Способ включения силового трансформатора и обслуживания подстанции

Авторы патента:

H02J11/00 - Схемы питания вспомогательного оборудования электростанций, на которых осуществляется генерирование, распределение или преобразование электрической энергии (схемы аварийного или резервного энергоснабжения H02J 9/00)

H02B1/24 - Щиты, подстанции и распределительные устройства для подвода и распределения электрической энергии (основные электрические элементы, их сборка, включая монтаж в кожухи или на основания, монтаж кожухов на них, см. в соответствующих подклассах, например трансформаторы H01F; переключатели и плавкие предохранители H01H; линейные соединители H01R; прокладка электрических кабелей или линий, или комбинированных оптических и электрических кабелей или линий, или других проводников для подвода или распределения электрической энергии H02G)

Владельцы патента RU 2739053:

Луковенко Антон Сергеевич (RU)
ГАЛАЙКО ВЛАДИМИР ВАСИЛЬЕВИЧ (RU)

Изобретение относится к электроэнергетике, к включению силовых трансформаторов и их обслуживанию на электроэнергетических подстанциях. Технический результат состоит в повышении надежности. Способ включения силового трансформатора и обслуживания подстанции осуществляют подключением первичной обмотки силового трансформатора напрямую к источнику электроэнергии после синхронизации, в схему вводят трансформатор малой мощности, первичную обмотку которого соединяют с источником электроэнергии, а вторичную через резисторную (R) индуктивную (L) RL-цепь подключают к вторичной обмотке силового трансформатора. Устройством синхронизации выполняют синхронизацию напряжений на стороне первичной обмотки силового трансформатора и источника электроэнергии. В схему вводят трехобмоточный трансформатор малой мощности для питания нагрузки собственных нужд подстанции: вспомогательных, собственных управленческих и обслуживающих устройств, у которого одну вторичную обмотку трансформатора используют для снижения пусковых токов через колебательный контур RL-цепи. Дополнительную вторичную обмотку трансформатора используют для питания потребителей собственных управленческих нужд и по профилактическому обслуживанию основного оборудования подстанции. В процессе профилактического обслуживания силового трансформатора или трансформатора малой мощности с контуром RL-цепи нагрузку собственных нужд подстанции запитывают от оборудования в противоположном порядке через трехобмоточный трансформатор малой мощности или понижающий трансформатор собственных нужд. Техническим результатом изобретения является повышение надежной работы трансформаторной подстанции. 2 ил.

Область техники

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к способам включения силовых трансформаторов и их обслуживание на электроэнергетических подстанциях.

Уровень техники

Пусковой ток силового трансформатора достигает параметров, в разы превышающих рабочие токи. Начальный бросок длится приблизительно 10 мсек. За этот период частота переменного тока увеличивается в несколько раз, пока напряжение не придет в норму. Сразу после включения происходит мгновенное повышение силы тока, см. фиг. 1, а это может привести к повреждению обмоток трансформатора при многократных пусках и ложной работе релейной защиты.

Известен способ включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции, согласно которому включение и выключение силового трансформатора производится тиристорными ключами с естественной коммутацией (Патент RU №2622890 МПК H02M 5/257. Опубликовано: 21.06.2017 Бюл. №18) [1].

Недостатком данного способа является использование тиристорных ключей, которые негативно влияют на качество электроэнергии, возникает несинусоидальная форма кривой напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному объекту является способ включения трансформатора, сущность которого, заключается в том, что первичную обмотку силового трансформатора подключают напрямую к источнику электроэнергии, в схему вводится трансформатор малой мощности (Патент RU №2481692 МПК Н02Р 9/00. Опубликовано: 10.05.2013 Бюл. №13) [2].

Достоинством известного способа является минимизация значений пусковых токов, что способствует сохранению целостности изоляции обмоток трансформатора.

Недостатком рассматриваемого способа является неполноценная загрузка регулирующего трансформатора, что является экономически нецелесообразным.

Предлагаемое техническое решение позволяет устранить эти недостатки.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом изобретения является повышение надежной работы трансформаторной подстанции.

