Трансформаторы электрические станции трансформаторные подстанции мчс

Тема 8. Трансформаторы. Электрические станции и трансформаторные подстанции (2 часа)

Принцип действия и устройство трансформаторов. Холостой ход и работа трансформатора под нагрузкой. Трёхфазный трансформатор. Автотрансформаторы. Измерительные трансформаторы. Пожарная опасность трансформатора.

Электрические станции. Их классификация, пожарная опасность и опасность поражения электрическим током. Основные мероприятия противопожарной защиты.

Трансформаторные подстанции. Виды. Схемы и оборудование объектовой трансформаторной подстанции. Назначение и устройство маслонаполненных трансформаторов и масляных выключателей. Пожарная опасность трансформаторных подстанций и маслонаполненного оборудования. Требования противопожарной защиты при эксплуатации трансформаторных подстанций и оборудования.

Тема 9. Аварийные режимы работы электроустановок. Причины пожаров и загораний от электроустановок (2 часа)

Аварийные режимы работы электроустановок. Тепловое действие тока. Способы защиты электрических цепей при аварийных режимах работы. Предохранители, их номинальные параметры. Автоматические устройства защиты электрических сетей.

Аварийные режимы работы в электроустановках, приводящие к пожарам: короткое замыкание, перегрузка электрической сети, переходное сопротивление, токи утечки, искрение и электрические дуги. Меры профилактики.

Источник

Виды трансформаторов для подстанций: описание, типы, назначение

В энергетике, радиоэлектронной, радиотехнической промышленности и в бытовой сфере постоянно возникает необходимость преобразования переменного тока из одного напряжения в другое. С этой задачей отлично справляются трансформаторы различных модификаций и конструкций. Разнообразие характеристик и параметров позволяет расширить функционал агрегата или выполнить более точную настройку под нужды потребителя. Самая подробная классификация трансформаторов – в этом материале.

Классификация по назначению

Каждый из видов трансформаторов для ТП выполняет определенные задачи.

Силовой трансформатор

Это установка, которая используется для преобразования высоких мощностей и подачи токов по воздушным высоковольтным линиям, где показатели напряжения могут достигать 1150 кВ. Посредством силовых трансформаторов удастся снизить энергопотери и обеспечить потребителей напряжением с заданными параметрами мощности без изменения частоты электроэнергии. В городских электросетях силовые устройства применяются для снижения первичного напряжения до 220-380 В. Конструкция трансформатора может включать от 1 до 3 обмоток, количество которых прямо пропорционально мощности энергосистемы. Районные и региональные электростанции оснащают силовыми трехфазными установками мощностью до 4000 кВ.

Измерительный трансформатор

Основная задача этого вида оборудования – измерить и проконтролировать определенные параметры сети высокого напряжения. Используется в тех случаях, когда внедрить в систему измерительный прибор невозможно, очень сложно или опасно для обслуживающего персонала. Измерительные трансформаторы отличаются повышенной точностью и регулярно подвергаются проверке на метрологические характеристики. В зависимости от измеряемого значения выделяют трансформаторы:

• Тока – контролируют и анализируют нагрузки, протекающие в электросистеме с высоковольтным оборудованием. Постоянно работают в условиях короткого замыкания, поэтому их конструкция включает элементы, ограничивающие входную мощность. Измерительные трансформаторы тока выступают более практичной альтернативой амперметрам – благодаря конструкции раздвижного магнитопровода удается снять показания тока без разрыва электроцепи. В классификации устройств также выделяют трансформаторы заземляемые, незаземляемые, каскадные и емкостные;
• Напряжения – подключаются к системе высокого или низкого напряжения и работают в режиме холостого хода с низкими значениями исходящей нагрузки. Трансформаторы этого вида создают целую систему, отвечающую за измерение, фильтрацию и анализ различных векторов напряжения. Данные от измерительных преобразователей поступают на защитные, сигнальные и блокировочные установки, включая или отключая их в случае скачков напряжения. В свою очередь, трансформаторы напряжения подразделяются на встроенные, опорные, проходные, втулочные, шинные и разъемные.

