Как устроена трансформаторная подстанция 10 на 0,4 кВ

Энергетическая система состоит из множества структурных элементов, каждый из которых выполняют свою функцию в процессе передачи электроэнергии от электростанций до конечного потребителя. Подстанции 10 на 0,4 кВ осуществляют последний этап преобразования электроэнергии: от данных подстанций электроэнергия поступает напрямую к потребителю — в населенные пункты и на производственные предприятия. Рассмотрим, как устроена трансформаторная подстанция 10 на 0,4 кВ.

Существует несколько типов подстанций 10/0,4 кВ, устройство которых зависит от их мощности, назначения и условий работы.

Мачтовые и столбовые подстанции

На территории небольших населенных пунктов, дачных кооперативов для электроснабжения потребителей используются мачтовые и столбовые трансформаторные подстанции.

Основное преимущество данных подстанций — простота конструкции и удобство в обслуживании.

Столбовая трансформаторная подстанция устанавливается непосредственно на линейной опоре ВЛ-10 кВ (ВЛ-6 кВ) либо на отдельной стойке (опоре) типа СВ-105, СВ-110 и т.п. Отличие мачтовой подстанции в том, что она устанавливается между двух стоек (опор).

Устроена столбовая (мачтовая) подстанция следующим образом.

Непосредственно на опоре (стойке) монтируется рама крепления и силовой трансформатор небольшой мощности, обычно в диапазоне 16-160 кВА.

Над трансформатором монтируется рама с креплениями для высоковольтных предохранителей типа ПКТ, которые служат для защиты трансформатора от сверхтоков. От предохранителей вниз идут провода к вводам высокого напряжения силового трансформатора, а вверх идут проводники к питающей линии электропередач.

Для предотвращения схлестывания проводники от предохранителей к ВЛ дополнительно крепятся на опорных изоляторах, которые устанавливаются на специальной траверсе. На траверсе изоляторов также устанавливают разрядники или ограничители перенапряжения (ОПН), осуществляющие защиту от атмосферных и коммутационных перенапряжений в электрической сети.

Для возможности снятия напряжения и создания видимого разрыва электрической цепи на опоре может дополнительно устанавливаться высоковольтный разъединитель. Разъединитель устанавливается в разрыв питающего провода от ВЛ на отдельной раме. Привод разъединителя находится внизу опоры и соединяется валом с разъединителем. Рукоятка привода выполняется съемной, а сам привод фиксируется замком для предотвращения проведения операций посторонними лицами.

Под силовым трансформатором устанавливается шкаф низкого напряжения 0,4кВ. Данный шкаф подключается к вводам низкого напряжения трансформатора, в нем устанавливаются коммутационные и защитные аппараты – рубильники и предохранители либо автоматические выключатели, а также подключается кабель потребителей.

В зависимости от количества потребителей и величины нагрузки, может быть несколько отходящих линий, каждая из которых защищается отдельным автоматическим выключателем. Если электроснабжение потребителей осуществляется воздушной линией электропередач, то для защиты от перенапряжений могут устанавливаться ОПН.

Комплектные трансформаторные подстанции (КТП)

Следующий тип — комплектные трансформаторные подстанции. Это готовые решения, которые поставляются заводами-изготовителями в собранном виде либо отдельными блоками для дальнейшей сборки на месте установки.

В зависимости от мощности, КТП могут быть изготовлены в металлическом или в бетонном корпусе, либо в корпусе из сэндвич-панелей. В металлическом корпусе изготавливаются маломощные подстанции, такие КТП устанавливаются, как правило, в сельской местности. Также КТП данного типа могут применяться для питания потребителей на временных объектах (строительная площадка, пост охраны и др.).

Конструктивно металлические КТП имеют то же оборудование, что и мачтовые (столбовые) подстанции, только все эти элементы монтированы внутри металлического корпуса КТП. Само КТП устанавливается на предварительно монтированный фундамент или опоры.

Для удобства и безопасности при эксплуатации и обслуживании КТП, коммутационные и защитные аппараты разного напряжения монтируются в отдельных отсеках, имеющих запирающие устройства. В зависимости от конструкции КТП, силовой трансформатор может быть установлен в отдельном отсеке либо открытым способом – в этом случае над вводами трансформатора монтируется специальный металлический защитный кожух.

Корпус и металлические части оборудования КТП подлежат заземлению. Заземление необходимо для обеспечения безопасности при обслуживании КТП, а также для обеспечения работы системы заземления электрической сети.

Более мощные комплектные трансформаторные подстанции в бетонном корпусе или сэндвич-панелях устанавливают, как правило, в жилых кварталах для питания нескольких многоквартирных домов либо в зоне сосредоточения большой нагрузки.

Трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ в специальной постройке

Помимо КТП для питания многоквартирных домов и других групп потребителей часто применяются подстанции, расположенные в специальных постройках. Здание для подстанции 10/0,4 кВ строятся по однотипным проектам с учетом местных условий и величины нагрузки потребителей.

В такой подстанции может быть установлен как один, так и несколько понижающих силовых трансформаторов мощностью, как правило, до 1000 кВА.

Для безопасности и удобства обслуживания распределительные устройства высокого и низкого напряжения находятся в разных помещениях. Силовой трансформатор также устанавливается в отдельной камере.

В распределительном устройстве 10 кВ устанавливаются высоковольтные выключатели или предохранители, а также разъединители либо выкатная тележка КРУ, которые обеспечивают видимый разрыв для безопасности обслуживания трансформатора и выключателя.

По стороне низкого напряжения устанавливается вводной автоматический выключатель, а также автоматические выключатели отходящих линий потребителей. Для безопасности работ по обслуживанию линий 0,4 кВ также необходимо обеспечить видимый разрыв – для этого в цепи устанавливают рубильники.

Для защиты электрической сети от перенапряжений по стороне ВН и НН устанавливаются разрядники или ОПН.

При необходимости контроля напряжения и нагрузки по стороне высокого напряжения устанавливаются трансформаторы тока и напряжения, а по стороне 0,4 кВ трансформаторы тока.

Трансформаторные подстанции на предприятиях

На промышленных предприятиях, где сосредоточено большое количество потребителей 0,4 кВ, для распределения электроэнергии монтируются распределительные устройства 0,4 кВ в отдельных зданиях или непосредственно в производственных помещениях. Распредустройство 0,4 кВ может быть выполнено на одном или нескольких щитах (панелях), которые получают питание от одного или двух трансформаторов 10/0,4 кВ.

Два источника питания (трансформатора) устанавливаются в том случае, если требуется обеспечить надежное и бесперебойное электроснабжение потребителя. В данном случае распределительное устройство разделяется на две секции шин, каждая из которых питается от отдельного трансформатора. Между секциями устанавливается автоматический выключатель с моторным приводом или контактор, посредством включения которого осуществляется подача напряжения на одну из секций в случае обесточивания одного из трансформаторов.

В данном распределительном устройстве помимо автоматов могут устанавливаться групповые рубильники, предназначенные для удобства обслуживания отдельных участков распределительного устройства. Для контроля режима работы оборудования на щитах устанавливаются сигнальные лампы, вольтметры, амперметры, приборы учета и, при необходимости, измерительные трансформаторы тока.

Также в щитах 0,4 кВ могут дополнительно монтироваться различные системы защиты и автоматики, например, защита от замыкания на землю, автоматика включения аварийного освещения и др.

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 КТП и КТПТ для электроснабжения

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.

Конструктивные особенности

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.

Источник