Тсн в энергетике что это: ‌ (‌ ‌ )‌ ‌ ‌ ‌ ‌

Трансформатор Собственных Нужд — что это такое, назначение

Силовые трансформаторыСиловые трансформаторы, Устройство трансформаторовНет комментариев для Трансформатор собственных нужд

Содержание:

Трансформатор собственных нужд  (Т.С.Н.)  назначение в обеспечении нормальное функционирования подстанций, гарантируя бесперебойное электроснабжение ответственных потребителей оперативным переменным, постоянным током. Обесточенные устройств С. Н. может привести к полному погашению подстанции, либо стать причиной развития серьезных проблем в будущем при её восстановлении, вводе в работу.

На электростанциях и подстанциях 35-220 кВ и более для питания электроэнергией вспомогательных приборов, агрегатов и прочих потребителей собственных нужд используют разветвленные системы электрических соединений.

Потребители Т.С.Н.

Основные потребители трансформатора собственных нужд:

1. оперативные цепи переменного и выпрямленного тока,
2. система охлаждения трансформаторов (автотрансформаторов),
3. устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН),
4. система охлаждения и смазки подшипников синхронных компенсаторов (СК),
5.  водородные установки,
6. зарядные и под зарядные агрегаты аккумуляторных батарей,
7. освещение (аварийное, внутреннее, наружное, охранное),
8.  устройства связи и телемеханики,
9. устройства системы управления, релейной защиты, сигнализации, автоматики и телемеханики.
10. насосные установки (пожаротушения, хозяйственные, технического водоснабжения),
11. компрессорные установки и их автоматика для воздушных выключателей и других целей,
12. устройства электроподогрева помещений аккумуляторных батарей, выключателей, разъединителей и их приводов, ресиверов, КРУН, различных шкафов наружной установки,
13. бойлерная, дистилляторы, вентиляция и др.

Мощность трансформаторов собственных нужд

Обычно суммарная мощность потребителей С.Н. мала, поэтому они подключаются к понижающим трансформаторам с низкой стороны 380/220 В. На двухтрансформаторных подстанциях 35-220 кВ устанавливают 2 рабочих ТСН,номинальная мощность которых выбирается исходя из нагрузки, при учете допустимых перегрузок.

Для наиболее ответственных потребителей размещают и 3 трансформатора С.Н.

Граничная мощность ТСН напряжением 3 – 10/0,4 кВ может быть 1000 -1600 кВа при напряжении. Граничная мощность ограничивается коммутационной возможностью автоматов 0,4 кВ.

Место подключения трансформаторов собственных нужд и их количество в общем случае определяются схемой электрических соединений подстанций, числом и мощностью установленных силовых трансформаторов и режимом их работы, количеством питающих линий и другими факторами, вытекающими из конкретных условий работы подстанции.

Из двух трансформаторов собственных нужд работает только один, другой находится в резерве, причем его включение, как правило, автоматизировано. Количество преобразовательных агрегатов на тяговых подстанциях при сосредоточенной системе питания колеблется ( в зависимости от размеров движения поездов) в пределах от трех до шести, из которых один агрегат является резервным.

Повреждение трансформатора собственных нужд также вызывает перерыв в работе  на время, необходимое для отсоединения поврежденного трансформатора и восстановления работы системы собственных нужд через резервный трансформатор.

Схемы подключения трансформаторов СН

При выборе схем электрических соединений собственных нужд подстанций предусматриваются меры, повышающие их надежность: установка на подстанции не менее двух трансформаторов собственных нужд (обычно не больше 560 или 630 кВ·А), секционирование шин собственных нужд. Применение автоматического ввода резерва (АВР) на секционном выключателе, резервирование со стороны высшего напряжения (с. н.) и др.

Схемы присоединения собственных нужд при наличии на подстанциях: а – переменного и выпрямленного оперативного тока, б – постоянного оперативного тока

На рис. 1. показаны схемы собственных нужд подстанций, применяемые в зависимости от вида оперативного тока. Оперативный ток используется для питания цепей сигнализации, защиты, управления и автоматики. Применяют три вида оперативного тока: переменный — на под­станциях с упрощенными схемами, выпрямленный и постоянный — на станциях и подстанциях, имеющих стационарные аккумуляторные установки.

