Встроенные трансформаторные подстанции КТП-В.

Технические параметры КТП-В:

Условия эксплуатации КТП-В

Встроенные трансформаторные подстанции КТП-В соответствуют климатическому исполнению У, категории размещения 3 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89. Полный установленный срок службы КТП-В составляет не менее 35 лет, при условии замены аппаратуры, срок службы которой менее 35 лет.

Гарантийный срок  - 2 года со дня ввода подстанции в эксплуатацию.

Устройство и работа КТП-В.

 Подстанции типа КТП-В поставляются в полностью собранном виде  или транспортными блоками, подготовленными к сборке на месте монтажа  без разборки  коммутационных  аппаратов. Жгуты вторичных цепей поставляются комплектно.
Конструкция  составных частей  КТП-В (транспортных блоков)  обеспечивает их легкое соединение на месте монтажа.

 Конструкция.

Конструктивно КТП-В состоит из:

• Устройство ввода  высокого напряжения  (УВН);
• Силовых трансформаторов;
• Распределительное устройство никого напряжения  (РУНН) 0.4 кВ;
• Шинных мостов.

Устройство ввода высокого напряжения.

Подстанция КТП-В комплектуется  устройством ввода высокого напряжения  на базе ячеек различных типов. Ниже рассм

отрены различные варианты исполнения УВН.

Типовые схемы и габариты УВН подстанций КТП-В представлены здесь.

Шкаф глухого ввода ШВВ -1.

Представляет собой  закрытую металлооболочку  степени защиты IP31 или IP43. Шкаф  снабжен устройством стыковки с боковым фланцем трансформатора и узлом крепления  вводного кабеля. Шкаф ШВВ снабжен дверью.  Ввод в шкаф осуществляется  снизу или с верхним подводом кабеля.

Шкаф глухого ввода ШВВ - 2, ШВВ - 2п.

Комплектуется автогазовыми выключателями нагрузки ВНА-10/630 с одним заземляющим ножом, без предохранителей (ШВВ -2), ВНА-10/630 с одним заземляющим ножом и с предохранителями ПКТ (ШВВ -2п). Также в шкаф устанавливается  выключатель нагрузки ВНА с  двумя заземляющими ножами.
Шкафы выпускаются левого и правого исполнения .  Предназначены для стыковки с боковым фланцем силового трансформатора  через переходный кожух. Шкаф ШВВ-2п допускает установку предохранителей ПКТ до 160А и имеет габарит 600 мм.

Шкафы ввода с элегазовыми выключателями нагрузки.

Элегазовое коммутационное оборудование  среднего напряжения  имеет неоспоримые преимущества против включателей с применением воздуха  (автогазовые) и масла. Объем эксплуатируемого оборудования, где  в качестве коммутационных аппаратов используются  автогазовые или масляные, быстро уменьшается  в пользу элегазовых и вакуумных выключателей.
Элегазовое оборудование полностью отвечает современным требованиям по компактности, надежности, сокращении времени обслуживания, безопасности персонала и срока службы.
Во встроенных КТП-В применяют  шкафы ввода высокого напряжения  с использованием оборудования  производства Schneider Electric (моноблоки RM6, ячейки SM6), АВВ (SafeRing/SafePlus).  Ячейки одинакового назначения  разных производителей по своим  электрическим характеристикам и ресурсу очень близки друг к другу.

Шкафы ввода на базе ячеек SM6 производства Schneider Electric, ШВВ-Э. 

Элегазовое коммутационное оборудование  среднего напряжения  имеет неоспоримые преимущества против включателей с применением воздуха  (автогазовые) и масла. Объем эксплуатируемого оборудования, где  в качестве коммутационных аппаратов используются  автогазовые или масляные, быстро уменьшается  в пользу элегазовых и вакуумных выключателей.
Элегазовое оборудование полностью отвечает современным требованиям по компактности, надежности, сокращении времени обслуживания, безопасности персонала и срока службы.
Во встроенных КТП-В применяют  шкафы ввода высокого напряжения  с использованием оборудования  производства Schneider Electric (моноблоки RM6, ячейки SM6), АВВ (SafeRing/SafePlus).  Ячейки одинакового назначения  разных производителей по своим  электрическим характеристикам и ресурсу очень близки друг к другу.

Шкафы ввода на базе ячеек SM6 производства Schneider Electric.

