Силовой трансформатор
Трансформатор можно назвать “сердцем” электрической подстанции. Он выступает основным структурным элементом, который преобразует поступающее извне напряжение, повышая или понижая его показатели в диапазоне от 220 кВ до 220В. Устройство расположено в герметичном кожухе и контактирует с внешней средой посредством вводов, которые поставляют первичное напряжение.
Простейший силовой трансформатор состоит из двух обмоток, надетых на стальной сердечник, а работа устройства выглядит так:
- Ток поступает на первичную обмотку трансформатора и видоизменяется гармониками.
- В магнитопроводах создается мощный поток магнитных полей.
- Магнитный поток энергии проникает сквозь витки вторичной обмотки, создавая электродвижущую силу устройства.
- С проходных изоляторов вторичной обмотки осуществляется съем энергонагрузки с заданными параметрами напряжения, которое поступает конечному потребителю.
Величина исходящего напряжения напрямую зависит от количества витков первичной и вторичной обмотки устройства. В понижающих трансформаторах вторичная обмотка будет содержать меньше витков, чем первичная, в повышающих – наоборот – число витков вторичной обмотки будет превышать первичные. Путем подбора количества витков удается точно подобрать и рассчитать мощность силового трансформатора электрической подстанции.
В структуру устройства также включены:
- магнитопровод из электротехнической стали;
- масляная система;
- переключатель регулировочных отводов у обмоток;
- охладители;
- поглотители влаги;
- устройства сброса давления;
- защитные агрегаты;
- детектор горючих газов, воспламенений, задымленности и прочее вспомогательное оборудование.
Поскольку силовой трансформатор выступает ключевым элементом электрической подстанции, его поломка чревата выходом из строя всей энергосистемы, запитанной данным устройством.
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
|
US1198018A * |
1914-05-11 | 1916-09-12 | Westinghouse Electric & Mfg Co | High-voltage outlet structure. |
|
SU514918A1 * |
1973-05-22 | 1976-05-25 | Устройство дл подключени опытных электролизеров серий алюминиевых электролизеров к преобразовательной подстанции | |
|
JPS5928881A * |
1982-08-10 | 1984-02-15 | Toshiba Corp | 交直変換所 |
|
US4578639A * |
1984-03-02 | 1986-03-25 | Westinghouse Electric Corp. | Metering system for measuring parameters of high AC electric energy flowing in an electric conductor |
|
JPH0564323A * |
1991-09-03 | 1993-03-12 | Hitachi Ltd | 直流変電所 |
|
EP0785439A2 * |
1996-01-22 | 1997-07-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Device for optically measuring physical quantity in power equipment and method of manufacturing the same |
|
JPH10227814A * |
1997-02-17 | 1998-08-25 | Asahi Denshi Kk | ファラデー効果光ファイバを用いた電流計測装置 |
|
EP1624311A1 * |
2004-08-06 | 2006-02-08 | Passoni & Villa Fabbrica Isolatori e Condensatori S.p.A. | Combined current and voltage measurement transformer of the capacitor bushing type |
|
RU2290742C2 * |
2005-01-11 | 2006-12-27 | Савелкова Елена Валентиновна | ГРУППА ИЗ m ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ |
Силовые коммутационные аппараты
В аварийных ситуациях и при обнаружении неполадок электрическая подстанция нуждается в безопасном отключении и последующем подключении после ремонта, диагностики или профилактики. Для решения этих задач трансформаторные подстанции снабжаются коммутационными аппаратами. Они отключают линии, проводящие максимальное напряжение, ликвидируют короткие замыкания и обеспечивают разрыв участка электросети при снятом с устройства подстанции напряжении.
Для быстрого реагирования в аварийных ситуациях используются коммутационные аппараты автоматического типа – автоматические переключатели. Конструктивные особенности этих элементов позволяют обеспечивать разные режимы и способы коммутации.
В классификации защитных устройств выделяют 2 группы:
- по принципу применения запасенной энергии – аппараты давления, электромагнитные, грузовые, пружинные переключатели;
- по методам гашения электродуги – масляные, вакуумные, автопневматические, воздушные, электромагнитные аппараты.