При переменном и выпрямленном токе рекомендуется схема (рис. 1, а), согласно которой предусматривается непосредственное подключение трансформаторов собственных нужд к обмоткам низшего напряжения главных трансформаторов (автотрансформаторов).

Такое подключение обеспечивает питание сети оперативного тока и производство операций выключателями при отключении шин 6–10 кВ. При постоянном оперативном токе наибольшее распространение имеет схема, показанная на рис. 1, б, когда трансформаторы с. н. непосредственно подключаются к шинам 6– 10 кВ.

Рис. 2. Упрощенная схема собственных нужд подстанции 220 кВ

На подстанциях 110 кВ и мощных подстанциях 35 кВ нормально устанавливают два трансформатора собственных нужд, присоединяя их к шинам вторичного напряжения 6–10 кВ подстанции.

Рис. 2. Упрощенная схема собственных нужд подстанции 220 кВ

На рисунке 3 показано присоединение рабочего (резервного) трансформаторов собственных нужд, из которых один нормально находится в работе.

Мощность, потребляемая на собственные нужды подстанций, обычно не превышает 50 – 200 кВт. Наиболее ответственными механизмами собственных нужд подстанций на переменном токе являются вентиляторы искусственного охлаждения мощных трансформаторов. Все остальные ответственные потребители собственных нужд подстанции постоянно питаются от аккумуляторных батарей или резервируются от них. На подстанциях с установленными электромагнитными приводами на стороне высшего напряжения и при отсутствии аккумуляторной батареи устанавливается трансформатор на питающей линии (рис.4).

Рис. 4. Подстанция с одним трансформатором СН.

На сравнительно небольших понижающих подстанциях 35 кВ с вторичным напряжением 6 – 10 кВ для питания собственных нужд устанавливают, один трансформатор с вторичным напряжением 380/220. В случае необходимости резервирование питания может осуществляться от ближайшей городской или заводской сети, с напряжением которой и должно быть согласовано вторичное напряжение трансформатора собственных нужд.

Дифференциальная защита трансформаторов собственных нужд

Дифференциальная защита трансформаторов собственных нужд с группой соединения обмоток Y / Y-12 или А / А-12 выполняется с трансформаторами тока, установленными на обеих сторонах трансформатора на фазах А и С, так как эти трансформаторы питаются от сети с изолированной нейтралью, в которых возможны только междуфазные короткие замыкания.

Дифференциальная защита трансформатора собственных нужд не должна действовать при коротких замыканиях на шинах собственных нужд, а также при включении трансформатора под напряжение.

Это обеспечивается правильностью выполнения схемы защиты и соответствующим выбором ее тока срабатывания.

Дифференциальная защита трансформаторов собственных нуждможет выполняться двухфазной. В тех случаях, когда в целях увеличения чувствительности защита выполняется трехрелейной, ток третьей фазы ( В) получается как геометрическая сумма с обратным знаком токов двух других фаз ( А и С), в которых установлены трансформаторы тока.

Трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд нельзя самостоятельно использовать в качестве источников питания оперативных цепей защиты, поскольку при возникновении коротких замыканий могут иметь место значительные понижения напряжения. Исключение могут составлять газовая защита трансформатора и защита от замыкания на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю, которые действуют при повреждениях, не сопровождающихся снижением междуфазного напряжения в системе.

Трансформаторы напряжения — и трансформаторы собственных нужд можно использовать как надежные источники оперативного тока в схемах автоматики, поскольку на включение выключателей, как правило, автоматика действует при наличии напряжения на шинах. Что касается релейной защиты, то основным источником ее оперативного переменного тока являются трансформаторы тока.

При коротких замыканиях оперативным током защиты является ток короткого замыкания, проходящий по вторичной обмотке трансформатора тока.

Трансформатор TM-100/35

На подстанциях устанавливаются трансформаторы собственных нужд ТМ-100 / 35, при необходимости могут быть установлены линейные регулировочные трансформаторы JITM-D / 6 ( 10) и однофазные масляные заземляющие дугогасительные реакторы РЗДСОМ.