SM6 – серия компактных модульных ячеек производства компании Schneider Electric  в металлических корпусах с воздушной изоляцией и стационарными элегазовыми коммутационными аппаратами. Предназначены для внутренней установки на стороне высокого напряжения в распределительных подстанциях 6-10 кВ.
В ячейках SM6-QM, SM6-IM, которые применяются в качестве устройства ввода высокого напряжения (УВН), используется трехпозиционный выключатель нагрузки с элегазовой изоляцией. Корпус герметичный и заполнен элегазом на весь срок эксплуатации. Выключатель имеет положения «включено», «выключено» и «заземлено». Четкость переключения выключателя  обеспечивается пружинным механизмом. Выключатель снабжен предохранительным клапаном на случай возникновения в нем дугового замыкания. На передней панели ячеек имеется мнемосхема главных цепей. Через  окна на передней панели видны положения вала выключателя нагрузки (включено, отключено, заземлено) и заземлителя (включен, отключен).

Подробное описние элегазовых ячеек типа SM6  здесь: каталог SM6 Schneider Electric.

Безопасность обслуживания ячеек обеспечивается рядом блокировок:

1. Исключена возможность некорректных переключений выключателя , который может находиться только в одном из трех положений – «включено», «отключено», «заземлено»;
2. Выключатель нагрузки может быть включен  только  если заземляющий разъединитель отключен;
3. Защитная панель кабельного отсека может быть открыта, только если заземляющий разъединитель выключен;
4. Выключатель нагрузки заблокирован в отключенном положении при снятой защитной панели кабельного отсека.

В составе УВН могут быть использованы ячейки SM6-QM  и SM6-IM. Ячейки SM6-GAM (GAM2) выполняют вспомогательные  функции.

SM6-IM - ячейка вводной линии без предохранителя. Основное оборудование  - выключатель нагрузки и заземляющий разъединитель, пружинный привод. Снабжена стационарными указателями напряжения. Предназначена для подключения кабелей с пластмассовой изоляцией, сечением до 240 кв. мм, может также быть укомплектована контактным узлом для присоединения двойного кабеля сечением до 240 кв.мм. Ячейка выпускается в двух исполнениях – шириной по фронту 375 и 500 мм. Можно оснастить ячейку дополнительным оборудованием: устройством фазировки, моторным приводом для дистанционного включения и выключения выключателя нагрузки, дополнительными контактами, блокировочными замками, устройством обогрева, нижним цоколем.

SM6-QM – ячейка выключателя нагрузки в комбинации с плавкими предохранителями. Основное оборудование – выключатель нагрузки и заземляющий разъединитель, пружинный привод, стационарные указатели напряжения, оборудование для установки трех предохранителей стандарта UTE или DIN. Предохранители снабжены механизмом ударного типа. При перегорании предохранителя происходит отключение выключателя нагрузки. Контактные узлы предназначены для подключения кабелей с пластмассовой изоляцией сечением до 95 кв. мм. Ячейка выпускается габаритом 375 мм. Дополнительное оборудование ячейки Qm: устройство фазировки, моторный привод для дистанционного включения и выключении выключателя нагрузки, дополнительные контакты, блокировочные замки, устройство обогрева, нижний цоколь.

В ячейках Im и Qm вводной кабель подключается снизу, отходящий к трансформатору кабель подключается сверху, при этом необходимо использовать верхний цоколь, в котором установлен узел крепления кабеля. Если питающий кабель входит в шкаф снизу и выход к нагрузке (трансформатору) производится вниз, то дополнительно устанавливается ячейка подключения вводного кабеля GAM2 или GAM.

GAM2 – ячейка подключения кабеля. Основное оборудование – трехфазные сборные шины, стационарные указатели напряжения. Контактные узлы предназначены для подключения кабелей с пластмассовой изоляцией сечением до 240 кв. мм.

GAM – ячейка подключения кабеля с заземлителем. Основное оборудование – заземляющий разъединитель, привод, стационарные указатели напряжения. Контактные узлы предназначены для подключения однофазных кабелей с пластмассовой изоляцией сечением до 240 кв. мм. Дополнительное оборудование – дополнительные контакты, блокировочные замки.

Использование ячеек типа SM6 позволяет организовать ряд требуемых блокировок в КТП-В:

• в ячейке QM могут быть установлены замки, которые исключают возможность включения выключателя нагрузки, если вводной выключатель РУНН не заблокирован своим замком в положении «отключен» или «разъединен». При этом замки должны иметь одинаковые секреты.
• при совместном использовании ячеек QM и GAM в качестве ШВВ, при установке соответствующих замков, исключается возможность включения заземляющего разъединителя вводной ячейки GAM, если выключатель нагрузки ячейки QM не заблокирован в положении «отключено».

Устройства ввода высокого напряжения с вакуумными выключателями.

УВН  с использованием выключателей нагрузки с элегазовой изоляцией  компактны, недороги и практически не требуют обслуживания. Для защиты трансформатора используются схемы с предохранителем. При срабатывании предохранителя происходит отключение выключателя.
Такое решение, однако, не обеспечивает полноценной защиты трансформатора , и имеются ограничения   по максимальному току предохранителя , а значит и по мощности трансформатора подстанции. В соответствии с имеющимися рекомендациями  мощность трансформатора не может превышать 1600 кВА.
 В таких случаях устройства ввода могут быть построены с использованием ячеек с вакуумными выключателями и с микропроцессорными устройствами  защиты различных типов.

