Меню

Современное оборудование для подстанций

Зачем нужна трансформаторная подстанция — опеределение и устройство

Что такое трансформаторная подстанция – здание или сооружение

Трансформаторная подстанция представляет собой объект, который используется для повышения или понижения напряжения сети. Естественно, используется переменный ток. Он подается на один трансформатор или несколько (в зависимости от типа оборудования), предназначен для распределения электроэнергии между потребителями. В зависимости от того, какие мощности энергии перерабатывает подстанция, на сколько рассчитана потребителей меняется ее тип.

Закон

Но в законах прописаны и отдельные пункты, касаемо того, какие объекты можно относить к зданиям, а какие к сооружениям. Конкретный государственный акт — это Федеральный закон от 2009 года под номером 384-Ф3 «Технический регламент безопасности сооружений и зданий в Российской Федерации». Согласно нему:

  • задание определяется как конечный итог строительства, выделяемый по определенной объемной системе, наличию подземной и наземной части, инженерного и коммуникативного оборудования;
  • сооружение является плоской, линейной или объемной вехой строительства, которое состоит из подземной и наемной частей, в ряде случаев оснащенной строительными дополнительными конструкциям.

И те и другие являются объектами, конечным результатом строительства. Здания предназначены для нахождения там людей, их непосредственного пребывания. А вот сооружения также, но чаще в них сотрудники перебывают временно, в основном их используют для хранения продукции и проведения различных технических и производственных процессов. Поэтому, если думать над тем, к каком уже типу относится трансформаторная подстанция, то можно понять, что это сооружение.

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.

Принцип работы

Основной компонент трансформаторной подстанции – силовой трансформатор, который обеспечивает на выходе получение напряжения необходимого уровня. Простейший трансформатор состоит из двух обмоток, которые одеты на сердечник из мягкой электротехнической стали. Переменный ток, протекающий по первичной обмотке этого статического устройства, создает магнитный поток, который наводит ток во вторичной обмотке.

Трансформатор отличается большим КПД, поэтому соотношения между токами/напряжениями первичной/вторичной обмоток пропорциональны/обратно пропорциональны количеству витков для напряжения/тока, соответственно. Частота тока/напряжения первичной/вторичной обмоток одинакова.

При небольшой мощности применяют т.н. сухую конструкцию, когда отсутствие короткого замыкания между обмотками и сердечниками обеспечено только изоляцией проводов обмоток. Маслозаполненные конструкции характерны для высоких мощностей. Они содержат залитый минеральным маслом бак с установленными обмотками, рисунок 1. Такое исполнение улучшает тепловые параметры устройства: масло эффективно отводит излишки выделяемого тепла.

Для регулирования выходного напряжения вторичную обмотку снабжают несколькими отводами.

Назначение трансформаторных подстанций

В самом начале КТП обрабатывает высоковольтный ток, после этого она распределяет электрическую энергию с частотой примерно 6 киловатт на стороне высокого напряжения и на стороне низкого напряжения частотой около 0,4 киловатт. При помощи отходящей линии преобразовывается поставка электроэнергии до потребителя.

Эти подстанции — самые надёжные по сравнению с другими, так как у них имеется предусмотренная защита для того, чтобы предотвращать возникновение нештатных ситуаций. Также имеются дверцы для очень быстрого и удобного обслуживания.

Трансформаторные подстанции, их реальное применение

В комплект специального оборудования входят такие элементы как распределительные приборы, силовой трансформатор, вспомогательные агрегаты. Основных задач на участке работы КТП – комплектных подстанций две. Первая заключается в преобразовании магистральных значений тока до безопасных параметров потребления. Вторая состоит в поддержании нормальной работоспособности участка, предупреждении аварийных ситуаций. В числе дополнительных функций, которые выполняет трансформаторная подстанция на строительной площадке, учет электроэнергии, затраченной подрядчиками на возведение объекта.

Учитывая возможности и доступные модификации КТП, силовые установки могут применяться в следующих сферах жизнедеятельности человека:

  • На предприятиях тяжелой промышленности. В карьерах и на предприятиях переработки полученного сырья успешно задействуются подстанции. Используются такие качества КТП как возможность быстрых подбора по мощности, развертывания на месте эксплуатации и такого же быстрого демонтажа;
  • На объектах жилищно-коммунального хозяйства. В зависимости от уровня потребления в схему снабжения включаются установки заданной мощности и конструктивного типа (чаще киосковые). К этой категогри относятся КТП, используемые для организации снабжения в поселковой или коттеджной зонах;
  • Различное устройство трансформаторных подстанций позволяет задействовать силовые установки на объектах легкой промышленности, в том числе в зоне активного пешеходного трафика. К таким объектам можно отнести железнодорожные пути, в том числе для работы метрополитена.