При применении КРУН трансформаторы собственных нужд подстанции обычно размещаются в одной из его камер.

Подстанция с одним трансформатором СН.

Сопротивление короткого замыкания трансформаторов собственных нужд должно применяться минимальным для того, чтобы избежать глубоких посадок напряжения при пуске мощных двигателей питательных насосов и вентиляторов, а также возбудителя, который может иметь пусковой ток порядка 15-кратного от тока при полной нагрузке.

Напряжение вторичной обмотки трансформатора собственных нужд зависит от мощности приемников, их удаленности от здания станции и места установки ТСН.

Для трансформаторов С,Н, применяют трансформаторы ТДНС , ТРДНС .

Видео: Трансформатор собственных нужд, 3х1000кВА

схемы, выбор и защиты тсн

Для обеспечения функционирования электрических подстанций необходимо соответствующее оборудование. В числе прочих для этих целей используется трансформатор собственных нужд. Рассмотрим область назначения указанного устройства, особенности его подключения и другие сведения, относящиеся к правилам его эксплуатации.

ТСН

Содержание

1. Что такое трансформатор собственных нужд, область применения
2. Принцип действия
3. Выбор ТСН
4. Пример выбора трансформатора связи для ТЭЦ
5. Каталог
6. Виды защит ТСН
7. Эксплуатация трансформаторов
8. Схемы подключения ТСН

Что такое трансформатор собственных нужд, область применения

Трансформатором собственных нужд (ТСН) называют устройство, применяющийся для стабилизации установок, размещённых на электроподстанции, и для понижения характеристик напряжения с целью обеспечения функционирования оборудования на объекте.

ТСН используются для подачи напряжения для следующих потребителей электрических подстанций:

• электродвигателей систем охлаждения;
• обогревающих устройств включателей масляных систем, распределительных шкафов, включая периферическое оборудование;
• устройств, контролирующих состояние изоляции;
• осветительных, отопительных и прочих приборов и систем наружного и внутреннего действия;
• регуляторов силовых комплексов, находящихся под напряжением;
• зарядных агрегатов и ёмкостных аккумуляторов;
• систем подшипниковой смазки;
• водородных установок, применяющихся для собственных нужд;
• систем автоматики и компрессоров;
• вентилирующих устройств, водонагревателей.

В число наиболее ответственных элементов, питаемых указанными устройствами, входят аппараты управляющих систем, средства релейной защиты, сигнализации, телеметрии и автоматики. Данное оборудование определяет полноценное функционирование объектов. Даже кратковременный сбой грозит частичным или полным прекращением передачи электрической энергии по ЛЭП.

Принцип действия

Принцип действия трансформаторов собственных нужд сходен с остальными разновидностями данных устройств. ТСН состоит из первичной и вторичной обмоток, магнитопровода.

Ток подаётся на первичную обмотку, на выходе, благодаря магнитному потоку, характеристики преобразуются, с получением параметров, зависящих от разницы количества витков на входе и выходе.

Принцип работы трансформатора

В зависимости от назначения прибора, чаще всего на выходе выполнено несколько обмоток с разными характеристиками для возможности одновременного подключения нескольких потребителей.

Выбор ТСН

Мощность рабочих ТСН определяется по перетокам мощности на собственные нужды.

Пример перетоков мощности

Условия выбора рабочего ТСН:

• Uвн ≥ Uуст
• Uнн ≥ Uуст,
• Sнт ≥ Sрасч(на схема 9,1, т.е. нужно выбрать тсн мощность больше 9,1 МВА).

Выбор ТСН для подстанции:

Пример выбора трансформатора связи для ТЭЦ

Подробнее про выбор ТСН можете найти в учебнике со страницы 367(нужно немного подождать до полной загрузки книги):Открыть книгу

Каталог

В книге можно посмотреть каталог видов тр-ров которые используются в качестве ТСН(со страницы 114 идет описание и расшифровка, таблица с устройствами со страницы 120): Открыть книгу

Виды защит ТСН

Безопасность эксплуатации трансформаторов собственных нужд обеспечивается использованием следующих видов защиты:

• токовой отсечки – отключающей устройство при превышении параметров электротока в случае короткого замыкания;
• максимальной токовой защитой, рассчитанной на временной диапазон действия – включается при возникновении короткого замыкания внутри самого прибора;
• противоперегрузочной – срабатывающей в ситуации, когда нагрузка превышает допустимую.

