Трансформаторная подстанция для чего

Трансформаторная подстанция: назначение, классификация, технические параметры, структура условного обозначения

Трансформаторная подстанция (ТП) — это электрическая подстанция, предназначенная для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию другого напряжения с помощью трансформаторов (определение согласно ГОСТ 24291-90). В народе данный правильный термин часто некорректно подменяют жаргоном «трансформаторная будка».

Отдельно выделяют комплектные трансформаторные подстанции, которые соответствуют ГОСТ 14695-97 или ГОСТ 14695-80 и о которых дальше и пойдет речь в статье. Другими словами, в статье вы найдете информацию именно о комплектных трансформаторных подстанциях негерметизированных в металлических оболочках общего назначения на напряжение до 10 кВ, которые предназначены для приема, преобразования и распределения электроэнергии трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц, изготавливаемые для различных отраслей народного хозяйства и для экспорта.

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) — электрическая подстанция, состоящая из шкафов или блоков со встроенным в них трансформатором и другим оборудованием распределительного устройства, поставляемая в собранном или подготовленном для сборки виде (определение согласно ГОСТ 24291-90).

Рис. 1. Пример трансформаторной подстанции

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.

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.

Классификация

Классификация исполнений КТП должна соответствовать указанной в таблице 1 и предусматриваться в технических условиях на конкретные типы КТП.

Примечания к таблице 1 (согласно [2]):

Основные технические параметры

Основные параметры КТП должны соответствовать указанным в таблице 2.

Примечания к таблице 2 (согласно [2]):

Номинальные токи вводов ВН и НН, а также сборных шин НН КТП, должны быть не менее номинальных токов силового трансформатора.

Сечение нейтральной шины в РУНН должно соответствовать 50 % номинального тока силового трансформатора. По заказу потребителя допускается применять нейтральные шины, соответствующие 70 % номинального тока.

В шкафах РУНН групповые ответвления от сборных шин к нескольким коммутационным аппаратам главной цепи должны выдерживать длительную нагрузку, равную сумме номинальных токов подключенных аппаратов, но не более номинального тока трансформатора. В технически обоснованных случаях допускается указанную нагрузку уменьшать до 70 % номинального тока.

Стойкость к токам короткого замыкания сборных шин РУНН и ответвлений от них в пределах КТП должна соответствовать стойкости к току короткого замыкания вводов со стороны НН трансформатора. Продолжительность тока термической стойкости – 1 с.

При установке на вводе НН КТП автоматического выключателя сборные шины и ответвления от них должны соответствовать термической и динамической стойкости выключателя, но не более стойкости к току короткого замыкания вводов со стороны НН силового трансформатора. Продолжительность действия тока термической стойкости должна быть равна времени верхнего значения срабатывания в зоне токов короткого замыкания выключателя.

Структура условного обозначения КТП

Пример условного обозначения типа КТП мощностью 400 кВ·А, класса напряжения 10 кВ, на номинальное напряжение на стороне НН 0,4 кВ, климатического исполнения ХЛ, категории размещения 1:

То же, двух трансформаторной КТП мощностью 1600 кВ·А, класса напряжения 6 кВ, на номинальное напряжение на стороне НН 0,69 кВ, климатического исполнения У, категории размещения 3:

То же, КТП мощностью 1000 кВ·А, класса напряжения 10 кВ, на номинальное напряжение на стороне НН 0,4 кВ, климатического исполнения У, категории размещения для вводного устройства со стороны высшего напряжения, шинопровода и трансформатора – 1, а распределительного устройства со стороны низшего напряжения – 3:

КТП-1000/10/0,4 – У1 (РУНН – У3)

В технических условиях на конкретные типы КТП допускается применять дополнительные буквенные обозначения после обозначения КТП, поясняющие тип или назначение КТП.

Источник

Для чего применяют трансформаторные подстанции

Распределение, модификация и доставка электрической энергии до потребителя является сложным технологическим процессом. В построении схем снабжения задействуются несколько видов оборудования и готовых сборок. Наибольший интерес представляют собой специальные установки, которые не только преобразуют электрический ток до штатных параметров, но и сглаживают различные отклонения напряжения (скачки). Говоря о том, для чего применяют трансформаторные подстанции, следует обратить внимание на еще одну важную функцию. Благодаря уникальной компоновке, высоковольтные установки существенно снижают технологические потери, которые обусловлены разогревом проводников.

Устройство и классификация трансформаторных подстанций, обусловливающие применение КТП

Действующий ассортимент компании «Элтком» основывается на готовых конструктивных решениях, созданных по практике запросов заказчиков и требованиям технических регламентов.

По конструктивному исполнению подстанции подразделяются на мачтовые, столбовые и киосковые установки. Данную классификацию задает устройство трансформаторной подстанции, которое обеспечивает максимально компактное размещение оборудования и облегчает монтаж изделий на месте. Младшие в линейке изделий мачтовые подстанции. Используются в полевых условиях, безопасны для окружающих, не требовательны к фундаменту, быстро демонтируются. Следующими в классификации идут столбовые. Они более мощные, чем мачтовые, при этом могут использоваться как в постоянном или временном формате. Самые совершенные сборки – киосковые. По сути это центры распределения, генерации и передачи электроэнергии. Отличаются наличием защита за счет металлической корпусной части, активным охлаждением и возможностью дальнейшей модификации (модернизации).

По типу технологической схемы различаются проходные, узловые, тупиковые и ответвительные подстанции. В этой категории существенное значение имеет не мощность установок, а их возможности по обеспечению маршрутизации элекроэнергии. Проходные и тупиковые установки задействуются там, где в первую очередь необходимо снизить технологические потери. Для этого в компоновку добавляются дополнительные устройства и узлы, которые обеспечивают сглаживание скачков и исключают снижение эффективности снабжения в процессе генерации. В узловых и ответвительных КТП осуществляются многопоточные процессы. Это центры маршрутизации энергии, которая преобразуется несколько раз, в том числе для каждого из выходов на потребителя.

Вместе со стационарными моделями в ассортимент компании «Элтком» включены мобильные платформы станций. Применение передвижных КТП с полозьями актуально для строительных площадок, организации временного снабжения (во время поиска мест повреждений и ремонта трасс) или включения в локальные инфраструктуры ограниченного срока действия.

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 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.

Вне зависимости от потребностей промышленного объекта или населенного пункта компания «Элтком» всегда готова предложить, как проверенные временем конструкции подстанций, так и отдать в разработку на создание уникальной модификации, которая будет полностью отвечать запросам на участке потребления и действующим техническим регламентам.

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:

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:

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