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.
Строительство ЛЭП в городской среде способно решить многие проблемы электроснабжения. Узнайте подробнее по ссылке на сайте компании «МЕТЭНЕРГО».
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.
Рис. 2. Система распределения электроэнергии (TN-C-S) (1 — заземляющее устройство источника питания;
2- заземляющее устройство электроустановки здания;)
Классификация подстанций
Устройство и классификация трансформаторных подстанций зависят от нескольких параметров, определяющих способ их исполнения:
- Конструктивное исполнение:СтолбоваяМачтоваяКиосковая
- Тип электрической схемы со стороны высокого напряжения (ВН):ПроходнаяУзловаяОтветвительнаяТупиковая
- Способ монтажа:Передвижная (на полозьях)Стационарная
- Количество используемых силовых трансформаторов:ОднотрансформаторнаяДвухтрансформаторная
- Тип шин в распределительных приборах со стороны низкого напряжения (РУНН):— с неизолированными шинами;
— с изолированными шинами. - Тип ввода со стороны высокого напряжения (ВН):— кабельный;
— воздушный. - Выполнение выводов (кабелями и шинами) в распределительном устройстве низкого напряжения (РУНН).
- Тип вывода со стороны низкого напряжения (НН):— кабельный;
— воздушный. - Способ исполнения нейтрали распределительного устройства со стороны низкого напряжения (НН):— с изолированной нейтралью;
— с глухозаземленной нейтралью. - Мощность трансформатора (кВА).
- Тип трансформатора:— с масляным трансформатором;
— с сухим трансформатором;
— с трансформатором, наполненным жидким негорючим диэлектриком. - Тип установки автовыключателей:— со стационарными выключателями;
— с выдвижными выключателями. - Назначение шкафов распределительного устройства низкого напряжения (РУНН):— линейные;
— вводные;
— секционные. - Взаимное расположение узлов:— однорядное;
— двухрядное.
Еще подстанции классифицируются в зависимости от выполняемой ими работой – повышающими и понижающими, и месту их монтажа – внутренние, наружные и смешанные.
Повышающие выполняют функцию повышения напряжения. Распределительное устройство такого типа подстанции имеет начальную обмотку с меньшим количеством витков, чем у конечной.
Понижающие же служат, соответственно, на понижение входного напряжения и имеют трансформаторы с большим количеством первичных витков обмотки, чем вторичных.
Также изготавливаются универсальные агрегаты. Они имеют вид бетонного либо металлического сооружения, включающее в себя рабочие модули, находящие внутри него. Такие установки наиболее широко распространены в использовании во всех областях деятельности человека.
Транспортировка оборудования выполняется в виде отдельных элементов, которые на месте монтажа собирают в единую конструкцию. Каждая ее часть полностью готова к установке.
Конструктивные особенности приборов
Чтобы правильно выбрать оборудование, нужно иметь четкое представление о том, как устроена трансформаторная подстанция и каковы ее функциональные возможности.
Стандартный перечь оборудования трансформаторной подстанции:
- РУ (распределительное устройство;
- силовые трансформаторы;
- автоматизированное управление и защита;
- дополнительная техника.
Изготавливается вся аппаратура на заводах и поставляется на место предполагаемого монтирования в блочном либо полностью собранном виде.
Функцию защиты ТП выполняют разрядники, они контролируют снижение нагрузки и отключение устройств.
Силовой трансформатор
Трансформатор – главное преобразующее электрическую энергию устройство, которое состоит из следующих модулей:
- шихтованный магнитопровод;
- обмотка вводов стороны НН (низкого напряжения);
- обмотка вводов стороны ВН (высокого напряжения);
- основа, имеющая форму герметичного бака, который наполнен маслом;
- реле настройки обмоток и отводов;
- масляная система;
- дополнительные устройства.
Автоматические выключатели
Во время работы КТП нужно выводить из строя или подключать под напряжение в целях профилактического обслуживания либо при аварийных ситуациях и поломках.
Для этого применяются коммутационные устройства, которые производят:
- коммутирование только рабочих нагрузок;
- отключение аварийных токов максимально возможных величин;
- обеспечение разрыва видимого участка электросхемы благодаря переключению только обесточенного оборудования.
Коммутационные приборы, также называемые автоматическими выключателями, работают в авторежиме и отключают аварийные ситуации. Они изготавливаются с разными уровнями коммутации напряжения в силу конструктивных особенностей.
По методу потребления накопленной электрической энергии, заложенного в работу приспособления, они делятся на пружинные, давления, грузовые и электромагнитные, по принципу гашения электродуги, которая возникает при выходе из строя, – электрогазовые, воздушные, вакуумные, автогазовые, масляные, автопневматические и электромагнитные.