При правильном выборе и подключении ТСН, регулярных проверках и осмотрах, обеспечивается эксплуатация оборудования электроподстанции.

Эксплуатация трансформаторов

Эксплуатация ТСН отличается следующими особенностями, учитываемыми изначально при проектировании агрегатов:

• прибор не может применяться для подачи напряжения сторонним потребителям;
• подача напряжения на два трансформатора осуществляется раздельно;
• при эксплуатации устройства со стороны подачи напряжения должно быть разделение с автоматическим вводом резерва;
• предусмотрены параметры по напряжению в пределах 220 или 380 В, с заземлённой нейтралью;
• для оперативного электротока ТСН используются стабилизирующие устройства напряжением 220 В.

Чтобы повысить надёжность подачи энергии, для подключения трансформаторов используют изолированную или заземлённую нейтраль. При подключении заземлённой применяется катушка индуктивности, компенсирующая токовые характеристики в случае замыкания одного из фазных проводов на землю.

Должны регулярно проводиться осмотры ТСН техническим персоналом и ответственными лицами, с контролем:

• уровня масла в расширительном баке;
• температуры агрегата – о перегреве может свидетельствовать подтаявший снег вокруг устройства в зимнее время года, летом указанный показатель проверяется с использованием тепловизора;
• состояния шин;
• герметичности масляной системы.

Зимой масло в расширительном баке не должно нагреваться выше 45°С.

Схемы подключения ТСН

Схемы питания с.н. подстанции: а) с оперативным переменным током б) с оперативным постоянным током. На схеме тсн обозначены Т1 и Т2

Чувствительная ко времени сеть (TSN) | GE Research

Time-Sensitive Networking (TSN)

Time-Sensitive Networking (TSN) — это развивающаяся технология, позволяющая использовать стандартный (коммерческий) Ethernet для промышленных приложений за счет привнесения в коммерческий Ethernet ранее отсутствовавших функций надежности и детерминизма. Хорошо известные преимущества Ethernet — интероперабельность, масштабируемость, развиваемость и повсеместность — в сочетании с производительностью промышленного уровня позволяют использовать экономичное коммуникационное решение в аэрокосмической, энергетической, автомобильной и многих других отраслях.

Ethernet определяется стандартами IEEE 802.3 и 802.1. TSN состоит из набора поправок к стандарту 802.1Q, которые касаются синхронизации времени, контроля и формирования трафика, контроля пути, репликации и исключения кадров, настройки и управления. Кроме того, стандартные органы разрабатывают профили TSN , чтобы обеспечить экономичное внедрение TSN в определенных вертикалях. GE возглавляет разработку профиля TSN для Aerospace Ethernet — совместного проекта IEEE и SAE.

GE Research в тесном сотрудничестве с бизнес-подразделениями работает над внедрением решений на основе TSN в транспортном, энергетическом и аэрокосмическом секторах. В частности, исследовательская группа сосредоточена на планировании, настройке, анализе и безопасности TSN в реальных сценариях использования. Одним из результатов этого исследования стал Chronos — программный инструмент, который позволяет в один шаг настраивать и анализировать сложные чувствительные ко времени сети, как показано ниже.

Набор инструментов Chronos предназначен для упрощения развертывания сети TSN от начала до конца. Chronos позволяет пользователям проектировать и анализировать архитектуры IEEE 802.1 TSN, автоматически планировать трафик смешанного уровня критичности, включая потоки с максимальной эффективностью и детерминированные потоки, создавать сетевые конфигурации для конечных систем и коммутаторов, статически или динамически загружать конфигурации в сетевые устройства.

Еще одной областью разработки является безопасная синхронизация времени, в которой команда добавила аутентификацию с симметричным ключом к обобщенному протоколу точного времени (gPTP) на основе приложения K IEEE 1588-2008. Используя этот метод, участники дерева распределения времени аутентифицируют все сообщения протокола. с использованием симметричных ключей. Сообщения от участников с неверным ключом подавляются, тем самым исключая их из дерева распределения времени. Это решение было реализовано в пакете linuxptp с открытым исходным кодом. Версия защищенного linuxptp от GE Research доступна в проекте github: добавление Приложения K к linuxptp. Безопасная работа PTP была поддержана Министерством энергетики под номером награды DE-OE000089.4. Узнайте больше о проекте DoE.

