Stacje transformatorowe na napięcie 6 — 10 / 0,38 kV w sieciach dystrybucyjnych
Stacje transformatorowe 6…10/0,38 kV, zwane często stacjami odbiorczymi, przeznaczone są do zasilania linii dystrybucyjnych napięciem 0,38 kV, najczęściej trójfazowym czteroprzewodowym z uziemionym punktem zerowym.
W sieciach dystrybucyjnych do instalacji napowietrznych stosuje się najczęściej zarówno stacje jedno-, jak i dwutransformatorowe o mocy od 25 do 630 kV-A. Ze specjalnym uzasadnieniem można instalować zamknięte podstacje transformatorowe (ZTP). Obecnie w większości przypadków projektuje się sieci z kompletnymi podstacjami transformatorowymi do instalacji zewnętrznej, chociaż dla użytkowników pierwszej kategorii pod względem niezawodności zasilania coraz częściej stosuje się ZTP. Funkcjonują również zewnętrzne podstacje transformatorowe.
Główne schematy połączeń pierwotnych rozdzielni 10 kV całej stacji transformatorowej (KTP) przedstawiono na rysunku 1 (niektóre schematy nie przedstawiają dodatkowych odłączników, które można zainstalować na wspornikach końcowych w celu podłączenia KTP do linii). Kompletna ślepa podstacja transformatorowa z jednym transformatorem (ryc. 1, a) jest szeroko stosowana do zaopatrywania konsumentów rolnych.
Rysunek 1. Główne schematy elektryczne rozdzielni RU 10 kV podstacji transformatorowych 10/0,38 kV
Odłącznik z reguły jest instalowany na wsporniku końcowym linii 10 kV, a bezpieczniki 10 kV są instalowane w KTP. W uzasadnionych przypadkach zamiast rozłącznika w obwodzie transformatora można zastosować rozłącznik obciążenia. Schemat b również z jednym transformatorem i szynami zbiorczymi z wyłącznikami może być stosowany w sieciach 10 kV, nie tylko z zasilaniem jednokierunkowym, ale również dwukierunkowym, gdy ze względu na warunki niezawodnościowe dopuszczalne jest ręczne przełączanie po wystąpieniu sytuacji awaryjnej. Transformator jest podłączony do szyn zbiorczych za pomocą odłącznika i bezpieczników.
Gdy wyłączniki obciążenia są zamknięte, zasilanie może być dostarczane z jednego źródła z przepływającym prądem autobus na podstacji… W tym schemacie dopuszcza się wymianę jednego z rozłączników na rozłącznik z odpowiednimi blokadami.
Schemat e łączy pojedynczą podstację transformatorową z automatycznym punktem podziału lub automatycznym przełącznikiem SZR na linii 10 kV.Schemat jest stosowany w sieciach o napięciu 10 kV z zasilaniem jednokierunkowym i dwukierunkowym, w których zgodnie z warunkami niezawodności zasilania wymagane jest automatyczne i ręczne rozdzielenie linii 10 kV.
Schemat d - rozdzielnica z dwoma transformatorami i szynami zbiorczymi 10 kV rozdzielonymi łącznikiem obciążenia i odłącznikiem stosowana jest głównie w sieciach 10 kV z zasilaniem dwustronnym, gdzie dopuszcza się ręczne rozdzielenie linii 10 kV.
Podstawowym trybem pracy stacji jest zasilanie każdego transformatora z niezależnego źródła poprzez linię 10 kV (sekcyjny wyłącznik obciążenia jest wyłączony). Przy włączonym rozłączniku sekcyjnym istnieje możliwość zasilania go z jednego źródła prądem przepływającym przez szyny rozdzielni transformatorowej Zamiast rozłącznika sekcyjnego można zamontować rozłącznik olejowy (zastępując rozłącznik obciążenia rozłącznikiem po lewej stronie, diagram d). Taki obwód (obwód mostka jednowyłącznikowego) łączy w sobie rozdzielnię dwutransformatorową z samoczynnym punktem odłączenia lub punktem SZR dla linii 10 kV.
Rysunek 2 przedstawia główny schemat połączeń UZTP 10 / 0,38 kV, opracowany dla zasilania odpowiedzialnych użytkowników rolniczych, gdzie konieczne jest zapewnienie ATS po stronie 10 kV. Stacja transformatorowa dwutransformatorowa o mocy 2x400 kV-A z rozdzielnicą 10 kV typu węzłowego wg schematu z dzielonym układem szynowym, z czterema odchodzącymi liniami napowietrznymi 10 kV i z wykorzystaniem celek rozdzielczych, z wyłącznikami mocy Typ VK-10, wykorzystujący KTP, jest zbudowany typu back-end (ryc. 2, a).
