Электрические сети сегодня, как паутина, опутывают все населенные пункты. По ним в дома и на предприятия поступает энергия, необходимая для работы различного оборудования, освещения, функционирования систем климат-контроля и другой техники. Однако, современные приборы весьма чувствительны к скачкам напряжения и если в вашей сети такие ситуации случаются часто, то приходится искать способы их устранения. Для этого используется специальное оборудование, которое входит в устройство подстанции трансформаторной. Применяется оно для городских районов, хозяйственных объектов и других потребителей.

Область их применения

В современном обществе ни одна отрасль промышленности и народного хозяйства не обходится без электричества. Оно необходимо для создания комфортных условий для жителей городов и сел, работы различного рода оборудования и техники. Но для того, чтобы обеспечить электроэнергией районы, удаленные от основных сетей, используют трансформаторные подстанции.

Область применения таких установок включает в себя самые различные объекты:

• Сельскохозяйственные комплексы;
• Предприятия;
• Строительные площадки;
• Железнодорожные;
• Метрополитен;
• Шахты;
• Дачные поселки.

Виды подстанций и их особенности

Электрификация населенных пунктов и объектов, находящихся далеко от них является обязательным условием их функционирования. Но поскольку в электросетях очень часто случаются скачки напряжения, то подключенное к ним оборудование может выйти из строя. Избежать этого помогают трансформаторные подстанции – это здание или сооружение внутри которых размещается оборудование. Электроустановки, основным назначением которых является преобразование и распределение энергии между потребителями.

В состав таких подстанций включены следующие элементы:

• Силовые трансформаторы;
• Устройства управления и распределения напряжения;
• Вспомогательные детали и конструкции.

Классификация электроустановок осуществляется с учетом производимой ими работы. Они делятся на два класса:

1. Повышающие;
2. Понижающие.

Первые служат для повышения входного напряжения. Трансформатор такой подстанции имеет первичную обмотку с меньшим количеством витков, чем у вторичной.

Понижающие подстанции используются в случае необходимости уменьшения входного напряжения. В них используются трансформаторы, у которых количество витков первичной обмотки больше, чем у вторичной.

Смотрим видео, устройство и описание характеристики комплексной подстанции:

Кроме функционального назначения подстанции отличаются и по способу изготовления. Они могут поставляться в виде отдельных блоков, которые затем собираются в единое целое на месте установки. Каждый элемент такой конструкции является полностью подготовленным к сборке. Исходя из этого параметра, трансформаторная подстанция может относиться к движимому или недвижимому имуществу.

Также производятся и комплексные установки. Этот тип оборудования представляет собой металлическую или бетонную конструкцию, внутри которой расположены рабочие узлы. Такие модели поставляются в собранном виде и находят самое широкое применение во всех сферах жизни и деятельности человека. Срок эксплуатации трансформаторной подстанции составляет около 25 лет.

Комплексные электроустановки могут отличаться по следующим критериям:

1. Типу конструкции;
2. Количеству трансформаторов;
3. Способу ввода и вывода;
4. Подсоединению к сети;
5. Месту установки.

В зависимости от первого параметра подстанции бывают мачтовыми, которые устанавливаются на специальных опорах, а также подземными и выполненными в виде шкафов или киосков. В них может находиться один или два трансформатора.

Подключение трансформаторных подстанций осуществляется различными способами:

• Проходным;
• Узловым;
• Ответвительным;
• Тупиковым.

При этом ввод-вывод может быть воздушным или кабельным. В зависимости от места установки комплексные подстанции подразделяются на:

• Внутренние;
• Наружные;
• Смешанные.

В первых применяются трансформаторы, имеющие масляное охлаждение.

Конструктивные особенности оборудования

Для того, чтобы правильно выбрать электроустановку необходимо четко представлять ее устройство и принцип работы. При транспортировке электроэнергии на большие расстояния происходит повышение-понижение напряжения, вызванное необходимостью снижения тепловых потерь в линии. Но для потребителя такие значения являются неприемлемыми, поэтому приходится использовать , которые повышают или понижают напряжение до потребляемого в 380 или 220 В.

В такие установки входят несколько объектов:

• Силовые трансформаторы;
• Распределительное устройство РУ;
• Автоматическая защита и управление;
• Вспомогательные конструкции.

Производится все оборудование на заводах и доставляется в место назначения в собранном или блочном виде.

В качестве защитных устройств в конструкцию подстанции включены разрядники. Они воздействуют на отключение оборудования и снижение нагрузки. Все элементы собраны в единую установку.

Схема трансформаторной установки

Схема небольшой и большой мощности

Решения по этому вопросу обычно принимаются с учетом системы электроснабжения объекта и перспектив его развития. Разрабатывая схему трансформаторной подстанции, производитель стремиться сделать ее максимально проще, чтобы количество коммутационных аппаратов было минимально возможным. Для этого применяются устройства автоматики.

Основными положениями для энергоустановок всех напряжений можно считать:

• Использование шин одной системы;
• Применение блочных схем;
• Установка автоматических систем и телемеханики.

