Cabine di trasformazione di tipo chiuso. Che cos'è KTP: una decodifica completa dell'abbreviazione. Caratteristiche di progettazione dell'apparecchiatura

Una cabina di trasformazione è un impianto elettrico le cui funzioni principali sono la conversione della tensione e la distribuzione di elettricità nelle reti a tensione alternata. Questa sottostazione progettato per ricevere, convertire e distribuire corrente trifase.

I componenti principali di qualsiasi cabina di trasformazione sono:

Materiale o oggetto che obbedisce alla conduzione proprietà elettrica e che permette il flusso di carica elettrica è detto conduttore. I conduttori consentono il libero flusso di elettroni attraverso di essi. Sono usati per trasmettere elettricità o energia elettrica da un luogo all'altro attraverso le sottostazioni. I conduttori hanno tipi diversi, e nei sistemi di alimentazione pratici, sono preferiti prevalentemente conduttori in alluminio.

Un metallo che non consente il libero movimento di elettroni o cariche elettriche è chiamato isolante. Quindi, gli isolanti resistono all'elettricità con la loro elevata proprietà resistiva. Esistere tipi diversi isolatori come il tipo a sospensione, il tipo a curvatura, il tipo sparso, il tipo a controventatura, il tipo a perno, ecc. La figura sopra mostra diversi tipi di isolanti. Gli isolanti vengono utilizzati per l'isolamento durante il montaggio di poli elettrici con conduttori per evitare cortocircuiti e altri requisiti di isolamento.

  • trasformatori;
  • dispositivo di distribuzione;
  • dispositivo di automazione di controllo e protezione;
  • equipaggiamento ausiliario.

Sottostazioni di trasformazione si dividono in due tipologie:

  • bloccare;
  • completare.

In base alle funzioni svolte:

  • crescente;
  • abbassamento.

Le unità step-up hanno un avvolgimento primario con meno giri del secondario. Le sottostazioni step-up sono utilizzate nelle centrali elettriche. Il loro compito principale è convertire la tensione effettiva del generatore in una più alta, per il trasporto lungo le linee elettriche (TL).

Fabbriche leader di cabine di trasformazione

Un sezionatore è un interruttore meccanico ad azionamento manuale che isola una sezione o una sezione di conduttore difettosa o una sezione di un circuito di sottostazione destinata alla riparazione da una sezione sana per evitare guasti più gravi. Quindi, è anche chiamato sezionatore o disaccoppiatore. Esistono diversi tipi di isolatori utilizzati per diverse applicazioni, come isolatore a braccio singolo, isolatore a doppia rottura, isolatore sbarre, isolatore di linea, ecc.

Il compito inverso di un trasformatore step-down è convertire l'alta tensione (primaria) in bassa (secondaria). L'avvolgimento primario ha più giri del secondario.

L'elettricità ricevuta dal generatore passa al circuito secondario e perde parzialmente ampere, ma queste perdite non vengono prese in considerazione, poiché le potenze di entrambi gli avvolgimenti sono approssimativamente uguali. Un trasformatore step-down aumenta la corrente durante la conversione e viceversa.

Una corrente che trasporta un conduttore e che ha diversi numeri di linee in entrata e in uscita può essere chiamata bus, che è comunemente usato nelle sottostazioni. Sono classificati in diversi tipi come bus singolo, bus doppio e bus ad anello. Apparecchiature di sottostazione come conduttori, trasformatori, ecc. Installato sempre all'esterno. Ogni volta che si verificano sbalzi di tensione, le alte tensioni passano attraverso questi componenti elettrici, causandone il danneggiamento. Pertanto, per evitare questa difficoltà, sono previsti morsetti per l'illuminazione per trasmettere al suolo i fulmini.