Rysunek 2. Główny schemat połączeń stacji UZTP 10/0,38 kV
Schemat ideowy kompletnej podstacji transformatorowej 10 / 0,38 kV o mocy 25 ... 160 kV-A pokazano na rysunku 3.
Rysunek 3. Schemat połączeń KTP-25 ... 160/10
Rozdzielnica 10 kV (RU) składa się z odłącznika ВС z nożami uziemiającymi zamontowanymi na najbliższym wsporniku linii 10 kV, ograniczniki zaworów FV1…FV3 do ochrony urządzeń przed przepięciami atmosferycznymi i łączeniowymi po stronie 10 kV oraz bezpieczniki F1…F3 instalowane w urządzeniu wodnym wysokiego napięcia, zapewniające ochronę transformatora przed zwarciami wielofazowymi. Bezpieczniki są podłączone odpowiednio do przepustów i transformatora mocy. Pozostała część aparatury znajduje się w dolnym przedziale (szafie), czyli rozdzielnicy 0,38 kV.
Przełącznik S, ograniczniki zaworów FV4…FV6 do ochrony przeciwprzepięciowej po stronie 0,38 kV, przekładniki prądowe TA1…TAZ, zasilające licznik energii czynnej PI oraz przekładniki TA4, TA5, połączone z przekaźnik termiczny KK, który zapewnia ochronę transformatora mocy przed przeciążeniem. Załączanie, wyłączanie i zabezpieczanie linii wyjściowych 0,38 kV przed zwarciem i przeciążeniem realizowane jest za pomocą wyłączników automatycznych QF1 … QF3 z wyzwalaczami kombinowanymi. Jednocześnie w celu ochrony linii przed zwarciami jednofazowymi w przewodach neutralnych linii napowietrznej N1 ... 3 zainstalowane są przekaźniki prądowe KA1 ... KA3, które po uruchomieniu zamykają obwód cewka wyzwalacza. Przekaźniki są skonfigurowane do pracy przy zwarciach jednofazowych. w najbardziej odległych punktach sieci.Linia oświetlenia ulicznego jest zabezpieczona przed zwarciem bezpiecznikami F4…F6.
Gdy transformator mocy jest przeciążony, styki rozwierne przekaźnika termicznego KK, które w trybie normalnym omijają cewkę przekaźnika pośredniego KL, otwierają się, zasilając go napięciem przez rezystory R4 i R5. W wyniku zadziałania przekaźnika KL następuje wyłączenie linii 1 i 3 oraz wyłączenie rezystora R4, zwiększając rezystancję w obwodzie cewki przekaźnika KL. Jest to konieczne w celu ograniczenia do wartości nominalnej (220 V) napięcia podawanego na cewkę przekaźnika KL po pociągnięciu zwory, co wiąże się ze wzrostem rezystancji cewki przekaźnika. Zabezpieczenie przed przeciążeniem wyłącza się po nie więcej niż 1,3 godziny przy prądzie 1,45 prądu znamionowego transformatora mocy.
Linia nr 2 i oświetlenie uliczne nie są przerywane przez zabezpieczenie przeciążeniowe. Automatyczne załączanie i wyłączanie linii oświetlenia ulicznego realizowane jest przez fotoprzekaźnik KS, a przy ręcznym sterowaniu tą linią wykorzystuje się wyłącznik SA2. Fotoprzekaźnik i przełącznik SA2 działają na cewkę rozrusznika magnetycznego KM.
Aby utrzymać normalną temperaturę w pobliżu licznika energii czynnej PI w warunkach zimowych, stosuje się rezystory R1 ... R3, włączane przełącznikiem SA1.
Do kontroli obecności napięcia i oświetlenia rozdzielni 0,38 kV służy lampa EL, którą włącza się wyłącznikiem SA3.Napięcie mierzy się woltomierzem przenośnym, który podłącza się do wtyczki X znajdującej się w rozdzielni 0,38 kV. Przełącznik SA3 umożliwia pomiar napięcia wszystkich faz.