В подстанциях, где установлена пара трансформаторов, предусматривается раздельная их работа, что позволяет снизить токи КЗ. Кроме того, у них упрощенная коммутация и эффективная релейная защита на вводах.

Устройства с длительной параллельной работой используются редко. Но все же иногда такой подход является целесообразным. При таком решении понижающие трансформаторы работаю параллельно и при нарушении одной цепи выключатель автоматически отключается.

Но в большинстве случаев все же рекомендуется использовать раздельную работу. Разрабатывая такие схемы подстанций необходимо выбирать коммутационные аппараты с учетом назначения установки и ее мощности. Причем последний из перечисленных параметров должен соответствовать потребностям пользователей.

Выбор мощности

При проектировании электроустановки необходимо подобрать оборудование под расчетную нагрузку. При этом для выбора мощности прибора могут использоваться различные методики. А кроме того, следует опираться на нормативную документацию.

Обычно в подстанциях используются и их количество зависит от категории объекта. Обычно для 1 и 2-ой используют двухтрансформаторные подстанции, а для 3-ей – установки с одним.

Мощность прибора обычно выбирается с учетом его перегрузочной способности в режиме аварии. Для этого сравнивается полная мощность подстанции с допустимой для различных видов потребителей нагрузкой. Расчеты выполняются по специальным формулам. В них используются значения дневной и вечерней нагрузок, а также коэффициент одновременности, зависящий от числа потребителей.

Например, для небольшого населенного пункта можно ограничиться подстанцией с трансформаторами мощностью до 63 кВА. Но только в случае, если в них преобладает коммунально-бытовая нагрузка. В противном случае потребуется более мощная электроустановка.

Особенности и сроки эксплуатации

Требования монтажа молнезащиты

Выбор любой системы электроснабжения должен выполняться в соответствии с планируемыми нагрузками. И в этом случае многие предпочитают перестраховаться, чем выбрать установку впритык.

Трансформаторная подстанция представляет собой такой вид электроустановки, который необходим для получения напряжения, а также для повышения или же его понижения в сети переменного тока.

Данная подстанция позволяет необходимым образом распределять электроснабжения различных объектов, таких видов как сельский, поселковый, городской и промышленный.

Комплектные трансформаторные подстанции

Комплектная трансформаторная подстанция состоит из совокупности устройств.

Комплектная трансформаторная подстанция включает в себя:

• силовой трансформатор, который, в свою очередь, служит для преобразования одной системы переменного тока в другую с целью обеспечения безопасной электроэнергии;


• электроустановка, служащая для распределения входящей электроэнергии по отдельным цепям, которая называется распределительное устройство;


• чтобы осуществлялась постоянная поддержка частоты тока на необходимом уровне применяется такой вид устройства, как автоматическое управление;


• специальных защитных устройств, которые осуществляют полное поддержание подстанции в необходимых рамках и применяются для силовых линий;


• не менее важную роль имеют вспомогательные сооружения.

Стоит отметить, что в перечень услуг компаний, которые занимаются производством подстанций, входит и обслуживание трансформаторных подстанций.

Типы и виды трансформаторных подстанций

Существуют несколько категорий, которые в полной мере могут охарактеризовать типы трансформаторных подстанций. Чтобы разобраться для чего, собственно, эти виды необходимы и оценить всю их важность, необходимо рассмотреть каждый вид отдельно.

Итак, главной целью понижающих подстанций является преобразование первичного напряжения данной электросети во вторичное, которое является значительно меньше, нежели первое.

Второй тип имеет название – повышающие трансформаторы. Их цель полностью противоположна понижающим. Главная их задача заключается в том, чтобы выработанное напряжение генераторами преобразовать в значительно высшее.

Виды трансформаторных подстанций также условно можно разделить на местные и районные. Главной их задачей является распределение электроэнергии по объектам – потребителям. Чтобы достигнуть конечной цели сначала подстанции принимают электроэнергию, затем осуществляется передача.

Для технически верного решения по распределению электроэнергии существует схема трансформаторной подстанции.

Виды трансформаторных подстанций по значению напряжения

Всего существует четыре основных вида подстанций от значения напряжения, такие как:

• Узловая распределительная подстанция – это подстанция, которая рассчитана на напряжение 110... 220 кВ. Она получает электроэнергию от энергосистемы и распределяет ее по подстанциям глубокого ввода, не осуществляя трансформаций.


• Подстанция глубокого ввода – подстанция для напряжения 35...220 кВ, которая получает питание от энергосистемы или центрального распределительного пункта. Используется для того, чтобы обеспечить группу подстанций либо крупные предприятия.


• Главные понижательные . Данный вид подстанций осуществляет распределение энергии по всему предприятию и, в свою очередь, подпитывается благодаря энергии всего района, трансформаторные подстанции питают непосредственно приемники полученного напряжения.