Project Impact

В сотрудничестве с бизнес-подразделениями GE исследовательская группа помогает разрабатывать и развертывать полную экосистему оборудования, программного обеспечения и инструментов TSN для промышленных приложений. Эта технология уже развернута для наших клиентов через сетевые продукты в авионике и управлении локомотивами.

Подтверждение/отказ от ответственности: Некоторые материалы (например, безопасная синхронизация времени) основаны на работе, поддерживаемой Министерством энергетики под номером награды DE-OE000089. 4. Этот отчет был подготовлен как отчет о работе, спонсируемой агентством правительства Соединенных Штатов. Ни правительство Соединенных Штатов, ни какое-либо его агентство, ни кто-либо из их сотрудников не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, и не принимает на себя никакой юридической ответственности или ответственности за точность, полноту или полезность любой информации, устройства, продукта или процесса, раскрытых , или означает, что его использование не будет нарушать права частной собственности. Ссылка здесь на любой конкретный коммерческий продукт, процесс или услугу по торговому наименованию, товарному знаку, производителю или иным образом не обязательно означает или подразумевает его одобрение, рекомендацию или поддержку со стороны правительства Соединенных Штатов или любого его учреждения. Взгляды и мнения авторов, высказанные здесь, не обязательно отражают или отражают взгляды и мнения правительства Соединенных Штатов или какого-либо его ведомства.

Мы готовы сотрудничать с вами.

Свяжитесь с нами

Что такое ТСН? Основа будущих промышленных сетей Ethernet

Домашняя промышленность Управление машинами и процессами Что такое TSN? Основа будущих промышленных сетей Ethernet

Энергетический менеджмент

2 июня 2017 г.  | 9608 просмотров

4 мин чтения | Гостевой блоггер

Приглашенный блоггер: Рене Хаммен пришел в компанию Belden в 2015 году, где он работает в отделе технологий будущего промышленной ИТ-платформы Belden. Своей работой Рене играет решающую роль в формировании будущего промышленного Ethernet и промышленного Интернета вещей (IIoT). Он выявляет и анализирует будущие технологические тенденции, способствует стандартизации и выполняет исследовательские проекты в области промышленных сетей. Его увлечения включают чувствительные ко времени сети (TSN), программно-определяемые сети (SDN) и кибербезопасность. Рене получил высшее образование и имеет докторскую степень. получил степень доктора компьютерных наук в RWTH Aachen University. В своей докторской диссертации. В своей диссертации Рене исследовал легкие механизмы сетевой безопасности для Интернета вещей на основе IP.

Если вы следите за новыми тенденциями и технологиями для машин и процессов, вы, вероятно, много слышали о сети, чувствительной ко времени (TSN). Но поскольку это относительно новая технология, задумывались ли вы, что такое TSN? и «Почему это важно для моей компании?»

Как вы, возможно, уже знаете, эта новая технология превращает стандартный Ethernet из коммуникационной технологии «Я получу ее, как только смогу» в технологию, обеспечивающую гарантии синхронизации для критически важных приложений. Теперь вы можете достичь совершенно нового уровня детерминизма в сетях IEEE 802.1 и IEEE 802. 3 Ethernet.

Многие сегодняшние приложения промышленной автоматизации, такие как управление движением в дискретном производстве, устанавливают строгие требования к задержке, чтобы гарантировать, что передача данных в реальном времени может удовлетворить требования приложения. Многие современные решения для автоматизации управления, отвечающие этим требованиям, основаны на обычном Ethernet. Однако для обеспечения связи в реальном времени они, к сожалению, включают дополнительные технические механизмы, такие как усовершенствования протокола, которые несовместимы друг с другом.

