Рубрикатор

Передача, распределение и накопление электроэнергии

ТСН: собственные нужды — особые требования

31 января 2021 г. в 13:44

Статья посвящена особой группе трансформаторов, которые обеспечивают надежность работы подстанций — трансформаторам собственных нужд (ТСН). На основе подробного анализа условий функционирования трансформаторов собственных нужд представлены особенности их характеристик, а также выбор параметров и конструктивных схем ТСН.

Назначение трансформаторов собственных нужд

Использование электроэнергии предполагает ее транспортировку, трансформацию и распределение. Последние «процедуры» осуществляются на трансформаторных или распределительных подстанциях (ТРП, РП). Подстанции (ПС) — это комплекс устройств, которые обеспечивают надежность электроснабжения потребителей. Практически все эти устройства работают от электричества. Поэтому каждая ПС имеет свое электрохозяйство, и основным элементом его являются трансформаторы собственных нужд (ТСН).

Состав нагрузок собственных нужд ПС [1-3] зависит от класса напряжения и мощности основных трансформаторов. Для ПС класса напряжения до 220 кВ к ТСН может подключаться форсированная система охлаждения силовых трансформаторов. Трансформаторы собственных нужд должны обеспечить функционирование систем РЗиА, пожаротушения. От них запитываются обогревающие устройства шкафов и ячеек, зарядные устройства аварийного и штатного освещения. Полный перечень приёмников собственных нужд и их характеристики по ответственности и длительности включения приведены в таблице на рис. 1. Самыми значимыми, наиболее ответственными приемниками СН являются системы управления, автоматические приборы, охранное оборудование, сигнализация, релейная защита, телемеханика. Классификация приёмников собственных нужд приведена на рис. 1а. Мощности приёмников СН приведены в таблицах на рис. 1б-1ж.

Насосы пожаротушения имеют мощность 2 кВт, количество их может составлять от 100 до 250 штук. Мощность отопления насосной станции пожаротушения — 20 кВт. Мощность, потребляемая на освещение может составлять 2,2 кВт. На отопление закрытых РУ при наружной температуре минус 20-40 градусов Цельсия расходуется до 100 кВт, на устройство связи — до 6 кВт, на аварийную сигнализацию до 0,2 кВт.

Как видно из перечня оборудования, снабжаемого электричеством от ТСН, значимость надежности этих трансформаторов крайне высока. Поэтому и расчет мощности, и параметры, и конструктивные особенности ТСН требуют от производителей трансформаторов самого ответственного отношения выпуску данного вида трансформаторного оборудования.

Рисунок 1 — **Рис. 1**. Характеристики приёмников собственных нужд (СН)

Рисунок 1а — **Рис. 1а**. Классификация приемников собственных нужд по ответственности и по длительности отключения

Рисунок 1б — **Рис. 1б**. Количество и мощность устройств охлаждения силовых трансформаторов 110 кВ (штук*кВт)

Рисунок 1в — **Рис. 1в**. Количество и мощность устройств охлаждения силовых трансформаторов 220-500 кВ (штук*кВт)

Рисунок 1г — **Рис. 1г**. Количество и мощность устройств охлаждения силовых трансформаторов 220-500 кВ (штук*кВт)

Рисунок 1д — **Рис. 1д**. Устройства подогрева выключателей и приводов

Рисунок 1е — **Рис. 1е**. Устройства подогрева шкафов

Рисунок 1ж — **Рис. 1ж**. Компрессорное оборудование

Особенности эксплуатации ТСН

Схема присоединения трансформатора собственных нужд (рис. 2) определяется типом оперативного тока (рис. 3 и рис. 4). На рис. 3 ТСН подключен через предохранители к вводам низкого напряжения силового трансформатора до высоковольтных выключателей. На рис. 4 приведена схема включения ТСН при постоянном оперативном токе.