На практике конкретная функциональность КТП зависит от технологической схемы. Так, подстанции могут работать на понижение (в тупике) или на повышение (на участке разветвления).

В спектре частых запросов на изготовление подстанций – установки для строительных площадок. При создании временной инфраструктуры на возводимых объектах важное значение имеют такие факторы как быстрое развертывание, достаточная мощность, тип фазы и мобильность. Отвечая на вопрос, зачем нужна трансформаторная подстанция на строительной площадке, следует вспомнить привычные для таких ситуаций мачтовые установки. Маломощные однофазные сборки обеспечат работу электроинструмента, локального освещения в дневное и ночное время, специальных слаботочных систем.

В условиях строительства не менее популярны киосковые трехфазные подстанции. При включении в схему снабжения таких агрегатов появляется возможность задействования стационарной техники. Чаще всего подрядчики заинтересованы в приобретении готовых решений, в том числе на передвижной базе. На таких условиях исключается необходимость поиска и привлечения арендуемых мощностей или безуспешного поиска альтернативных вариантов.

Применение нестандартных модификаций

При ознакомлении с презентациями, в которых рассказывается о том, зачем нужна трансформаторная подстанция, нашим клиентам нередко предлагаются специализированные решения. К числу таких относятся шкафные КТП. Это так называемые «сельхозки», которые нередко можно встретить в составе инфраструктуры фермерских хозяйств. Подстанции эффективно решают задачи снабжения малого бизнеса в полевых условиях, а также позволяют организовать потребительское снабжение удаленных населенных пунктов.

Рассматривая вопрос о том, для чего трансформаторная подстанция, многие заказчики забывают о расширенных возможностях производства. Так, в зоне популярности представителей промышленности остаются внутрицеховые установки. С такими КТП становится возможным создание эффективной схемы локального снабжения, исключающей технологические потери и аварийный ситуации. Такие сборки в большинстве случаев изготавливаются по индивидуальным проектам.

Источник



Оборудование трансформаторных подстанций, как устроены подстанции

Сложная иерархия современных электрических сетей включает в себя огромное количество различного электротехнического оборудования, среди которого трансформаторные подстанции выполняют роль звена, связующего и перераспределяющего электроэнергию. Они располагаются около или внутри населенных пунктов и обеспечивают комфортные условия для проживания людей.

В сельской местности еще можно встретить конструкции старых столбовых подстанций, работающих на открытом воздухе, которые принимают по высокой стороне воздушной линии 10 или 6 кВ и отдают 0,4 подключенным потребителям.

Столбовая трансформаторная подстанция 10/0,4 кв

Внутри населенных пунктах с многоэтажными зданиями в целях безопасности чаще применяются кабельные линии, скрытые в земле, а трансформаторное оборудование располагается внутри специальных построек, закрытых на замки от несанкционированного проникновения.

Здание подобной трансформаторной подстанции, преобразующей напряжение 10 кВ в 0,4 показано на фотографии.

Читайте также:  Торговое оборудование для табачного магазина

Трнасформаторная подстанция 10/0,4 кВ

Внешнее отличие габаритов показанных подстанций, преобразующих напряжения одинаковых величин, свидетельствует о том, что они оперируют разными мощностями.

Подобные трансформаторные подстанции (ТП) получают электроэнергию по высоковольтным линиям электропередач 10 кВ (или 6) от удаленных распределительных устройств.

Фотография силового трансформатора, расположенного на ОРУ-110 и осуществляющего преобразование электроэнергии 110 кВ в 10, передаваемое по ЛЭП на ПС-10, показана на очередной фотографии.

Силовой трансформатор на подстанции 110/10 кВ

Этот трансформатор имеет уже большие габариты и оперирует с мощностями до 10 мегаватт, располагается на открытой, огороженной территории, которая конструкцией оборудования четко разграничена на две стороны:

высшего напряжения 110;

Сторона 110 кВ воздушной ЛЭП соединяется с другой подстанцией, которая имеет еще большие габариты и преобразовывает огромные энергетические потоки.