В штатном режиме работы электрической подстанции для управления базовыми параметрами используются выключатели нагрузки, но короткие замыкания эти устройства ликвидировать не способны.
В случаях, когда нужно разъединить определенные участки цепи в сети без нагрузки, используются простые устройства, такие как отделители и разъединители.
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
|
GB2476313A * |
2009-12-21 | 2011-06-22 | Bombardier Transp Gmbh | Cooling of electronic devices located in a ground cavity |
|
EP2626711B1 |
2012-02-10 | 2015-03-11 | Alstom Technology Ltd | Dispositif de mesure de courant HVDC à large bande passante, très haute précision |
|
EP2880669B2 |
2012-08-02 | 2019-10-16 | General Electric Technology GmbH | Disconnector for high voltage |
|
DE112014001200T5 * |
2013-03-08 | 2016-01-21 | Abb Research Ltd. | Überstromschutzvorrichtung und -verfahren |
|
EP2784893B1 |
2013-03-29 | 2015-12-09 | Alstom Technology Ltd | Busbar protection against faults between circuit breaker and current transformer |
|
ES2654679T3 |
2013-12-20 | 2018-02-14 | Abb Schweiz Ag | Sensor óptico |
|
KR101596139B1 * |
2014-05-14 | 2016-02-19 | 엘에스산전 주식회사 | 고전압 직류 송전 시스템의 데이터 처리 장치 및 그 방법 |
|
CN105024323B * |
2015-08-14 | 2017-05-10 | 国家电网公司 | 一种特高压直流工程极线穿墙套管布置结构及其设计方法 |
|
WO2018150634A1 * |
2017-02-20 | 2018-08-23 | 三菱電機株式会社 | 回路遮断器 |
|
EP3561819B1 |
2018-04-26 | 2022-01-26 | Hitachi Energy Switzerland AG | Bushing equipped with an optical fibre |
|
CN111220881A * |
2019-11-18 | 2020-06-02 | 南京航空航天大学 | 用于高压套管放电故障检测的光纤检测装置 |
|
CN111913025A * |
2020-06-04 | 2020-11-10 | 北京电力设备总厂有限公司 | 干式空心电抗器在线电流监测系统及方法 |
Измерительные трансформаторы
От стандартных трансформаторов электрической подстанции измерительные отличаются возможностью снимать показатели токов при сверхвысоком напряжении – до нескольких сотен киловольт. Обычные измерительные приборы в таких условиях неприменимы, а их эксплуатация сопровождается огромными рисками для обслуживающего персонала.
Измерительные трансформаторы служат промежуточным звеном между поступающим напряжением и стандартными приборами фиксации параметров электросети. Они снижают первичное напряжение до оптимального уровня, позволяющего подключать унифицированные измерительные устройства – электросчетчики, амперметры. К тому же использование трансформаторов этого типа минимизирует риски, связанные с обслуживанием электрической подстанции.
Типы конструкций измерительных трансформаторов:
- катушечная – в структуру включены первичная и вторичная обмотки;
- стержневая – одновитковое электрическое устройство;
- шинная – с токопроводящей шиной в качестве первичной обмотки;
- разъемная – магнитопровод, разделенный на две части и стянутый специальными шпильками.
Показания, которые снимают измерительные трансформаторы, тут же интерпретируются и сверяются с базовыми физическими параметрами системы. Значительные отклонения от номинальных значений расцениваются как неисправность или аварийная ситуация. В ответ запускаются автоматические выключатели, которые размыкают электрическую сеть.
Системы защиты, автоматики и управления
Оборудование, которым оснащена электрическая подстанция, функционирует в автоматическом режиме, при этом работа блока контролируется специалистами дистанционно. Основным типом агрегатов, которые предотвращают серьезные поломки внутри распределительной подстанции, выступают автоматические защитные устройства. Их конструкция включает сверхчувствительные датчики, которые реагируют на малейшие изменения в работе электрической системы и передают сведения на защитное устройство.