Шкафы ввода высокого напряжения ШВВ-3 по схеме главных цепей соответствуют камерам КСО-298 8ВВ-600. В них используются вакуумные выключатели ВВ/TEL – 10. В базовом варианте релейная защита построена с применением электромеханических реле.

При этом обеспечена:

-максимальная токовая защита в фазах с независимой временной характеристикой;

-максимальная токовая защита на землю с независимой  временной характеристикой;

-максимальная токовая защита с инверсной временной характеристикой;

-максимальная токовая защита на землю  с инверсной временной характеристикой.

В соответствии с требованиями потребителей в ШВВ-3 может быть установлена микропроцессорная защита серий «Сириус», «БМРЗ», «SEPAM» и др. кроме этого могут быть установлены ограничители перенапряжений (ОПН-КР/TEL), трансформаторы тока нулевой последовательности (ТЗЛМ-1), трансформаторы напряжения. Также при необходимости возможна организация коммерческого/технического учета по высокой стороне.

Силовые трансформаторы

В подстанциях типа КТП-В возможно применение силовых трансформаторов различных типов:

ТМЗ («Укрэлектроаппарат» г. Хмельницкий);

ТМГФ (ГК «Электрощит» г. Самара);

TRIHAL (Schneider Electric);

Rosibloc (ABB);

ТСЗЛ («Трансформер» г. Подольск);

ТСЗГЛ («Завод им. Козлова» г. Минск).

Возможна установка других типов силовых трансформаторов. Трансформаторы должны иметь кожух. Целесообразно применять силовые трансформаторы с боковыми и верхними фланцами со стороны вводов высокого и низкого напряжения.

Распределительное устройство низкого напряжения.

Распределительное устройство низкого напряжения (РУНН) 0.4 кВ представляет собой каркас, который сплошной перегородкой разделен на два отсека – отсек силового оборудования  и отсек сборных шин и отходящих линий.

РУНН комплектуется из отдельных шкафов. Существует несколько их типов:

• Шкаф ввода низкого напряжения (ШНВ), левый и правый;
• Шкаф секционного выключателя (ШНС);
• Шкаф отходящих линий (ШНЛ);
• Шкаф аварийного ввода низшего напряжения (ШНА);
• Шкаф конденсаторной установки (ШКУ).

Схемы и габаритные размеры шкафов представлены здесь.

Шкаф представляет собой сборную конструкцию и разделен на отсеки. Функциональные отсеки имеют отдельные двери и отделены друг от друга и от отсека сборных шин сплошными металлическими перегородками. Пример компоновки Шкафа ШНВ-02 представлен на рисунке.

 Отсек выключателей.

В подстанциях типа КТП-В применяются выключатели выкатного (выдвижного) или втычного исполнения. Основные типы выключателей, которые можно установить в КТП-В приведены в таблице. По согласованию с Заказчиком в подстанции могут быть использованы другие типы  автоматических выключателей.
В соответствии с проектной документацией автоматические выключатели могут быть установлены «за дверью» или «перед  дверью». В последнем случае подразумевается , что в двери имеется окно, в которое выступает лицевая часть автоматического выключателя. Как правило, за дверью устанавливаются силовые выключатели с электромагнитным приводом и с ручным приводом, имеющие модификацию с ручной дистанционной рукояткой. Выключатели большой мощности устанавливаются перед дверью.
Двери отсеков силовых выключателей, при установке их «за дверью». Могут быть открыты только при отключенных выключателях. Устанавливаемые «перед дверью» выкатные (выдвижные) выключатели имеют в своем составе механизмы (шторки), исключающие доступ к токоведущим частям при разъединении неподвижной и подвижной части автоматического выключателя. Таким образом, все выключатели в КТП-В могут быть извлечены из контактного устройства без снятия напряжения с других линий.

Выдвижные выключатели, устанавливаемые перед дверью, могут быть оборудованы механизмом блокировки двери. При этом дверь не может быть открыта при включенном выключателе.
На дверях отсеков отходящих линий находятся амперметры и индикаторы состояния автоматического выключателя – «включено», «отключено», «отключено разъединителем».

Релейный отсек.

Шкафы ШНВ, ШНА, ШНС в своем составе имеют релейный отсек. В релейном отсеке шкафа ШНВ устанавливаются счетчики электроэнергии.  На двери шкафа ШНВ и ШНА монтируются  приборы измерения и контроля относящиеся  к цепям ввода.
В релейном отсеке шкафа ШНС располагается , как правило, аппаратура , относящаяся к общим для подстанции вторичным цепям – аппаратура АВР, органы ручного управления электроприводами выключателей ввода и пр..