• Отдельным видом подстанций можно считать тяговые подстанции. Они используются для того, чтобы обеспечить такие объекты-потребители, как трамваи, троллейбусы и другой транспорт электрической энергией.

Трансформаторные подстанции по типам получения энергии

Если говорить о типах получения энергии самой подстанции, то таких имеются два:

• тип понижающего принципа работы. Для последующего распределения по объектам он преобразовывает напряжение в более низкое;


• тип повышающего принципа работы. В свою очередь, данный тип наоборот намного повышает напряжение, чтобы достигнуть необходимого результата.

Трансформаторные подстанции по охвату территории

Охватываемая территория также является влияющим фактором, по которому можно классифицировать тип трансформаторной подстанции.

В таком разрезе можно выделить основные группы трансформаторных подстанций:

1. Локальные. Получают напряжение от одного до нескольких крупных объектов, которые находятся на небольшом расстоянии друг от друга либо непосредственно рядом. Примером может быть развлекательный комплекс и парк.


2. Местные, которые осуществляют преобразование напряжения для набора объектов, находящихся в границах микрорайона.


3. Районные трансформаторные подстанции несут ответственность за обработку (т.е. они могут преобразовывать, распределять) напряжение по всему населенному пункту.

Также абсолютно все подстанции оборудованы средствами защиты от перепадов и скачков при осуществлении подачи электроэнергии. На тот случай, когда подача напряжения прекратится, во множестве локальных систем электроснабжения предусмотрены средства, которые осуществляют автоматический ввод резерва, сокращенно – АВР.

Когда происходит спад либо сбой при подаче напряжения, это устройство подключает резервный источник электропитания. Данная система может визуально выглядеть шкафом, стойкой, панелью и монтирована разными способами. Эти способы можно также выделить в подвиды трансформаторных подстанций.

Например, столь популярная комплектная трансформаторная подстанция бывает различных типов:

1. Столбового типа. Имеют большую популярность ввиду того, что такие подстанции дешевы и монтируются на опору ЛЭП, хотя подвержены внешним факторам из-за слабой защищенности.


2. Мачтовая трансформаторная подстанция – это самая компактная из группы подстанций, в отличие от столбового типа. Мачтовая трансформаторная подстанция монтируется не на опору линии электропередач.


3. Подстанции киоскового типа , которые являются подстанциями наружной установки. Главной их задачей является прием электрической энергии, а именно переменного тока трех фаз. Киосковые подстанции являются сборносварочной конструкцией.


4. Наружной установки. Такой тип служит для приема энергии, ее преобразования и распределения. В основном применяются в газовой промышленности.


5. Внутренней установки. Зачастую широко применяются в народном хозяйстве в районах, которые обладают умеренным климатом. Необходимо обратить внимание на то, что данный тип подстанций является довольно важным и с ним нужно разобраться более детально.

Закрытый тип подстанций делится на такие виды, как:

1. Пристроенные – это такие подстанции, которые являются примыкающими к основному зданию и никак иначе.


2. Встроенные , еще их называют закрытыми подстанциями. Они являются вписанными в контур самого основного здания.


3. Внутрицеховые. Они соответственно располагаются внутри самого здания.

Корпус подстанции играет значительную роль, ведь производя обслуживание трансформаторных подстанций, важно иметь в виду безопасность и нужно быть уверенным в том, что подстанция не будет повреждена внешними факторами, какого бы типа она ни была. Например, мачтовые трансформаторные подстанциине должны подвергаться вибрациям и ударам.

Особенности установки трансформаторных подстанций в зависимости от их типов

Необходимо знать, как и где правильно располагать подстанции, в том числе и мачтовые трансформаторные подстанции.

От места и способа разделяют несколько категорий присоединения подстанций к электрической цепи, а именно:

• тупиковые подстанции получают энергию от определенной электроустановки по одной или же двум линиям, которые, в свою очередь, параллельны между собой. Тупиковые – это такие подстанции, которые получают питание по радиальным схемам и это является самым главным их отличием;


• ответвительные – это такой тип подстанции, которые присоединяются к проходящим линиям (одной или двум) глухой отпайкой;


• проходные. Главная их цель – это присоединение к сети при помощи захода одной или же двух линий, которые обладают только двусторонним питанием;


• узловые. К данной подстанции подсоединено несколько линий питающей сети, которые проходят от двух или более питающих электрических установок.

Схема трансформаторной подстанции необходима и важна, так как благодаря ей можно избежать множества нелепых ошибок и не допустить серьезных проблем. Следует только правильно ею пользоваться и уметь ее читать, и тогда работа пройдет точно и легко.

При разработке схем профессионалы пытаются максимально ее упростить и сделать более понятной для большой аудитории людей, однако, не смотря на все усилия, иногда допускаются неприятные ошибки, которые могут вести к серьезным сбоям и требуют исправления сразу на месте.

Таким образом, трансформаторные подстанции имеют широкие возможности применения и гибкие характеристики, которые позволяют использовать каждый тип подстанции для определенных объектов, в зависимости от поставленной проектировщиком задачи.