Questi processi sono chiamati conversione o trasformatore, a seconda della funzione svolta e dei valori della tensione primaria e secondaria. Pertanto, in base alla loro funzionalità, le cabine di trasformazione sono chiamate step-down e step-up. Le unità step-down ricevono tensione dalle linee elettriche ad alta tensione con la sua ulteriore trasmissione alle unità step-down. Di conseguenza, la corrente elettrica ha una tensione di uscita di 6, 10, 35 kV. Successivamente, l'elettricità viene trasmessa alle sottostazioni locali che effettuano la trasformazione finale: la tensione viene ridotta a 690, 400 e 230 V per la distribuzione ai consumatori.

Esistono altri scaricatori utilizzati per mettere a terra gli impulsi di commutazione, chiamati scaricatori di sovratensione. Per proteggere la cabina ed i suoi componenti da sovraccarichi o carichi eccessivi dovuti a corto circuito o qualsiasi altro malfunzionamento, la sezione guasta viene scollegata dalla sezione sana manualmente o automaticamente. Se, dopo la risoluzione dei problemi, di nuovo schema originale può essere ripristinato manualmente o automaticamente. Diversi tipi di interruttori sono progettati in base a criteri e usi diversi.

La produzione di cabine di trasformazione viene effettuata presso imprese specializzate. La società "Interpromenergo" vende trasformatori prodotti da UE "Minsk Electrotechnical Plant intitolato a V.I. Kozlov". I prodotti della pianta bielorussa sono di alta qualità e hanno un prezzo competitivo, quindi godono di una meritata popolarità.

I relè vengono utilizzati per scollegare i circuiti utilizzando la modalità manuale o automatica. Il relè è costituito da una bobina che viene eccitata o eccitata, quindi la chiusura dei contatti del relè provoca l'apertura o la chiusura del circuito del relè. Esistono vari tipi di relè, come relè di corrente su corrente, relè di tempo su corrente, relè di tensione, relè ausiliari, relè di richiusura, relè a stato solido, relè direzionali, relè di tempo su corrente inversa, relè, ecc. La figura sopra mostra alcuni dei relè principali e la loro funzione.

Un banco di condensatori è un insieme di molti condensatori identici collegati in serie o in parallelo in un involucro e utilizzati per la protezione di base della sottostazione. Questi banchi di condensatori fungono da sorgente potere reattivo, e quindi la differenza di fase tra tensione e corrente può essere ridotta sui banchi di condensatori. Aumenteranno la potenza di ripple della fornitura. Ciò evita caratteristiche indesiderabili nel sistema di alimentazione. Questo è il metodo di manutenzione più economico.

Al termine del processo produttivo, l'unità viene collaudata, assemblata e successivamente trasportata a destinazione. Tali sottostazioni, di norma, vengono consegnate smontate, con ulteriore installazione in loco. Sottostazioni di questo tipo sono dette complete (KTP).

Sottostazione elettrica, la cui attrezzatura include trasformatori. Le sottostazioni sopraelevate, tipicamente costruite nelle centrali elettriche, convertono la tensione generata dai generatori nella tensione più alta necessaria per trasportare l'elettricità attraverso le linee elettriche. Le cabine sopraelevate convertono la tensione primaria degli impianti elettrici in una tensione secondaria inferiore. Le cabine passo-passo possono essere di tipo regionale, principale o locale, a seconda della loro destinazione e dei valori delle tensioni primarie e secondarie.

Con un trasporto e un montaggio adeguati di tali PTS, puoi iniziare immediatamente a usarli. La funzionalità delle cabine di trasformazione complete comprende anche i processi di ricezione, conversione e distribuzione della corrente elettrica trifase (50 Hz).

La cabina di trasformazione è assemblata dai seguenti singoli blocchi principali:

Le cabine regionali ricevono l'energia elettrica direttamente dagli elettrodotti ad alta tensione e la trasmettono alle cabine principali step-down, di cui, dopo la riduzione a 6, 10 o 35 kilovolt, vengono alimentate alle cabine locali e di officina, dove l'ultima fase di trasformazione e distribuzione di energia elettrica ai consumatori.