Датчики приборов способны распознавать:
- изменения температуры;
- задымленность;
- световые вспышки, искрения;
- резкое повышение давления в замкнутых полостях;
- газообразование в жидких средах.
Одним из таких защитных устройств выступает измерительный трансформатор электрической подстанции, рассмотренный выше. В группу защитных агрегатов также входят:
- нелинейные ограничители перенапряжения – предотвращают нарастание напряжения с последующим переводом электроразряда на землю, также выступают в роли молниезащиты;
- высоковольтные разрядники – защищают оборудование электрической подстанции от импульсных всплесков напряжения и предупреждают пробои изоляции с последующим коротким замыканием;
- заземляющие устройства – предотвращают нанесение травм обслуживающему персоналу подстанции, связанных с пиковыми значениями токов при коротком замыкании;
- плавкие высоковольтные предохранители – обеспечивают надежное гашение электродуги и снижение перенапряжений в электросети;
- токоограничивающие реакторы – устраняют действие ударного тока при возникновении короткого замыкания, противодействуют формированию электродуги при появлении внештатной ситуации на электрической подстанции;
- системы телемеханики – отвечают за прием и передачу сигналов, поступающих от датчиков и измерительных приборов, обеспечивают управление электрооборудованием трансформаторного пункта;
- системы сигнализации – оповещают о возникновении внештатных ситуаций на электрической подстанции, показывают положения выключателей и разъединителей, обеспечивают передачу стандартных команд дежурному персоналу.
В современных электрических подстанциях вместо систем автоматической релейной защиты все чаще используются микропроцессорные малогабаритные модули и системы управления на основе программного обеспечения.
Наиболее совершенным типом устройств электрических подстанций считается комплектная трансформаторная подстанция, предназначенная как для наружной, так и для внутренней установки. Она состоит из полностью укомплектованного оборудования, которое остается только смонтировать на месте и подключить к сети.
Заказать расчет и разработку электрических подстанций вы можете на нашем предприятии. Мы располагаем собственной производственной и испытательной базой, позволяющей выполнять все типы работ по энергообеспечению объекта заказчика в кратчайшие сроки.
Info
- Publication number
- RU2481682C2
RU2481682C2
RU2011107222/07A
RU2011107222A
RU2481682C2
RU 2481682 C2
RU2481682 C2
RU 2481682C2
RU 2011107222/07 A
RU2011107222/07 A
RU 2011107222/07A
RU 2011107222 A
RU2011107222 A
RU 2011107222A
RU 2481682 C2
RU2481682 C2
RU 2481682C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fiber
measuring
substation
transformation
direct current
Prior art date
2008-07-30
Application number
RU2011107222/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011107222A
(ru
Inventor
Юрген ХЭФНЕР
Андреас ФРАНК
Клаус БОНЕРТ
Original Assignee
Абб Рисерч Лтд
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
2008-07-30
Filing date
2008-07-30
Publication date
2013-05-10
2008-07-30Application filed by Абб Рисерч Лтд
filed
Critical
Абб Рисерч Лтд
2012-09-10Publication of RU2011107222A
publication
Critical
patent/RU2011107222A/ru
2013-05-10Application granted
granted
Critical
2013-05-10Publication of RU2481682C2
publication
Critical
patent/RU2481682C2/ru
Шины подстанции
Шины и ошиновка электрической подстанции предназначены для подведения и отведения преобразованного напряжения без потери мощности. Они изготавливаются из стальных, алюминиевых или медных сплавов и делятся на:
- главные;
- ответвительные.
Сечение шин подстанции зависит от тока нагрузки – для передачи мощного потока энергии требуется бóльшее поперечное сечение. В зависимости от габаритов подстанции шины могут размещаться внутри сооружения или на открытом воздухе. Наружные шины, как правило, изготавливаются из многожильных алюминиевых проводов, защищенных слоем изоляции.
Для разделения ошиновки и шин используется силовой выключатель, при этом ошиновка подключается к трансформаторным вводам напрямую, минуя коммутационные элементы. Здесь применяют пластины или кабели, закрепленные на медных шпильках трансформаторных вводов через переходники или наконечники.
