Цеховые трансформаторные подстанции напряжением 6—10/ (0,4—0,69) кВ выполняются, как правило, без сборных шин первичного напряжения как при радиальном, так и при магистральном питании. При радиальной схеме питания цеховой трансформатор обычно имеет глухое присоединение к линии 6 —10 кВ (рис. 4.1, а), идущей от распределительной подстанции 4УР (к глухим присоединениям относится и применение штепсельного кабельного разъема):
а радиальная схема питания; б — магистральная схема с предохранителем и выключателем нагрузки; в — магистральная схема с разъединителем и предохранителем.
Коммутационный аппарат (разъединитель или выключатель нагрузки в сочетании с предохранителем) перед цеховым трансформатором применяется в следующих случаях: источник питания находится в ведении другой эксплуатирующей организации, установка отключающего аппарата необходима по условиям защиты, подстанция значительно (более чем на 3 км)она питается по воздушной линии, на стороне низкого напряжения не установлен отключающий аппарат.
На стороне 6 —10 кВ коммутационный аппарат устанавливается и для создания видимого разрыва (при осмотрах и ремонтных работах). Встречается и присоединение трансформатора через высоковольтный предохранитель.
Наиболее дешевым вариантом защиты трансформатора ЗУР (по сравнению с отдельным выключателем на подстанции 4УР) является подключение через разъединитель с плавкими предохранителями. Эта схема применяется, когда ток нагрузки трансформатора отключается аппаратами НН, разъединитель ВН способен отключить ток холостого хода трансформатора, номенклатура плавких предохранителей позволяет выбрать подходящие по номинальному току трансформатора предохранители с требуемой отключающей способностью токов короткого замыкания, включение и отключение трансформатора производится редко (например, не более нескольких раз в месяц), не требуется дистанционное управление или телеуправление подстанцией, у трансформатора не применяются защиты, требующие в цепи ВН выключателя. Когда требуется отключение тока нагрузки со стороны ВН, вместо разъединителя применяют выключатель нагрузки. Это необходимо в случае частых (например, ежедневных) коммутаций в цепи трансформатора и при применении сложных защит со стороны ВН трансформатора.
При магистральном (кольцевом, петлевом) питании, особенно распространенном в городских и сельских сетях и используемом в промышленности для питания по магистрали трансформаторов одной технологической цепочки (процесса) и для вспомогательных или относительно удаленных производств, на вводе трансформатора с номинальной мощностью 5*ном устанавливаются: при Sном> 630 кВА — предохранитель и выключатель нагрузки (рис. 4.1, б); при Sном < < 400 кВ А — разъединитель и предохранитель (рис. 4.1, в). Для трансформаторов 25—100 кВ • А можно устанавливать только один разъединитель.
При магистральной схеме распределения электроэнергии на напряжении 6— 10 кВ установка отключающего аппарата не обязательна, если магистраль выполнена воздушной линией и обеспечена достаточная чувствительность защиты на головном участке к повреждениям в трансформаторе; если обеспечена необходимая степень резервирования электроприемников (применение схемы двойной магистрали и резервирования на стороне низкого напряжения ТП, если на двухтрансформаторной подстанции мощность одного трансформатора достаточна для питания I и И категории и установлена отключающая аппаратура со стороны низшего напряжения трансформатора, секции шин ТП оборудованы устройствами АВР).
При магистральной схеме питания на вводе к цеховому трансформатору в большинстве случаев устанавливают выключатель нагрузки последовательно с предохранителем или разъединитель в
комплекте с предохранителем, что позволяет осуществить селективное отключение цеховой ТП при повреждении или ненормальном режиме работы трансформатора. Глухое присоединение трансформаторов при магистральной схеме питания применяется редко, так как повреждение трансформатора приводит к отключению всей магистрали выключателем головного участка (высоковольтным выключателем подстанции 4УР). При этом теряют питание все цеховые ТП, подключенные к магистрали. Не рекомендуется подключение к одной магистрали более трех трансформаторов 1000 кВ • А (за исключением специальных схем, ставящих, например, целью повысить токи КЗ на стороне 0,4 кВ). При магистральных кольцевых схемах и силовых трансформаторах небольшой мощности (10—400 кВ ¦ А) это ограничение не используют.
Таким образом, цеховые трансформаторные подстанции ЗУР могут присоединяться к распределительным подстанциям 4УР по радиальной, магистральной или смешанной схеме. Схема радиального питания трансформаторов ЗУР, широко применяемая в базовых отраслях промышленности (с глухим присоединением), представлена на рис. 4.2, а. Создание РП предполагает две ячейки ввода (Q1 и
Q
2), двойную ячейку АВР, две ячейки, отходящие от подстанции 5УР. Поэтому в общем случае по экономическим соображениям РП 6—10 кВ сооружают, когда количество рабочих присоединений составляет на секцию шесть и более. До этого используют магистральную схему и занимают большее количество ячеек на 5УР.
Магистральные схемы (рис. 4.2, Б) обладают меньшей надежностью электроснабжения и большим числом отключенных потреби
телей, экономичнее за счет меньшего количества используемых ячеек и меньшей длины кабельных линий. Что касается сечения питающих кабелей (и проводов воздушных ЛЭП), то ограничения по механической прочности и термической стойкости определяют одно сечение (обычно 95 мм2). Хотя подобные решения об унификации принимались неоднократно, ценологические свойства электрического хозяйства не дали им осуществиться.