Una cabina di trasformazione ha solitamente uno o due trasformatori di potenza, apparecchiature di distribuzione, dispositivi di protezione e apparecchiature ausiliarie. Le apparecchiature di distribuzione possono avere uno o due sistemi di sbarre o potrebbero non averne nessuno. Le cabine più comuni hanno un unico sistema di sbarre, solitamente con interruttori di sezione e interruttori automatici; alcune sottostazioni dispongono anche di sistemi di sbarre di bypass che consentono di eseguire lavori di manutenzione e riparazione senza spegnere i consumatori.

  • trasformatore di alimentazione;
  • blocco ad alta tensione;
  • quadro completo di bassa tensione.

La complessità del dispositivo è una conseguenza dell'interazione dei seguenti sistemi:

  • il riscaldamento;
  • impianto di illuminazione con potenza standard;
  • sistema di sicurezza automatico;
  • allarme antincendio.

Sulla base di ciò, si può affermare che il modulo trasformatore è un industriale a tutti gli effetti installazione elettrica progettato per regolare la tensione nella rete. Il modulo principale di questa sottostazione è un trasformatore di potenza e i dispositivi secondari sono sistemi di protezione e quadri.

Le sottostazioni di trasformazione sono solitamente costruite negli stabilimenti e consegnate ai siti di installazione in una forma completamente assemblata o come unità separate. Tali sottostazioni sono chiamate tipi prefabbricati. Un'applicazione promettente è l'uso di sottostazioni di trasformazione, in cui l'esafluoruro di zolfo, che ha un'elevata resistenza elettrica e capacità di scarica dell'arco, viene utilizzato come isolamento in alta tensione quadro. Ciò consente di ridurre notevolmente le dimensioni delle apparecchiature ad alta tensione e l'ingombro della sottostazione.

La trasmissione di energia elettrica avviene cavo elettrico o linee aeree direttamente collegato alla cabina di trasformazione.

Con l'aiuto di un'unità di potenza, le sottostazioni di trasformazione modulari producono una trifase corrente elettrica, la cui trasmissione avviene tramite cavo interrato o linee elettriche.

L'ubicazione della sottostazione di trasformazione dipende dallo scopo della stazione e dalla natura dei carichi. Tra i fattori presi in considerazione quando si posizionano le sottostazioni della stazione vi sono l'ubicazione delle aree di produzione, l'ubicazione delle apparecchiature, le condizioni ambiente e requisiti di sicurezza antincendio. L'apparecchiatura della sottostazione può essere all'aperto o al chiuso, ad esempio un edificio separato.

Una sottostazione ad alta tensione è composta da più celle o sezioni. Ogni cella o slot contiene diversi dispositivi. Di solito sono tre conduttori di rame, che sono spesso posti all'aperto, rispettando un certo intervallo. Se durante l'apertura scorre corrente, appare un sezionatore, appare un arco elettrico. Un interruttore automatico viene utilizzato per interrompere le correnti di cortocircuito. L'interruzione avviene in un ambiente speciale e chiuso. L'accensione e lo spegnimento delle celle è fornita anche da un interruttore automatico. Fanno parte della piastra anche il trasformatore di corrente e il relè di protezione. Il trasformatore di corrente misura la corrente e invia un segnale proporzionale al relè di protezione. Questo relè verifica se la curva di corrente è accettabile. In caso di correnti troppo elevate emette un comando di sgancio all'interruttore.

  • Una barra ad alta tensione utilizzata per distribuire la corrente in una sottostazione.
  • Il sezionatore non può mai essere azionato sotto carico.
Quando si verifica la separazione dei poli, l'aria può diventare ionizzata a causa del calore e del campo elettrico, provocando un arco.

Le reti elettriche oggi, come una rete, coinvolgono tutti gli insediamenti. Attraverso di loro, l'energia viene fornita alle case e alle imprese, necessaria per il funzionamento di varie apparecchiature, illuminazione, funzionamento dei sistemi di climatizzazione e altre apparecchiature. Tuttavia, i dispositivi moderni sono molto sensibili agli sbalzi di tensione e se tali situazioni si verificano spesso nella tua rete, devi cercare dei modi per eliminarle. Per questo viene utilizzata un'attrezzatura speciale, che è inclusa nel dispositivo della sottostazione di trasformazione. È utilizzato per aree urbane, strutture commerciali e altri consumatori.