Отсек вторичных цепей

Отличительной особенностью подстанции типа КТП-В является наличие выделенного отсека вспомогательных (вторичных) цепей, который обслуживается спереди. Для этого в верхнем цоколе организован кабельный канал, в котором прокладываются межпанельные связи. Доступ в это канал спереди, через съемную крышку. В пределах одного шкафа жгуты проходят через вертикальные каналы. Для вертикальных проходок используются трубы из диэлектрика.

Шинный отсек.

В шинном отсеке подстанции КТП-В  размещены ввод от силового трансформатора, сборные шины, шинные ответвления для кабельных и шинных присоединений, трансформаторы тока, силовые сборки для подключения отходящих кабелей.
Все шины выполнены из меди. Шинодержатели изготовлены из усиленного стекловолокном термопластичного полиэстра, рабочая температура шинодержателей до 130 °С.
Обслуживание силового отсека производится сзади. Для этого имеются запираемые двери. При ограниченном пространстве для обслуживания задние двери изготавливаются  съемными.
Подключение силовых кабелей производится на шинные сборки. Если в опросном листе нет специальных указаний (например, отсутствуют данные по количеству и сечению отходящих кабелей), то сечение шины в сборке соответствует номинальному току автоматического выключателя. В то же время нет технических проблем с обустройством шинной сборки для присоединения кабеля повышенного сечения и нескольких кабелей. В шкафах ШНЛ-02, ШНЛ-05, ШНЛ-06 к одной шинной сборке возможно подключение до 6 кабелей сечением до 240 мм. кв. Дня выполнения такого присоединения рекомендуется использовать линии первого и третьего яруса шкафа. Вывод кабелей из шкафа возможен как вверх, так и вниз. Для крепления кабелей внутри каркаса предусмотрены горизонтальные траверсы.  Кабель крепится к траверсе стандартным хомутом.

Если нагрузка подключается к РУНН КТП-В  через шинопровод, то выключатель этой линии монтируется в верхнем ярусе шкафа.
Выключатели отходящих линий, в пределах шкафа, подключаются к магистральной шине посредством шинных ответвлении. Номинальный ток шинных ответвлений в КТП-В  соответствует сумме номинальных токов выключателей, которые установлены в этом шкафу, но не может быть больше номинального тока сборных шин. Поэтому в процессе эксплуатации, если в  этом возникает необходимость, выключатели на отходящих  линиях могут быть заменены на более мощные  в пределах номинального тока для данного типа выключателя. Такая модернизация производится простой заменой подвижной части аппарата.

В таблице приведены данные по основным типам автоматических выключателей, которые могут быть использованы  в подстанции типа КТП-В. Указаны предельные номинальные токи выключателей, которые могут быть установлены в тот, или иной шкаф. Очевидно, что сумма номинальных токов автоматических выключателей, которые установлены в один шкаф, не может быть выше номинального тока сборных шин. В то же время в отсеки, которые предназначены для установки крупных аппаратов, можно установить выключатель с небольшим номинальным током. Такая возможность позволяет модернизировать подстанцию в процессе эксплуатации.

Если в процессе эксплуатации предполагается расширение подстанции путем установки дополнительных выключателей на отходящих линиях, то в опросном листе необходимо указать тип выключателя, который будет установлен в дальнейшем и его номинальный ток. В графе «номинальный ток расцепителя» делается пометка «Резерв». При этом КТП-В  при поставке будет иметь в своем составе детали для установки заданных аппаратов.

Учет и измерения.

Во всех модификация шкафов ШНВ имеется возможность установки  счетчиков электрической энергии. Счетчики подключаются через испытательные коробки. В КТП-В  нет конструктивных ограничений на количество трансформаторов тока, которые могут быть установлены как на вводе, так и на отходящих линиях.

В максимальной конфигурации могут  быть установлены следующие приборы:
на вводе:

• один комплект трансформаторов тока кл. 0,5 на измерение (стандартно); второй комплект трансформаторов тока кл. 0,5s (коммерческий учет) или кл. 0,5 (технический учет). Эти трансформаторы тока устанавливаются, если в опросном листе есть требования по учету электрической энергии;
• отдельный трансформатор тока на фазе «А» при наличии в составе КТП-В  встроенной или отдельно стоящей конденсаторной установки.

на отходящих линиях:

• один трансформатор тока на фазе «А» (стандартно);
• три трансформатора тока на фазах «А», «В» и «С» при требовании организовать учет на отходящей линии, коммерческий или технический.

Номинальный коэффициент трансформации указывается в опросном листе.

