатель (рубильник)

 

Переключатель (рубильник) - предназначен для ручного включения и отключения цепей с постоянным или переменным напряжением. В данном случае применяется  трехполюсный переключатель с центральным  рычажным приводом и дугогасительной  камерой. Включение и отключение линии уличного освещения осуществляется вручную выключателем SA1.

 

2 Расчетная часть

 

2.1 Расчет нагрузки освещения

 

 

Таблица 1 - Количество ламп в помещениях

Наименование помещения	Кол-во ламп (1 этаж), шт	Кол-во ламп (2 этажа), шт
Зарядная	2	4
Помещение мастера	10	20
Токарный участок	10	20
Трансформаторная	2	4
Комната отдыха	5	10
Вентиляция	1	2
Коридор	2	4
Комната	2	4
Малярная	6	6
Участок раскроя пиломатериалов	15	15
Участок подготовки деталей	11	11
Участок сборки	11	11
Итого ламп ДРЛ-250	43
Итого ламп  ЛБ-58	68

Определяем мощность освещения в цехе:

 

,                                                  (1)

 

где  n – количество ламп, шт;

Р_л – мощность лампы, кВт.

 

.

 

Определяем мощность освещения в служебных и бытовых помещениях, и данные сводим в таблицу 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2 – Мощность освещения в служебных и  бытовых помещениях

В ваттах

Наименование помещения	Кол-во ламп (2 этажа), шт	Мощность
Зарядная	4	232
Помещение мастера	20	1160
Токарный участок	20	1160
Трансформаторная	4	232
Комната отдыха	10	580
Вентиляция	2	116
Коридор	4	232
Комната	4	232
Итого ламп  ЛБ-58	68	3944

 

Итого на служебные и  бытовые помещения приходится

 

Р_лл = 3,944 кВт.

 

Общая мощность освещения

 

,                                              (2)

 

где  Р _дрл  – мощность освещения в основном  помещении, кВт;

Р_лл – мощность освещения в служебных и бытовых помещениях, кВт.

 

.

 

Т.к. освещение выполнено люминесцентными  лампами (cosφ = 0,95) и лампами ДРЛ, (то cosφ = 0,6) то

 

       ,                                                 ₍₃₎

 

где  S _осв – общая полная мощность освещения, кВА.

 

.

 

 

2.2 Расчет силовой электрической нагрузки

 

 

 

 

^{Таблица 3 – Расчет трехфазных электрических нагрузок цеха}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 3

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 3

 

 

 

 

Всего:

S_сил = S_р1+ S_р2+ S_р3+ S_р4,                                        (4)

 

S_сил = 3,93+4,7+22,48+27,818 = 58,928 кВА.

 

S_цеха = S_сил + S_осв,                                             (5)

 

где S_цеха – полная мощность цеха, кВА;

      Sсил – полная мощность силовой нагрузки, кВА;

      Sосв – полная мощность освещения, кВА.

 

S_цеха = 58,928 + 22,05 = 80,978 кВА.

 

 

2. Выбор мощности трансформаторов

 

 

Потребители в цехе относятся к 1 категории по надёжности.

Нагрузка на трансформатор  не должна превышать 0,8 от номинальной мощности трансформатора.

Определяем расчетную  мощность трансформаторов:

 

,                                          (6)

.

 

по справочнику выбираем марку трансформатора с учетом условия:

 

 

Принимаем два трансформатора марки ТМГ-63/10. Основные параметры приведены в таблице 4.

 

Таблица 4 – Параметры силового трансформатора

Тип	Мощность S, кВА	Uвн, кВ	Uнн, кВ	uк, %	Мощность потерь, кВт		i0, %
					Рх	Рк
ТМГ-63/10	63	6; 10;	0,4	4,5	0,22	1,28	1,8

 

где  S – полная мощность, кВА;

      U_1Н – номинальное первичное напряжение, кВ;

       U_2Н – номинальное вторичное напряжение, кВ;

      u_к – напряжение КЗ в процентах от номинального, %;

       Р_х – мощность потерь холостого хода, кВт;

       Р_к – мощность потерь КЗ, кВт;

      i₀ – ток холостого хода в процентах от номинального, %.

Определяем коэффициент  загрузки:

,                                               (7)

где   S_цеха – расчетная полная мощность цеха, кВА;

n – количество трансформаторов на подстанции, шт.;

        S_ном.тр – номинальная полная мощность одного трансформатора, кВА.

 

.

 

 

Заключение

 

 

      В курсовом проекте на тему «Проектирование комплектной трансформаторной подстанции» были выполнены расчёты освещения помещений, по результатам которых выбраны лампы типа ДРЛ-250 в  количестве 43 штуки и ЛБ – 58  в количестве  68  штук, расчет силовой электрической нагрузки, которая составила 58,9 кВА и расчет полной мощности цеха, которая составила 81 кВА.

Ввиду наличия потребителей I категории по надежности электроснабжения для питания цеха была выбрана трансформаторная подстанция 2КТП ТАС с АВР мощностью 63 кВА. 2КТП представляют собой две однотрансформаторные подстанции.

В нормальном режиме работы каждый силовой трансформатор работает на свою систему шин. При отсутствии напряжения на одной из секций (систем шин), запускается схема АВР и все потребители запитываются от силового трансформатора, оставшегося в работе. Это становится возможным вследствие того, что по низкой стороне секции 1 и секции 2 подстанции осуществляется резервирование (с помощью автоматического выключателя).

Управление автоматическими  выключателями, осуществляющими ввод в РУНН 0,4 кВ (вводной выключатель), и секционным выключателем возможно также в ручном режиме (с помощью кнопок).

Видимый разрыв при монтаже и ремонте 2КТП обеспечивается установкой вводного и секционного автоматов выдвижного исполнения, либо автоматов стационарного исполнения в комплекте с рубильниками.

Также был составлен сборочный чертёж 2КТП с габаритными размерами и обозначениями составных частей (графическая часть проекта).

 

Список использованных источников

 

 

1. Шеховцов, В.П. Расчёт и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. – М.: Форум - ИНФРА, 2005. – 214 с.
2. Конюхова, Е.А. Электроснабжение объектов. Учебное пособие. – М.: Издательство «Мастерство», 2002. – 320 с.
4.