Рудничные силовые трансформаторы

1.

Рудничные силовые
трансформаторы
Основными элементами трансформаторов являются
магнитопровод , обмотки высшего (ВН) и низшего (НН)
напряжения с вводно – выводными устройствами линий.
Трансформаторы с двумя обмотками (ВН и НН)
называются двухобмоточными, с одной ВН и двумя НН –
трехобмоточными.

2.

Рудничные силовые трансформаторы
• Силовые трансформаторы с большим числом обмоток в
горнорудной промышленности в России, обычно, не
применяются.
• Рудничные силовые трансформаторы подразделяются на
собственно силовые – для преобразования ВН и НН и тяговые
(преобразовательные) – для питания преобразовательных
установок контактной сети. По индивидуальному заказу
выпускаются специализированные рудничные трансформаторы –
трехобмоточные, повысительные (преобразуют НН в ВН),
нелинейные (питание преобразовательной техники – частотных
регуляторов), вольтдобавочные (повышают напряжение до
необходимых значений при значительных потерях напряжения

3.

Рудничные силовые трансформаторы
• в кабелях, например 5300В/6000 В), разделительные( обмотки
ВН и НН имеют одинаковое количество витков - применяются в
особоопасных средах и условиях или, например, проходка
выработки ушла настолько далеко, а контур заземления
смонтировать быстро невозможно по технологическим
причинам,
ставится
разделительный
трансформатор
и
монтируется местный (локальный) контур заземления).
• Маркировка рудничных трансформаторов. К (первая буква) –
комплектный, Т – трансформатор, П – подстанция (передвижной),
В – взрывобезопасное исполнение, К – кварценаполненный, Ш шахтный, С – сухой (естественное воздушное охлаждение).

4.

Рудничные силовые трансформаторы
• Трансформаторы с конструктивно связанными распределительными устройствами ВН и (или) НН (РУВН, РУНН) называются
комплектными трансформаторными подстанциями.
• Магнитопровод с обмотками ВН и НН называется активной
частью трансформатора.
• Применение маслонаполненных трансформаторов в рудниках и
шахтах – запрещено, старые маслонаполненные трансформаторы
иногда встречаются на горных производствах, но повсеместно
выводятся из эксплуатации.

5.

Рудничные силовые трансформаторы
• Все современные рудничные трансформаторы являются сухими
(не масло и кварценаполненными) и обязательно имеют
следующие элементы – активную часть, на обмотке ВН –
регулировочное
устройство,
позволяющее
регулировать
напряжение ВН в пределах ± 5%, переключатели обмоток
«звезда» – «треугольник» НН, оболочку в исполнении РВ или РН
с рёбрами воздушного охлаждения (корпуса трансформаторов
мощностью до 100 кВА включительно – не имеют), ходовую часть
– салазки и (или) колесные пары на размер колеи 600, 750 или
900 мм для перемещения по ж/д путям, вводно – выводные
кабельные отсеки. При наличии колесных пар рама

6.

Рудничные силовые трансформаторы
• трансформатора оборудуется прицепным устройством к
электровозам (вагонеткам). Кабельные отсеки ВН оборудуются
специальными воронками для ввода высоковольтных кабелей,
как правило, два ввода (или больше при индивидуальном
заказе). Они так же оборудуются зажимами для фиксации
кабелей от выдергивания и проворачивания. Так же монтируются
кабельные ввода контрольных кабелей.
• Кабельные отсеки НН оборудуются специальными кабельными
вводами с фиксирующими кабели устройствами.
• Все рудничные трансформаторы имеют обмотку ВН
соединенную по схеме «звезда».

7.

Схемы соединения обмоток рудничных трансформаторов

8.

Рудничные трансформаторные
подстанции
1(а) – отсек активной части;
2(б) – РУВН;
3(в) – РУНН;
4(г) – салазки с колесными
парами

9.

