Трансформаторная подстанция

Как устроена подстанция

Кроме трансформаторов не менее важными элементами являются:

● распределительные устройства высшего и низшего напряжения;

● устройства управления;

● устройства высоковольтной защиты;

● масляные, воздушные и вакуумные высоковольтные выключатели;

● ограничители перенапряжения;

● высоковольтные разрядники;

● трансформаторы тока и трансформаторы напряжения;

● системы и секции шин;

● устройства измерения и учёта электроэнергии;

● устройства телемеханики;

● система питания собственных нужд;

● вспомогательное оборудование и др.

Силовые трансформаторы, которые повышают входное напряжение, называются повышающими, а трансформаторы, понижающие входное напряжение, называются понижающими. В зависимости от вида установленных силовых трансформаторов, подстанции могут быть повышающими и понижающими.

Повышающие трансформаторные подстанции находятся обычно на электростанциях. Значение напряжения, вырабатываемое генератором электростанции, увеличивается при помощи повышающего трансформатора.

Повышение напряжения необходимо для возможности дальнейшей передачи электроэнергии большой мощности на большие расстояния и с наименьшими потерями. Повышенное напряжение позволяет сэкономить на электрических проводниках при монтаже линий электропередач.

Для большинства остальных случаев необходимо понижение входящего напряжения и, соответственно, в таких случаях используются понижающие трансформаторные подстанции.

Виды

Все трансформаторные подстанции делят на четыре основных вида:

● УРП (узловая распределительная подстанция);

● ГПП (главная понижающая/понизительная подстанция);

● ПГВ (подстанция глубокого ввода);

● ТП (трансформаторный пункт).

УРП

Данный вид электроустановки представляет собой центральную подстанцию, получающую электроэнергию от энергосистемы напряжением 110-220кВ. На УРП электроэнергия высокого напряжения распределяется либо с трансформацией при помощи силовых трансформаторов, либо вообще без трансформации.

С узловой подстанции распределение электроэнергии осуществляется на подстанции глубокого ввода, которые располагаются на территории крупных промышленных предприятий.

Узловые подстанции обычно находятся за пределами предприятий, которые они питают электроэнергией. В этом случае обслуживание и эксплуатацию всего электрооборудования УРП осуществляет энергоснабжающая организация.

В случае расположения УРП на территории промышленного предприятия, обязанности по обслуживанию подстанции возлагаются на электротехнический персонал данного предприятия.

ГПП

Главная понижающая подстанция получает электроэнергию напрямую от районной энергосистемы. Значение входного напряжения 35-220кВ. Назначение главной понижающей подстанции – распределение электроэнергии по предприятию при более низких значениях напряжения.

ПГВ

Данная подстанция получает электроэнергию напряжением 35-220кВ или напрямую от энергосистемы, или от центрального распредпункта предприятия, на котором она расположена. Основное назначение ПГВ – электроснабжение отдельного объекта на предприятии или определённой группы электроустановок. Территориально подстанции глубокого ввода располагаются на небольшом расстоянии от наиболее энергозатратных технологических объектов предприятия.

ТП

Трансформаторный пункт представляет собой небольшую подстанцию, на которую подаётся входное напряжение в 6, 10 или 35кВ. При помощи силовых трансформаторов это напряжение понижается до значений 380В (400В).

Одним из видов трансформаторного пункта является комплектная трансформаторная подстанция (КТП). Количество силовых трансформаторов КТП обычно равно одной или двум единицам. Иногда встречаются КТП на три силовых трансформатора. Число трансформаторов зависит от категории надёжности электроснабжения электрических потребителей, которые питает трансформаторная подстанция.

Комплектные трансформаторные подстанции, расположенные на производстве, называют цеховыми, а КТП, питающие городских потребителей, называют городскими.

Другие типы подстанций

Кроме основных видов трансформаторных подстанций, которые осуществляют питание мощных потребителей, в энергосистеме используются и подстанции для узкоспециализированных нужд. К таким подстанциям можно отнести так называемые тяговые подстанции, осуществляющие питание электрических линий общественного транспорта (троллейбусы, трамваи).