Сетевой трансформатор

Это агрегаты понижающего типа, которыми оснащаются разнообразные электроприборы, чаще всего бытовые. Задача сетевого трансформатора – снизить входное напряжение до оптимальных для бытового прибора значений (5, 12, 24 или 48 В). Сетевые трансформаторы иногда снабжают несколькими вторичными обмотками для подачи напряжения в разные части электросхемы. Современные аппараты производят из набора пластин электротехнической стали на тороидальных сердечниках, что позволяет получить более компактный агрегат.

Виды специализированных трансформаторов

Это трансформаторные устройства, предназначенные для решения узконаправленных задач электросистемы.

• Автотрансформатор. Устройство, обмотки которого связаны между собой как по электрическому, так и по магнитному принципу. Единственная обмотка имеет несколько выводящих линий для получения токов с разными показателями напряжения. По сути это компактный трансформатор понижающего вида, который обладает меньшей стоимостью за счет экономии на обмотке. Агрегаты внедряют в устройства автоматического управления, в высоковольтные электросети, соединяя обмотки по схеме звезды или треугольника. Одна из разновидностей модели – лабораторный автотрансформатор, позволяющий плавно регулировать напряжение, поставляемое потребителю. Применяется в пусконаладочных системах для точной настройки электрооборудования.
• Сварочный. Предназначен для подключения к сварочным аппаратам и преобразования токов высокого напряжения в низкие. Такие трансформаторы востребованы в строительной промышленности для монтажа металлических конструкций – арматуры, труб, узлов. Первичная обмотка сварочного трансформатора принимает входящие токи, намагничивая магнитопровод, а вторичная обмотка индуцирует переменный ток до необходимых значений.
• Импульсный. Предназначен для трансформации тока и напряжения импульсных сигналов с минимальными искажениями показателей на выходе. Этот вид трансформаторов особенно востребован в радиоэлектронике, триодных генераторах, дифференцирующих модулях. В электросетях импульсные устройства играют роль защитных элементов при коротких замыканиях вследствие избыточного нагрева или чрезмерной нагрузки. По конструкции различают бронестержневые, броневые, тороидальные, стержневые импульсные трансформаторы.
• Разделительный. Состоит из двух обмоток одинаковой конструкции, не связанных между собой и создающих одинаковое напряжение на входе и на выходе. Используется в целях повышения надежности электросетей, обеспечения электрической безопасности и гальванической развязки электроцепи.
• Согласующий. Согласовывает показатели сопротивления токов в разных звеньях электросхем с минимальными изменениями первоначальных показателей. Трансформаторы такого типа применяются также для блокирования гальванического взаимодействия в разных участках электросистемы.
• Высокочастотный. Способен передавать высокоточные сигналы за счет особого материала обмотки – с использованием ферритов, модифицированного кремнием или никелем железа. Подобные сплавы обладают низкой диэлектрической проницаемостью, линейностью характеристик передачи электроэнергии и способностью к локализации возникающих помех. Высокочастотные трансформаторы входят в конструкции распределительных устройств, установок возобновляемой энергетики, промышленных приводов и пр.
• Пик-трансформатор. Преобразует энергетические потоки синусоидальной формы, подаваемые на первичную обмотку, в разнополярные импульсы заданной частоты на выходе вторичной обмотки. Кратковременные импульсы напряжения с пиками и спадами лежат в основе работы полупроводниковых и газоразрядных приборов.

Классификация по типу охлаждения

Предотвратить перегревание трансформаторов помогает особая среда, в которую погружают сердечник устройства. В качестве охладителей используются составы-диэлектрики, выступающие основой данной классификации.

Виды трансформаторов по материалу диэлектрика:

• Масляные. В качестве охладителя используется жидкая среда – трансформаторное масло. Наличие специального расширителя позволяет диэлектрику балансировать между температурными перепадами во время активной работы устройства – в интервале от -60 °С до +40 °С.
• Сухие. В эту группу входят трансформаторы с воздушным охлаждением – тепло отводится путем естественного движения потоков воздуха. Такие аппараты устанавливают на участках с повышенными требованиями к безопасности персонала и оборудования, в системах электроснабжения жилых зданий, транспортных средств, на бумажном и нефтеперерабатывающем производствах. Для снижения гигроскопичности устройств витки пропитывают специальными лаками или эпоксидной смолой.
• Жидкостные. Охладителем служат различные виды теплообменной жидкости – негорючие диэлектрики или дистиллированная вода. Жидкими диэлектриками чаще всего заполняют сердечники трансформаторов высокой мощности.