Ведущие заводы трансформаторных подстанций

По своей сути подстанция представляет собой специальную установку, используемую для формирования (повышения или понижения) необходимого напряжения и передачи электроэнергии. Такая установка включает силовые трансформаторы, устройства для передачи электроэнергии, а также автоматического управления и защиты и различные необходимые сооружения.

Практически каждый отечественный завод трансформаторных подстанций располагает технически современной производственной базой.

Наиболее известные производители трансформаторных подстанций, а также комплектующих к ним, которые ежегодно принимают участие в выставке «Электро» – это:

• ЗАО «Электронмаш»;


• ХК «Уралэлектротехника»;


• ЗАО «ЭлтКом»;


• ООО «ТМК–ЭНЕРГО»;


• ООО «Вертекс» и многие другие.

Производимые этими и многими другими предприятиями подстанции делятся на два типа. Повышающий тип подстанций монтируется, как показывает практика, по большей части именно на электростанциях. Такие установки изменяют напряжение, которое обеспечивают генераторы, в более высокое напряжение, подходящее для подачи электроэнергии по линиям электропередачи (ЛЭП).

Понижающие трансформаторные установки моделируют первичное напряжение электрической сети в более низкое, вторичное. Все отечественное оборудование отличается высоким качеством, долгим сроком эксплуатации, высокой надежностью и наличием гарантийного обслуживания.

Российские заводы имеют огромный опыт работы с самыми разными клиентами, их работу отличает применение передовых технологий и различных материалов, что гарантирует удовлетворение всех запросов даже самых требовательных клиентов.

За время работы каждый российский завод трансформаторных подстанций, который принимает участие в выставке «Электро» , осваивает постоянно развивающиеся технологии, наладил производство передового оборудования, разработал собственные наработки, которые благодаря таким выставкам перенимают другие предприятия страны.

Стоит отметить, что любой участник выставки - это одновременно мощная производственная площадка, высококлассный конструкторский центр, современная лаборатория и сеть региональных представителей.

Больше о типах трансформаторных подстанций и заводов их производящих можно узнать на выставке «Электро»

Читайте другие наши статьи:

Трансформаторные подстанции - это электрические установки, предназначающиеся для изменения напряжения (его понижения либо повышения) переменного тока, а также для распределения энергии. Состоит такая установка из силового трансформатора, распределительных устройств (РУ), вспомогательных сооружений и устройства для автоматического управления и защиты.
Трансформаторная подстанция бывает двух видов: повышающая и понижающая. Первый тип подстанций обычно сооружают при электростанциях для преобразования вырабатываемого генераторами напряжения в более высокое (с одним или несколькими значениями), нужное для передачи электрической энергии по линиям электропередач (ЛЭП). Понижающий тип трансформаторных подстанций понижает первичное напряжение в более низкое.

Изготавливаются трансформаторные подстанции на заводах и доставляются к месту работы, как правило, в уже готовом и собранном виде. Иногда в виде отдельных блоков. Такие станции называются комплектными, или КТП. КТП наружной установки с тупиковым или же проходным типом, рассчитанные на напряжение до 10 киловатт и мощность в 1000 кВ А, и КТП внутренней с мощностью 2500 кВ А нужны для приема, изменения и распределения электроэнергии трехфазного тока с частотой 50 Гц при напряжении 6, 10/0, 4 кВ в глухозаземленных нейтралью трансформатора системах для районов с умеренным климатом.

Подстанции - это своего рода комплекс из трансформаторов и остальных устройств. Прием, преобразование и распределение электрической энергии являются основными задачами трансформаторных подстанций. Если подстанция находится в помещении - это подстанция закрытого типа, если на открытом воздухе - открытого. Встроенные подстанции чаще всего встречаются в больших зданиях и небоскребах.

По своему назначению подстанции бывают трансформаторными и преобразующими. Хотя, и там и там их действия связано с преобразованием, в трансформаторных энергия преобразуется при помощи трансформатора, а в преобразовательных с помощью тока и его частот.

ППри установке подстанций нужно учитывать тот немаловажный факт, что для установки более мощных силовых трансформаторов выгодно применять малые токи с большими показателями напряжений. Необходимо составлять подсчеты планируемых нагрузок, определять силу первичной и вторичной частот с напряжением, учитывать оборудование, необходимое при установке. Учитывайте расходы, ведь

Комплектные трансформаторные подстанции наружные стационарного исполнения предназначены для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, номинального напряжения 6 (10) / 0,4 (0,69) кВ, в условиях умеренного (У) и умеренного холодного (УХЛ) климата и категории размещения 1 по ГОСТ 15150.