В зависимости от вида, назначения и размеров подстанции, могут использоваться как масляные трансформаторы, так и трансформаторы сухого исполнения. К примеру, современные КТП очень часто комплектуются сухими силовыми трансформаторами.

По способу присоединения к линии

В зависимости от варианта или способа подключения к питающей линии электропередач бывают:

● тупиковые подстанции (получают электроснабжение от одной или двух отдельных линий);

● проходные подстанции (транзитные);

● ответвительные подстанции (для подачи электроэнергии используются специальные ответвления (отпайки) от проходящих линий электропередач).

Место расположения

Трансформаторные подстанции по месту расположения делят на два вида:

● открытые;

● закрытые.

Открытые подстанции располагаются на открытой территории. Закрытые трансформаторные подстанции находятся в производственных цехах, в закрытых помещениях.

Иногда трансформаторы находятся на специальных мачтах. Таким расположением трансформаторов характеризуются мачтовые трансформаторные подстанции.

Виды КТП

Трансформаторные подстанции с завода-производителя к месту назначения транспортируются либо в полном составе, либо демонтированные на специальные модули и называются комплектные трансформаторные подстанции – КТП.

Они также бывают различной конфигурации:

  • с одним трансформатором используют для изменения трехфазного тока и отправки его к потребителю;
  • с двумя трансформаторами служат, чтобы подавать электрическую энергию в крупные районы и, чтобы обеспечивать ею поликлиники, коммунальные предприятия.

КТП бывают таких разновидностей:

  1. Мачтового типа. Используются для обеспечения электричеством небольших по объемам использования энергии объектов: улицы, строения небольшого производства, поселки.
  2. Закрытого типа. Могут быть оснащены несколькими трансформаторами и служат для питания объектов с большой мощностью по потреблению тока.

В зависимости от назначения ТП различают:

  • для предприятий промышленности;
  • ТП глубокого ввода;
  • главные понижающие;
  • тяговые.

Соответствующая трансформаторная подстанция подбирается специально для любой отдельной ситуации.

Столбовая трансформаторная подстанция: варианты смотрим в видео:

Основные виды трансформаторных подстанций: общепринятая классификация

  • УРП или узловая распределительная трансформаторная подстанция
  • ГПП или главная понижающая трансформаторная подстанция
  • ПГВ или трансформаторная подстанция глубокого ввода
  • ТП или трансформаторный пункт.

Узловая распределительная трансформаторная подстанция: что нужно знать о работе оборудования

УРП – это центральный и практически незаменимый сегмент энергетической системы, на которую подается мощный импульс с разной степенью напряжения, а техническая оснастка распределительного агрегата такова, что внутри подстанции трансформаторной не выполняется преобразование сигнала, а только его распределение по последующим пунктам назначения. Основное предназначение центральных распределительных трансформаторных подстанций – поддержание нормального функционирования нескольких подстанций предприятия, предназначенных для глубокого ввода. Процесс работы УРП должен находиться под наблюдением специалистов технической организации.

Главная понижающая трансформаторная подстанция: что нужно знать о работе оборудования

ГПП — установка, в которой трансформатор на подстанции нацелен на понижение потенциала входящего импульса и его распределение по многим объектам предприятия. Обычно в понижающую трансформаторную подстанцию на входе поступает напряжение в 35-220 кВ, а переходит из нее сигнал на объекты предприятия уже с пониженным напряжением. Отметим, что получение импульса трансформатором подстанции идет от нескольких источников.

Трансформаторная подстанция глубокого ввода: что нужно знать о работе оборудования

ПГВ – трансформаторная установка, которая получает необходимый сигнал от центральной энергетической системы или имеющегося в магистрали распределительного пункта, а потом передает напряжение на группу промышленных установок на том или ином промышленном предприятии. Обычно трансформаторную подстанцию глубокого ввода используют на крупномасштабных стройках или действующих больших промышленных объектах, отличающихся колоссальной затратой энергии, например, таких, как заводы с прокатными конвейерными станками, электросталеплавильные специализированные цеха, предприятия, которые изготавливают крупные партии крепежных материалов, сталепроволочных изделий. А еще без трансформаторной подстанции глубокого ввода не работает ни одна обогатительная фабрика, где как вспомогательный элемент может быть задействована подстанция с тмг.