Если в опросном листе содержится требование организовать учет на отходящих линиях и заданное количество счетчиков нет возможности разместить в ШНВ, то комплектно с КТП-В поставляется отдельный шкаф учета навесного или напольного исполнения. Конструкция и степень защиты шкафа учета определяется проектом.
В КТП-В применяются трансформаторы тока как отечественные, так и производства зарубежных фирм. Все эти трансформаторы внесены в реестр средств измерений и могут быть использованы для коммерческого учета. Трансформаторы имеют устройства для пломбирования.

Стрелочные измерительные приборы имеют класс точности 1,5. Пределы измерения вольтметров и амперметров указываются в опросном листе. Вместо стрелочных приборов, как на вводе, так и на отходящих линиях, могут быть установлены многофункциональные измерительные устройства.

Конденсаторная установка

В состав КТП-В  может быть включена конденсаторная установка (КУ). При этом нет необходимости устанавливать отдельно стоящую установку и обустраивать к ней кабельную перемычку или шинный мост. Особенно это актуально при применении мощных конденсаторных установок.

Конструкция КУ

Каркас шкафа КУ аналогичен по конструкции другим шкафам с тем отличием, что в переднем отсеке отсутствует секционирование и отдельные блоки КУ установлены на вертикальных стойках за единой дверью. Применяются блоки с номинальной мощностью ступени 25 и 50 кВАр. В каждой фазе установлены однофазные конденсаторы в металлических корпусах. В схеме применены специальные контакторы с ограничителями пусковых токов конденсаторов. Защита осуществляется предохранителями.

Управление реализовано на электронном регуляторе.

В шкаф КУ можно установить блоки с общей мощностью до 800 кВАр. Количество ступеней регулирования определяется проектом.
Питание на отдельные блоки КУ подастся со специальной шинной сборки, которая располагается в шинном отсеке. Номинальный ток шинной сборки определяется мощностью КУ.

В состав шкафа КУ не входит разъединитель или автоматический выключатель. Шинная сборка КУ получает питание с одного из фидерных автоматических выключателей. Такой выключатель предпочтительно размещать в верхнем ярусе РУНН в смежном с КУ шкафу ШНЛ.

Шкаф КУ в своем составе имеет автоматическую систему вентиляции. Фильтрующий вентилятор и выходная решетка монтируются на дверь ШКУ. Терморегулятор, находящийся в верхней части ШКУ, обеспечивает поддержание заданного температурного режима внутри шкафа.

При небольшой мощности КУ и низкой температуре окружающего воздуха расход  электроэнергии  на вентиляцию можно снизить путем применения регулятора  скорости вращения вентилятора. При этом, одновременно, уменьшается уровень шума.

Автоматический ввод резерва в подстанции КТП-В

В этом разделе даны примеры реализации схем автоматического ввода резерва (АВР).

На рисунке представлена структурная схема подстанции с  АВР «Два ввода с секционированием».

Схема содержит 2 вводных автоматических выключателя (далее АВ) с электроприводом QF1 и QF2, каждый из которых подключен к своему силовому трансформатору Т1 и Т2. Каждый из двух вводных АВ нагружен на свою систему шин - систему шин «I» и систему шин «II». Обе системы шин могут быть объединены через автоматический выключатель QF3.

Схема АВР может быть построена только на электромеханических реле или иметь в своем составе программируемый контроллер начального уровня (например, Zelio или Twido производства Schneider Electric). В последнем случае значительно проще решаются вопросы изменения алгоритма работы технологических параметров. 

Типовой алгоритм работы АВР, обеспечивает следующие режимы:

Режим «Ручной». В этом режиме питание на схему управления не подастся и все 3 аппарата могут быть включены и выключены механическими кнопками на их собственной панели управления после взвода пружины рычагом «Взвод пружины». Одного взвода пружины достаточно для отработки цикла «Включение Отключение». Режим «Ручной» используется, как правило, при отладочных операциях без подачи питания на РУНН. В этом режиме какие-либо взаимные блокировки между аппаратами отсутствуют. В рабочем режиме кнопки «Включить-Выключить» на панели автоматического выключателя (АВ) должны быть недоступны для оператора. Блокировка осуществляется навесным замком.

Режим «Ручной с блокировкой». В этом режиме имеется возможность включать и выключать любой из АВ ввода и секционный АВ с использованием его электропривода. Кнопки «Включить - Выключить» всех АВ установлены на панели оператора.

В этом режиме действуют блокировки, а именно:

• взаимная блокировка вводных и секционного выключателей для исключения запрещенных комбинаций, когда не допускается параллельная работа 2-хтрансформаторов на одну нагрузку;
• контролируется параметр «Однофазное замыкание на землю». Ток в нейтрали трансформатора сравнивается с заданным порогом. Превышение этого порога интерпретируется как однофазное замыкание на землю.

