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

Технические характеристики и функции трансформаторной будки

Трансформаторная подстанция, будка — оборудование, предназначенное для приема, преобразования и отдачи полученной электрической энергии. Но несмотря на идентичную сферу деятельности устройства различно классифицируются. Выделают будки, применяемые по разному назначению (УПР, ГПП, ПГВ, ТП), по типу исполнения (бетонные, металлические, сэндвич-панели), по типу обслуживания (с коридором и без), по типу РУВН (тупиковые и проходные). При использовании трансформаторной будки необходимо соблюдать требования по безопасности.

Что внутри

Современное оборудование, которым пользуются граждане страны, чувствительно к скачкам напряжения сети. Понятно, что при подаче нестабильного по показателям электричества будут наблюдаться постоянные замыкания, приводящие к поломкам. Чувствительно к уровню сигнала и специфическое оборудование, которое используется на производствах, заводах, в ресторанах, в школах и больницах и любых других заведениях.

Для того, чтоб подавать им напряжение постоянное и приемлемое по показателям, требуется изначальная обработка при помощи устройств. Такие располагаются в трансформаторной будке. При этом стоит понимать, что приборы, которые находятся в подстанции, будут различаться в зависимости от назначения устройства.

Трансформаторная станция представляет собой сооружение, в котором в комплексе хранится оборудование, предназначенное для преобразования и распределения энергии между потребителями. В частности, это:

• силовые трансформаторы;
• распределительные и управляющие устройства;
• приборы контроля;
• устройства, обеспечивающие безопасность;
• вспомогательные конструкции и детали.

Основной элемент — это силовой трансформатор. В небольшой подстанции он один, в то время как в масштабных будках по размеру может быть несколько. В зависимости от типа тс определяется специфика работы. Если трансформатор повышающий, то он увеличивает напряжение. В таком оборудовании первичная обмотка с меньшими количеством витком, чем вторичная. В случае понижающего тс все наоборот: обмоток на первичке больше, чем на вторичке, напряжение понижается.

Функции

Основная сфера предназначения подстанции — это активация напряжения и передача мощности. Энергия задействована при низких напряжениях, но не факт, что она останется такой же на выходе из трансформатора. Цифры уменьшаются, и именно для этого используются кроме тс еще и другие устройства.

Подстанция простейшего типа напоминает по принципу работы силовой генератор. Устройства соединены изолированной фазой шинопровода. Учитывают дальность передачи энергетической составляющей на подстанцию возлагаются и такие функции, как уменьшение нагрева проводников и устранение случайных, вихревых токов.

Трансформаторная подстанция отличается повышенными шумовыми характеристиками при работе. На открытом воздухе в железном блоке позволяют размещать трансформаторы только в районах без людей, например, на производствах, в полях.

Но если речь идет о сооружении, предназначенном для питания жилого района, то располагается оно в ограде, со специальными шумоизоляционными характеристиками.

Электрический импульс подается на АЭС, ГЭС, ТЭС, а после на подстанцию. В зависимости от типа оборудования происходит повышение или понижении напряжения. В стандартной модели оно понижается, потом направляется к потребителям отдельно. Если требуется распространение по локальной сети различных уровней напряжения, то используется несколько агрегатов.

Полезная информация и дополнительные функции подстанции

Трансформаторные подстанции имеют несколько особенностей функционала, что позволяет выделить их в отдельный класс установок. В частности:

• номинальные показатели напряжения установки в целом соответствуют напряжению самого крупного трансформатора;
• сфера использования тс — это сохранение напряжения;
• в составе сооружения должны присутствовать силовые трансформаторы и распределительные устройства.

Понятно, что основным функционалом является преобразование энергии к необходимым характеристикам, а затем безопасная ее передача потребителям. Но есть и другие функции, которые сразу незаметны.

Передача и распределение электричества

Мощность, поступающая на входы трансформатора, высокая. Естественно, такая не подается на приборы, ведь это приведет к их поломке. Показатели понижаются при помощи методики разветвления.

Переключение и выделение для обслуживания схем

Переключение — основная опция в оборудовании. Благодаря ей прибор может сам закрывать фидер, что обеспечивает безопасность. Неавтоматическое переключение тумблера напряжения опасно для специалиста, поэтому практически все подстанции оснащаются специальными автоматическими переключателями.

Отключение нагрузки

Нагрузка отключается в том случае, если напряжение получается большое и вырастает спрос потребителей. При сбросе нагрузки подача электричества оптимизируется и выравнивается до оптимальных показателей.

Коррекция коэффициента мощности цепи

Устанавливается дополнительное оборудование, при помощи которого контролируется мощность цепи. Если параметры не соответствуют заявленным, то происходит автоматическая корректировка.

Классификация

Есть несколько классификаций, в зависимости от назначения и принципа действия. Подобрать оптимальную модель трансформаторной будки может только обученный специалист.

По назначению

Основное назначение идентичное, но различается функционал, благодаря которому возможно преобразование.