Regole da seguire

Questo arco deve essere spento il prima possibile per non danneggiare l'impianto. Nel caso di carico puramente resistivo, entrambi passano a zero contemporaneamente, in modo che l'arco si spenga automaticamente. Con carichi induttivi o capacitivi, la tensione è presente tra i contatti quando la corrente scorre a zero.

Schema dell'installazione del trasformatore

L'olio nuovo viene iniettato durante l'apertura del contatto. Nelle vecchie cabine l'arco viene spento con aria compressa. La deionizzazione e la riduzione del dielettrico è assicurata da un importante getto d'aria che impedisce all'arco di sostenersi. Le manovre sono accompagnate da forti battimani e grandi movimenti d'aria intorno all'interruttore.

Ambito della loro applicazione

A società moderna non un solo ramo dell'industria e dell'economia nazionale può fare a meno dell'elettricità. È necessario creare condizioni confortevoli per i residenti di città e villaggi, il funzionamento di vari tipi di attrezzature e macchinari. Ma per fornire elettricità alle zone lontane dalle reti principali, vengono utilizzate cabine di trasformazione.

Gli interruttori di corrente utilizzano spesso esafluoruro di zolfo come dielettrico. In caso di più basso voltaggio la corrente viene spesso tagliata sotto vuoto. In teoria, non può esserci arco. Tuttavia, quando i contatti si aprono, si forma un plasma di vapori di metallo conduttivo, in modo che in interruttore può verificarsi un arco elettrico basso.

Utilizzo di cabine ad alta tensione

Le cabine elettriche hanno 3 funzioni principali. Collegamento di una terza parte alla rete elettrica tra diverse linee elettriche, convertendo l'energia in diversi livelli di tensione. Per la trasmissione di energia elettrica, è economicamente vantaggioso aumentare la tensione, poiché ciò limita la perdita di energia dovuta all'effetto Joule. Infatti, a potenza di uscita costante, maggiore è la tensione e maggiore è l'intensità nei cavi è bassa, il che porta a un minore riscaldamento, che consente, tra l'altro, di ridurre la lunghezza dei cavi, risparmiando notevolmente.

Lo scopo di tali installazioni include una varietà di oggetti:

  • Complessi agricoli;
  • Imprese;
  • Siti di costruzione;
  • Ferrovia;
  • metropolitano;
  • miniere;
  • Borghi di campagna.

Tipi di cabine e loro caratteristiche

L'elettrificazione degli insediamenti e degli oggetti situati lontano da essi è un prerequisito per il loro funzionamento. Ma poiché nelle reti elettriche si verificano molto spesso sbalzi di tensione, le apparecchiature ad esse collegate possono guastarsi. Le sottostazioni di trasformazione aiutano a evitarlo: si tratta di un edificio o di una struttura all'interno della quale si trova l'apparecchiatura. Impianti elettrici, il cui scopo principale è la conversione e la distribuzione di energia tra i consumatori.

Vari tipi di sottostazioni

I livelli utilizzati per le trasmissioni a lunga distanza sono in genere compresi tra 400 e 800 kV, che è chiamato tensione molto alta. Esistono diversi tipi di sottostazioni. Uscite della centrale elettrica: lo scopo di queste stazioni è di collegare la centrale elettrica alla rete. Stazioni di interconnessione: l'obiettivo è collegare più linee elettriche. Ascensori: l'obiettivo è aumentare il livello Tensione della stazione: l'obiettivo è ridurre il livello di tensione per distribuire l'elettricità ai residenti o ai consumatori industriali. L'aspetto delle sottostazioni dipende fortemente dalle loro funzioni.