При этом, с установленной задержкой по времени, производятся следующие переключения:

- отключается вводной АВ секции, в которой было выявлено однофазное замыкание на землю;

- отключается, если он был включен, или запрещается включение секционного АВ QF3;

- выпадает блинкер «Однофазное замыкание на землю», который фиксирует данное событие. Если в схеме применен контроллер, то функция блинкера реализуется на программном уровне с выходом на световой индикатор. Вводной АВ аварийной секции (или секционный АВ) можно будет включить только в том случае, если блинкер был поднят (или была нажата кнопка «Квитирование»).

• контролируется параметр «Превышение давления в трансформаторе» (если используется герметичный масляный трансформатор). При превышении давления в трансформаторе выше нормы вводной АВ выключается мгновенно, факт превышения давления фиксируется блинкером (электромеханическим или программным). В этом режиме разрешается питание  обесточенной секции через секционный AB  QF3. Включение QF3 производится кнопкой с панели оператора.
• контролируется параметр «Перегрев трансформатоpa». Для сухих трансформаторов контролируется два порога температуры - «Тревога», который используется в цепях сигнализации и «Отключение», с действием на отключение соответствующего вводного АВ. Факт перегрева фиксируется;
•  контролируется параметр «Аварийно отключен вводной АВ», т.е. ситуация, при которой сработал  расцепитель  вводного автомата на секции 1 или 2 (перегрузка, короткое замыкание). Факт срабатывания расцепителя вводного АВ фиксируется. Включение секционного АВ производится кнопкой с панели оператора, однако оно невозможно вплоть до момента, пока не будет вручную выключен сработавший вводной АВ;
• контролируется параметр «Аварийно отключен секционный АВ». Такая ситуация возникает, когда питание на обе секции шин подается с одного ввода и срабатывает из-за перегрузки или короткого замыкания секционный автомат. Система блокирует дальнейшие переключения в схеме.

Логика работы системы в режиме «Ручной с блокировкой» подразумевает, что при возникновении любой аварийной ситуации КТП обслуживается оператором, который выявляет и устраняет причину неисправности.

Режим «Автоматический». В этом режиме схема АВР работает по заданному алгоритму. Оператор имеет возможность изменять некоторые параметры алгоритма, но изменить логику его работы не может.  В этом режиме работают все описанные выше блокировки.

В автоматическом режиме контролируется уровень напряжения по вводу 1 и вводу 2. Применяемые электронные реле имеют отдельную регулировку верхней и нижней зоны напряжения, устойчивая работа обеспечивается аппаратно (гистерезис на уровне 5%). Реле контролирует порядок чередования фаз. Внутренний таймер реле, как правило, не используется.

Выходные контакты активны (включены), если входное напряжение лежит в заданных пределах и не нарушен порядок чередования фаз. Выходные контакты реле пассивны (выключены),  если напряжение по одной или более фаз вышло за заданные пределы.

Реле времени обеспечивают регулируемую задержку реакции устройства при переключениях, тем самым демпфируются кратковременные скачки и провалы напряжения в сети.

По каждому из вводов отдельно регулируется время задержки на включение секционного АВ QF3 при выходе напряжения на вводе 1 или вводе 2 за заданные пределы, аналогичная регулировка имеется для режима восстановления: для каждого из вводов время задержки можно регулировать отдельно.

Как правило, в схеме АВР применяются электронные широкодиапазонные реле времени, которые обеспечивают регулировку  интервала времени в пределах от 0.1 сек до десятков часов. В схемах с применением контроллеров все четыре задержки регулируются программно и могут быть легко изменены в любых пределах в процессе эксплуатации КТП-В.

Если в режиме работы «Автоматический» возникает аварийная ситуация по причине перегрева трансформатора или превышения (понижения) давления в нем относительно нормы, если произошло отключение АВ по сигналу расцепителя, если зафиксирован факт однофазного замыкания на землю, то схема производит предусмотренные алгоритмом переключения и «замораживает» свое состояние.

Для восстановления штатного режима работы необходимо вмешательство оператора, который должен зафиксировать причину возникновения нештатного режима, перейти в режим «Ручной с блокировкой», взвести указательные реле (или нажать соответствующие кнопки «Квитирование» в версии АВР с контроллером), включить АВ  при срабатывании расцепителя. Все эти действия подразумевают, что причина аварии устранена.

После этого можно переходить в режим «Автоматический».

Рассмотрим варианты схем реализации АВР:

Применение в схеме АВР промышленных контроллеров позволяет существенно расширить функциональные возможности системы.