Конструкцией КТПН предусмотрены требования к удобству обслуживания УВН и РУНН. Двери КСО в УВН имеют окна для визуального наблюдения за состоянием оборудования без отключения напряжения с главных цепей КТПН. Трансформаторы устанавливаются так, чтобы выполнялись требования безопасного наблюдения за уровнем трансформаторного масла в баке. В отсеке силового трансформатора может быть предусмотрено поворотное зеркало (по требованию заказчика), угол наклона которого устанавливается при подключении КТПН в работу. Конструкция КТПН в части механической прочности обеспечивает нормальные условия работы и транспортирования без каких-либо остаточных деформаций или повреждений, препятствующих нормальной работе КТПН.

Оборудование РУНН и УВН выдерживает установленное соответствующими стандартами на коммутационные аппараты число включений - отключений. Конструкция КТПН обеспечивает нормальное функционирование приборов измерения и учета, управления и сигнализации при работе встроенных аппаратов.

Конструкция КТПН обеспечивает возможность замены силового трансформатора без демонтажа РУНН и УВН. Разборные соединения сборочных единиц и все болтовые соединения КТПН снабжены устройствами, препятствующими самоотвинчиванию. КТПН поставляются в полностью собранном виде или транспортными блоками, подготовленными для сборки на месте монтажа без разборки коммутационных аппаратов, проверки надежности болтовых соединений и правильности внутренних соединений. КТПН и отдельные шкафы или транспортные блоки имеют приспособления для подъема и перемещения. Схемы строповки блоков КТПН приведены на фасаде здания.

Наружные двери КТПН поворачиваются на шарнирах на угол не менее 95°, и имеют замки и ручки. Ручки могут быть съемными или совмещены с ключом или защелкой. Одна из створок наружных ворот КТПН может дополнительно закрываться затворами от несанкционированного доступа внутрь. Замки дверей УВН и РУНН запираются ключами с разными секретами и выдерживать 1000 открываний и закрываний. Наружные двери подстанции имеют фиксацию в крайних положениях.

В УВН и РУНН КТПН УХЛ1 предусмотрен подогрев воздуха (с помощью нагревательных элементов) для обеспечения условий работы установленной аппаратуры в соответствии с требованиями стандартов и технических условий на эту аппаратуру. Включение и отключение нагревательных устройств производится автоматически и вручную.

С целью защиты от поражения электрическим током, уравнивания потенциалов, защиты от опасных воздействий молнии в здании монтируется заземляющее устройство (ЗУ), состоящее из внутреннего контура заземления. Для подключения к внешнему контуру заземления предусмотрены не менее двух выпусков полосы внутреннего контура заземления по углам здания.

Антикоррозийная защита стальных конструкций выполняется грунт-эмалью. Перед нанесением краски на стальную поверхность выполняется сначала ее общая очистка от грязи, пыли, масла, затем обезжиривание и очистка до степени 2 по ГОСТ 9.402-2004.

Конструкция КТПН обеспечивает установку на ровной площадке (фундаменте) с помощью болтов или приварки к закладным деталям.

Технические характеристики

Наименование параметра	Значение
Мощность силового трансформатора, кВА	25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000
Номинальное напряжение на стороне высокого напряжения (ВН), кВ	6; 10
Наибольшее рабочее напряжение на стороне высокого напряжения (ВН), кВ	7,2; 12
Номинальное напряжение на стороне низкого напряжения (НН), кВ	0,23; 0,4; 0,6; 0,69
Частота переменного тока главных цепей, Гц	50
Частота переменного тока вспомогательных цепей, Гц	50
Уровень изоляции по ГОСТ 1516.3: С сухим трансформатором С масляным трансформатором	облегченная нормальная уровень «б»
Номинальное напряжение вспомогательных цепей, В: цепи защиты, управления и сигнализации переменного, постоянного тока цепи трансформаторов напряжения освещения	220 100 36

Стуктура условного обозначения

Х КТП Х - Х Х Х Х - Х / Х / Х ХХ

Число применяемых трансформаторов (при одном трансформаторе число не ставится)

КТП - комплектная трансформаторная подстанция производства ООО «Челябинский завод электрооборудования»

Классификация установки:

• В - подстанция внутренней
• Н - наружной установки
• П - передвижная

Классификация исполнения:

• Ш - на шасси
• С - на салазках
• К - киоскового исполнения
• Б - блочно-модульного исполнения
• М - модульного исполнения

Классификация подключения:

• Т - тупиковая
• П - проходная

Классификация ввода со стороны ВН:

• К - кабельный
• В - воздушный

Классификация вывода со стороны НН:

• К - кабельный
• В - воздушный
• Ш - шинный

Мощность силового трансформатора, кВА

Номинальное напряжение на стороне ВН, кВ

Номинальное напряжение на стороне НН, кВ

Классификация исполнений

Признаки классификации КТПН	Исполнение
По типу силового трансформатора	масляный, герметичный масляный, герме-тичный с негорючим жидким диэлектриком, сухой, с литой изоляцией
По способу выполнения нейтрали трансформатора на стороне низшего напряжения (стороне НН)	с глухозаземленной нейтралью; с изолированной нейтралью
По числу применяемых силовых трансформаторов	с одним трансформатором; с двумя трансформаторами
Наличие изоляции шин в распределительном устройстве со стороны НН (РУНН)	с неизолированными шинами
По выполнению высоковольтного ввода	кабельный (К); воздушный (В)
По выполнению выводов кабелями в РУНН	кабельный (К); воздушный (В)
По климатическим исполнениям и месту размещения	Категория размещения 1, климатическое исполнение У, УХЛ по ГОСТ 15150, ГОСТ 15543.1

Конструктивное исполнение

Состоит из одного здания, внутри которого установлено все необходимое оборудование.