Рисунок 2 — **Рис. 2**. Трансформаторы собственных нужд (сухие), готовые к отправке

Рисунок 3 — **Рис. 3**. Схема подключения ТСН на ПС с переменным оперативным током

Рисунок 4 — **Рис. 4**strong>. Схема подключения ТСН на ПС с постоянным оперативным током

—В связи с необходимостью обеспечить максимально высокую надежность работы ПС, при эксплуатации трансформаторов собственных нужд, во-первых: они запитываются от разных секций (если их два); во-вторых: никаких приемников, кроме собственных нужд к ТСН не может быть подключено; в-третьих: ТСН должны работать независимо от АВР. Также для большей надежности работы ПС ТСН подключается с применением нейтрали (заземленной или изолированной). В линию нейтрали устанавливается катушка индуктивности, которая необходима для компенсации емкостного тока при фазном замыкании на землю.

Особенности выбора количества мощности ТСН

Трансформаторные подстанции 35-750 кВ являются двухтрансформаторными, и для обеспечения высокой надежности электроснабжения должны иметь два ТСН. Мощности потребителей собственных нужд ПС различных мощностей с различными силовыми трансформаторами были приведены выше.

Ориентировочно, нагрузку ТСН можно рассчитать по формуле:

Активная и реактивные мощности СН Р_уст и Q_уст известны
k_c — коэффициент одновременности нагрузки (равен 0,8)

При этом коэффициент загрузки должен быть менее 0,7, чтобы можно было подключать дополнительных потребителей. Также необходимо учитывать время года. Поэтому расчетная нагрузка принимается по зимнему времени года. Также необходимо учитывать перегрузку ТСН в аварийном режиме. Коэффициент перегрузки равен 1,4. Мощность трансформатора собственных нужд должна перекрывать всех потребителей СН. Но, как правило, она не может превышать 630 кВА.

Конструктивные особенности ТСН

Для электропитания СН в КРУ применяются сухие трансформаторы. Это обеспечивает более простое обслуживание. В случае КРУН выбирают масляные трансформаторы, так как в случае категории размещения 1 ГОСТ запрещает использовать сухие трансформаторы. ТСН, как правило, имеют небольшие мощности. Но при мощности ТСН более 63 кВА, он размещается вне ячейки КРУ.

Особое значение для трансформаторов собственных нужд имеет схема соединения обмоток. Подробно этот вопрос рассматривается в статьях [4, 5]. На конкретных расчетах показано, что схема соединения обмоток Y/Yн-0 совершенно не обеспечивает защиту трансформатора. Кроме того, при однофазном коротком замыкании фазные напряжения в неповрежденных фазах могут повышаться в 1,5-1,6 раза, что неизбежно приведет к выходу из строя аппаратуры потребителей из-за перенапряжения.

Заключение

Особая ответственность ТСН в гарантировании надежного электроснабжения определяет и особые требования к ним при их проектировании, и также необходимость высокого качества их изготовления. При этом, по мнению авторов статей [4, 5], необходима корректировка основных нормативных документов по проектированию подстанций. С учетом современного тренда цифровизации, конструкция ТСН безусловно требует коренной инновационной переработки. ТСН должен стать «умным» трансформатором.

Автор статьи выражает искреннюю благодарность ГК «Трансформер» за предоставленные материалы (технические и другие данные).

Список литературы

Герасименко А. А., Федин В. Т. «Передача и распределение электрической энергии». — Красноярск. — Издательские проекты. — 2006. — 720 с.
«ТСН (трансформатор собственных нужд ка средств жизнеобеспечения электроустановки». [Электронный ресурс]. Дата обращения 28.01.2021).
«Приемники собственных нужд ПС». [Электронный ресурс]. Дата обращения 28.01.2021.
Фишман В. С., Федоровская А. И. «Силовые трансформаторы 6(10)/0,4 кВ. Особенности применения различных схем соединения обмоток» [Электронный ресурс]. Дата обращения 28.01.2021.
Фишман В. С. «Система питания собственных нужд подстанций 110-220 кВ. Ошибочные и нерациональные решения, дискуссионные вопросы». [Электронный ресурс]. Дата обращения 28.01.2021.