Другие классификации трансформаторов

Также трансформаторы классифицируют по следующим характеристикам.

Виды по системе обмоток:

• Однообмоточный – между входящей и исходящей обмотками сохраняются электрическая и магнитная связи;
• Двухобмоточный – функционирует на основе двух электрически не связанных обмоток;
• Многообмоточный – может иметь до десяти вторичных обмоток, где параметры тока первичной обмотки определяются количеством витков вторичной.

Самыми распространенными видами трансформаторов считаются четырех- и пятиобмоточные.

Виды по количеству фаз:

• Однофазные;
• Многофазные (чаще всего 3 или 6 фаз).

Виды по величине электрического напряжения:

• Низковольтные – с рабочим напряжением в интервале 1000-1500 В (используются преимущественно в радиоэлектронике);
• Высоковольтные – поддерживают рабочее напряжение до 4000 кВ (силовые трансформаторы).

Виды по частоте токов:

• Высокой частоты – свыше 100 кГц;
• Ультразвуковой частоты – свыше 10 кГ;
• Повышенной – работают в диапазоне 100-10000 Гц;
• Промышленной частоты – 50 Гц;
• Пониженной частоты – до 50 Гц.

Виды по месту монтажа:

Виды по сроку службы (учитывается суммарное количество рабочих часов трансформатора):

• Кратковременного использования – эксплуатируются без потери характеристик в течение одного часа, используются в ракетной аппаратуре;
• Короткого срока службы – способны бесперебойно работать на протяжении 300-500 часов, внедряются в корабельное и наземное оборудование;
• Пролонгированного пользования – срок службы достигает 10 тысяч и более часов, устанавливаются на объектах общепромышленного, бытового, жилого назначений.

Трансформаторные системы, их виды и модификации постоянно развиваются и модернизируются, повышая надежность, безопасность и мультифункциональность энергообеспечения.

Источник

Тема 2.3 Электрические станции и трансформаторные подстанции

(Лекции 2 часа, Практические занятия 4 часа)

Электрические станции. Их классификация, пожарная опасность и опасность поражения электрическим током. Основные мероприятия противопожарной защиты.

Трансформаторные подстанции. Виды. Схемы и оборудование объектовой трансформаторной подстанции. Назначение и устройство маслонаполненных трансформаторов и масляных выключателей. Пожарная опасность трансформаторных подстанций и маслонаполненного оборудования. Требования противопожарной защиты при эксплуатации трансформаторных подстанций и оборудования.

Практическое занятие: Оперативно-тактическое изучение предприятия энергетики.

Раздел 3 Охрана труда.

Тема 3.1 Основы охраны труда в Российской Федерации.

Основные понятия и термины, применяемые в охране труда.

Законодательные документы, определяющие правовые основы охраны труда в Российской Федерации. Нормативные документы по охране труда.

Органы государственного надзора и контроля по охране труда. Ответственность за нарушения законодательных актов и нормативных документов по охране труда.

Тема 3.2 Условия труда пожарных.

Вредные вещества. Классификация вредных веществ, применяемых в ГПС МЧС России и образующихся на пожарах. Предельно-допустимая концентрация. Воздействие вредных веществ на человека.

Факторы, формирующие условия труда пожарных. Отличие труда работников пожарной охраны от работников промышленного производства, сферы обслуживания и других областей человеческой деятельности Характерные опасные и вредные факторы, воздействующие на пожарных.

Тяжесть труда пожарных. Оценка условий труда.

Тема 3.3 Обеспечение безопасных условий труда в ГПС МЧС России.

Требования безопасности при несении караульной службы.

Техника безопасности при ведении боевых действий: выезд и следование на пожар, разведка пожара, спасание людей, боевое развёртывание, ликвидация горения, выполнение специальных работ на пожаре, сбор и возвращение в подразделение.

