Комплектна трансформаторна підстанція потужністю 100 кВА щоглового типу

Abstract

Щоглова трансформаторна підстанція (ЩТП) призначена для приймання електричної енергії класу напруги 10(6) кВ, перетворення і розподілу електричної енергії трифазного струму частотою 50 Гц класу напруги 0,4 кВ в системі з глухозаземленою нейтраллю трансформатора на стороні нижчої напруги. ЩТП - це відкрита трансформаторна підстанція, все обладнання якої змонтовано на металевих конструкціях, які встановлені на залізобетонних стійках марки СВ-10,5 на висоті , що не вимагає огородження підстанції згідно вимог ПУЕ. До складу ЩТП входить: ?комплект металоконструкцій для встановлення силового трансформатора, запобіжників і обмежувачів перенапруги та площадка для обслуговування; ?шафа НН з системою кріплення її до залізобетонної опори; ?силовий трансформатор; ?запобіжники і обмежувачі перенапруги; ?роз’єднувач 10 кВ із заземлюючими ножами і приводом. У верхній частині конструкції ЩТП розташовані штирьові ізолятори 20 кВ, високовольтні запобіжники чи обмежувачі перенапруги. В середній частині конструкції ЩТП розташовані (при необхідності) траверзи для приєднання повітряних ліній електропередач напругою 0,4 кВ. В нижній частині конструкції ЩТП на несучих швелерах розташований силовий трансформатор і площадка для обслуговування трансформатора (для двостоякових ЩТП). В шафі низької напруги встановлені панелі з такою апаратурою: ? ввідний рубильник; ? трансформатори струму; ? електролічильник; ? автоматичні вимикачі; ? панель з пристроями захисту і управління вуличним освітленням. Проектування силових трифазних трансформаторів містить у собі великий діапазон питань. Розроблення конструкції трансформатора основане на виконанні електромагнітного, механічного і теплового розрахунків, які забезпечують задані основні електричні показники та експлуатаційні параметри. Під час конструювання повинні бути забезпечені необхідні механічна міцність вузлів, електрична міцність ізоляції, динамічна й теплова стійкість обмоток під час короткого замикання. Конструкція трансформатора у цілому має забезпечувати експлуатаційну надійність. Під час розробки вузлів і частин трансформатора треба старатися одержати найменший розхід матеріалів й найменшу трудомісткість виготовлення, для того щоб зменшити ціну трансформатора до мінімуму. Нагрівання обмоток й інших частин від втрат, що виникають у трансформаторі під час номінальної роботи і короткого замикання великої тривалості, не повинно призводити ізоляцію обмоток й інших частин, а також трансформаторну оливу до теплового зношення або руйнації у менші терміни, ніж звичайний термін роботи трансформатора. Метою даної магістерської роботи є проект трифазного трансформатора потужністю 100 кВА для комплектної трансформаторної підстанції щоглового типу. Практичне значення отриманих результатів полягає у можливості їх використання для проектування, розроблення (або модернізації існуючих) трансформаторів після виконання додаткових розрахунків та креслень усіх вузлів і деталей. Актуальність даної магістерської роботи полягає у розробленні силового трифазного трансформатора з покращеними техніко-економічними показниками за рахунок використання сучасних методів та методик проектування.силовий трансформатор, магнітопровід, обмотка.The mast transformer substation (ShTP) is designed to receive electrical energy of the voltage class 10(6) kV, transform and distribute electrical energy of three-phase current with a frequency of 50 Hz of the voltage class 0.4 kV in a system with a blind-grounded neutral of the transformer on the lower voltage side. ShTP is an open transformer substation, all equipment of which is mounted on metal structures, which are installed on reinforced concrete racks of the SV-10.5 brand at a height that does not require substation fencing in accordance with the requirements of the PUE. The SHTP includes: ЎE a set of metal structures for installing a power transformer, fuses and overvoltage limiters and a platform for maintenance; ЎE LV cabinet with a system for attaching it to a reinforced concrete support; ЎE power transformer; ЎE fuses and overvoltage limiters; ЎE 10 kV disconnector with grounding blades and drive. 20 kV pin insulators, high-voltage fuses or overvoltage limiters are located in the upper part of the shield structure. In the middle part of the structure of the SHTP, there are (if necessary) traverses for connecting overhead power lines with a voltage of 0.4 kV. In the lower part of the SHTP structure, on the supporting channels, there is a power transformer and a platform for transformer maintenance (for two-post SHTPs). Panels with the following equipment are installed in the low-voltage cabinet: „h input switch; „h current transformers; „h electricity meter; „h automatic switches; „h panel with devices for protection and control of street lighting. The design of power three-phase transformers includes a wide range of issues. The development of the transformer design is based on the performance of electromagnetic, mechanical and thermal calculations, which provide the specified basic electrical indicators and operational parameters. During construction, the required mechanical strength of nodes, electrical strength of insulation, dynamic and thermal resistance of windings during short circuit must be ensured. The design of the transformer as a whole should ensure operational reliability. During the development of nodes and parts of the transformer, it is necessary to try to obtain the lowest consumption of materials and the lowest labor intensity of production, in order to reduce the price of the transformer to a minimum. Heating of windings and other parts from losses occurring in the transformer during nominal operation and short circuit of long duration should not lead to insulation of windings and other parts, as well as transformer oil, to thermal wear or destruction in a shorter time than the normal life of the transformer. The purpose of this master's thesis is the design of a three-phase transformer with a capacity of 100 kVA for a complete mast-type transformer substation. The practical value of the obtained results lies in the possibility of using them for the design, development (or modernization of existing) transformers after performing additional calculations and drawings of all nodes and details. The relevance of this master's thesis lies in the development of a three-phase power transformer with improved technical and economic indicators due to the use of modern design methods and techniques.