Трансформаторные подстанции — классификация

В современном динамичном мире необходима электроэнергия как основа развития базовых отраслей и обеспечения комфортной жизни. Для того чтобы люди могли беспрепятственно получать и потреблять электроэнергию широко используются электрические трансформаторные подстанции, как важнейший компонент электрической сети. Трансформаторная подстанция (или КТП – комплектная трансформаторная подстанция) представляет собой распределительное устройство, которое предназначено для приема, преобразования и распределения электрической энергии между различными энергопотребителями. Преобразование электроэнергии производится при помощи силового трансформатора, мощность которого может варьироваться от 25 кВА до 2500 кВА.

Для чего предназначены трансформаторные подстанции?

Электрические трансформаторные подстанции предназначены для преобразования и использования электроэнергии на базовых промышленных предприятиях и объектах, а также для распределения бесперебойной подачи электроэнергии в различные населённые пункты.

Электрическая трансформаторная подстанция включает в себя:

• преобразующие элементы (силовые трансформаторы или другие преобразующие элементы);
• элементы приема электроэнергии;
• элементы распределения электроэнергии;
• вспомогательные элементы (изоляторы, разъединители, отделители, выключатели и т.д.)

Какими бывают трансформаторные подстанции?

Все электрические трансформаторные подстанции делятся на четыре основных типа:

• УРП (узловые распределительные подстанции): центральные электрические подстанции со значением напряжения 35-220 кВ, которые получают, преобразуют и распределяют электроэнергию по другим подстанциям.
• ГПП (главные понижающие подстанции): получают электроэнергию из энергосистемы, преобразуют и распределяют её на предприятие или другой объект со значением напряжения 6-10 кВ.
• ПГВ (подстанции глубокого ввода): подстанция со значением напряжения 35-220 кВ которая наиболее часто используется для обеспечения электроэнергией отдельного, объекта.
• ТП (трансформаторные пункты): подстанция с начальным напряжением, 6 кВ, 10 кВ или 35 кВ, которое затем понижается до 380-400 В.

По типу преобразования электроэнергии электрические трансформаторные подстанции разделяются на повышающие и понижающие (понизительные). Повышающие подстанции преобразовывают поступающую в них электроэнергию таким образом, что вырабатываемое генератором напряжение сети увеличивается. Повышающие трансформаторные подстанции необходимы, чтобы передавать электроэнергию на большие расстояния без значительной потери значения напряжения (обычно этот тип КТП применяется на электростанциях). Понижающие трансформаторные подстанции преобразовывают получаемую электроэнергию для снижения изначального напряжения в сети. Они необходимы, чтобы распределять электричество по объектам с необходимым меньшим значением напряжения.

По месту и способу присоединения к электрической сети подстанции выделяют такие типы трансформаторных подстанций:

• Ответвительные: присоединяющиеся к одной или двум проходящим линиям на ответвлениях;
• Тупиковые: получающие энергию по одной или двум радиальным линиям;
• Проходные: которые присоединяются к сети путём захода одной линии с двухсторонним питанием;

• Узловые: получающие энергию тремя и более питающими линиями.

Проходные и узловые подстанции также носят название транзитные, а ответвительные и проходные – промежуточные.

По типу исполнения существуют такие типы трансформаторных подстанций:

• Открытые: устанавливаются на открытом пространстве;
• Закрытые или ЗТП: устанавливаются в закрытом помещении;
• Комплектные: полностью смонтированные КТП, состоящие из готовых узлов;
• Столбовые (мачтовые или МТП): устанавливаются на вертикальных опорах.

По месту размещения выделяют следующие трансформаторные подстанции:

• Внутрицеховые: находятся в промышленном цехе, при этом подстанция может быть закрытой в отдельном помещении или располагаться в нём открыто;
• Встроенные: располагаются непосредственно в здании;
• Пристроенные: пристраиваются к зданию.

Комплектные трансформаторные подстанции, распределяющие электроэнергию для потребителей по городским электрическим сетям, называются КТП городского типа. Комплектные трансформаторные подстанции, питающие различные промышленные предприятия (производства) носят название цеховых (ЦПТ).

Любая КТП должна быть окружена контуром заземления. Комплектные трансформаторные подстанции подразделяются по типу нейтрали заземления на изолированные КТП либо глухозаземленные. Широко применяется глухозаземленная нейтраль, так как она наиболее соответствует действующим требованиям электробезопасности.