Охрана труда при обучении пожарных. Тренировки газодымозащитников. Тренировки на огневой полосе психологической подготовки пожарных.

Требования безопасности, предъявляемые к пожарной технике, пожарно-техническому вооружению и объектам пожарной охраны.

Источник

Трансформаторная подстанция: назначение, классификация, технические параметры, структура условного обозначения

Трансформаторная подстанция (ТП) — это электрическая подстанция, предназначенная для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию другого напряжения с помощью трансформаторов (определение согласно ГОСТ 24291-90). В народе данный правильный термин часто некорректно подменяют жаргоном «трансформаторная будка».

Отдельно выделяют комплектные трансформаторные подстанции, которые соответствуют ГОСТ 14695-97 или ГОСТ 14695-80 и о которых дальше и пойдет речь в статье. Другими словами, в статье вы найдете информацию именно о комплектных трансформаторных подстанциях негерметизированных в металлических оболочках общего назначения на напряжение до 10 кВ, которые предназначены для приема, преобразования и распределения электроэнергии трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц, изготавливаемые для различных отраслей народного хозяйства и для экспорта.

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) — электрическая подстанция, состоящая из шкафов или блоков со встроенным в них трансформатором и другим оборудованием распределительного устройства, поставляемая в собранном или подготовленном для сборки виде (определение согласно ГОСТ 24291-90).

Рис. 1. Пример трансформаторной подстанции

Назначение

Если говорить простым и весьма упрощенным языком, то трансформаторные подстанции служат для приёма, преобразования и распределения электрической энергии. Любая электрическая подстанция имеет силовой трансформатор, служащий для преобразования напряжения, распределительные устройства и устройства автоматического управления и защиты.

Принимая высоковольтное напряжение сети 6-10 кВ, понижающая ТП преобразует его и передает потребителям — то есть нам. Приём и преобразование напряжения обеспечивает силовой трансформатор, с выхода которого к потребителю уходит трёхфазное переменное напряжение 0,4 кВ. Для питания домашнего однофазного электрооборудования используется один из трёх фазных проводников L1; L2; L3, а также нейтральный проводник N.

КТП часто используют как источники питания в системах распределения электроэнергии (см. рисунок 2 ниже). На рисунке 2 показана система распределения энергии, соответствующая типу заземления системы TN-C-S. В качестве источника питания (ПС) используется трансформаторная подстанция.

Классификация

Классификация исполнений КТП должна соответствовать указанной в таблице 1 и предусматриваться в технических условиях на конкретные типы КТП.

Признак классификации КТП	Исполнение
По виду силового трансформатора	С масляным трансформатором; с герметичным масляным трансформатором; с трансформатором, заполненным негорючим жидким диэлектриком; с сухим трансформатором.
По способу выполнения нейтрали обмотки трансформатора на стороне низшего напряжения (НН)	С глухозаземленной нейтралью; с изолированной нейтралью.
По взаимному расположению частей КТП	Однорядное, двухрядное.
По числу применяемых силовых трансформаторов	С одним трансформатором; с двумя и более трансформаторами.
По выполнению вводов в УВН 1	Кабельный, шинный, воздушный
По выполнению выводов из РУНН 2	Шинный, воздушный, кабельный (верхнее или нижнее расположение)
По виду климатического исполнения	У1; ХЛ1; УХЛ1; Т1; У3; Т3 по ГОСТ 15150, ГОСТ 15543.1 и в сочетании категорий размещения для исполнений У и Т (смешанная установка): 1 – для УВН, шинопровода и силового трансформатора; 3 – для РУНН.
По степени защиты оболочки	По ГОСТ 14254
По способу установки автоматических выключателей	С выдвижными выключателями; со стационарными выключателями.
По наличию коридора (тамбура) обслуживания в УБН и РУНН категории размещения 1	Без коридора (тамбура) обслуживания; с коридором (тамбуром) обслуживания.