Размеры только вводной опоры единичной воздушной ЛЭП позволяют визуально оценить значительность потоков электроэнергии, пропускаемых через нее.

ввод вл-330 кВ на подстанции 330/110/10

Приведенные фотографии свидетельствуют, что трансформаторные подстанции в энергетике перерабатывают энергию электричества различных напряжений и мощностей, монтируются разнообразными конструкциями, но имеют общие черты.

Состав оборудования трансформаторной подстанции

Каждая ПС создается под конкретные условия эксплуатации с расположением:

на открытом воздухе — открытые распределительные устройства (ОРУ);

внутри закрытых помещений — ЗРУ;

в металлических шкафах, встроенных в специальные комплекты — КРУ.

По типу конфигурации электрической сети трансформаторные ПС могут выполняться:

тупиковыми, когда они запитаны по одной либо двум радиально подключенным ЛЭП, которые не питают другие ПС;

ответвительными — присоединяются к одной (иногда двум), проходящим ЛЭП с помощью ответвлений. Проходящие линии питают другие подстанции;

проходными — подключены за счет захода ЛЭП с двухсторонним питанием методом «вреза»;

узловыми — присоединяются по принципу создания узла за счет не менее чем трех линий.

Типы подстанций по конфигурации сети

Конфигурация сети электроснабжения накладывает условия на рабочие характеристики подстанции, включая настройку защит для обеспечения безопасной работы.

Основные элементы ПС

В состав оборудования любой подстанции входят:

силовой трансформатор, который непосредственно осуществляет преобразование электроэнергии для ее дальнейшего распределения;

шины, обеспечивающие подвод приходящего напряжения и отвод нагрузок;

силовые коммутационные аппараты с тоководами, позволяющие перераспределять электроэнергию;

системы защит, автоматики, управления, сигнализации, измерения;

вводные и вспомогательные устройства.

Он является основным преобразующим элементом электроэнергии и выполняется трехфазным исполнением. В его конструкцию входят:

корпус, выполненный в форме герметичного бака, заполненного маслом;

обмотки стороны низкого напряжения (НН);

обмотки вводов высокого напряжения (ВН);

переключатель регулировочных отводов у обмоток;

вспомогательные устройства и системы.

Конструкция силового трансформатора

Более подробно устройство силового трансформатора и автотрансформатора изложено в другой статье.

Чтобы трансформатор работал к нему надо подвести питающее и отвести преобразованное напряжение. Эта задача возложена на токоведущие части, которые называют шинами и ошиновкой. Они должны надежно передавать электрическую энергию, обладая минимальными потерями напряжения.

Для этого их создают из материалов с улучшенными токопроводящими свойствами и повышенным поперечным сечением. В зависимости от размеров ПС шины могут располагаться на открытом воздухе или внутри закрытого сооружения.

Шины и ошиновка электрически разделяются между собой положением силового выключателя. Причем ошиновка без каких-либо коммутационных аппаратов напрямую подключена к вводам трансформатора. Ее конструкция не должна создавать механических напряжений в фарфоровых и всех остальных деталях вводов.

Для ошиновки используют кабели или пластины, которые монтируют на медные шпильки трансформаторных вводов через наконечники или переходники.

У подстанций, защищенных от воздействия атмосферных осадков, шины обычно делают цельными алюминиевыми или реже медными полосами. На открытом воздухе для них чаще используют многожильные не закрытые слоем изоляции провода повышенного сечения и прочности.

Конструкция шин ОРУ-110 кВ

Однако, в последнее время наметился переход на системы шин, устанавливаемые жестко. Это позволяет экономить площадь на ОРУ, металл токоведущих частей и бетон.

Установка жетской системы шин на ОРУ-110 кВ

Такие конструкции применяются на новых строящихся подстанциях. За их основы взяты образцы, успешно работающие несколько десятилетий в странах Запада на оборудовании 110, 330 и 500 кВ.

Для расположения шин применяется определенная конфигурация, которая может использовать:

Под термином «система шин» подразумевается комплект силовых элементов, подключающих все присоединения на распределительном устройстве. На подстанциях с двумя трансформаторами одного напряжения создаются две системы шин, каждая из которых питается от своего источника.