В результате рынок Ethernet-решений реального времени сильно фрагментирован и просто не будет поддерживать будущие разработки. Некоторые из этих изменений включают потребность в увеличении пропускной способности, а также в повышении прозрачности информации между полевым уровнем и уровнем предприятия, что поддерживается такими тенденциями, как Industrie 4.0. Важно отметить, что TSN учитывает эти разработки и представляет собой следующий шаг в развитии надежных и стандартизированных технологий промышленной связи.  

Сети TSN и IIoT будущего

Некоторое время (и даже сегодня) область промышленной автоматизации находилась в переходном периоде. Мы все стремимся реализовать концепцию более гибких и динамичных производственных мощностей, выходящих далеко за рамки того, что возможно в настоящее время. Однако это работает только в том случае, если коммуникационная инфраструктура, которая связывает эти требования IIoT вместе, может одновременно предоставлять две основные услуги в одной и той же сети:

• Строгая и надежная коммуникация в режиме реального времени для реализации ресурсоемких приложений (таких как управление движением) в больших масштабах, гибко распределяемых по всей сети автоматизации и
• Высокая пропускная способность в сетях автоматизации для поддержки большого количества датчиков и фоновых данных, необходимых для работы приложений IIoT, таких как профилактическое обслуживание и анализ больших данных.

Поскольку TSN удовлетворяет этим требованиям, она будет становиться все более важной в коммуникационных инфраструктурах по мере того, как все большее количество устройств подключается в рамках промышленного Интернета вещей (IIoT) и революции Industrie 4. 0, а также по мере дальнейшего разнообразия требований к связи.  

От пирамиды автоматизации к столпу автоматизации  

Переход сетей автоматизации от старой к новой архитектуре можно наглядно представить по тому, как в ближайшие годы будет развиваться известная пирамида автоматизации.

Ожидается, что из-за новых требований IIoT знакомая пирамида автоматизации превратится в опору автоматизации.

Пирамида автоматизации используется для разделения сложных промышленных сетей и приложений на функциональные уровни с высоким горизонтальным взаимодействием. Внутри каждого уровня пирамиды сетевые устройства демонстрировали сильное взаимодействие друг с другом и соседними уровнями. Однако редко можно увидеть прямую связь между несколькими уровнями всей системы автоматизации: системы, построенные на этой структуре, строго иерархичны и не очень гибки.

Новейшие технологии, однако, позволяют сетям отойти от модели строгой пирамиды, которая больше не может поддерживать эти требования. Вместо этого они переходят на новую модель Automation Pillar, которая является более открытой и гибкой и может поддерживать новые требования, такие как надежная вертикальная связь и усиленная промышленная магистраль со значительной вычислительной мощностью. Это создает новые возможности для бизнеса и помогает организациям устанавливать и достигать больших успехов.  

Что это значит для вас? Более надежное сетевое планирование, конфигурация и мониторинг, бесперебойная отказоустойчивая связь и повышенная кибербезопасность станут необходимостью в сетях будущего. В сочетании с TSN это гарантирует своевременную передачу высокоприоритетного сетевого трафика с низкой пропускной способностью и одновременно позволяет полностью использовать высокую пропускную способность, предлагаемую Ethernet для сетевого трафика со слабыми требованиями к задержке или без нее.

Чтобы узнать больше о TSN, о том, как она работает, и о ее роли в будущих сетях Ethernet , посетите полную статью в блоге Belden здесь: https://www. belden.com/blog/ Industrialethernet/what-is-tsn-a-look-its-role-in-future-ethernet-networks.cfm.

О компании Belden

Являясь одним из первых новаторов в области промышленного Ethernet и давним стратегическим партнером Schneider Electric в партнерской программе Schneider Electric Collaborative Automation (также известной как CAPP), компания Belden хорошо разбирается в промышленных ИТ и предлагает промышленные сетевые решения следующего поколения, включая проводные и беспроводные сети. и встроенные продукты. Благодаря своим глобальным брендам — Hirschmann, GarrettCom и Tofino Security — Belden помогает компаниям свести к минимуму время простоя и воспользоваться преимуществами доступа к данным в реальном времени и контроля, которые стали возможными благодаря промышленному Интернету вещей (IIoT). Бесшовная, безопасная и масштабируемая инфраструктура промышленного Ethernet позволяет компаниям кардинально изменить свою деятельность и добиться повышения эффективности, производительности и гибкости.