Рудничные силовые трансформаторы
• Основным
отличием
рудничных
трансформаторов
от
общепромышленных является применение магнитопровода
увеличенного сечения для уменьшения потерь напряжения
короткого замыкания (Uк.з. - 3- 4 %) и увеличения токов к.з.
(для гарантированного срабатывание МТЗ). Обратной стороной
выполнения подобного требования являются повышенные
потери холостого хода (Рх.х.) и некоторый повышенный нагрев
рудничного трансформатора на холостом ходу (без нагрузки).
• Рудничные комплектные трансформаторные подстанции, кроме
вышеперечисленных элементов трансформаторов, содержат
дополнительно отсеки РУВН и РУНН с дверцами и жёстко
пристыкованные к камере с активной частью.

10.

Рудничные силовые трансформаторы
• Отсек РУВН может иметь перегородку с отсеком с активной
частью (перегородка может отсутствовать). Для подключения
проводников ВН между отсеками РУВН, кабельным отсеком ВН
(и) отсеком РУВН и отсеком с активной частью устанавливаются
проходные изоляторы. Применяемые изоляторы бывают
полимерными (современные ) или фарфоровые (в старых КТП). В
РУВН КТП старых типов встроен высоковольтный разъединитель
(РВ) внутренней установки для отключения трансформатора без
нагрузки. В РУВН КТП новых типов могут монтироваться
разъединители, выключатели нагрузки внутренней установки
(для отключения трансформатора под нагрузкой),

11.

Виды высоковольтных проходных изоляторов

12.

Рудничные силовые трансформаторы
• высоковольтные выключатели (с разъединителями для
безопасности), так же могут устанавливаться высоковольтные
предохранители.
• Вал приводов разъединителя (выключателя нагрузки) соединен с
рукояткой, которая находится снаружи камеры. Сам привод имеет
механическую блокировку открытия дверцы. При включенном
разъединителе (выключателе нагрузки) дверцу РУНН – не
открыть. Кроме этого, обязательно, имеется смотровое окно для
контроля включения (отключения) контактов разъединителя
(выключателя нагрузки).

13.

Разъединитель высоковольтный
внутренней установки типа РВ-6
Выключатель нагрузки внутренней
установки типа ВНА-10

14.

Распределительное устройство
РУВН с выключателем нагрузки и
Распределительное устройство РУВН с предохранителями трансформаторвыключателем нагрузки трансформа- ной подстанции КТП-РН-250/6
торной подстанции КТП-В-250/6

15.

Рудничные силовые трансформаторы
• Отсек с активной частью (трансформаторный отсек). В отсеке на
раме крепится трансформатор с обмотками. Для исключения
случаев повреждения при перевозках КТП обмоток, между ними
и магнитопроводом, устанавливаются прокладки (текстолит,
фторопласт и т.д.) из немагнитных материалов. Кроме этого
обмотки подпираются подставками снизу. В корпусе отсека
вырезается
окно
и
устанавливается
переключатель
регулировочного устройства ВН для изменения коэффициента
трансформации (слайд ниже). К устройству подключаются
отводы обмотки ВН. Окно закрывается крышкой.

16.

1 – панель
2 – зажим
3 - перемычка
пунктиром показаны положения
перемычки при отклонении
коэффициента трансформации
от номинала на ± 5%.
Панель зажимов для регулировочных отводов
РУВН трансформатора мощностью 100 - 630 кВА.

17.

Рудничные силовые трансформаторы
• Отсек РУНН имеет перегородку с отсеком с активной частью. Для
подключения проводников обмотки НН между отсеками РУНН,
кабельным отсеком НН и отсеком РУВН и отсеком с активной
частью устанавливаются проходные изоляторы. Применяемые
изоляторы бывают полимерными (современные ) или
фарфоровые (в старых КТП). В РУНН располагается переключатель
схемы обмотки НН «звезда» – «треугольник» (слайд ниже).
• В отсеке РУНН располагается автоматический выключатель, реле
утечки, трансформаторы питания цепей управления и местного
освещения (можно запитать несколько ламп напряжением 36 В),
трансформаторы тока (датчики тока), амперметр, вольтметр,
омметр реле утечки или микропроцессорный блок управления и
защит с терминалом управления и индикации. Сама
электрическая схема РУНН аналогична рудничному

18.

19.