Состоит из нескольких блочно-модульных зданий, после установки которых образуется единая конструкция, внутри которой смонтировано все необходимое оборудование.

Состав КТПН

Здание КТПН

Здание представляет собой цельносварной металлический модуль. Габариты определяются заводом-изготовителем совместно с заказчиком исходя из технических требований и способа транспортировки.

Строительные конструкции здания обеспечивают:

• сохранение заданных теплофизических параметров помещений согласно СНиП 23-02-2003;
• необходимую технологичность при изготовлении и сборке на заводе, транспортировании, монтаже и эксплуатации;
• минимальную массу строительных конструкций на основе применения новых эффективных материалов;
• оптимальную надежность и эстетичность строительных конструкций.

Рамы оснований БМЗ выполнены из трубы квадратного профиля согласно ГОСТ 26020-83. В качестве вспомогательных конструкций рам используются горячекатаные швеллеры согласно ГОСТ 8240-97. Основания имеют обшивку сверху стальным рифленым листом 4,0 мм, снизу основания - стальным листом 2,0 мм ГОСТ 19903-90. В основании укладывается минеральный утеплитель с толщиной слоя до 160 мм. Несущий каркас сварной и выполнен из гнуто-замкнутого квадратного и прямоугольного сварного профилей по ГОСТ 30245-2003. Ограждающие конструкции выполняются из стального листа толщиной 3 мм. В качестве утеплителя применяется сэндвич панели с пенополиуретановым и минераловатным утеплителем, толщиной от 60 до 100 мм. Кровля покрыта профилированным листом, поверх сэндвич панелей.

Цветовое оформление модульного здания выполняется в соответствии с требованиями заказчика.

Все применяемые материалы сертифицированы. Применение не сертифицированных материалов не допускается.

Конструкция УВН в КТПН обеспечивает подключение к воздушной и (или) кабельной линии. УВН может быть установлена камера сборная одностороннего обслуживания типа:

• КСО-366 с разъединителем (при мощности трансформатора 25 до 160 кВ.А);
• КСО-366 с выключателем нагрузки (при мощности трансформатора от 250 до 630 кВ.А);
• КСО-203 с вакуумным выключателем (при мощности трансформатора от 1000 до 2500 кВ.А).

В КТПН вывод силовых шин или кабеля из УВН до вводов силового трансформатора выполняется через изоляционную пластину или проходные изоляторы, расположенные в перегородке между трансформаторным отсеком (ТО) и УВН.

Трансформаторный отсек (ТО)

Конструкция ТО обеспечивает установку силового трансформатора требуемой мощности. ТО как правило имеет двухстворчатые двери (или ворота) с одной стороны. Допускается другое исполнение ТО в соответствии с опросным листом. В дверях ТО предусмотрены вентиляционные решетки или жалюзи с электроприводом, которые предназначены для обеспечения естественной вентиляции в летний период. При необходимости в ТО для обеспечения охлаждения устанавливается вытяжной вентилятор.

В полу ТО предусмотрено отверстие для аварийного слива трансформаторного масла (при установке масляного трансформатора), при необходимости емкость под аварийный слив масла предусматривается непосредственно в основании ТО КТПН.

В целях предупреждения от случайного проникновения в ТО при включенном выключателе нагрузки или разъединителе, предусмотрены деревянные барьеры, устанавливаемые в специальные проушины на вертикальных стойках дверных проемов.

Распределительное устройство низкого напряжения

Конструкция РУНН в КТПН обеспечивает подключение к воздушной или кабельной линии. В РУНН устанавливаются устройства низковольтные комплектные, изготовленные согласно технического задания или согласно типовой сетки схем (раздел НКУ стр. 47). РУНН набирается из шкафов в зависимости от количества отходящих фидеров, количества силовых трансформаторов и наличия секционирования. На дверцах шкафов устанавливаются органы управления, индикации, измерительные приборы.

Ввод силовых шин или кабеля в РУНН от выводов силового трансформатора выполняется через изоляционную пластину или сальники, расположенные в перегородке между ТО и РУНН.

В полу РУНН предусмотрены отверстия для вывода отходящих кабелей. Количество отверстий в полу определяется принципиальной схемой КТПН и требованиями проектной документации. Отверстия могут закрываются резиновыми уплотнителями или брезентовыми рукавами.

Для подключения к воздушной линии 6(10) кВ на крыше КТПН над отсеком УВН или РУНН устанавливается и крепится к крыше с помощью болтов устройство для внешних подключений. В местах соединений выполнено резиновое уплотнение для обеспечения необходимой степени защиты.