Queste sottostazioni includono i seguenti elementi:

  • Trasformatori di potenza;
  • Dispositivi di controllo e distribuzione della tensione;
  • Parti e strutture ausiliarie.

La classificazione degli impianti elettrici viene effettuata tenendo conto del lavoro che svolgono. Sono divisi in due classi:

I pali possono essere posizionati in superficie all'interno dello scafo, nel sottosuolo, negli edifici che servono. Componenti elettrici in cabina A: lato primario B: lato secondario Trasformatore. A volte gli elementi del messaggio sono in "elementi primari" e "elementi secondari".

Caratteristiche e termini di funzionamento

Tra i principali dispositivi. Tra gli elementi secondari. Problemi principali. Le cabine elettriche con tecnologia ad isolamento in aria sono fortemente sconsigliate nelle aree urbane a causa della superficie necessaria per l'installazione delle varie parti che devono essere isolate tra loro e per motivi di sicurezza. Preferiamo le stazioni coibentate a gas installate negli edifici, la soluzione ideale nelle aree urbane, guardate nella città sotterranea, altrimenti negli spazi aperti la superficie sarà ridotta al massimo. Rumore: i fenomeni delle stringhe nei trasformatori generano rumore continuo, così come il rumore della ventola per i trasformatori di potenza, che può causare disturbi nell'ambiente circostante. Guasto magnetico: ogni oggetto deve essere oggetto di indagine per ridurre i campi elettromagnetici derivanti dalla dispersione dei circuiti magnetici. Devono essere sempre al di sotto dello standard di 25 μT per non avere effetti sulla salute. Estetica. . La tradizione della produzione di interruttori incapsulati risale ai primi anni Sessanta.

  1. Crescente;
  2. Abbassamento.

I primi servono ad aumentare la tensione di ingresso. Il trasformatore di tale sottostazione ha un avvolgimento primario con meno giri del secondario.

Le sottostazioni step-down vengono utilizzate quando è necessario ridurre la tensione di ingresso. Utilizzano trasformatori in cui il numero di spire dell'avvolgimento primario è maggiore di quello del secondario.

Guardiamo il video, il dispositivo e la descrizione delle caratteristiche della sottostazione complessa:

Oltre al loro scopo funzionale, le sottostazioni si differenziano anche per il modo in cui sono fabbricate. Possono essere forniti come unità separate, che vengono poi assemblate in un'unica unità nel sito di installazione. Ogni elemento di questo design è completamente preparato per il montaggio. In base a questo parametro una cabina di trasformazione può essere classificata come bene mobile o immobile.

Vengono prodotte anche installazioni complesse. Questo tipo di attrezzatura è un metallo o struttura in cemento armato, all'interno del quale si trovano i nodi di lavoro. Tali modelli vengono forniti assemblati e sono ampiamente utilizzati in tutti gli ambiti della vita e dell'attività umana. La vita utile di una sottostazione di trasformazione è di circa 25 anni.

Gli impianti elettrici complessi possono differire in base ai seguenti criteri:

  1. tipo di costruzione;
  2. Il numero di trasformatori;
  3. Metodo di input e output;
  4. Connessione di rete;
  5. Luogo di installazione.

A seconda del primo parametro, le sottostazioni sono montanti, che sono installati su supporti speciali, nonché sotterranei e realizzati sotto forma di armadi o chioschi. Possono contenere uno o due trasformatori.

Il collegamento delle cabine di trasformazione viene effettuato in vari modi:

  • posto di blocco;
  • nodale;
  • ramo;
  • Tupikov.

In questo caso, l'ingresso-uscita può essere aria o cavo. A seconda del sito di installazione, le sottostazioni complesse sono suddivise in:

  • Interno;
  • all'aperto;
  • Misto.

Nel primo vengono utilizzati trasformatori raffreddati ad olio.

