Главная>ООО ЭлектроКомплект>Трансформаторные подстанции во взрывозащищенном исполнении

Трансформаторные подстанции во взрывозащищенном исполнении
Рубрика: ООО ЭлектроКомплектРаздел: Разное
дата:03-03-2010

Трансформаторные подстанции во взрывозащищенном исполнении Дата 02/03/2010   Автор Admin  Хиты 315  Язык Global Печать Печать PDF PDF RSS ленты RSS ленты Трансформаторные подстанции во взрывозащищенном исполненииРабота горных трансформаторов отличается от других тем, что нет повторно-кратковременного режима работы. Нагрузка шахтного трансформатора полностью зависит от нагрузки комбайна и конвейера. А комбайн режет угля разной крепости, различной степени вкраплены породы. Кроме того, нагрузка подстанции зависит от технологии выемки угля, графику работы участка (две, три смены и т.п.). В связи с этим выбор мощности трансформатора определяется, учитывая различные коэффициенты (коэффициент спроса, коэффициент заполнения графика нагрузки и т.д.).

Исследования, проведенные УкрНИИВЭ, позволили создать серию трансформаторных подстанций ТСВП мощностью до 630 кВА, конструкция которых соответствует требованиям стандартов МЭК по взрывозащите и правил техники безопасности в угольных и сланцевых шахтах. Данные исследования заложили основу для создания трансформаторов более высоких мощностей. Начиная с 1994 года, угольная промышленность Украины переходит на интенсивные формы угледобычи.

Предприятия "Углемаш" разработали и поставляют на шахты угледобывающие комбайны и конвейеры с электродвигателями мощностью до 400 кВт. Становится необходимым обеспечение таких комплексов трансформаторными подстанциями мощностью 1000 кВА и более. Последние разработки УкрНИИВЭ - трансформаторные подстанции серии КТПВ мощностью 1000 и 1250 кВА. Разрабатываются подстанции мощностью 1600 кВА. Силовые трансформаторы выполнены на современных электротехнических материалах: электротехническая сталь марки 3408, электроизоляционные материалы класса нагревостойкости 200.

В конструкции магнитопровода применено "косой" стык Ярема и стержней. Применены оригинальные конструкции крепления обмоток. Для повышения интенсивности охлаждения взрывонепроницаемую оболочка выполнена из штампованной гофрированной поверхностью, которая дополнительно оснащена вертикальными охладительными трубами. Конструкция горных взрывозащищенных трансформаторных подстанций достаточно сложная, ее изготовление требует применения специального оборудования и технологии. Основные технические характеристики взрывозащищенных трансформаторов приведены в таблице 2.

Таблица 2. Основные технические характеристики взрывозащищенных трансформаторных подстанций серии КТПВ мощностью 100 - 1250 кВА


наименование параметра

тип подстанции

КТПВ 100

КТПВ 160

КТПВ 250

КТПВ 400

КТПВ 630

КТПВ 1000

КТПВ 1250

ном. мощность, кВА

100

160

250

400

630

1000

1250

ном. напряжение, В:
- сторона высшего напряжения
- сторона низшего напряжения

 

6000

400; 690

400; 690

400; 690

400; 690; 1200

690; 1200

690; 1200

690; 1200

схема и группа соединения обмоток

Y/Δ – 11; Y/Y - 0

Δ/Δ – 11;
Δ/Y – 0

способ регулирования напряжения

ПБВ

диапазон регулирования напряжения

± 5%

ток холостого хода, %

2,5

2,1

1,5

1,2

1,1

1,0

0,95

напряжение короткого замыкания, %

3,0

3,6

3,6

3,4

3,5

5,0

5,2

потери холостого хода, Вт

520

670

950

1300

1950

2800

3200

потери короткого замыкания, Вт

1920

2520

2930

3950

5160

7250

7700

габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота

 

2930
990
1170

 

2930
990
1170

 

3060
990
1170

 

3200
995
1310

 

3370
995
1380

 

3700
1080
1400

 

3950
1170
1475

масса, кг

1580

1900

2130

3100

3850

6000

6950


Как было отмечено, в РПНН первых серий подстанций были применены автоматический выключатель и реле утечки, (автоматический выключатель - с низкой коммутационной способностью и механической регулировкой уставки тока срабатывания, а реле рассчитано на применение в коротких кабельных сетях). Повышение энерговооруженности добычных участков требовало разработки новых комплектующих изделий, расширение функций, выполняемых аппаратурой подстанций.