Автор: кандидат технических наук, независимый эксперт Юрий Михайлович Савинцев

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

8005

Пожаловаться

ПРОДАМ: Трансформатор ТСКС

Завод «Электрон» производит и поставляет трансформаторы собственных нужд серий ТСКС-40/145/10-10(6)/0,4, ТСКС 40/145/10-6(10)/0,23 ТСКС-25-6(10)/0,23, ТСКС-25-10(6)/0,4 для высоковольтных ячеек. Вся продукция сертифицирована. Доставка в любой регион РФ. Трансформаторы типа ТСКС-40/145/10(6)/0,4(0,23) трехфазные сухие специального назначения предназначены для питания собственных нужд шкафов КРУ класса напряжения 6 и 10 кВ, изготовляются для нужд народного хозяйства и для поставок на экспорт как комплектующие изделия. Частота напряжения питающей сети 50 Гц, допускается работа при 60 Гц. Структура условного обозначения ТСКС-40/145/10-Х3: Т — трехфазный; С — естественное воздушное охлажление при открытом исполнении; К — для КРУ; С — специальный; 40 — типовая мощность, кВ·А; 145 — мощность при броске тока, кВ·А; 10 — класс напряжения обмотки ВН, кВ; Х3 — климатическое исполнение (У, Т) и категория размещения по ГОСТ 15150-69. Трансформатор собственных нужд ТСКС-40/10/0,4(0,23), ТСКС 40 6/0,4(0,23) ТСКС-40/145/10/0,4(0,23) Трансформатор сухой ТСКС 40 6/0,4(0,23) Трансформатор сухой ТСКС-40/10 ТСКС-40/6 ТСКС-40/145/10 6/0,4 10/0,4 Трансформаторы сухозаряженные серии ТСКС 40/145 10/0,4 ТСКС 40/145 6/0,4 Трансформатор собственных нужд ТСКС-40/145/10-6(10)/0,4, ТСКС 40/145/10-10(6)/0,4 для ячеек КРУ. В наличии. Сертифицировано. Трансформаторы трехфазные сухие специального назначения ТСКС-40/145/10/0,4 с естественным воздушным охлаждением типа ТСКС-40/145/10 предназначены для питания собственных нужд шкафов КРУ. Трансформатор ТСКС-40/145/10/0,4 имеет высокую надежность не требуют затрат на обслуживание, экономичен и прст в эксплуатации. Условия эксплуатации Номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89. Высота над уровнем моря не более 1000 м. Работа трансформатора на высоте более 1000 м в каждом конкретном случае должна быть согласована с изготовителем трансформаторов. Верхнее значение рабочей температуры 40°С для исполнения У3 и 45°С...

Брильц Сергей · Завод Электрон · 26 апреля · Россия · Чувашская республика - Чувашия

ПРОДАМ: Трансформаторы силовые ТСЗ

Отличительные особенности трансформаторов ТСЗ: — В отличии от серии ТС трансформаторы ТСЗ оснащаются кожухом — Степень защиты IP21 — Напряжение 220 / 380 В — Схема и группа соединения Ун / У-0 Краткие характеристики: — Номинальное напряжение ВН 0,66 / 6 / 10 кВ — Номинальное напряжение обмотки НН 0,4 кВ — Номинальная частота 50 Гц. — Диапазон напряжения до ± 5 % на полностью отключенном трансформаторе (ПБВ) — Переключение ответвлений обмотки ВН ступенями по 2,5 %. — Степень защиты трансформаторов IP21 Условия эксплуатации: — Наружная или внутренняя установка в соответствии с классом напряжения — 10 кВ в в умеренном климате (от плюс 40 до плюс 45 °С) — 0,66 кВ в в умеренно-холодном климате (от плюс 35 до плюс 1 °С) — Окружающая среда невзрывоопасная, для поддержания штатных параметров трансформаторов целесообразно контролировать содержание пыли в рабочей зоне. — Трансформаторы ТСЗ не предназначены для работы в условиях сотрясения, вибрации, ударов, в химически активной среде. — Высота установки над уровнем моря не более 1000 м. Функциональные особенности: — Предельные отклонения технических параметров трансформаторов ТСЗ в соответствии с ГОСТ 11677 составляют: — напряжение короткого замыкания ± 10 % — потери короткого замыкания на основном ответвлении + 10 % — потери холостого хода + 15 % — Полная масса + 10 %