Устройство для внешних подключений состоит из:

• портал воздушного ввода;
• опорных изоляторов;
• проходных изоляторов;
• штыревых изоляторов;
• ограничителей перенапряжений.

Требования стойкостик внешним воздействиям

КТПН эксплуатируются на открытом воздухе в любое время года и суток и имеют следующие параметры стойкости к внешним воздействующим факторам окружающей среды:

• температура окружающего воздуха:
  • для исполнения У1- от минус 45 до плюс 40 °С;
  • для исполнения УХЛ1- от минус 60 до плюс 40 °С;
• высота над уровнем моря не более 1000 м;
• влажность 75 % при температуре плюс 15 °С;
• атмосферное давление - от 86,6 до 106,7 кПа;
• тип атмосферы по ГОСТ 15150 - II (промышленная);
• окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая взрывоопасной пыли, агрессивных газов в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию;
• стойкость к сейсмическому воздействию по ГОСТ 17516.1 - до 9 баллов по шкале MSK-64.

Оснащение подстанции

• В подстанции в зависимости от требований заказчика рабочее освещение может выполняться различными типами светильников. При необходимости установки аварийного освещения - применяются светодиодные аварийные светильники со встроенными аккумуляторными батареями. По дополнительному заказу выполняется наружное освещение.
• Вентиляция выполняется естественная и (или) принудительная, рассчитанная на разбавление и удаление теплоизбытков от оборудования и солнечной радиации. Приток с естественным побуждением осуществляется через наружные жалюзийные решетки
• Отопление электрическое с автоматическим поддержанием температуры не ниже плюс 5° С, выполненное конвекторами мощностью 1,5 кВт или с ручным включением.

• В случаи необходимости КТПН комплектуется системой охрано-пожарной сигнализации с возможностью подключения к внешним устройствам.
• Для повышения безопасности обслуживающего персонала КТПН комплектуются необходимыми средствами индивидуальной защиты .
• Комплект ЗИП поставляется по предварительному заказу согласно утвержденному перечню.
• Перечень документов соответствует ведомости эксплуатационных документов.

Транспортировка

КТПН транспортируется по умолчанию без упаковки, в случаи необходимости применяется специальная термоусадочная пленка. Все проемы закры¬ты заглушками и защищены от попадания атмосферных осадков, а так же исключена возможность открывания дверей и крышек подстанции с целью защиты бьющихся и легко снимаемых ча¬стей. Двери всех отсеков закрыты на замки и опломбированы.

КТПН транспортируются в полностью собранном виде или отдельными транспортными блоками длиной не более 12 м. Допускается по согласованию между изготовителем и по-требителем транспортирование КТПН блоками длиной более 12 м.

Транспортирование КТПН осуществляется:

• железнодорожным транспортом;
• автомобильным транспортом;
• речным транспортом.

КТП - трансформаторная подстанция, повышающая или понижающая напряжение в сети переменного тока. Кроме того, одной из основных задач этого оборудования считается распределение электроэнергии по системам электроснабжения потребителей. Устройство позволяет избежать скачков напряжения, которые зачастую происходят во время передачи электрического тока.

Электроснабжение КТП осуществляется по линиям электропередач напряжением от 6 до 10 кВ. Это значение понижается оборудованием электроустановки до потребительского значения 0,4 кВ.

В конструкцию КТП входят :

1. РУВН - устройство распределения высшего напряжения.
2. РУНН - устройство распределения низшего напряжения.
3. Один или две силовые трансформаторы.
4. Дополнительные и второстепенные устройства.

РУВН обеспечивает прием высокого напряжения и дальнейшее его распределение. В устройство входят предохранители, которые обеспечивают защиту работы трансформаторов и оборудования. Автоматические выключатели служат для отключения нагрузки при аварийной ситуации. В РУВН входит комплект низковольтных устройств, которые принимают и распределяют переменный ток напряжением 0,4 кВ. В состав РУНН входят :

1. Защитные автоматические выключатели ввода и распределения.
2. Силовые рубильники, которые отключают оборудование, находящееся под напряжением.
3. Трансформаторы тока, которые относятся к дополнительному оборудованию и предназначены для использования измерительных приборов.
4. Система обогрева помещения подстанции и счетчиков электроэнергии.
5. Устройство защиты и подключения резерва.

На подстанции КТП могут применяться масляные и сухие силовые трансформаторы. Если электроустановки масляные, то используется более сложная изоляция, а в полу находятся отсеки для аварийного сброса масла. При использовании сухого преобразователя применяется упрощенная изоляция.

К дополнительному оборудованию относятся :

• опорные, штыревые и проходные изоляторы;
• ограничители напряжения.

Эти устройства используются для подключения КТП при помощи воздушной линии от ближайшей ЛЭП. Оборудование для приема крепится болтовым соединением на крыше преобразователя непосредственно над отсеком РУВН и РУНН.