Настоящий технический результат достигается в способе включения силового трансформатора и обслуживания подстанции, включающем первичную обмотку силового трансформатора подключают напрямую к источнику электроэнергии после синхронизации, в схему вводят трансформатор малой мощности, первичную обмотку которого соединяют с источником электроэнергии, а вторичную через резисторную (R) индуктивную (L) RL-цепь подключают к вторичной обмотке силового трансформатора, устройством синхронизации выполняют синхронизацию напряжений на стороне первичной обмотки силового трансформатора и источника электроэнергии причем в схему вводят трех обмоточный трансформатор малой мощности для питания нагрузки собственных нужд подстанции: вспомогательных, собственных управленческих и обслуживающих устройств, у которого одну вторичную обмотку трансформатора используют для снижения пусковых токов через колебательный контур RL-цепи, дополнительную вторичную обмотку трансформатора используют для питания потребителей собственных управленческих нужд, и по профилактическому обслуживанию основного оборудования подстанции, в процессе профилактического обслуживания силового трансформатора или трансформатора малой мощности с контуром RL-цепи, нагрузку собственных нужд подстанции запитывают от оборудования в противоположном порядке через трех обмоточный трансформатор малой мощности или понижающий трансформатор собственных нужд.

Отличительными признаками являются:

в схему вводят трех обмоточный трансформатор малой мощности для обеспечения нагрузки собственных нужд подстанции: вспомогательных, управленческих и обслуживающих, у которого одну вторичную обмотку трансформатора используют для снижения пусковых токов через колебательный контур RL-цепи, дополнительную вторичную обмотку используют для питания потребителей собственных управленческих нужд, и по профилактическому обслуживанию силового оборудования подстанции, это дает повышение надежной работы трансформаторной подстанции путем минимизации значений пусковых токов, которые способствуют сохранению целостности изоляции обмоток трансформатора и одновременного параллельного обеспечения нагрузки управленческих потребителей, а также по профилактическому обслуживанию силового оборудования, сокращающих организационные простои станции;

в процессе профилактического обслуживания силового трансформатора или трансформатора малой мощности с контуром RL-цепи, нагрузку собственных нужд подстанции запитывают от оборудования в противоположном порядке через трех обмоточный трансформатор малой мощности или понижающий трансформатор собственных нужд, такое исполнение операций профилактического обслуживания оборудования сводит к минимуму простои по организационным причинам силового трансформатора подачи нагрузки потребителю, здесь параллельно выполняют основную операцию – подача нагрузки потребителю и вспомогательную операцию - профилактического обслуживания вспомогательного оборудования, а это повышает надежность работы трансформаторной подстанции.

Сравнение заявляемого решения с аналогами и прототипом, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется графически, где:

на фиг. 1 представлена схема пусковой токовой нагрузки трансформатора;

на фиг. 2 изображена электрическая схема предлагаемого способа включения силового трансформатора и обслуживания подстанции:

1 - шины источника электроэнергии подстанции;

2 - шинный коммутационный аппарат;

3 - устройство синхронизации (УС);

4 - коммутационный аппарат высокого напряжения (ВН) силового трансформатора 35/10(6) кВ;

5 - силовой трансформатор 35/10(6) кВ (номинальная мощность до 16 МВА);

6 - коммутационный аппарат низкого напряжения (НН) силового трансформатора;

7 - нагрузка НН силового трансформатора;

8 - компенсационный трансформатор малой мощности собственных нужд 35/10 (6)/0,4 кВ (номинальная мощность до 1 МВА);

9 - нагрузка от дополнительной вторичной обмотки трансформатора малой мощности;

10 - индуктивность;

11 - резистор;

12 - коммутационный аппарат компенсационного трансформатора малой мощности;

13 - коммутационный аппарат RL цепи;

14 - коммутационный аппарат питания нагрузки собственных (СН) подстанции (ПС) от трансформатора малой мощности;

15 - коммутационный аппарат RL-цепи;

16 - коммутационный аппарат питания нагрузки СН ПС от силового трансформатора;

17 - коммутационный аппарат трансформатора 10(6)/0,4 кВ;

18 - понижающий трансформатор 10(6)/0,4 кВ (номинальная мощность до 630 кВА).