Caratteristiche di progettazione dell'apparecchiatura

Per scegliere la giusta installazione elettrica, è necessario comprenderne chiaramente la struttura e il principio di funzionamento. Quando si trasporta elettricità su lunghe distanze, si verifica un aumento-diminuzione della tensione, causato dalla necessità di ridurre le perdite di calore nella linea. Ma per il consumatore, tali valori sono inaccettabili, quindi è necessario utilizzare quelli che aumentano o diminuiscono la tensione ai 380 o 220 V consumati.

Queste impostazioni includono diversi elementi:

  • Trasformatori di potenza;
  • Quadri UR;
  • Protezione e controllo automatici;
  • Strutture ausiliarie.

Tutte le apparecchiature sono prodotte negli stabilimenti e consegnate a destinazione assemblate o in blocco.

Gli scaricatori di sovratensione sono inclusi come dispositivi di protezione nella progettazione della sottostazione. Influiscono sull'arresto delle apparecchiature e sulla riduzione del carico. Tutti gli elementi sono raccolti in un'unica installazione.

Schema dell'installazione del trasformatore

Schema di piccola e grande potenza

Le decisioni su questo tema vengono generalmente prese tenendo conto del sistema di alimentazione dell'impianto e delle prospettive del suo sviluppo. Durante lo sviluppo di un circuito di sottostazione di trasformazione, il produttore si impegna a renderlo il più semplice possibile in modo che il numero di dispositivi di commutazione sia il più piccolo possibile. Per questo vengono utilizzati dispositivi di automazione.

Le principali disposizioni per le centrali di tutte le tensioni possono essere considerate:

  • Utilizzo di pneumatici di un sistema;
  • Applicazione di schemi a blocchi;
  • Installazione di sistemi automatici e di telemeccanica.

Nelle sottostazioni in cui è installata una coppia di trasformatori, è previsto il loro funzionamento separato, il che consente di ridurre le correnti di cortocircuito. Inoltre, hanno una commutazione semplificata e un'efficace protezione del relè agli ingressi.

I dispositivi con un lungo funzionamento in parallelo sono usati raramente. Tuttavia, a volte questo approccio è appropriato. Con questa soluzione, i trasformatori step-down funzionano in parallelo e in caso di rottura di un circuito, l'interruttore si spegne automaticamente.

Ma nella maggior parte dei casi, si consiglia comunque di utilizzare un lavoro separato. Quando si sviluppano tali schemi di sottostazioni, è necessario selezionare i dispositivi di commutazione tenendo conto dello scopo dell'installazione e della sua potenza. Inoltre, l'ultimo dei parametri elencati dovrebbe soddisfare le esigenze degli utenti.

Selezione della potenza

Quando si progetta un'installazione elettrica, è necessario selezionare l'attrezzatura per il carico di progetto. In questo caso, è possibile utilizzare vari metodi per selezionare la potenza del dispositivo. E inoltre, dovresti fare affidamento sulla documentazione normativa.

Solitamente vengono utilizzati nelle sottostazioni e il loro numero dipende dalla categoria dell'oggetto. Di solito, per la 1a e la 2a vengono utilizzate sottostazioni a due trasformatori e per la 3a vengono utilizzate installazioni con uno solo.

La potenza del dispositivo viene solitamente selezionata tenendo conto della sua capacità di sovraccarico in modalità di emergenza. Per fare ciò, la potenza totale della sottostazione viene confrontata con quella consentita per vari tipi caricare i consumatori. I calcoli vengono eseguiti secondo formule speciali. Usano i valori dei carichi diurni e serali, nonché un fattore di simultaneità a seconda del numero di consumatori.

Ad esempio, per un piccolo località puoi limitarti a una sottostazione con trasformatori fino a 63 kVA. Ma solo se sono dominati dal carico domestico. In caso contrario, sarà necessaria un'installazione elettrica più potente.

Caratteristiche e termini di funzionamento


Requisiti di installazione per la protezione contro i fulmini

La scelta dell'eventuale sistema di alimentazione deve essere effettuata nel rispetto dei carichi previsti. E in questo caso, molti preferiscono andare sul sicuro piuttosto che scegliere un'installazione back-to-back.

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