Рудничные силовые трансформаторы
• автоматическому выключателю серии ВР с реле утечки.
• РУНН имеет дверцу. На корпусе РУНН (или дверцы) имеются
рукоятки приводов автоматического выключателя, окна приборов
КИП, кнопки проверки срабатывания МТЗ (может не быть), реле
утечки, кнопка (рукоятка) включения местного освещения.
• Сам
автоматический
выключатель
имеет
блокировку
(механическую , электромеханическую, электрическую с
приводом высоковольтного разъединителя (выключателя
нагрузки) для предотвращения их отключения без снятия
нагрузки (отключения самого автоматического выключателя).

20.

Внешний вид РУНН рудничных трансформаторных подстанций.
Слева типа КТП-В – с одним автоматическим выключателем
(однофидерная)
Справа типа КТП-РН - на два отходящих фидера (два автоматических
выключателя) с общим (групповым) автоматическим выключателем

21.

Рудничные силовые трансформаторы
• В отмотках трансформатора устанавливаются температурные
датчики, которые своими контактами замыкают цепь
независимого расцепителя автоматического выключателя при
перегреве обмоток.
• РУНН так же имеет блокировку от открытия дверцы при
включенном автоматическом выключателе.
• Рудничные трансформаторы и КТП в исполнении РВ.
• Основными
типами
трансформаторов
является
2ТСВ
(современный тип) и ТКШТ (старый тип);
• Основным типом КТП являются КТП-В(современная версия;
старая версия называлась ТСВП, а еще раньше ТСШВ), ТКШВП и
ТКШВС - старые типы.

22.

Электрическая схема КТП-В
Трансформатор 2ТСВ
Подстанция КТП-В
На 2 отходящих
линии

23.

Рудничные силовые трансформаторы
• Трансформаторы 2ТСВ (слайд ниже) выпускаются на напряжение
6000/660/380 В мощностью 100,160,250,400,630 (только на
напряжение 660 В) кВА.
• Трансформаторные подстанции КТП-В (слайд выше)выпускаются
на
напряжение
6000/1140/660/380
В
мощностью
100,160,250,400,630,1000 кВА (630 и 1000 кВА -только на
напряжение 660 В или 1140В). В рудниках и шахтах опасных по
газу и пыли в трансформатор устанавливается аппаратура
автоматической газовой защиты (водород, метан) с функцией
отключения автоматического выключателя КТП. В РУВН могут
устанавливаться несколько автоматических выключателей.

24.

Рудничные силовые трансформаторы
• Рудничные трансформаторы и КТП
в исполнении РН.
Основными типом трансформаторов является ТСП, основным
типом КТП являются КТП-РН.
• Трансформаторы ТСП (слайд ниже) выпускаются на напряжение
10000/6000/450/380/220 В мощностью 63,100,160,250,320,400
кВА. Применяются для питания автоматических тяговых
подстанций - питание контактной сети.
• Трансформаторные
подстанции
КТП-РН
(слайд
ниже)
выпускаются на напряжение 10000/6000/1140/660/380 В
мощностью 100,160,250,400,630,1000 кВА (630 и 1000 кВА -только

25.

Рудничные силовые трансформаторы
• на напряжение 660 В или 1140В). Электрические схемы КТП-РН и
КТП-В, схожи.
• Отсек активной части состоит из сухого трансформатора.
Магнитопровод
силового
трансформатора
трёхфазный,
стержневой, набирается из холоднокатаной электротехнической
стали с низкими удельными потерями .Обмотки трансформатора
изготавливаются из медного провода с нагревостойкой
изоляцией класса Н. Активная часть трансформатора крепится в
стальном корпусе подстанции КТП-РН при помощи болтов к
специальным уголкам.

26.

Рудничные силовые трансформаторы
• Корпус КТП изготавливается из металла толщиной от 2 мм до 10
мм. Толщина фланцев от 20 до 45 мм. Корпус представляет собой
сварную конструкцию прямоугольной или округлой формы. На
боковой стороне корпуса предусмотрен люк, обеспечивающий
доступ к панели регулировочных отводов ВН для регулирования
коэффициента трансформации в пределах ± 5% относительно
номинального. На обмотках низшего напряжения установлены
температурные датчики.
• Распределительное устройство высокого напряжения РУВН
включает в себя трёхполюсный выключатель нагрузки QS (может
устанавливаться либо разъединитель, либо элегазовый

27.