Протяженная система шин при большом количестве присоединений может разделяться на отдельные участки, которые называются секциями.

Силовые коммутационные аппараты

Трансформаторные подстанции при эксплуатации необходимо подключать под напряжение или выводить из работы для профилактического обслуживания или в случае возникновения аварийных ситуаций и неисправностей. С этой целью используются коммутационные аппараты, которые создаются различными конструкциями и могут:

1. отключать аварийные токи максимально возможных величин;

2. коммутировать только рабочие нагрузки;

3. обеспечивать разрыв видимого участка электрической схемы за счет переключения только при снятом с оборудования напряжении.

Коммутационные аппараты, способные отключать аварийные ситуации, работают в автоматическом режиме и называются «автоматическими выключателями». Они создаются с различными возможностями коммутации нагрузок за счет конструктивных особенностей.

По принципу использования запасенной энергии, заложенной в работу исполнительного механизма, их подразделяют на:

По способам гашения электрической дуги, возникающей при отключениях, они классифицируются на:

Для управления исключительно рабочими режимами, характеризующимися только номинальными параметрами сети, создаются «выключатели нагрузки». Мощность их контактной системы и скорость работы позволяют успешно переключаться при обычном состоянии схемы. Но, ими нельзя оперировать для ликвидации коротких замыканий.

При разрыве электрической цепи под нагрузкой создается электрическая дуга, которая ликвидируется конструкцией выключателя. В обесточенной схеме для отделения определенного участка от напряжения используют более простые устройства:

Разъединителями оперируют, как правило, вручную при снятом напряжении. На подстанциях 330 кВ и выше управление разъединителями осуществляется электродвигателями. Это объясняется большими габаритами и механическими усилиями, которые сложно преодолеть вручную.

При включении разъединителя участок его цепи собирается в электрическую схему, а при отключении — выводится.

Отделители создаются для автоматического разделения напряжения с защищаемого участка при создании на нем бестоковой паузы удаленным выключателем. Более подробно работа отделителя изложена в этой статье.

Взаимное расположение коммутационных аппаратов и шин

Любая трансформаторная подстанция создается по определенной электрической схеме, предполагающей обеспечение надежной работы, простоты управления в сочетании с минимумом затрат на ввод и эксплуатацию. С этой целью к трансформаторному устройству разными способами подключаются отходящие ЛЭП.

Наиболее простая схема предполагает подключение к ТП посредством силового выключателя Q одной секции шин, от которой отходят все присоединения. Для обеспечения условий безопасного ремонта оборудования выключатели со всех сторон отделяются разъединителями.

Схема РУ с одной секцией сборных шин

Если на ПС много присоединений, когда в схеме используются 2 силовых трансформатора, то может применяться секционирование за счет использования дополнительного выключателя, который постоянно находится в работе, а при возникновении неисправности на одной из секций разрывает цепь, оставляя в работе ту секцию, где нет поломки.

Схема РУ с двумя секциями сборных шин

Использование в такой схеме обходной системы шин, образованной за счет подключения дополнительных выключателей и небольшой корректировки электрических цепей, позволяет переводить любое присоединение на питание от обходного выключателя, безопасно выполнять ремонт и обслуживание собственного.

Схема РУ с двумя секциями сборных шин и обходным устройством

Большими удобствами обслуживания и повышенной надежностью обладают распределительные устройства, собранные на основе двух рабочих систем шин с обходной, когда они дополнительно разделены на секции.

В исходном состоянии все отход ящие ЛЭП получают электроэнергию от обоих трансформаторов. Для этого шинные и секционные выключатели питают секции шин, а присоединения равномерно распределены по ним через свои коммутационные устройства.

Схема РУ с двумя секционированными системами шин и обходным выключателем

Обходная СШ каждой секции вводится под напряжение только для случая перевода через нее питания присоединения, выключатель которого выведен в ремонт.

При возникновении короткого замыкания на одной из секций она отключается защитами со всех сторон, а все остальные с подключенными к ним ЛЭП остаются в работе. За счет такой схемы при КЗ на ОРУ обесточивается минимальное количество потребителей от всех работающих.

Приведенные схемы показаны для примера. Их существует большое разнообразие, которое позволяет наиболее оптимально эксплуатировать оборудование трансформаторной подстанции.