В связи с этим, были разработаны более современные изделия: автоматический выключатель серии А3792У специально для применения в горном электрооборудовании, блок максимально-токовой защиты с регулируемой уставкой тока на полупроводниковых приборах, аппарат защиты от утечки тока с автоматической компенсацией емкостных токов и заколочуванням повреждений фазы на землю. Кроме того, электрической схемой предусматривается дополнительно защиту от перегрева обмоток трансформатора, возможность подключения газовой защиты и дистанционного отключения подстанции, защита от подачи напряжения на поврежденное отходные присоединении. Есть сигнализация о срабатывании любого защиты, а также возможность проверки работоспособности аппарата защиты от утечки тока.

Созданные УкрНИИВЭ и освоены ОАО "Донецкий энергозавод" подстанции сейчас практически удовлетворяют потребности шахт Украины и стран СНГ. Наряду с тем, дальнейшее увеличение энерговооруженности угледобывающей техники потребует повышения мощности энергоснабжающих устройств до 2000-3000 кВА с вторичным напряжением 1200, 3300, 6000 В. Учитывая, что созданные трансформаторные подстанции достигли по габаритам, решаются такие технические вопросы и соответствующие проблемы, а именно :

- Применение электротехнической стали с удельными потерями 0,8 Вт / кг;
- Применение электроизоляционных материалов класса 220 и выше;
- Внедрение технологии изготовления обмоток из листовой меди;
- Диагностирование состояния элементов конструкции подстанции с применением микропроцессорной техники, современных средств передачи информации диспетчерским службам для непрерывного контроля за техническим состоянием и режимом работы трансформаторной подстанции.

В последние годы на рынок стран СНГ предлагаются комплектные взрывобезопасные трансформаторные подстанции повышенных мощностей, выпускаемых такими зарубежными производителями, как: "Hansen Reinders" (Чехия), BARTEC (Германия), Allenwest Wallacetown (Великобритания), Brush (Великобритания), BECKER (Германия ), а также НПО "ЭРСМ-Эн" (Россия).
Из-за отсутствия подробной информации о технических параметрах, конструкции, схемные решения, опыт эксплуатации сложно составить определенное мнение о преимуществах или недостатках предлагаемых конструкций, однако некоторые сравнительные оценки на основе рекламной информации разработчиков можно сделать.

Конструкции трансформаторных подстанций мощностью до 630 кВА близкие к отечественным как за выполнением основных частей, так и по электрической схеме. В последнее время зарубежные фирмы, выпускающие подстанции небольшой мощности, сосредоточили свои усилия на разработке подстанций мощностью более 1000 кВА. Одной из таких подстанций является подстанция ТС 1281 (фирма BECKER, Германия), при разработке которой была реализована концепция фирм "Дойче Штайнколе АГ", "Саито Майнинг" и "Промос Электроник" относительно соединения трансформатора с низковольтными аппаратами распределения управления. На низшей стороне подстанция может содержать до восьми релейно-контакторная модулей, шесть из которых допускают подключения силовых цепей на токи до 400 А.

Трансформаторные подстанции фирмы Hansen Reinders (Чехия) мощностью 1250 кВА вторичным напряжением 1200 В обеспечивают:

- Коммутацию тока нагрузки как на стороне высшего напряжения, так и на стороне низшего напряжения;
- Питание шести токоприемников на стороне НН;
- Максимально токовый защиту каждого токоприемника;
- Защита от термического воздействия сверхтоков (отсечкой тока);
- Защита от асимметрии фаз и потери фазы;
- Отключение нагрузки при снижении сопротивления изоляции выходного силового круга ниже 50 кОм;
- Блокировка при обрыве или увеличении сопротивления заземляющего провода;
- Сигнализацию о срабатывании защиты.