Для КТП-В  разработаны и серийно применяются следующие варианты:

• Схема «Два сетевых ввода с секционированием с возможностью приоритетного питания нагрузок от одного из вводов». В этой схеме штатным считается режим, когда все нагрузки питаются от первого или второго ввода, секционный автомат постоянно включен. Схема применяется, как правило, при временной схеме электроснабжения, когда питание на подстанцию подастся по одному фидеру.  По готовности подстанции к работе по двум вводам устанавливается режим «Два ввода с секционированием».
• «Три сетевых ввода с двумя секционными выключателями». Применяется в трехтрансформаторных  подстанциях. Обеспечиваются все виды блокировок описанных ранее.
• «Два сетевых ввода и независимый источник электроснабжения». В качестве независимого источника может быть применен дизель-генератор третьей степени  автоматизации, газовый генератор и пр. При этом в схеме АВР вырабатывается сигнал на запуск генератора и его остановку при восстановлении нормального электроснабжения. Независимый источник подключается, как правило, к секции шин, которая содержит  неотключаемые нагрузки.
• «Три сетевых ввода и один независимый источник электропитания». Алгоритм работы достаточно сложен и обеспечивает глубокое резервирование питания на отходящих линиях.

Дополнительные опции предлагаемые ООО «Вольт-Энерго» при реализации АВР в КТП-В.

Выше была подробно описана работа простейшей системы АВР, которая может быть построена с применением электронных и электромеханических реле. Применение в таких схемах контроллера Zelio существенно расширяет возможности системы управления.

В более сложных схемах, которые упомянуты в разделе «Возможные модификации», используется контроллер Twido, обладающий большей вычислительной мощностью, расширяемостью количества входов/выходов и коммуникационными возможностями. Такие контроллеры, как правило, содержат базовый модуль и ряд модулей расширения. Объем информации, как передаваемой в АСУ (состояние объекта), так и принимаемой от АСУ (управляющие воздействия) определяется техническими требованиями к системе АСУ. Наиболее полная реализация функций управления и отображения информации в сложных системах достигается применением операторских панелей, которые используются для вывода текстовых сообщении и ввода технологических параметров.

Ниже приведены некоторые опции, примененные в КТП-В. Следует сразу оговориться, что список  этот далеко не исчерпывает всех возможностей системы и может быть изменен и расширен по требованию Заказчика.

• Выбор режима управления

В традиционных схемах АВР применяется ключ выбора режима работы. С целью увеличения оперативности контроля в подстанциях КТП-В, с аппаратурой АВР на базе промышленного контроллера, выбор режима работы производится кнопками. Включение соответствующего режима подтверждается включением светового индикатора. Для увеличения надежности работы узла на программном уровне диагностируется время нажатия на кнопку выбора соответствующего режима. Тем самым исключаются ошибки оператора - случайное кратковременное нажатие кнопки не воспринимается. При нажатии нескольких кнопок одновременно, автоматически выбирается наиболее безопасный режим работы. Кнопки выбора режимов, в которых надо работать особенно внимательно, например кнопка режима «Ручной без блокировки», запираются на ключ;

• «Программный блинкер»

Электромеханическое указательное реле (или, как его называют, «блинкер») в КТП-В используются для фиксации аварийных событий. Электромеханическое реле фиксирует только сам факт наступления события, но при этом отсутствует привязка к другим событиям, например ко времени. Указательные реле ненадежны в эксплуатации, индикаторный элемент реле плохо виден.

В подстанциях КТП-В, оборудованных устройством АВР с применением контроллера, реализован алгоритм, в котором  аварийное событие (например, факт срабатывания АВР или кратковременный перегрев трансформатора), во-первых, вызывает включение соответствующего светового индикатора, во-вторых, фиксирует событие в памяти контроллера с привязкой к реальному времени. Емкость журнала аварийных событии зависит только от мощности контроллера. При отключении питания информация сохраняется. Считывание журнала аварийных событий можно произвести вручную с местной панели оператора, или дистанционно - при наличии соответствующего интерфейса. Список аварийных событий и емкость электронного журнала определяется техническим заданием.
Сброс светового сигнала аварии производится кнопкой «Квитирование». Имеется целый ряд режимов, в которых необходимо произвести квитирование для выхода КТП-В  в основной режим работы.

• Самодиагностика

Подстанции типа КТП-В рассчитаны на длительный срок эксплуатации - не менее 25..,30 лет. За это время может произойти износ механизмов электрических приводов автоматических выключателей, особенно при работе КТП-В в условиях запыленности, или при несвоевременном проведении регламентных работ.

В схеме АВР с применением контроллера используется алгоритм, в составе которого имеются блоки анализирующие время выполнения команды на включение и отключение привода автоматического выключателя. Если привод не отработал команду на включение (выключение) за заданное время, то выдается сигнал аварии. Сигнал выводится на местную индикацию и может быть передан на общий диспетчерский пункт.
Контрольное время включения (выключения) устанавливается в соответствии с паспортными характеристиками выключателя. Контрольное время можно корректировать в процессе эксплуатации с учетом износа выключателей.
Возможна реализация, в соответствии с техническими требованиями, других алгоритмов самодиагностики.