Aby zapobiec zadziałaniu wyłącznika pod obciążeniem, przewidziano blokadę, która działa w następujący sposób. Po otwarciu pola zamykającego rozdzielnicy 0,38 kV styki zwierne łącznika blokującego SQ, z pominięciem cewki przekaźnika pośredniego KL, otwierają się i przekaźnik KL zostaje załączony, wyłączając automatykę linii nr 1 i 3 Jednocześnie odłączane jest napięcie z cewki rozrusznika magnetycznego KM i linii oświetlenia ulicznego.
W tym przypadku styki otwierające wyłącznika blokady SQ otwierają i otwierają wyłącznik na linii nr 2 (położenie styków wyłącznika SQ na rysunku 3 pokazano z otwartym panelem zakrywającym rozdzielnicę 0,38 kV). Przewidziane są również blokady mechaniczne uniemożliwiające otwarcie drzwi urządzenia wejściowego WN, gdy noże uziemiające odłącznika są rozłączone, oraz rozłączenie noża uziemiającego odłącznika, gdy drzwi urządzenia wejściowego 10kV są otwarte. Zamek drzwi urządzenia wejściowego 10 kV i zamek napędu noży uziemiających mają ten sam sekret. Jest dla nich jeden klucz. Gdy rozłącznik jest włączony, nie można wyjąć klucza z noża napędowego. Po wyłączeniu zasilania i załączeniu noża uziemiającego odłącznika kluczyk jest swobodnie wyjmowany z napędu noża uziemiającego i może służyć do otwierania drzwi urządzenia wejściowego 10 kV.
Aby zasilić głównie użytkowników przemysłowych dużej mocy, stosuje się również serię KTP 10 / 0,38 kV z jednym i dwoma transformatorami typu przelotowego KTPP i typu ślepego KTPT o mocy 250 ... 630 i 2 ( 250 . .. 630) kV-A z zewnętrznymi wlotami powietrza.Strukturalnie pojedyncze transformatory KTPP i KTPT są wykonane w postaci pojedynczego bloku, w którym w odpowiednich przedziałach znajdują się RU 10 i 0,38 kV oraz transformator mocy. Korpus obudowy (szafa) wykonany jest z blachy i posiada drzwi do obsługi rozdzielni 10 kV i 0,38 kV. Blokady zapewniają bezpieczną pracę.
Rysunek 4. Widok ogólny stacji transformatorowej na maszcie 10/0,38 kV: 1 — ogranicznik, 2 — bezpiecznik, 3 — transformator, 4 — platforma obsługowa, 5 — szafa rozdzielcza 0,38 kV, 6 — zaciski liniowe 0,38 kV, 7 — schody.
Rysunek 5. Widok ogólny punktu rozłączenia 10 kV: 1 — podpora, 2 — odłącznik, 3 — odłącznik
Dwutransformatorowy KTP składa się z dwóch połączonych ze sobą bloków jednotransformatorowych. RU 10 kV KTPP i KTPP są realizowane zgodnie ze schematami a, b i d (ryc. 1). W szczególności rozdzielnica KTPP 10 kV o mocy 250 ... 630 kV-A z jednym transformatorem jest wykonana zgodnie ze schematem b (ryc. 1). Układ rozdzielnicy 0,38 kV jest zasadniczo taki sam jak na rysunku. 3 przewidziano jednak możliwość zainstalowania bezpieczników z wyłącznikami zamiast wyłączników na liniach odpływowych, których liczbę zwiększono do czterech. Podstacje masztowe o mocy 25 ... 100 kV-A są montowane na wsporniku w kształcie litery U, a 160 ... 250 kV-A - na wsporniku w kształcie litery AP. W większości przypadków podstacje są zablokowane. Rysunek 4 przedstawia widok ogólny masztowej stacji transformatorowej 10/0,38 kV. Cały sprzęt umieszczony jest na wsporniku w kształcie litery U.
Transformator 3 jest zainstalowany na ogrodzonym terenie 4 na wysokości 3 ... 3,5 m. Napięcie jest dostarczane do transformatora przez liniowy punkt rozłączenia i bezpieczniki 2.Liniowy punkt wyzwalający zawiera uruchamiany odłącznik zamontowany na wsporniku końcowym. Rozdzielnica 0,38 kV jest bryzgoszczelną szafą metalową 5 z wyposażeniem wewnętrznym. Wejście do szafy od strony transformatora oraz wyjścia 6 do linii 380/220 V wykonane są w rurkach. Do wejścia na platformę 4 służy składana metalowa drabinka 7, która (złożona) podobnie jak drzwi szafy i napęd odłącznika jest zamykana na zamek. Aby zabezpieczyć podstację transformatorową przed przepięciem, zainstalowane są zawory 1.