Выключатели нагрузки
Для контроля исключительно рабочих порядков, имеющих только номинальные характеристики сети, создаются выключатели нагрузки. Их системная мощность и скорость дают возможность успешно переключаться в обычном положении схемы. Но на них нельзя рассчитывать для устранения коротких замыканий.
Если электрическая цепь разрывается, под нагрузкой образовывается электрическая дуга, которая истребляется механизмом выключателя. В схеме, отключенной от напряжения, для того чтобы обесточить необходимые участки, применяют более простые приспособления: отделители – за счет создания бестоковой паузы автоматически разделяют напряжение с защищаемого участка удаленным выключателем, и разъединители – ими оперируют вручную при обесточенной системе.
На КТП 330 и выше кВ регулирование разъединителями производится электрическими двигателями, что обусловлено механическими усилиями и большими размерами, которые трудно преодолеть вручную.
Общие характеристики
КТП традиционно применяются в комплексах электрообеспечения для собственных нужд потребителей, производственных компаний, а также шахт и рудников. Если принять во внимание двухкомпонентные подстанции, то надо принять к сведению что в них имеется секционный модуль, включающий два ввода, в том числе и от ДЭС (дизельной электростанции).
Окружающая среда должна отвечать таким требованиям:
- Взрывозащищенность.
- Не должно содержаться паров и газов враждебных изоляционным материалам.
- Пыль, проводящая электрический ток, должна отсутствовать.
Устройство
Обычная комплектация питающих устройств представляет собой 3 составных части. Все они расположены в корпусе из металла, сваренного корпусе из листов и профиля. В нем размещены УВН (устройство высокого напряжения), РУНН—распредустройство низкого напряжения и непосредственно сам трансформатор.
Для производства обслуживания электрики заходят во помещение посредством распашных ворот. Все электрические соединения производятся при помощи шинных соединений либо гибких связей. КТП также включает приспособление для наружных включений и другие компоненты, поддерживающие необходимые параметры.
Внешние трансформаторные пункты, отличие от КТПМ (мачтовых подстанций), обладают гораздо большим спектром мощностей. Это дает возможность использовать внешние комплектные устройства в широчайшем диапазоне способов использования, а также имеются образцы с 25—4 тыс. киловольт амперными характеристиками.
Ввод в эксплуатацию
Нормальная работа КТПН обусловлена организацией монтажных работ, предписанных специальными нормативами. Предприятие-изготовитель имеет возможность доставить устройство к месту эксплуатации поблочно либо целиком собранным. На лицевой стороне расположена сборочная схема.
Транспортировочные элементы готова к монтажным работам. Разбирать коммутационное оборудование не надо. Надежность скрытых соединений проверяется перед началом сборки. Сборочные компоненты оснащаются специальными устройствами для использования подъемных механизмов при перемещениях и подъеме. Собранную подстанцию размещают на ровной поверхности. До начала использования организуются испытания всех комплексов электроподстанции.
Виды трансформаторных станций
Сейчас выпускается большое количество разнообразных комплектных устройств. Подстанции первого типа подключены лишь к одной линии электропередачи. Их называют тупиковыми. Подстанции второго типа имеют подключение к двум ЛЭП. Это проходные КТП. Третьи, самые часто используемые — киосковые электроподстанции.
Расшифровка аббревиатуры КТП:
К — комплектная
Т — трансформаторная
П -— подстанция
- Расшифровка КТПН: добавляется тип установки—наружная.
- Расшифровка БКТП-блочная.
- Расшифровка иных видов КТП в электрике:
КТПМ — мачтовая
КТПШ —шкафная
КТПС — столбовая
КТПП — передвижная
ВКТП — внутрицеховая
КТПНУ — внешней установки
КТПВУ — внутренней установки
КТПТАС — тупиковая
КТППАС — проходная
КТПБ — блочная
КЧТП — частотная
КТПСН — подстанция собственных нужд
КТПК — киоскового типа. КТП ТАС, КТП ПАС киоскового вида предполагают собой одно- либо двухтрансформаторные подстанции внешней установки и работают для приема электрической энергии тока частоты 50 Гц напряжением 6 либо 10 кВ, её транзита (подстанции проходного типа) и преображения в электричество напряжением 0,4 кВ. А также электроснабжения и защиты потребителей населённых пунктов, промышленных и прочих объектов в районах с разными температурами (от минус 45 до плюс 40 градусов).
Расшифровка символического обозначения КТП ТАС, КТП ПСА
Х КТП Х Х Х Х
X — 2 — двухтрансформаторная
КТП — комплектная трансформаторная подстанция
X — Т — тупиковая; П — проходная
X — СА — выключатель стационарный 0,4 кВ
X — М — модернизированная
X — мощность трансформатора, кВА
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.