• Питание вторичных цепей

В подстанциях КТП-В напряжение вторичных цепей выполнено, как правило, на напряжение 220 В переменного тока.
В ряде разработок нами применено решение, когда питание электрических приводов подстанции, потребляющих большую мощность, осуществляется непосредственно от сети, в то время как управляющая часть схемы, построенная с применением только реле, или комбинации релейной аппаратуры с контроллером, производится от источника бесперебойного питания. Такое решение позволяет производить отладку вторичных схем без подачи питания в целом на подстанцию, что удобно в процессе ввода в эксплуатацию и при проведении профилактических работ.
Если в схеме применен контроллер, то аппаратура ручного управления и приборы индикации выбираются на напряжение 24 В.  При этом повышается надежность и безопасность обслуживания.

В сложных КТП-В оправдано питание всех вторичных цепей, в том числе и приводов, от источника бесперебойного питания соответствующей мощности.

Применение микропроцессорных блоков релейной защиты (БМРЗ)

Применение в подстанциях КТП-В  комплекта многофункциональных микропроцессорных блоков релейной защиты и автоматики БМРЗ-0,4 позволяет реализовать функции дальнего резервирования и обеспечивает повышение чувствительности МТЗ.

Терминалы БМРЗ-0.4, в комплекте с блоками противоаварийной автоматики БМПА, выполняют сложные алгоритмы АВР при наличии от двух до четырех вводов 0,4кВ и секционного выключателя между двумя секциями шин. Возможно автоматическое восстановление схемы нормального режима после автоматического ввода резерва.

Помимо оригинальных функций РЗА терминалы БМРЗ-0,4 выполняют функции токовой защиты нулевой последовательности, местное и дистанционное управление выключателями, регистрацию аварийных событий и осциллограмм, измерение электрических параметров нормального режима.

Для связи с АСУ применяется терминал БМЦС.

Реализованы следующие схемы КТП-В с применением БМРЗ:

1.  КТП-В на два сетевых ввода с неявным резервом;
2.  КТП-В на два сетевых ввода с одним аварийным вводом от ДЭС;
3.  то же с двумя вводами от ДЭС.

В таких подстанциях обычно имеется отдельно стоящий шкаф управления.

КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ

В комплект КТП-В  должны входить:

•  УВН (тип и количество шкафов по заказу потребителя);
•  трансформатор силовой (тип, мощность и количество по заказу потребителя);
•  РУНН (типы и количество шкафов в соответствии с опросным листом);
•  шинный мост (ШМ), предусмотренный конструкцией КТП-В;
•  конденсаторная установка (в составе РУНН, или отдельно стоящая, количество, номинальная мощность и шаг регулирования в соответствии с опросным листом);
•  приспособления для подъёма и съема автоматических выключателей, если масса последних превышает 30 кг:
•  запасные части и принадлежности (ЗИП);
•  комплект эксплуатационной документации, сертификаты.

К преимуществам встроенных трансформаторных подстанций КТП-В  производства 000 «ВОЛЬТ-ЭНЕРГО» можно отнести:

1. Конструкция шкафов обеспечивает простоту, удобство и безопасность доступа для проверки, регулировки, техническое го обслуживания блоков и аппаратов.
2. Возможность использования в качестве силовых выключателей аппаратов как отечественного, так и импортного производства.
3. Все силовые шины выполнены из меди, что обеспечивает надёжную и длительную работу КТП в тяжелых условиях эксплуатации.
4. Возможен выход кабелей отходящих линий как вниз, так и вверх.
5. Присоединение отходящих кабелей производится к силовым шинным сборкам, что обеспечивает простой доступ к этим узлам при открытой (снятой) задней двери. Шинные сборки расположены в одной плоскости и допускают присоединение кабелей повышенных сечений, и подключение 2х-3х жил кабеля к одному полюсу.
6. Возможность учёта электроэнергии, как на вводах, так и на отходящих присоединениях.
7. Схемы АВР могут быть построены с использованием как электромеханических (электронных) реле, так и иметь в своем составе контроллер. В последнем случае значительно эффективнее решаются вопросы  изменения параметров алгоритма управления и связи с АСУ. В КТП-В может быть установлен комплект  многофункциональных микропроцессорных блоков  защиты и автоматики БМРЗ-0,4;
8. Возможны различные варианты монтажа  КТП-В как внутри помещений, так и в блочно-модульных зданиях с максимальным приближением подстанции к центру электрических нагрузок.

Вернуться в начало статьи