Защиты, автоматика, системы управления

Работа оборудования трансформаторной подстанции происходит в автоматическом режиме под дистанционным наблюдением оперативного персонала. Чтобы предотвратить серьезные повреждения внутри сложной дорогостоящей системы применяются автоматические защитные устройства.

Читайте также:  Оборудование для детского сада в твери

Они имеют чувствительные датчики, которые воспринимают начало возникновения аварийных процессов и, обрабатывая полученную информацию, передают ее на защиты.

Такими датчиками могут работать механические приборы, реагирующие на:

возникновение вспышки света;

резкое возрастание давления внутри закрытой ячейки;

начало газообразования внутри жидкостей или другие признаки.

Однако, основная нагрузка по определению начала аварийных режимов возложена на электрические устройства — измерительные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

Они с высокой точностью моделируют электрические процессы, происходящие в первичной схеме силового оборудования и передают их в органы сравнения, которые определяют момент возникновения неисправностей.

Полученный сигнал от них воспринимают логические блоки, обрабатывающие поступившую информацию для передачи исполнительной команды на отключающие устройства конкретных автоматических выключателей.

У малогабаритных трансформаторных подстанций, размещенных внутри крытых сооружениях, защиты могут располагаться в отдельной ячейке или шкафу.

На подстанциях, преобразующих напряжение 110 кВ и выше, для размещения релейных вторичных цепей требуется отдельное здание с большим количеством панелей. На них монтируют системы управления, автоматики и защиты:

К этим устройствам подключаются системы сигнализации, работающие в местном и дистанционном режиме для передачи оперативному персоналу достоверных сведений о происходящих коммутациях в электрической сети. Наиболее важная информация о положении ответственных элементов оборудования передаются по каналам телесигнализации.

Используемые многие десятилетия релейные защиты постепенно вытесняются микропроцессорными малогабаритными модулями, облегчающими эксплуатацию.

Однако, их массовое использование сдерживается высокой стоимостью и отсутствием точных международных стандартов для всех производителей. Ведь при поломке отдельного специфичного блока пользователю приходится обращаться к конкретному заводу для замены возникшей неисправности.

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

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Продукция компании ЭЗОИС

Компания ЭЗОИС специализируется на производстве блочных трансформаторных подстанций (БКТП) на собственных производственных площадках в Москве, Московской области, СПБ, Краснодаре, Екатеринбурге и Новосибирске.

В 1995 году предприятием ЭЗОИС у компании Schneider Electric была приобретена лицензия на производство подстанции типа «Бокаж», которая соответствует европейским
стандартам. Помимо лицензии ЭЗОИС купил технологическую оснастку для производства бетона и низковольтных щитов. А в дальнейшем ЭЗОИС было предоставлено право
на сборку щитов среднего напряжения RM-6.

Все трансформаторные подстанции поставляются в полной заводской готовности. Электрооборудование трансформаторных подстанций проходит монтаж и наладку в заводских условиях, а также приемо-сдаточные испытания.

Сегодня налажено производство электротехнического оборудования на собственных заводах в Московской области:

· ЗАО «ФЗЭА» специализируется на производстве высоковольтного оборудования — RM-6, Измерительной ячейки ИТН и др.

· OOO «РЭЩ» специализируется на производстве низковольтного оборудования — комплектных распределительных устройств КРУ 0,4, ГРЩ, вводно-распределительные устройства, ШР, ЩР и других устройств, работающих при напряжении не превышающем 1000 вольт.

Производимое нами высоковольтное и низковольтное электротехническое оборудование отвечает всем современным стандартам качества и требованиям безопасности. Все устройства получили одобрение государственных надзорных органов и признание экспертов.

Вы можете узнать цену и купить продукцию «ЭЗОИС» в центральном офисе по адресу:

107143 г. Москва, 2-ой Иртышский пр-д, д. 6, стр. 3

Источник

Зачем нужна трансформаторная подстанция — опеределение и устройство

Что такое трансформаторная подстанция – здание или сооружение

Трансформаторная подстанция представляет собой объект, который используется для повышения или понижения напряжения сети. Естественно, используется переменный ток. Он подается на один трансформатор или несколько (в зависимости от типа оборудования), предназначен для распределения электроэнергии между потребителями. В зависимости от того, какие мощности энергии перерабатывает подстанция, на сколько рассчитана потребителей меняется ее тип.