Трансформаторный пункт: что нужно знать о работе оборудования

ТП – оборудование, которое имеем еще и второе название – цеховые подстанции. И обычно оно используется в комплексе для поддержания нужных энергетических параметров.

Виды трансформаторных подстанций по месту их применения

  • Локальные трансформаторные подстанции. Их используют для оборудования развлекательных центров и больших парково-прогулочных зон. Такое вспомогательное оборудование справляется с получаемым от центральных подстанций напряжением и выполняет свою задачу.
  • Местные трансформаторные подстанции и трансформаторы тмг. Их обустраивают за пределами жилых массивов, но их задача трансформировать энергетические сигналы, создавая предпосылки для получения электроэнергии жителями того или иного микрорайона.
  • Районные трансформаторные подстанции. Их задача – «обрабатывать» сигнал и передавать его без скачков и сбоев в заданный жилой квартал.

Таким образом, существует расширенная классификация трансформаторных подстанций. Такая градация позволяет систематизировать знания об энергетических установках и наладить работу агрегатов, выбранных по их целевому назначению.

Устройство и принцип действия

С середины XX века мировые ученые изобретали, совершенствовали и испытывали энергоконструкции, позволяющие подать электрический ток необходимой мощности к промышленным объектам или населенным пунктам. Так появилась трансформаторная подстанция. Электроэнергия передается на большие расстояния и на пути от электростанции к месту назначения теряет свое напряжение. Для того чтобы эти потери были минимальными, используют подстанции.

Находятся они обычно на открытом воздухе, за проволочной оградой. В густонаселенных районах подстанция может располагаться и в закрытом помещении. Самый главный элемент в установке — это трехфазный трансформатор или несколько однофазных.

Имеется также оборудование для его защиты и охлаждения. Для охлаждения трансформаторов применяются особые масла, которые загружаются в охлаждающий механизм, связанный с заземлением и понижающим резистором.

Пространство в помещении, где находятся трансформаторы, шины и контрольно-измерительные приборы, называется камерой. Она бывает закрытой, когда представляет собой помещение, или огражденной, если располагается за сеткой или решеткой. Обслуживают подстанцию профессиональные электрики, имеющие доступ к работе на высоковольтных линиях. За работой приборов наблюдает дежурный энергетик, который должен постоянно находиться у главного распределительного щита.

Электричество поступает с электростанции, потом подается на передающий источник тока, где напряжение возрастает благодаря силовому трансформатору. Повышается оно для снижения потерь при передаче электроэнергии на большие расстояния.

Затем электричество идет на подстанцию, где напряжение снижается до необходимого уровня, пройдя через понижающие трансформаторы, и поступает в центр распределения. Здесь напряжение еще снижается для распределения через локальную сеть, откуда электричество с напряжением 220 вольт подается в трансформаторы жилых районов.

Основные типы сооружений

Всего существует 19 видов трансформаторных подстанций в зависимости от функции имеющихся там трансформаторов. Вот самые используемые:

  1. Модульные блочные, мощность которых до 4000 киловатт. Применяются в подсобных помещениях.
  2. Распределительные трансформаторные, подходящие для предприятий и больших супермаркетов.
  3. Мачтовые (столбовые). Передают электрическую энергию для населенных пунктов и промышленных комплексов.
  4. Комплектные трансформаторные подстанции. Берут ток трехфазный 10 киловатт и отдают напряжение 380/220.
  5. Комплексные трансформаторные — проходные и тупиковые.
  6. Трансформаторные однофазные комплектные подстанции.