Общие характеристики
КТП традиционно применяются в комплексах электрообеспечения для собственных нужд потребителей, производственных компаний, а также шахт и рудников. Если принять во внимание двухкомпонентные подстанции, то надо принять к сведению что в них имеется секционный модуль, включающий два ввода, в том числе и от ДЭС (дизельной электростанции).
Окружающая среда должна отвечать таким требованиям:
- Взрывозащищенность.
- Не должно содержаться паров и газов враждебных изоляционным материалам.
- Пыль, проводящая электрический ток, должна отсутствовать.
Устройство
Обычная комплектация питающих устройств представляет собой 3 составных части. Все они расположены в корпусе из металла, сваренного корпусе из листов и профиля. В нем размещены УВН (устройство высокого напряжения), РУНН—распредустройство низкого напряжения и непосредственно сам трансформатор.
Для производства обслуживания электрики заходят во помещение посредством распашных ворот. Все электрические соединения производятся при помощи шинных соединений либо гибких связей. КТП также включает приспособление для наружных включений и другие компоненты, поддерживающие необходимые параметры.
Внешние трансформаторные пункты, отличие от КТПМ (мачтовых подстанций), обладают гораздо большим спектром мощностей. Это дает возможность использовать внешние комплектные устройства в широчайшем диапазоне способов использования, а также имеются образцы с 25—4 тыс. киловольт амперными характеристиками.
Ввод в эксплуатацию
Нормальная работа КТПН обусловлена организацией монтажных работ, предписанных специальными нормативами. Предприятие-изготовитель имеет возможность доставить устройство к месту эксплуатации поблочно либо целиком собранным. На лицевой стороне расположена сборочная схема.
Транспортировочные элементы готова к монтажным работам. Разбирать коммутационное оборудование не надо. Надежность скрытых соединений проверяется перед началом сборки. Сборочные компоненты оснащаются специальными устройствами для использования подъемных механизмов при перемещениях и подъеме. Собранную подстанцию размещают на ровной поверхности. До начала использования организуются испытания всех комплексов электроподстанции.
Комплектность
Набор устройств и систем при устройстве КТПН разнообразен. Наиболее используемые компоненты:
- Освещение. Могут использоваться лампы разного типа. В его состав входит наружное и аварийное освещение.
- Система вентиляции. Используют как естественную, так и принудительную вентиляцию. С ее помощью оборудование защищено от перегревов и предотвращают накапливание влаги.
- Системы отопления. Наиболее часто применяются конвекторная система отопления, ручная или автоматическая.
- Пожарная и охранная сигнализации. Она выводится на центральный пульт охраны и подключается к внешнему сигнальному оборудованию.
- СИЗ. Обеспечивают безопасное производство работ.
Перечень используемых средств корректируется пожеланиями заказчика.
Общая характеристика
Установка наружной комплектной подстанции осуществляется с целью приема переменного трехфазного тока промышленной частоты (50 Гц). КТПН 1000, 630, 400 кВА и прочие разновидности преобразуют и распределяют напряжение с номиналом 6(10)/0,4(0,69) кВ.
Чтобы обеспечить правильную работу для комплектной трансформаторной подстанции, требуется нейтраль заземления. При выполнении этого требования конструкцию применяют практически повсеместно. Например, КТПН 1000 кВА обеспечивает электроэнергией небольшие города и поселки, а устройства с меньшей мощностью подходят небольшим и средним промышленным предприятиям.
Производство установок КТПН происходит в двух направлениях. К первому типу исполнения относятся тупиковые (Т) разновидности, а ко второму – проходные (П). В первом варианте конструкция подключается к одной линии передачи, а во втором – к двум. Они могут иметь воздушный или кабельный выход со стороны ВН или НН. Также подобные объекты различной мощности (100-1000 кВА) бывают однотрансформаторными или двухтрансформаторными.
Устройство
Общее устройство подстанций включает в себя три отсека. Они находятся в сварной конструкции, собранной из металлических профилей. Внутри строения находится трансформаторное отделение, устройство высокого напряжения (УВН) и распределительное устройство низкого напряжения (РУНН).
Чтобы произвести обслуживание сооружения, персонал попадает внутрь через распашные ворота. В электрике могут присутствовать соединения гибкими связями или шинами. В состав объекта помимо перечисленных отделений входит устройство для внешних подключений и прочие системы поддержания заданных условий в помещении.
В отличие от КТПМ (объект мачтового типа), наружные трансформаторные сооружения может иметь значительно больший диапазон мощности. Это позволяет применять наружные комплектные станции в широком спектре областей. Существуют модели с мощностью силового трансформатора 25-4000 кВА.