Трансформаторные подстанции НПО "ЭРСМ-Эн" (Россия) типа КТСВП мощностью 1500 кВА, вторичным напряжением 1200 В укомплектованы со стороны напряжения 6 кВ разъединители и высоковольтным вакуумным выключателем типа ВВ / TEL по микроконтроллерных терминалами для защиты присоединений ограничителями перенапряжений.

Подстанции обеспечивают:

- Коммутацию тока нагрузки на стороне 6 кВ;
- Защита от перегрузок;
- Защита от несимметрии фазных токов;
- Защита от короткого замыкания с регулируемой уставкой тока срабатывания;
- Защита от недопустимого снижения сопротивления изоляции;
- Передачу контролируемых параметров каналами связи (по специальному заказу).

Анализируя характеристики подстанций зарубежного производства, к их основных преимуществ следует отнести:

- Блочнисть конструкции распределительного устройства низшего напряжения, насыщенность аппаратурой управления, контроля и диагностики с возможностью вывода информации о состоянии подстанции на диспетчерский пункт шахты;
- Питание до шести токоприемников со стороны низкого напряжения;
- Наличие защиты от асимметрии фазных токов;
- Возможность коммутации тока нагрузки как со стороны высшей, так и со стороны низшего напряжения.

К недостаткам подстанций зарубежных фирм относятся: отсутствие защиты персонала от поражения электрическим током; их высокую стоимость; сложность обслуживания.

Важным преимуществом подстанций серии КТПВ является простота конструкции разных серий, которые поставляли на шахты стран СНГ в разные периоды, высокая унификация подстанций серий ТСШВП, ТСВП, КТПВ по элементам конструкций и схемными решениями. Это позволяет обслуживающему персоналу использовать накопленный опыт эксплуатации, снижает риск ошибок, не требует полного переобучения специалистов.

Наличие защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током является обязательным требованием, зафиксированной "Правилами безопасности в угольных шахтах" ДНАОП 1.1.30-1.01-00. Замена аппарата защиты от утечки тока аппаратами контроля сопротивления изоляции, применяемыми в подстанциях иностранных фирм, не является адекватной и не обеспечивает защиту персонала. Это требование полностью выполняется в подстанциях серии КТПВ. При этом предусмотрено ограничение тока утечки, время его протекания, количество электричества, которое проходит за время срабатывания аппарата. Кроме того, надежность защиты персонала обеспечивается автоматической компенсацией емкостных токов, дублированием исполнительных защитных кругов. Так, например, аппарат защиты от утечки тока действует как на разъединитель минимального напряжения, так и на независимый разъединителя.

В случае отказа минимального разъединителя срабатывает независимый, и, наоборот, при отказе независимого разъединителя выключатель выключит разъединитель минимального напряжения. Более того, дублируется срабатывания и самого автоматического выключателя. В случае его отказа аппарат защиты от утечки тока выключает высоковольтную ячейку, от которой питается трансформаторная подстанция. При этом для обеспечения надежности и роботопридатности самого аппарата защиты от утечек тока предусмотрено устройство для проверки непосредственно в условиях шахты, которая выполняется в обязательном порядке ежесуточно перед началом первой смены. Не менее важным преимуществом подстанций серии КТПВ является их невысокая стоимость. В подстанциях используются относительно недорогие и недефицитных материалы (электротехническая сталь, изоляционные материалы и т.п.) и комплектующие изделия при сохранении достаточно высокого технического уровня подстанций.

К недостаткам подстанций серии КТПВ относятся:

- Отсутствие варианта конструкции с возможностью коммутации тока нагрузки со стороны высшего напряжения;
- Отсутствие варианта конструкции с возможностью непосредственного питания от подстанции более двух токоприемников со стороны низшего напряжения;
- Несколько завышены потери электроэнергии в трансформаторе (обусловленные использованием электротехнической стали с повышенными потерями).

Анализ конструктивных и технико-экономических характеристик приведенных конструкций подстанций свидетельствует, что подстанции серии КТПВ производства ОАО "Донецкий электрозавод" отвечают требованиям действующих стандартов и условиям эксплуатации в угольных шахтах стран СНГ, при этом, по техническому уровню они не уступают зарубежным, но остаются простыми в обслуживании, надежными и обеспечивают высокую электро-и взрывобезопасности.
<<< Предыдущая статья Следующая статья >>>

Материалы раздела Разное