Николаев Леонид · ЭНЕРГОПУСК · 26 апреля · Россия · г Москва

КУПЛЮ: Купим трансформаторы ТР159-115-400, ТР126-115-400; 2, 5ВТ 399, БТТ40БТ, ВТ71-6.., ВТ100-6.., ТА-288-220-50

Закупим срочно трансформаторы. (оперативная потребность) 2,5ВТ лш3.010.399 трансформатор 21шт БТТ40БТ трансформатор БТТ-40БТ 8шт ВТ100-6-0,05/0,5-0,13/0,56 трансформатор ВТ-100-6 15шт ВТ71-6-0,09/0,8-0,16/0,56 трансформатор 3шт ТА-288-220-50, ТА288-127/220-50 трансформатор 9шт ТР 125-115-400 трансформатор ТР125-114-400В 18шт ТР 126-115-400 трансформатор ТР126-114-400В 12шт ТР 159-115-400 трансформатор ТР159-115-400В 15шт ТА 149-220-400В трансформатор ТА149-220-400 18шт ТА 279-115-400В трансформатор ТА279-115-400 14шт АВ4.719.192 9шт ВШ2.206.006 11шт

Иванов Сергей · Вертекс · 23 апреля · Россия · Удмуртская Респ

ПРОДАМ: Трансформаторы серии ТМГС (столбового типа)

Трансформаторы серии ТМГС (столбового типа) мощностью 16-100 кВА класса напряжения 6-10/0,4 кВ предназначены для питания небольших удаленных объектов, таких как нефтяные вышки, АЗС, антенны сотовой связи, небольшие поселения и т. д. Уникальная конструкция бака и особая система крепления обеспечивают надежное и устойчивое размещение трансформатора на столбовой опоре. Тип трансформатора — ТМГС-16-У1(УХЛ1) — ТМГС-25-У1(УХЛ1) — ТМГС-40-У1(УХЛ1) — ТМГС-63-У1(УХЛ1) — ТМГС-100-У1(УХЛ1) Преимущества экономия на строительстве подстанции; снижение потерь электроэнергии за счет размещения рядом с потребителем; недосягаемость для посторонних лиц; простота монтажа; устойчивость к воздействию климатических факторов (пыль, дождь, влажность и др.) Конструктивные особенности Высота установки над уровнем моря не более 1000 м. Трансформаторы ТМГС герметичного исполнения, не имеют расширителей, гофрированные баки трансформаторов безопасны и имеют высокую надежность. Температурные изменения объема масла компенсируются изменением объема гофров бака за счет их упругой деформации. Трансформаторы комплектуются маслоуказателями поплавкового типа и предохранительными клапанами пружинного типа, настроенными на срабатывание при избыточном давлении 40 кПА. Условия эксплуатации Трансформаторы масляные герметичные столбового типа ТМГС могут работать при температуре окружающего воздуха от минус 45 °С до плюс 40 °С — для трансформаторов исполнения «У»; от минус 60 °С до плюс 40 °С — для трансформаторов исполнения «УХЛ».

Власов Руслан · ЭЛЕКТРОЩИТ · 21 апреля · Россия · Московская обл

ПРОДАМ: Трансформаторы ОСМ (однофазные, сухие, многоцелевого назначения)

Трансформаторы серии ОСМ соответствуют требованиям ГОСТ19294-84. Климатическое исполнение и категория размещения УЗ, УХЛ по ГОСТ 15150-69. Требования безопасности по ГОСТ 12.2.007.2-75. По способу защиты от поражения электрическим током трансформаторы относятся к классу I по ГОСТ 12.2.007.0-75 и имеют степень защиты IР00 по ГОСТ 14254-96. Класс нагревостойкости изоляции В по ГОСТ8865-93.

Нефедов Алексей · ПЗСТ · 25 апреля · Россия · Псковская обл

Трансформаторы ОСМ (однофазные, сухие, многоцелевого назначения)