Структура маркировки
Понять, какими характеристиками обладает промышленная трансформаторная установка, позволяет общепризнанная маркировка.
Так, например, КТПН-Т-100М/6/0,4-У1 расшифровывается просто:
- Если перед названием нет цифры 2, это однотрансформаторная модель. В противном случае в комплекте установка имеет два трансформатора.
- Буква Т — тупиковый тип оборудования.
- 100 – мощность установки (кВА).
- М – масляный (С – сухой) трансформатор.
- 6 – номинальное напряжение УВН (кВ).
- 0,4 – номинальное напряжение РУНН (кВ).
- У1 – климатическая зона, категория размещения.
В маркировке иногда используется обозначение конструктивного исполнения. КТПН-К состоит всего из одного строения. КТПН-Б имеет несколько модулей-блоков. Они составляют единую систему.
Требования по эксплуатации
КТПН 250, 400, 1000 и прочие разновидности должны эксплуатироваться в соответствии с инструкцией производителя и правилами безопасности. Для этого были разработаны специальные технические условия для работы оборудования:
- Температура воздуха должна находиться в пределах от -40 до +40ºС в условиях умеренного климата (У) и от -60 до +40ºС в условиях умеренного холодного климата (УХК). Если применяется трансформатор сухого типа, температура не должна опускаться ниже -1ºС.
- Высота возведения здания не должна превышать 1 км над уровнем моря.
- Скорость ветра не должна превышать 36 м/с.
Помимо перечисленных условий наружные трансформаторные объекты не должны строиться в пожароопасных районах, в местах хранения агрессивных веществ. При выполнении правил эксплуатации оборудование способно эффективно работать около 30 лет.
Условия ввода в эксплуатацию
При проверке установки новой ТП проверяющая комиссия сначала сверяет параметры, указанные в инструкции по вводу в эксплуатацию КТПН:
- Присутствие нумерации, находящейся на баках и дверях трансформаторов, с помощью которых уменьшается риск неверного использования. Двери трансформаторных помещений должны быть оснащены надписями, сообщающими об опасности, которой подвергается человек при подходе к трансформатору.
- Трансформаторы, мощность которых выше 1000 кВА, должны оснащаться амперметрами для контроля нагрузки, а также термометрами, определяющими температуру масла.
- Инструкция по вводу в эксплуатацию КТПН предполагает присутствие на кнопках, ручках и ключах управления текстовых табличек, указывающих на совершаемые ими действия (включить, отключить, добавить, убавить). Также устройство должно иметь контрольные лампы с надписями, идентифицирующимихарактеризующими сигнал.
- Жилы кабелей и проводов, подсоединяющиеся к клеммам, должны иметь запас длины для повторного подсоединения жил к зажиму при случайном обрыве.
- Щит управления должен иметь запасные предохранители и контрольные лампы, инструменты, фонари, огнетушители, аптечки, ключи от всех комнат.
- Двери аккумуляторных камер должны иметь предупреждающие надписи: «Аккумуляторная», «Не курить».
- В аккумуляторном помещении лампы накаливания должны располагаться в светильниках, имеющих взрывозащищенное исполнение.
- Все конденсаторы должны быть обозначены краской. Номер должен быть записан на стенке бака, направленной к коридору обслуживания.
Комплектация
При обустройстве КТПН может применяться различная комплектация. Самыми распространенными компонентами являются следующие системы:
- Рабочее освещение. Осуществляться при помощи различных ламп. Может включать в себя аварийное и наружное освещение.
- Вентиляция. Обустраивается естественная или принудительная вытяжка. Она способствует дополнительному охлаждению оборудования, предотвращает появление сырости.
- Отопление. Чаще всего применяются электрические конвекторы. Их включение может выполняться автоматически или вручную.
- Пожарная и охранная сигнализация. Возможно сообщение с пультом охраны и прочим внешним оборудованием.
- Средства индивидуальной защиты. Повышают безопасность работы персонала.
В зависимости от предпочтений пользователей перечень систем и комплектующих может меняться.
Преимущества
Применение КТПН упрощает и удешевляет подключение потребителей электроэнергии при наличии доступа только к высоковольтной сети. Кроме того, практика применения такого оборудования подтвердила и другие плюсы:
- Оперативный монтаж и подключение без масштабных строительных работ.
- Мобильность оборудования, что важно при необходимости временного подключения потребителей.
- Обеспечение полной безопасности при эксплуатации на открытых площадках в умеренных и холодных климатических условиях.
- Заказ необходимой комплектации подстанции в зависимости от особенностей потребителей и условий эксплуатации.
- Доступен выбор КТПН необходимой мощности для подключения удалённых объектов промышленного и сельскохозяйственного назначения.
При выборе модификации проконсультируйтесь с производителем или поставщиком.