Установка КТП позволяет обеспечивать эффективное, безопасное и беспрерывное распределение электричества по системам энергоснабжения потребителей, стабилизируя при этом напряжение в сети и устраняет такие проблемы, как вихревые токи и значительные потери электроэнергии. Компания «Техстроитель» занимается проектированием, строительством и установкой комплектных трансформаторных подстанций различных типов мощностью до 1600 кВА.

Специалисты нашей компании всегда готовы помочь вам подобрать наиболее подходящий тип трансформаторной подстанции в соответствии с вашими запросами, ответить на ваши вопросы по проектированию, установке или строительству комплектных трансформаторных подстанций, решить возникшие при этом задачи

115230 , г. Москва ,
Варшавское ш., 46А, стр. 4, офис 2.00

Источник

Электрические подстанции: назначение и классификация

Электрической подстанцией называют электроустановку, служащую для преобразования и распределения электроэнергии и состоящую из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительного устройства, устройства управления и вспомогательных сооружений.

В зависимости от функции они называются трансформаторными (ТП) или преобразовательными (ПП). Подстанцию называют комплектной — КТП (КПП) — при поставке трансформаторов (преобразователей), щита низкого напряжения и других элементов в собранном виде или в визе, полностью подготовленном для сборки.

Электрические подстанции служат для приема, преобразования и распределения электроэнергии, выполняются на все ступени напряжения, могут быть повышающими если находятся в непосредственной близости от электростанций и преобразуют для передачи от них в сеть электроэнергию более высокого напряжения) или понижающими (к ним относится подавляющее число подстанций, от которых осуществляется электроснабжение потребителей).

Назначение, мощность и уровни напряжения электрической подстанции определяются схемой и конфигурацией электрической сети, в которой она эксплуатируется, характером и нагрузками присоединенных потребителей электроэнергии.

Различают в основном следующие виды электрических подстанций:

ответвительные, присоединенные к проходящим вблизи ВЛ;

промежуточные, служащие для питания своих потребителей;

транзитные (в большом числе случаев — узловые), предназначенные не только для питания потребителей, но и для передачи потоков мощности в смежные сети своей и соседних энергосистем;

преобразовательные — для передачи и приема электрической мощности на постоянном токе;

Конструктивно распределительные устройства электрических подстанций могут выполняться открытыми (основное оборудование располагается на открытом воздухе) или закрытыми (в городских условиях, в местах с неудовлетворительными условиями окружающей среды), по своей ведомственной принадлежности подстанции находятся в ведении энергосистем или промышленных и других потребителей электроэнергии.

Электрические подстанции переменного тока с высшим напряжением 330, 500, 750 кВ, 150 кВ и некоторая часть подстанций 220 кВ с развитой схемой электрических соединений, оснащенные синхронными компенсаторами 50—100 MB-А и выше с открытым распределительным устройством, большим числом трансформаторов, выключателей и другого оборудования высокого напряжения, размещаются на больших площадях, требуют присутствия постоянного дежурного персонала высокой квалификации и широко развитой дистанционной и телемеханической информации. С помощью этих подстанций, как правило, осуществляются межсистемные связи, образующие объединенные и Единую энергосистемы.

Подстанции постоянного тока с высшим напряжением 800 и 1500 кВ с большим количеством сложного преобразовательного оборудования пока немногочисленны. Однако в дальнейшем их значение существенно повысится.

Закрытые подстанции глубокого ввода с высшим напряжением 110 — 220 кВ, строительство которых осуществляется в густонаселенных районах крупных городов, где под строительство могут быть выделены только ограниченные площади и где сосредоточены значительные коммунально-бытовые и промышленные нагрузки. На таких подстанциях предусматривают постоянное дежурство и необходимые меры по ограждению населения от шума, создаваемого работающими трансформаторами и другим оборудованием.

Электрические подстанции 35, 110 и 220 кВ с упрощенной схемой электрических соединений, часто без выключателей на стороне высшего напряжения, с комплектными распределительными устройствами низшего напряжения (КРУ, КРУН и др.), у которых аппаратура управления, защиты, сигнализации и автоматики расположена на лицевой стороне их шкафов и не требует специального щитового помещения.

Эти подстанции не нуждаются в постоянном дежурном персонале, обслуживаются оперативными выездными бригадами (ОВБ) или дежурными на дому и по количеству составляют большинство среди подстанций данного типа (для облегчения обслуживания и диспетчерского контроля подстанции оснащают соответствующими устройствами связи и телемеханики).