Рудничные силовые трансформаторы
• выключатель, либо вакуумный выключатель), блокировочное
устройство, вводную коробку с проходными изоляторами. В паре
с разъединителем могут устанавливаться высоковольтные
предохранители, ограничители перенапряжения (ОПН) или
другие устройства защиты, сигнализации и автоматизации.
• В вводной коробке ВН имеются два кабельных ввода под
силовой кабель, два кабельных ввода под контрольные гибкие
кабели. Допускается установка требуемого количества кабельных
вводов с различными диаметрами вводимого кабеля.

28.

Трансформатор серии ТСП
Трансформаторная подстанция серии КТП-РН

29.

Отсек силового трансформатора
1 – корпус отсека силового трансформатора;
2 – ребра охлаждения трансформатора;
3 – ребра жесткости; 4 - люк регулировки
напряжения трансформатора; 5 – винты
Внутренний вид камеры
кабельных вводов РУВН

30.

Рудничные силовые трансформаторы
• Камера аппаратуры РУНН оборудована:
• - автоматическим выключателем QF1;
• - аппаратом защиты от токов утечки с информационным блоком
БИН АЗУР типа АЗУР-1МКИ;
• - блоками защит и управления;
• - механическими блокировками;
• - приборами измерения тока, напряжения, тока утечки;
• трансформатором напряжения с функцией местного освещения.
• Подстанции могут комплектоваться счетчиками электрической

31.

Рудничные силовые трансформаторы
• энергии, аппаратом осветительным шахтным, дополнительными
устройствами защиты, сигнализации и автоматизации.
• РУНН обеспечивает:
• - ручное включение-отключение;
• - регулировку электронных защит от токов короткого замыкания и
перегрузки;
• - защиту от токов утечки на землю (время срабатывания не более
0,2 сек);
• - температурную защиту трансформатора;
• - измерения напряжения;

32.

Рудничные силовые трансформаторы
• - измерения тока утечки;
• - измерения тока нагрузки;
• - проверку исправности действия реле тока утечки и его
блокировку;
• - механические блокировки, препятствующие открыванию дверей
во включенном положении автоматических выключателей и
другими дополнительными устройствами,
• способными обеспечить: учёт электрической энергии; передачу
данных диспетчеру по протоколу RS-485 или другому интерфейсу;
изменение защит трансформаторной подстанции при помощи
парольной защиты.

33.

Рудничные силовые трансформаторы
• Могофидерные КТП. КТП в РУНН которых установлены несколько
автоматических выключателей. Так же могут комплектоваться
аппаратами АОШ на различную мощность, пускателями на
различный ток.
• Энергопоезда.
В
мире
применяются
рудничные
трансформаторные подстанции со встроенными станциями
управления электрооборудованием. Такие КТП называются
энергопоездами и выпускаются только по специальным заказам
под конкретные условия.
• Остальные типы рудничных трансформаторов выпускаются
только по специальным заказам.

34.

РУНН КТП-РН

35.

1 – штанга-фиксатор привода автоматического
выключателя QF1
2 – трансформатор тока
3
–
выводы
переключения
силового
трансформатора
4 - трансформатор напряжения ОСМ1
5 – автоматический выключатель QF1
6 – температурное реле
7 – аппарат защиты от токов утечки АЗУР-1МКИ
8 – информационный блок БИН АЗУР
9 – амперметр
10 – вольтметр
11 – механизм блокировки автоматического
выключателя QF1
12 – переключатель включения освещения на
панели сигнализации и управления
13 – уплотнитель дверцы
14 – схема электрическая принципиальная
15 – винт заземления

36.

37.

1 – рукоятки приводов автоматических
выключателей QF2-QF5
2 - автоматические выключатели QF2-QF5
Внешний и внутренний
многофидерных КТП_РН
вид
РУНН

38.

39.

Энергопоезд