Осуществление изобретения

Предлагаемый способ включения силового трансформатора и обслуживания подстанции работает следующим образом.

В профилактическом и ремонтном состоянии силовой трансформатор 5 отключен коммутационными аппаратами 2, 4, 6. Для обеспечения нагрузки собственных нужд подстанции: вспомогательных, управленческих и обслуживающих, при выводе из работы силового трансформатора 5 включают шинный коммутационный аппарат 12 для подачи напряжения от шин источника электроэнергии подстанции 1 на первичную обмотку трансформатора малой мощности собственных нужд 8, номинальную мощность первичной обмотки которого проектируют и исполняют с учетом собственных потерь трансформатора от суммарной номинальной мощности первой вторичной обмотки трансформатора используемой для снижения пусковых токов через колебательный контур RL-цепи, и дополнительной вторичной обмотки используемой для питания потребителей собственных управленческих нужд, и по профилактическому обслуживанию основного оборудования подстанции, это дает повышение надежной работы трансформаторной подстанции путем сокращения организационных простоев для надежности работы управленческого оборудования и оборудования используемого в профилактических и ремонтных работах. В процессе профилактического обслуживания силового трансформатора 5 или трансформатора малой мощности 8 с контуром RL-цепи 11 и 10, нагрузку собственных нужд подстанции выполняют от оборудования в противоположном порядке через трансформатор 18, такое исполнение операций профилактического обслуживания оборудования сводит к минимуму простои по организационным причинам силового трансформатора 5 подачи нагрузки 7 потребителю, а это повышает надежность работы трансформаторной подстанции.

При вводе в работу силового трансформатора 5 включают шинный коммутационный аппарат 2 для подачи напряжения от шин источника электроэнергии подстанции 1. От напряжения на первичной обмотке трансформатора малой мощности собственных нужд 8 возникает напряжение на вторичных обмотках, по одной вторичной обмотке напряжение, через резисторную 11 и индуктивную 10 RL-цепь поступает на вторичную обмотку силового трансформатора 5. Соответственно через вторичную обмотку силового трансформатора 5 и коэффициент трансформации возникает напряжение на первичной обмотке силового трансформатора 5. В свою очередь устройство синхронизации 3 сравнивает напряжение между шинами подстанции и напряжением на первичной обмотке силового трансформатора 5 и выполняет синхронизацию, благодаря которой минимизируются пусковые токи, это способствует сохранению целостности изоляции обмоток трансформатора и в совокупности повышает надежность работы трансформаторной подстанции.

Профилактические работы и ремонт трансформатора малой мощности собственных нужд 8 выполняют при обеспечении нагрузки собственных нужд подстанции через коммутационный аппарат 16, 17 и трансформатор 18 от нагрузки силового трансформатора 5. С помощью коммутационных аппаратов 12, 13, 14 выводят трансформатора малой мощности собственных нужд 8 в ремонт в месте с RL-цепью через коммутационные аппараты 13, 15 в период времени, не влияющий на надежность поставки напряжения потребителю.

Источники информации

1. Патент RU 2622890 МПК H02M 5/257. Опубликовано: 21.06.2017 Бюл. №18.

2. Патент RU 2481692 МПК Н02Р 9/00. Опубликовано: 10.05.2013 Бюл. №13.

Способ включения силового трансформатора и обслуживания подстанции, в котором первичную обмотку силового трансформатора подключают напрямую к источнику электроэнергии после синхронизации, в схему вводят трансформатор малой мощности, первичную обмотку которого соединяют с источником электроэнергии, а вторичную через RL-цепь подключают к вторичной обмотке силового трансформатора, устройством синхронизации выполняют синхронизацию напряжений на стороне первичной обмотки силового трансформатора и источника электроэнергии, отличающийся тем, что в схему вводят трехобмоточный трансформатор малой мощности для питания нагрузки собственных нужд подстанции: вспомогательных, собственных управленческих и обслуживающих устройств, у которого одну вторичную обмотку трансформатора используют для снижения пусковых токов через колебательный контур RL-цепи, дополнительную вторичную обмотку трансформатора используют для питания потребителей собственных управленческих нужд и по профилактическому обслуживанию основного оборудования подстанции, в процессе профилактического обслуживания силового трансформатора или трансформатора малой мощности с контуром RL-цепи нагрузку собственных нужд подстанции запитывают от оборудования в противоположном порядке через трехобмоточный трансформатор малой мощности или понижающий трансформатор собственных нужд.