Примечания к таблице 1 (согласно [2]):

• 1)Устройство со стороны высшего напряжения (УВН): Негерметизированное устройство в металлической оболочке (или без оболочки для некоторых типов мачтовых КТП) со встроенными в него аппаратами для коммутации, управления и защиты (или без них – глухой ввод), служащее для приема электроэнергии и передачи ее по цепям, обусловленным схемой коммутации на стороне высшего напряжения трансформатора.
• 2) Распределительное устройство со стороны низшего напряжения (РУНН): Устройство в металлической оболочке, служащее для распределения электроэнергии и состоящее из одного или нескольких шкафов со встроенными в них аппаратами для коммутации, управления, измерения и защиты.

Основные технические параметры

Основные параметры КТП должны соответствовать указанным в таблице 2.

Наименование параметра	Значение
Мощность силового трансформатора, кВ·А	25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500
Номинальное напряжение на стороне высшего напряжения (ВН), кВ	6; 10
Наибольшее рабочее напряжение на стороне ВН, кВ	7,2; 12
Номинальное линейное напряжение на стороне НН, кВ	0,23; 0,4; 0,69
Номинальный ток сборных шин на стороне ВН, А	6; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250
Номинальный ток сборных шин на стороне НН, А	63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000
Ток термической стойкости в течение 3 с на стороне ВН, кА	4; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40
Ток электродинамической стойкости на стороне ВН, кА	10; 16; 21; 26; 32; 41; 51; 64; 81; 102
Уровень изоляции по ГОСТ 1516.1	Нормальная изоляция; облегченная изоляция.
Частота, Гц	50; 60

Примечания к таблице 2 (согласно [2]):

• 1) По заказу потребителя допускается исполнение КТП со временем протекания тока термической стойкости со стороны ВН 1 с.
• 2) При частоте 60 Гц параметры КТП уточняются в технических условиях на конкретные типы КТП.
• 3) По заказу потребителя допускаются исполнения КТП с другими значениями номинального напряжения на стороне НН, значения этого напряжения и параметры КТП должны уточняться в технических условиях на конкретные типы КТП.
• 4) Значения токов термической и электродинамической стойкости на стороне НН должны указываться в технических условиях на конкретные типы КТП.

Номинальные токи вводов ВН и НН, а также сборных шин НН КТП, должны быть не менее номинальных токов силового трансформатора.

Сечение нейтральной шины в РУНН должно соответствовать 50 % номинального тока силового трансформатора. По заказу потребителя допускается применять нейтральные шины, соответствующие 70 % номинального тока.

В шкафах РУНН групповые ответвления от сборных шин к нескольким коммутационным аппаратам главной цепи должны выдерживать длительную нагрузку, равную сумме номинальных токов подключенных аппаратов, но не более номинального тока трансформатора. В технически обоснованных случаях допускается указанную нагрузку уменьшать до 70 % номинального тока.

Стойкость к токам короткого замыкания сборных шин РУНН и ответвлений от них в пределах КТП должна соответствовать стойкости к току короткого замыкания вводов со стороны НН трансформатора. Продолжительность тока термической стойкости – 1 с.

При установке на вводе НН КТП автоматического выключателя сборные шины и ответвления от них должны соответствовать термической и динамической стойкости выключателя, но не более стойкости к току короткого замыкания вводов со стороны НН силового трансформатора. Продолжительность действия тока термической стойкости должна быть равна времени верхнего значения срабатывания в зоне токов короткого замыкания выключателя.

Структура условного обозначения КТП

Пример условного обозначения типа КТП мощностью 400 кВ·А, класса напряжения 10 кВ, на номинальное напряжение на стороне НН 0,4 кВ, климатического исполнения ХЛ, категории размещения 1:

То же, двух трансформаторной КТП мощностью 1600 кВ·А, класса напряжения 6 кВ, на номинальное напряжение на стороне НН 0,69 кВ, климатического исполнения У, категории размещения 3:

То же, КТП мощностью 1000 кВ·А, класса напряжения 10 кВ, на номинальное напряжение на стороне НН 0,4 кВ, климатического исполнения У, категории размещения для вводного устройства со стороны высшего напряжения, шинопровода и трансформатора – 1, а распределительного устройства со стороны низшего напряжения – 3:

В технических условиях на конкретные типы КТП допускается применять дополнительные буквенные обозначения после обозначения КТП, поясняющие тип или назначение КТП.

Источник