В последнее десятилетие ЗУР оснащается преимущественно комплектными ТП. Возможна отдельная установка трансформатора в цехе для непосредственного питания технологического агрегата: в отдельной камере (со щитом низкого напряжения или без), открыто у стены цеха, что обусловлено требованиями собственников или условиями эксплуатации.
Широко применяемые КТП не имеют сборных шин первичного напряжения и отличаются только конструкцией (в зависимости от заводаизготовителя). Они комплектуются из следующих основных элементов (рис. 4.3): устройство высокого напряжения — шкаф ВН; трансформатор; распределительное устройство низкого напряжения — шкаф НН с вводным автоматическим выключателем; низковольтные шкафы отходящих линий и шкаф секционного низкого напряжения, обычно осуществляющий АВР. Шкаф ВН представляет собой блок высоковольтного ввода трех типов: ВВ1 — с глухим присоединением кабеля; ВВ2 — с присоединением кабеля через разъединитель; ВВ3 — с присоединением кабеля через разъединитель и предохранитель. В шкафу находится коммутационнозащитный аппарат КТП, тип которого зависит от мощности трансформатора. Выбор в качестве коммутационного аппарата выключателя нагрузки или разъединителя определяется необходимостью отключения холостого хода трансформатора.
Комплектные ТП 6—10 кВ общего назначения для внутренней установки выпускаются одно и двухтрансформаторными с трансформаторами ТМФ, ТМЗ, ТСЗ, НТЗ. Шкала трансформаторов стандартная: 250, 400, 630, 1000, 1600, 2 500 кВ • А. Все КТП выпускаются с вторичным напряжением 0,4 кВ; модифицированные 2КТПМ10006 и 2КТПМ250010 выпускаются на 0,69 кВ. Шкафы низкого напряжения КТП комплектуются шкафами типа КРП, КН, ШНВ, ШНЛ, ШНС, ШН и др.
Подстанции с трансформаторами 630 и 1000 кВ • А комплектуются шкафами типа КН, КРН, ШРН с универсальными втычными (выкатными) автоматическими выключателями с моторным приводом или без него со следующими схемами заполнения: шкафы ввода — с выводами шин вверх на магистраль и двумя отходящими линиями; шкафы ввода и секционный — с двумя выключателями на отходящих линиях; шкаф отходящих линий — с тремя выключателями. Подстанции с трансформаторами 1 600 и 2 500 кВ • А комплектуются выключателями на вводе, которые отключают соответствующие номинальные токи и токи КЗ. На отходящих линиях могут устанавливаться выключатели, как и для 1000 кВ*А.
Маркировка означает: Т – трехфазный, М – естественная циркуляция воздуха и масла, З – без расширителя, зазищенный азотной
подушкой, герметичный; СЗ и СГ — сухой трансформатор при открытом соответственно защищенном и герметичном исполнениях; Ф — фланцевый вывод; Л — исполнение с литой изоляцией; Н — естественное охлаждение негорючим жидким диэлектриком. Выпускавшиеся ранее и эксплуатируемые трансформаторы с негорючей жидкостью типа «совтол» запрещено устанавливать изза высокойэкологической опасности и опасности для здоровья человека; они подлежат высокотермическому уничтожению.
В настоящее время получили развитие трансформаторы с заливкой экологически нейтральными негорючими синтетическими и кремнийорганическими жидкостями. (В частности, в России выпускаются трансформаторы с негорючим диэлектриком «Midel 7131», биологически расщепляемым, низкой токсичностью, безпроблемной утилизацией). Так, ТМ1000/1078У1 — трехфазный двухобмоточный трансформатор с охлаждением М, номинальной мощностью 1000 кВ А, класса напряжения 10 кВ, конструкция 1978 г., исполнение У, категория I; ТНЭЗ1000/10 — трехфазный трансформатор с естественным охлаждением негорючим (Н), экологически чистым (Э) диэлектриком, герметизированный (3), 1 000 кВА, 10 кВ.
На вторичном напряжении трансформаторов 0,4—0,69 кВ применяется схема с одной системой шин или схема блока трансформатор—магистраль и устанавливаются автоматические выключатели, рубильники или разъединители. Рекомендуется применять автоматические выключатели в тех случаях, когда их параметры достаточны по нормальному режиму и режиму КЗ. При больших токах КЗ, в частности при установке трансформаторов единой мощностью 1600 и 2 500 кВ * А, применяются специальные автоматические выключатели.
Автоматические выключатели в цепи вторичного напряжения трансформаторов и между секциями шин устанавливаются при устройстве АВР. Рубильники применяются редко (при кабельных вводах от небольших трансформаторов к распределительному щиту низкого напряжения или при секционировании магистралей). Чаще применяются блоки рубильник—предохранитель. Для отходящих линий от трансформаторов мощностью до 1000 кВА на ток менее 600 А, как правило, применяют автоматические выключатели или блоки рубильник—предохранитель.
Схема распределения низковольтной электрической энергии (рис. 4.4) может быть радиальной, магистральной или смешанной. Принятая схема диктует особенности второго уровня системы электроснабжения 2УР.