Изобретение относится к области техники бесперебойного электроснабжения. Предложена комбинированная установка резервного электроснабжения, представляющая собой блок-контейнер, который включает в себя трансформаторный отсек, инженерный отсек, отсек дизель-электрической установки, батарейный отсек.

Устройство электроснабжения собственных нужд энергоблока электростанции // 2671821

Изобретение относится к областям электротехники и электроэнергетики и может быть применено на тепловых электростанциях с паротурбинным циклом Ренкина (например, конденсационные электростанции - КЭС), с газотурбинным циклом Брайтона (например, электростанции с газотурбинными установками - ПТУ, на парогазовых электростанциях - ПТУ), использующих газовое топливо, например, традиционный природный газ.

Способ резервирования каналов связи и технологических устройств измерения, анализа, мониторинга и управления оборудованием электрической подстанции // 2668380

Изобретение относится к электротехнике. В способе резервирования каналов связи и технологических устройств измерения, анализа, мониторинга и управления оборудованием электрической подстанции, на первом этапе соединяют в сеть интеллектуальные технологические устройства и сетевые коммутаторы.

Система электроснабжения потребителей собственных нужд электрической станции // 2661936

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение коэффициента мощности, потребляемой от сборных шин ГРУ электродвигателями собственных нужд (с.н.), снижение максимальных значений токов всех потребителей с.н.

Способ и система питания электрической энергией летательного аппарата // 2648233

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления сетью электрического питания летательного аппарата. Техническим результатом является снижение затрат энергии, повышение КПД.

Управление мощностью в сети распределения энергии // 2632212

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в сетях распределения мощности. Техническим результатом является обеспечение возможности непрерывной коррекции и динамической поддержки сети (2) распределения энергии или в сети (2) распределения энергии.

Способ и устройство обработки регенерированной электрической энергии летательного аппарата // 2594326

Группа изобретений относится к способу и устройству обработки регенерированной энергии реверсивными электрическими приводами летательного аппарата. Регенерацию энергии осуществляют приводами, работающими в режиме генератора электрической энергии, путем обратной передачи энергии через соответствующие каналы многоканального контура-преобразователя энергии и преобразуют ее в механическую энергию тепловой машиной через генератор в двигательном режиме.

Блок питания с токовым входом // 2588581

Изобретение относится к электротехнике, в частности к блокам питания с токовым входом. Новым является использование в качестве входного трансформатора тока фазного трансформатора тока энергоподстанции, включение параллельного силового ключа до двухполупериодного выпрямителя и применение в качестве ключа симметричного тиристора.

Система и способ распределения мощности // 2519824

Изобретение относится к системе и способу для распределения мощности. Технический результат заключается в создании улучшении качества распределения мощности.

Конфигурации модульной многоуровневой подводной энергетической установки // 2518163

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в энергоснабжающих установках, подающих энергию токоприемникам, расположенным вдали от берега и под поверхностью моря.

Структура, состоящая из цоколя коммутационного шкафа и смонтированного на нем рамного каркаса коммутационного шкафа, а также соответствующий ряд коммутационных шкафов // 2735090

Изобретение относится к структуре, состоящей из цоколя (100) коммутационного шкафа и смонтированного на нем рамного каркаса (200) коммутационного шкафа. Технический результат - эффективное увеличение охваченного рамным каркасом коммутационного шкафа объема в направлении вниз на охваченный цоколем коммутационного шкафа объем, так что предоставляется дополнительное монтажное пространство для внутреннего обустройства коммутационного шкафа.