Закон

Но в законах прописаны и отдельные пункты, касаемо того, какие объекты можно относить к зданиям, а какие к сооружениям. Конкретный государственный акт — это Федеральный закон от 2009 года под номером 384-Ф3 «Технический регламент безопасности сооружений и зданий в Российской Федерации». Согласно нему:

  • задание определяется как конечный итог строительства, выделяемый по определенной объемной системе, наличию подземной и наземной части, инженерного и коммуникативного оборудования;
  • сооружение является плоской, линейной или объемной вехой строительства, которое состоит из подземной и наемной частей, в ряде случаев оснащенной строительными дополнительными конструкциям.

И те и другие являются объектами, конечным результатом строительства. Здания предназначены для нахождения там людей, их непосредственного пребывания. А вот сооружения также, но чаще в них сотрудники перебывают временно, в основном их используют для хранения продукции и проведения различных технических и производственных процессов. Поэтому, если думать над тем, к каком уже типу относится трансформаторная подстанция, то можно понять, что это сооружение.

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.

Принцип работы

Основной компонент трансформаторной подстанции – силовой трансформатор, который обеспечивает на выходе получение напряжения необходимого уровня. Простейший трансформатор состоит из двух обмоток, которые одеты на сердечник из мягкой электротехнической стали. Переменный ток, протекающий по первичной обмотке этого статического устройства, создает магнитный поток, который наводит ток во вторичной обмотке.

Трансформатор отличается большим КПД, поэтому соотношения между токами/напряжениями первичной/вторичной обмоток пропорциональны/обратно пропорциональны количеству витков для напряжения/тока, соответственно. Частота тока/напряжения первичной/вторичной обмоток одинакова.

При небольшой мощности применяют т.н. сухую конструкцию, когда отсутствие короткого замыкания между обмотками и сердечниками обеспечено только изоляцией проводов обмоток. Маслозаполненные конструкции характерны для высоких мощностей. Они содержат залитый минеральным маслом бак с установленными обмотками, рисунок 1. Такое исполнение улучшает тепловые параметры устройства: масло эффективно отводит излишки выделяемого тепла.

Для регулирования выходного напряжения вторичную обмотку снабжают несколькими отводами.

Назначение трансформаторных подстанций

В самом начале КТП обрабатывает высоковольтный ток, после этого она распределяет электрическую энергию с частотой примерно 6 киловатт на стороне высокого напряжения и на стороне низкого напряжения частотой около 0,4 киловатт. При помощи отходящей линии преобразовывается поставка электроэнергии до потребителя.

Эти подстанции — самые надёжные по сравнению с другими, так как у них имеется предусмотренная защита для того, чтобы предотвращать возникновение нештатных ситуаций. Также имеются дверцы для очень быстрого и удобного обслуживания.

Трансформаторные подстанции, их реальное применение

В комплект специального оборудования входят такие элементы как распределительные приборы, силовой трансформатор, вспомогательные агрегаты. Основных задач на участке работы КТП – комплектных подстанций две. Первая заключается в преобразовании магистральных значений тока до безопасных параметров потребления. Вторая состоит в поддержании нормальной работоспособности участка, предупреждении аварийных ситуаций. В числе дополнительных функций, которые выполняет трансформаторная подстанция на строительной площадке, учет электроэнергии, затраченной подрядчиками на возведение объекта.

Учитывая возможности и доступные модификации КТП, силовые установки могут применяться в следующих сферах жизнедеятельности человека:

  • На предприятиях тяжелой промышленности. В карьерах и на предприятиях переработки полученного сырья успешно задействуются подстанции. Используются такие качества КТП как возможность быстрых подбора по мощности, развертывания на месте эксплуатации и такого же быстрого демонтажа;
  • На объектах жилищно-коммунального хозяйства. В зависимости от уровня потребления в схему снабжения включаются установки заданной мощности и конструктивного типа (чаще киосковые). К этой категогри относятся КТП, используемые для организации снабжения в поселковой или коттеджной зонах;
  • Различное устройство трансформаторных подстанций позволяет задействовать силовые установки на объектах легкой промышленности, в том числе в зоне активного пешеходного трафика. К таким объектам можно отнести железнодорожные пути, в том числе для работы метрополитена.
Читайте также:  Оборудование для окрашивание порошковыми красками

На практике конкретная функциональность КТП зависит от технологической схемы. Так, подстанции могут работать на понижение (в тупике) или на повышение (на участке разветвления).