Чтобы обезопасить специалистов, которые обслуживают оборудование, предусмотрен контур заземления. Выполнен он из металлической полосы, закопанной по периметру КТП на 40-50 см вглубь. К ней подсоединяется все оборудование для защиты его от блуждающих токов.

Классификация электроустановок

Оборудование классифицируется по конструктивным элементам, месту расположения, принципиальным схемам и используемым устройствам. По месту расположения электроустановки могут быть закрытыми (ЗКТП) и открытыми (ОКТП). Открытое оборудование устанавливается непосредственно на площадках, а закрытые - внутри помещений и цехов.

По виду сборки КТП бывают :

• блочные электроустановки в корпусе из бетона;
• в корпусе, изготовленном из сэндвич-панелей;
• в металлическом корпусе.

По способу обслуживания КТП могут быть с коридором или без него. Электроустройства низшего напряжения разделяются на тупиковые (КТПТ) и проходные (КТПП). Эти оба вида относятся к подстанциям киоскового типа, то есть они считаются передвижным оборудованием.

Мобильная компактная сборка защищена от посторонних воздействий оболочкой из металла. Частотная подстанция (КЧТП) монтируется на ровной утрамбованной площадке, бетонных плитах или залитом фундаменте.

Схема оборудования

Схема подстанции разрабатывается с учетом системы обеспечения электроэнергией конкретного объекта. Производитель старается выполнить ее как можно проще, чтобы количество коммутационных приборов было минимальным. Для этого используются автоматические устройства.

При разработке схемы приоритетными считаются :

• применение шин одинаковой конструкции;
• использование блочных схем;
• монтаж систем автоматики и телемеханики.

Если в подстанции используются два силовых трансформатора, то планируется раздельная их работа. Это позволяет снизить токи короткого замыкания.

Иногда трансформаторные подстанции используются в параллельной работе, так как в некоторых случаях это вполне целесообразно. Если при параллельной работе понижающих трансформаторов в одной цепи происходит аварийная ситуация, то автоматически отключаются оба оборудования.

Принципы выбора

В электрических системах используются подстанции с одним или двумя силовыми трансформаторами. КТП с тремя силовыми установками используются очень редко, только в вынужденных ситуациях, так как это вызывает лишние затраты.

Обычно такую схему применяют при раздельном питании силового и осветительного оборудования или для обеспечения электроэнергией объектов при резких переменах нагрузок. На крупных подстанциях специалисты стараются применять только два трансформатора для обеспечения потребителей более надежным электрообеспечением.

Когда на производстве используется несколько мест для электроснабжения или осуществляется обеспечение электроэнергией по схеме более сложного ввода, то допускается применение одного силового трансформатора. При электрическом снабжении по магистральным линиям подстанции рекомендуется подключать к разным цепям, при условии, что есть наличие резерва.

Подстанции с одним и двумя трансформаторами

Электроустановки с одним силовым трансформатором считаются более выгодными, так как при небольших нагрузках за счет перемычек можно часть устройств отключать. При этом создаются более экономические условия эксплуатации, то есть потери мощности в электроустановках незначительны. Однотрансформаторные подстанции могут быть более выгодными и в плане приближения линий передач напряжением 6-10 кВ к потребителям.

Поэтому пользователи зачастую применяют две однотрансформаторные подстанции вместо одной двухтрансформаторной. КТП с двумя трансформаторами чаще используются при большом количестве электропотребителей 1 и 2 категорий. При планировании системы электроснабжения мощность трансформаторов подбирается так, чтобы при выходе из строя одного устройства другое приняло нагрузку на себя.

Обеспечение электричеством населенного пункта, микрорайона города или предприятия может осуществляться от одной или нескольких подстанций. Выбор осуществляется после проведения технического и экономического сравнения нескольких возможностей обеспечения электричеством. Предпочтение получает вариант, который дает минимум затрат на устройство всей системы электроснабжения.

При этом сравниваемые альтернативы должны обеспечивать необходимый уровень надежности снабжения электроэнергией. В этом случае большое значение имеет точный расчет мощности каждого трансформатора. На промышленных предприятиях предпочтение специалисты отдают мощности одного электроустройства равной 630, 1000 или 1600 кВА, а в микрорайонах городов - 400, 630 кВА.

Проектировщики стараются учитывать применение однотипных КТП, так как это более удобный в монтаже и обслуживании вариант. При выборе мощности электроустановки в расчет принимается нагрузка потребителя, продолжительность максимального значения нагрузки, скорость ее возрастания, расценка на электроэнергию. В этом случае важное значение имеет точный расчет нагрузочной способности каждого трансформатора подстанции.

На практике нагрузка силового электроустройства длительный период не превышает номинальное значение, что продлевает его срок эксплуатации. Кроме того, при расчете силовых электроустановок учитывается температура окружающей среды +40 °C, а на практике она в среднем не поднимается выше +30 °C. Средний срок эксплуатации комплектной трансформаторной подстанции составляет 20-25 лет.