Подстанция 110 кВ, построенная для проведения Зимних Олимпийских игр 2014 года в Сочи

Подстанции 6 — 10 кВ городского, поселкового и сельского назначения, обслуживаемые оперативно-выездными бригадами.

Рис. 1. Принципиальная схема распределения электроэнергии от электростанции на напряжениях 10 и 35 кв.

На схеме рис. 1 показано, что две параллельные линии электропередачи Л-7 и Л-8 питают районную (городскую, промышленную) понижающую трансформаторную подстанцию П-7 на вторичное напряжение 10 кв, от которой в свою очередь питаются понижающие подстанции потребителей — П-8, П-9, П-10 и др. От шин этих подстанций питаются электроприемники (как от шин подстанции П-1, П-2 и П-3).

Питание понижающих подстанций непосредственно от сборных шин станций или районных подстанций (подстанции П-1, П-2, П-3, П-8, П-9) целесообразно только при достаточно мощных и ответственных подстанциях. Группы небольших подстанций обычно целесообразнее питать от распределительных пунктов (РП), получающих питание от шин станции или районной подстанции.

На распределительном пункте электроэнергия не трансформируется, так как он предназначен только для распределения электроэнергии между отдельными понижающими подстанциями. От РП могут питаться подстанции городской электросети, цеховые подстанции и даже общезаводские подстанции.

Возможно питание нескольких подстанций от одной линии без сооружения РП, как это показано для подстанций П-10, П-11 и П-12. В обоих случаях уменьшаются число линий, отходящих от сборных шин станции или районной подстанции, и затраты на сооружение сети.

Подстанции П-10 и П-11 являются проходными, все остальные — тупиковыми, конечными.

Питание подстанций одиночными линиями, например питание подстанции П-1 линией Л-1, не обеспечивает бесперебойности электроснабжения, так как авария на линии или отключение ее для ремонта приводят к длительному прекращению питания потребителей подстанции. Для предотвращения этого резервируют питание подстанций, например, путем сооружения двух питающих линий: линий Л-3 и Л-4, питающих подстанцию П-3, линий Л-3 и Л-6, питающих РП, и др. В случае отключения одной из линий питание соответствующей подстанции бесперебойно продолжается по второй линии.

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

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.

В целом подстанция состоит из трех частей — распределительного устройства высокого напряжения, силового трансформатора и распределительного устройства низкого напряжения.

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;

Узловая распределительная подстанция , сокращенно УРП — это такая центральная подстанция, на которую от энергосистемы подается электроэнергия при напряжении от 110 до 220 кВ, и где она распределяется, с частичной трансформацией или вообще без трансформации, по подстанциям глубокого ввода при напряжениях от 35 до 220 кВ, расположенным на территории промышленного предприятия.

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.

Главная понизительная подстанция, сокращенно ГПП , — это подстанция рассчитанная на входное напряжение от 35 до 220 кВ, которая получает питание напрямую от районной энергетической системы, и распределяет электрическую энергию по предприятию, но уже при сильно пониженном напряжении.

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.

Подстанция глубокого ввода, сокращенно ПГВ , — это подстанция, на которую подается напряжение от 35 до 220 кВ, обычно она выполнена с применением упрощенных схем коммутации на стороне первичного напряжения, и получает питание или от энергетической системы напрямую, или от центрального распределительного пункта на самом предприятии.

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.

Трансформаторный пункт, сокращенно ТП , — это подстанция с первичным напряжением, равным 35 кВ, 10 кВ или 6 кВ, которая питает напряжением 230 и 400 В непосредственно приемники электроэнергии. Иначе эти подстанции, в электрических сетях промышленных объектов, именуют цеховыми подстанциями.

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.

Трансформаторные подстанции бывают сборными или комплектными. Комплектные трансформаторные подстанции, сокращенно КТП , состоят полностью из комплектных узлов. Их изготавливают на заводах, затем доставляют этими узлами на место установки, то есть демонтаж оборудования здесь не требуется. На месте уже блоки, узлы и присоединения монтируют, подключают к питающим сетям.

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.

Зачастую для приема электроэнергии служат распределительные устройства высокого напряжения (РУВН) , которые подают ее к трансформаторам. В некоторых случаях РУВН выполняют функции как приема, так и распределения электрической энергии. Распределительные же устройства низкого напряжения (РУНН) всегда и везде осуществляют только прием и распределение электроэнергии.

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.

Трансформаторная подстанция относится к категории специального технического оборудования, в отношении которого необходимо проводить регулярные проверки и работы по техническому обслуживанию (смотрите — Эксплуатация трансформаторных подстанций).

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