В спектре частых запросов на изготовление подстанций – установки для строительных площадок. При создании временной инфраструктуры на возводимых объектах важное значение имеют такие факторы как быстрое развертывание, достаточная мощность, тип фазы и мобильность. Отвечая на вопрос, зачем нужна трансформаторная подстанция на строительной площадке, следует вспомнить привычные для таких ситуаций мачтовые установки. Маломощные однофазные сборки обеспечат работу электроинструмента, локального освещения в дневное и ночное время, специальных слаботочных систем.

В условиях строительства не менее популярны киосковые трехфазные подстанции. При включении в схему снабжения таких агрегатов появляется возможность задействования стационарной техники. Чаще всего подрядчики заинтересованы в приобретении готовых решений, в том числе на передвижной базе. На таких условиях исключается необходимость поиска и привлечения арендуемых мощностей или безуспешного поиска альтернативных вариантов.

Применение нестандартных модификаций

При ознакомлении с презентациями, в которых рассказывается о том, зачем нужна трансформаторная подстанция, нашим клиентам нередко предлагаются специализированные решения. К числу таких относятся шкафные КТП. Это так называемые «сельхозки», которые нередко можно встретить в составе инфраструктуры фермерских хозяйств. Подстанции эффективно решают задачи снабжения малого бизнеса в полевых условиях, а также позволяют организовать потребительское снабжение удаленных населенных пунктов.

Рассматривая вопрос о том, для чего трансформаторная подстанция, многие заказчики забывают о расширенных возможностях производства. Так, в зоне популярности представителей промышленности остаются внутрицеховые установки. С такими КТП становится возможным создание эффективной схемы локального снабжения, исключающей технологические потери и аварийный ситуации. Такие сборки в большинстве случаев изготавливаются по индивидуальным проектам.

Источник

Устройство трансформаторной подстанции

Устройство трансформаторной подстанции

На сегодняшний день трудно представить себе жизнь без электрических сетей. Они опутывают все населенные пункты – от мегаполиса до маленьких поселков. Благодаря электроэнергии, которая поступает через сети в наши дома и на предприятия, происходит работа разнообразной техники – освещения, систем климат-контроля и пр.

Но по причине частых скачков напряжения современные электроприборы быстро выходят из строя, что не очень хорошо может сказаться на вашем бюджете. Для решения проблемы используется спецтехника, которая входит в устройство трансформаторной подстанции.

Что такое КТП и область ее применения?

Комплектная трансформаторная подстанция – это многофункциональная установка, состоящая из распределительных приборов, трансформатора, комплектных узлов и другой вспомогательной техники, выполняющая функции снижения напряжения при приеме и передаче электрического тока из высоковольтных линий 6 (10) кВ в бытовые сети 0,4 кВ (380 В).

Также КТП осуществляет учет электроэнергии и защищает сети от аварийных случаев – короткого замыкания и перегрузок.

Основное назначение трансформаторных подстанций – обеспечение беспрерывной и бесперебойной подачи электричества на следующие объекты:

  • предприятия добывающей и перерабатывающей промышленности;
  • объекты жилищного и коммунального спектра;
  • сельскохозяйственные и фермерские объекты;
  • коттеджные и дачные поселки;
  • строительные площадки;
  • железнодорожные пути;
  • торговые центры;
  • метрополитен;
  • шахты.

Подстанции, в зависимости от вида силового трансформатора, могут работать как на понижение, так и на повышение электрической энергии.

Виды подстанций

Устройство и классификация трансформаторных подстанций зависят от нескольких параметров, определяющих способ их исполнения:

Передвижная (на полозьях)

— с неизолированными шинами;
— с изолированными шинами.

Тип ввода со стороны высокого напряжения (ВН):

  • Выполнение выводов (кабелями и шинами) в распределительном устройстве низкого напряжения (РУНН).
  • Тип вывода со стороны низкого напряжения (НН):

    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:

    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.

    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.

    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.

    Требованиями для установок любой мощности считаются:

    • использование блочных схем;
    • применение шин одной системы;
    • оснащение ТП телемеханикой и автоматическими системами.

    В комплектных трансформаторных подстанциях с двумя трансформаторами их работа рассчитывается по отдельности, что дает возможность снизить токи КЗ. Помимо этого, у них простая коммутация и надежная релейная защита на вводах.

    Источник