Узловая распределительная подстанция представляет собой центральное оборудование, показатели напряжения колеблются от 110 до 220 кВ. Распределяется же электричество при напряжениях от 35 до 220 кВ, в зависимости от вида приборов. Трансформация может происходить, а также может и отсутствовать. Основная область использования — производственные предприятия.

Главная понизительная подстанция работает с входным напряжением от 35 до 220 кВ. Она получает энергию сразу от районной основной станции. Распределяет электричество с пониженными характеристиками далее. Следует различать ГПП с одним или двумя источниками. Первые питаются от одной двух цепной лини, а вторые по двум.

Подстанция глубокого ввода работает с напряжением от 35 до 220 кВ, при этом может получать питание напрямую или же от распределяющего центра. Используется для подачи электроэнергии конкретным приборам на предприятии.

Трансформаторный пункт напоминает маленький дом. Работает с напряжением ввода 230 и 400 В, подает первичное 6, 10 или 35 кВ. В России сейчас ТП выполняют из нескольких подстанций, которые относятся к комплексному типу. Расчет числа зависит от количества потребителей и требуемых показателей нагрузки.

Трансформаторные подстанции различают по их виду. Здесь присутствуют категории внешнего исполнения, типа обслуживания, типа РУВН.

По типу исполнения

По внешним данным можно определить, для чего предназначается станция, какое в ней установлено оборудование. Также исполнение влияет на степень обеспечения безопасности.

Из бетона

Бетонные монолитные, они не подлежат конфигурации и изменению. Обычно из бетона строят ТП. Обеспечивается высокая степень звукоизоляции и защиты.

Сэндвич-панели

Панели позволяют создать подстанцию довольно маневренного типа. Они просты в установке, хорошо защищают оборудование. Но обеспечивают меньшую безопасность и звуковую изоляцию в сравнении с бетонными.

Из металла

Металлические станки подходят только в случае установки на предприятии и вблизи производственных помещений. Должны защищаться дополнительными инструментами от высоких температур, влаги и других климатических изменений.

По типу обслуживания

Варианты обслуживания определяются типом трансформаторной установки. Как правило, варианты большой мощности оснащены коридорами для удобства.

С коридором

Подстанции с коридором отвечают требованиям техники безопасности, даже в штатном режиме работы оборудования. Обязательная установка на территории, где соблюдается безопасная среда с отсутствием вибрации.

Без коридора

Данные подстанции более мобильны. Блоки без коридора обслуживания могут выполняться из бетона и металла, установка и проверка запчастей не предусматривает нахождение в сооружении специалиста.

По типу РУВН

Распределительные устройства высокого напряжения отвечают за прием энергии и подачу ее к приборам.

Проходные

Проходные отличаются тем, что они соединятся с сетью путем захода выбранной линии с питанием двумя сторонами. В проход включается выход и вход линии — это их отличительная особенность.

Тупиковые

Подача энергии проходит по одной или двум радиальным линиям, при этом нельзя следовать так, чтоб вход и выход были одинаковыми. Линия сугубо отдельная. Применяются радиальные схемы для большинства станций. Это не делается в случае, если ТП последняя в магистральной схеме.

Безопасность для жизни окружающих людей

Любая трансформаторная станция, пусть даже работающая с минимальными по значениям, показателями напряжения представляет собой опасность для населения. Пока что электрическую энергию невозможно ничем заменить ввиду ее минимальной стоимости на рынке. Поэтому именно с ее помощью обеспечивается питание устройств, ежедневно используемых в быту и на производствах. В результате работы тс возникает электромагнитное поле. Медики уверяют, что невидимые заряды, которые находятся в этот момент в воздухе, влияют на человеческий организм — они колеблют клетки.

Известно, что частое влияние электрического поля приводит к возникновению проблем с кожей, онкологии.

Около трансформаторной станции жить запрещается. Кроме того, есть определенные схематические решения и одобренные законодательно правила, касаемо метража размещения дошкольных учреждений, больниц, общеобразовательных школ, развлекательных заведений к тс. В среднем расстояние от подстанции до жилого помещения должно быть не менее 300 метров.

Источник дохода и объект субкультуры

Сооружения могут выступать, как и источником дохода граждан, так и объектом субкультуры, то есть быть государственными. На каждую подстанцию как объект недвижимости есть документация. Но в некоторых случаях возможно переоформление устройств и выдача их в частную собственность, но с соблюдением всех норм.

Перед установкой ТС делается проект, который утверждают после в государственных учреждениях. Документация проверяется, самовольное присвоение или постройка новой станции нелегально.

Стоимость

Трансформаторные подстанции сейчас на российском рынке реализует множество зарубежных и отечественных компаний. Допустима покупка приборов в комплексе или производство по определенному проекту. Ориентировочная цена подстанции минимальной по мощности с одним силовым трансформатором составляет от 1,5 — 2 тысяч долларов, а со средними показателями — от 5.

Источник