По признаку удаления потребителя от источника электроэнергии и по количеству потребляемой мощности подстанции относятся к одному из следующих видов:

  1. Узловая распределительная (УРП) — принимает энергию напряжением от 110 до 220 вольт, где она подлежит распределению по подстанциям глубокого ввода с напряжением от 35 до 220 вольт.
  2. Главная понизительная — рассчитана на получение напряжения от 35 до 220 вольт, питание идет напрямую с районной электрической системы и распределяется по предприятию, но напряжение понижается.
  3. Подстанция глубокого ввода — принимается напряжение от 35 до 220, снабжается питанием напрямую от системы или от распределительного пункта на предприятии.
  4. Трансформаторный пункт — первичное напряжение от 6 до 35, питает напряжением 230 и 400 непосредственно потребителей.

По месту расположения трансформаторные станции подразделяются на открытые и закрытые. Открытые находятся на открытой территории, закрытые располагаются в производственных цехах и закрытых помещениях. Помимо основных трансформаторных подстанций, осуществляющих энергопитание крупных потребителей, энергетическая система использует и небольшие, тяговые подстанции, которые обслуживают электропитанием трамваи и троллейбусы.

Мачтовые трансформаторные

Мачтовые станции возводятся для электроснабжения отдаленных населенных пунктов, коттеджных поселков, садоводческих кооперативов. Второе их название — столбовые, так как они ставятся на опоры. Принцип работы у них несложен. От центрального распределительного центра электрический ток приходит на подстанцию, где он преобразуется и расходится по потребителям. При регулярном охлаждении система автоматически контролирует повышение и понижение нужного напряжения.

Имеются два варианта исполнения этих конструкций. Более проста комплектная трансформаторная подстанция, внешне похожая на букву «А», которая состоит из разрядных элементов, предохранителей и силового трансформаторного блока с распределяющим модулем. Второй подход, П-образный, сложнее при возведении, но более оправдывает себя при эксплуатации.

В состав этой конфигурации входят те же компоненты, но с небольшими отличиями. К примеру, модуль распределения энергии представлен здесь устройством низкого напряжения. Столбовой источник питания может работать с масляными и сухими трансформаторами.

Сооружение оснащено автоматическим включением и выключением. Современные модели предусматривают защиту от замыканий, а также разного рода блокировки в целях безопасности. Столбовые подстанции имеют многие преимущества, поэтому широко распространены. Для них не нужно подготавливать площадку, а это уже намного снижает затраты при монтаже. Кроме того, их установка совершенно безопасна для окружающей среды и человека. При резком понижении температуры на установке предусмотрены обогреватели.

Киосковые подстанции

Один из видов подстанций — комплектная электрическая подстанция киоскового типа — представляет сложное электрическое сооружение, в котором происходит преобразование и распределение электрической энергии потребителям. Сооружается в местах с умеренным климатом при температуре не ниже -40 градусов.

В состав конструкции входят силовой трансформатор, распределительное устройство, защитные и вспомогательные элементы (выключатели, релейная защита, измерительные приборы). На станции осуществляется:

  • прием трехфазного тока;
  • передача электрической энергии;
  • преобразование энергии;
  • ее распределение.

Также схема снабжена кабельными или воздушными коммуникациями для вывода напряжения, сторона пониженного напряжения содержит заземление. Киосковые системы конструируются из сборного корпуса и делятся на две части. В одной размещается оборудование, в другой — низковольтные устройства. Сооружение герметично и надежно защищает электрическую часть от снега и дождя.

Установка киосковых КП должна быть выполнена в соответствии с правилами устройства электроустановок и пожарной безопасности:

  • свободный подъезд ;
  • доступ к осуществлению ремонта;
  • нормируемое расстояние до жилых домов
  • уровень шумоизоляции;
  • вентиляционные отверстия и свободный воздухообмен.

Киосковые КТП должны использоваться в обычной среде, поэтому в устройстве недопустимо содержание взрывоопасных веществ и агрессивных паров. Их нельзя подвергать ударам и устанавливать на поверхности, подверженной вибрации.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *