Трансформаторная подстанция: назначение, классификация, технические параметры, структура условного обозначения

Трансформаторная подстанция (ТП) — это электрическая подстанция, предназначенная для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию другого напряжения с помощью трансформаторов (определение согласно ГОСТ 24291-90). В народе данный правильный термин часто некорректно подменяют жаргоном «трансформаторная будка».

Отдельно выделяют комплектные трансформаторные подстанции, которые соответствуют ГОСТ 14695-97 или ГОСТ 14695-80 и о которых дальше и пойдет речь в статье. Другими словами, в статье вы найдете информацию именно о комплектных трансформаторных подстанциях негерметизированных в металлических оболочках общего назначения на напряжение до 10 кВ, которые предназначены для приема, преобразования и распределения электроэнергии трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц, изготавливаемые для различных отраслей народного хозяйства и для экспорта.

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) — электрическая подстанция, состоящая из шкафов или блоков со встроенным в них трансформатором и другим оборудованием распределительного устройства, поставляемая в собранном или подготовленном для сборки виде (определение согласно ГОСТ 24291-90).

Рис. 1. Пример трансформаторной подстанции

Назначение

Если говорить простым и весьма упрощенным языком, то трансформаторные подстанции служат для приёма, преобразования и распределения электрической энергии. Любая электрическая подстанция имеет силовой трансформатор, служащий для преобразования напряжения, распределительные устройства и устройства автоматического управления и защиты.

Принимая высоковольтное напряжение сети 6-10 кВ, понижающая ТП преобразует его и передает потребителям — то есть нам. Приём и преобразование напряжения обеспечивает силовой трансформатор, с выхода которого к потребителю уходит трёхфазное переменное напряжение 0,4 кВ. Для питания домашнего однофазного электрооборудования используется один из трёх фазных проводников L1; L2; L3, а также нейтральный проводник N.

КТП часто используют как источники питания в системах распределения электроэнергии (см. рисунок 2 ниже). На рисунке 2 показана система распределения энергии, соответствующая типу заземления системы TN-C-S. В качестве источника питания (ПС) используется трансформаторная подстанция.

Классификация

Классификация исполнений КТП должна соответствовать указанной в таблице 1 и предусматриваться в технических условиях на конкретные типы КТП.

Примечания к таблице 1 (согласно [2]):

Основные технические параметры

Основные параметры КТП должны соответствовать указанным в таблице 2.

Примечания к таблице 2 (согласно [2]):

Номинальные токи вводов ВН и НН, а также сборных шин НН КТП, должны быть не менее номинальных токов силового трансформатора.

Сечение нейтральной шины в РУНН должно соответствовать 50 % номинального тока силового трансформатора. По заказу потребителя допускается применять нейтральные шины, соответствующие 70 % номинального тока.

В шкафах РУНН групповые ответвления от сборных шин к нескольким коммутационным аппаратам главной цепи должны выдерживать длительную нагрузку, равную сумме номинальных токов подключенных аппаратов, но не более номинального тока трансформатора. В технически обоснованных случаях допускается указанную нагрузку уменьшать до 70 % номинального тока.

Стойкость к токам короткого замыкания сборных шин РУНН и ответвлений от них в пределах КТП должна соответствовать стойкости к току короткого замыкания вводов со стороны НН трансформатора. Продолжительность тока термической стойкости – 1 с.

При установке на вводе НН КТП автоматического выключателя сборные шины и ответвления от них должны соответствовать термической и динамической стойкости выключателя, но не более стойкости к току короткого замыкания вводов со стороны НН силового трансформатора. Продолжительность действия тока термической стойкости должна быть равна времени верхнего значения срабатывания в зоне токов короткого замыкания выключателя.

Структура условного обозначения КТП

Пример условного обозначения типа КТП мощностью 400 кВ·А, класса напряжения 10 кВ, на номинальное напряжение на стороне НН 0,4 кВ, климатического исполнения ХЛ, категории размещения 1:

То же, двух трансформаторной КТП мощностью 1600 кВ·А, класса напряжения 6 кВ, на номинальное напряжение на стороне НН 0,69 кВ, климатического исполнения У, категории размещения 3:

То же, КТП мощностью 1000 кВ·А, класса напряжения 10 кВ, на номинальное напряжение на стороне НН 0,4 кВ, климатического исполнения У, категории размещения для вводного устройства со стороны высшего напряжения, шинопровода и трансформатора – 1, а распределительного устройства со стороны низшего напряжения – 3:

КТП-1000/10/0,4 – У1 (РУНН – У3)

В технических условиях на конкретные типы КТП допускается применять дополнительные буквенные обозначения после обозначения КТП, поясняющие тип или назначение КТП.

Источник

Виды трансформаторных подстанций

Целям приема, преобразования и распределения электроэнергии служат трансформаторные подстанции. Конкретно распределительные подстанции служат только для приема и распределения электроэнергии, но без преобразования.

Основным элементом трансформаторной подстанции является силовой трансформатор, а в некоторых случаях автотрансформатор. Подстанция может иметь один или несколько трансформаторов, работающих параллельно.

Силовые трансформаторы обычно масляные, с естественной циркуляцией масла и охлаждающего воздуха. Используются также сухие силовые трансформаторы, которые имеют худшие технико-экономические характеристики, но иногда отдают предпочтение из-за того, что требования к месту и способу установки более легкие по сравнению с масляными.

Трансформаторная подстанция обычно размещается в здании, на отдельном участке на улице или на опоре. Она всегда устанавливается таким образом, чтобы исключить поражение электрическим током и надежно выполнть свои функции в системе распределения электроэнергии.

В зависимости от того, насколько велико удаление потребителя от источника питания, а также в зависимости от количества потребляемой мощности, в системах электрификации применяются подстанции следующих четырех основных видов:

Узловая распределительная подстанция;

Главная понизительная подстанция;

Подстанция глубокого ввода;

Чаще всего узловые распределительные подстанции находятся в ведении организации, осуществляющей электроснабжение, поэтому и размещаются эти подстанции вне предприятия, но вблизи него.

Когда УРП определенно предназначена для питания нескольких подстанций глубокого ввода, на одном предприятии, то рассматривают возможность размещения УРП на территории этого предприятия, и тогда эксплуатация подстанции ложится на плечи персонала предприятия.

ГПП считается одним источником, если питается по одной двухцепной линии, и двумя источниками, если питается по двум одноцепным линиям ( на разных опорах) или по двум кабельным линиям, проложенным по разным трассам. ТЭЦ можно принять за несколько источников питания, если при выходе из строя генератора или при аварии на секции остальные секции ( генераторы) продолжают работать.

Предназначение ПГВ — питание группы установок конкретного предприятия или какого-то отдельного объекта на этом предприятии. Схемами с глубоким вводом называют схемы электроснабжения с подстанциями глубокого ввода.

Подстанции глубоких вводов располагаются вблизи наиболее крупных энергоемких производств и корпусов с концентрированной нагрузкой, например: прокатные и электросталеплавильные цехи; сталепроволочные и крепежно-калибровочные блоки метизных заводов; обогатительные фабрики и ряд других производств.

Трансформаторные пункты часто выполняют сегодня из комплектных трансформаторных подстанций. Число трансформаторов может здесь варьироваться. Когда питаются потребители 3 категории, то, как правило, устанавливается один трансформатор. Когда в районе сконцентрирована значительная мощность нагрузки на 380 / 220 вольт, или когда питаются потребители 2 и 1 категорий, то трансформаторов ставится два.

Способы присоединения трансформаторных подстанций к питающим линиям различны, и подразделяются подстанции по этому признаку на:

Тупиковые трансформаторные подстанции;

Проходные трансформаторные подстанции;

Ответвительные трансформаторные подстанции.

На тупиковую подстанцию питание подается отдельной линией. Для питания тупиковых подстанций используются радиальные схемы питания, либо такая подстанция является последней в магистральной схеме с питанием односторонним.

Для проходных подстанций характерно включение в рассечку (в проход) магистральной линии питания, когда имеют место как вход, так и выход линии. Ответвительные подстанции подключаются через ответвления от питающих линий.

КТП широко применяются на производственных предприятиях, где их устанавливают внутри или снаружи (КТПН). Сборные подстанции изготавливают на заводах отдельными элементами, затем на месте элементы собирают и монтируют.

Любая трансформаторная подстанция включает в себя три главных блока:

Распределительное устройство низшего напряжения;

Распределительное устройство высшего напряжения.

Являясь одним из главных составляющих звеньев в системе электрификации любого крупного производственного предприятия, трансформаторная подстанция требует особо тщательного подхода к формированию наиболее рациональным способом схемы распределения электроэнергии.

Место установки подстанции подбирается так, чтобы распределительная и трансформаторная подстанции всех необходимых параметров были бы расположены как можно ближе к центру обеспечиваемых ими групп нагрузок. Если от этой стратегии отступить, то возрастут потери, увеличится расход кабелей, проводов и т. д.

Подстанции классифицируются по месту их базирования на территории того или иного объекта на четыре типа:

Отдельно стоящие подстанции, располагающиеся на каком-то расстоянии от зданий;

Пристроенные подстанции, примыкающие непосредственно к стенам снаружи здания;

Встроенные подстанции, располагающиеся в специализированных отдельных помещениях внутри строения или примыкающие изнутри сооружения к его стенам;

Внутрицеховые подстанции, находящиеся внутри цехов, то есть электрооборудование размещается непосредственно в рабочем помещении, либо в закрытом помещении с выкаткой оборудования подстанции в цеха.

Промышленные сети с напряжением от 6 кВ до 10 кВ, с целью их сближения с электроприемниками, рекомендуется оснащать внутренними, интегрированными в здания или пристроенными к ним подстанциями.

Для очень крупных многопролетных цехов значительной ширины наиболее подходящими являются внутрицеховые трансформаторные подстанции, к примеру для производств, связанных с деревообработкой, с металлообработкой, и для иных производств, для установки в котельных, в насосных, в компрессорных станциях.

Монтаж таких подстанций осуществляют чаще всего возле колонн или возле закрытых помещений внутри цеха, за пределами зоны работы кранов. Эти подстанции подходят только для зданий второй и первой степени по огнестойкости, с производствами категорий Д и Г в соответствии с противопожарными нормами.

Количество силовых масляных трансформаторов, установленных во внутрицеховых подстанциях не должно превышать трех штук. Это ограничение не касается сухих трансформаторов или трансформаторов заполненных негорючей жидкостью. Трансформаторы внутрицеховых подстанций можно выкатывать из цеха, тогда естественной вентиляции будет достаточно.

Если применение внутрицеховых подстанций недопустимо, например из-за обычного загрязнения воздуха рабочей зоны, или по причине нахождения потребителей за пределами цеха, тогда лучше подойдут пристроенные трансформаторные подстанции.

Встроенные и пристроенные ТП как правило располагают вдоль длинной стороны цеха, ближней к источнику питания, либо в небольших цехах — в чередующемся порядке вдоль двух стен цеха.

Что касается отдельно стоящих подстанций, то они сооружаются на территории предприятия, но на заданном расстоянии от цехов, поскольку предназначены для электрификации одного или нескольких цехов. Такие ТП применяют, как правило, в случае невозможности установки пристроенных или внутренних подстанций по условиям рабочего процесса или по архитектурным соображениям.

Отдельно стоящие ТП подходят для предприятий малой мощности, где они питают несколько маломощных цехов, разбросанных по всему предприятию.

Иногда удобно разместить щит низкого напряжения в цеху, а сам трансформатор — снаружи здания. Так цеховая подстанция занимает по площади меньше места в цеху, чем встроенная.

Относительно компоновки подстанции важно помнить, что она обязательно соотносится с генеральным планом объекта электроснабжения. Нужно непременно учесть СНиПы и размеры элементов зданий. Главные критерии при этом следующие:

Безопасность обслуживания оборудования в штатном режиме работы установки;

Удобство наблюдения за индикаторами положения разъединителей и выключателей, а также за уровнем трансформаторного масла в соответствующих аппаратах;

Надлежащая степень обнаружения повреждений в случае нарушения штатных условий функционирования установки при дуговом коротком замыкании;

Безопасность осмотра и ремонта как любого аппарата так и любой цепи при снятом напряжении, без помех для соседних цепей, пребывающих под напряжением;

Достаточная механическая стойкость опорных конструкций оборудования;

Удобство транспортировки оборудования;

По возможности максимальная экономия площади.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Трансформаторные подстанции

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:

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:

Трансформаторные подстанции по типам получения энергии

Если углубляться дальше, то следует уяснить и разобрать, какие же еще существуют подвиды трансформаторных подстанций.

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

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:

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:

Закрытый тип подстанций делится на такие виды, как:

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:

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:

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»

Источник