Типы трансформаторных подстанций: основные виды и классификация

Содержание

Производители и поставщики оборудования для электрических станций, подстанций и сетей

Среди российских предприятий и компанией есть и производители, и поставщики оборудования.

ОАО «Пермский моторный завод» серийно производит семейство газотурбинных блочно-модульных электростанций серии «Урал», а также газотурбинные электростанции ГТЭС-12П (ЭГЭС-12С), ГТЭС-16ПА , ГТЭС-25П и ГТЭС-25ПА блочно-модульного и зального исполнения;

ООО «СИНЕРГЕТИКА» является официальным мастером-дистрибутором электростанций SDMO и партнёром по продаже продукции Mitsubishi Heavy Industries.

ЗАО «ПФК «Рыбинсккомплекс» занимается проектированием, строительством и продажей газовых электростанций.

«НПО САТУРН» предлагает газовые турбины, которые используют в качестве резервных источников энергоснабжения.

Больше об оборудовании электрических станций, подстанций и сетей можно узнать на выставке «Электро».

Обмотчик элементов электрических машинОбмотчик электрических машинРегулирующая аппаратура

Состав оборудования

Электрические станции и подстанции могут поставляться на участок монтажа в готовом, полностью собранном виде или же отдельными блоками и узлами, при этом оборудование будет носить название комплектное. Основные элементы и узлы:

Камера для установки в ней аппаратуры, включая и трансформатор, а также шинопровод. Встречается два исполнения: полностью закрытое без сетчатых вставок и частично закрытое с ограждением в виде сетки.
Сборные шины. Они в совокупности представляют целую систему. Электрические станции и подстанции могут содержать также отдельные секции, которые представляют собой те же сборные шины, отделенные коммутационным узлом.
Токопроводящая система, включающая в себя шины или кабели, которые соединяются с изоляторами. Располагаются такие конструкции на поддерживающих опорах. Именно с помощью данного узла осуществляется передача электроэнергии.
Трансформатор в количестве от одного до нескольких единиц.
Распределительное устройство обеспечивает прием и дальнейшее распределение энергии. РУ состоит из нескольких узлов: коммутационная аппаратура, сборные шины, элементы управления и защиты.

Конструкция подстанции электрической

Такое электрическое разнотипное оборудование подстанций, как распред. устройства, встречаются в нескольких исполнениях: открытые, закрытые, комплектные. Первые и вторые из названных вариантов предполагают использование на открытом воздухе или в помещении. А комплектные исполнения, как и любая техника с подобным названием, представляют собой сборную установку, состоящую из готовых для подключения узлов.

Ограничение токов КЗ на подстанции

При необходимости ограничения токов на стороне 6—10 кВ могут предусматриваться следующие мероприятия:

применение трех-обмоточных трансформаторов с максимальным сопротивлением между обмотками высшего и низшего напряжений и двух-обмоточных трансформаторов с повышенным сопротивлением;
применение трансформаторов с расщепленными обмотками 6—10 кВ;
применение токо-ограничивающих реакторов в цепях вводов от трансформаторов.

При необходимости компенсации емкостных токов в сетях 35, 10, 6 кВ на подстанциях должны устанавливаться заземляющие реакторы. При напряжении 6—10 кВ заземляющие реакторы подключаются к сборным шинам через выключатели и отдельные трансформаторы.

Трансформаторная подстанция мачтового типа

Фото трансформаторной подстанции мачтового типа

Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) мачтового типа иногда называют столбовыми, хотя эти устройства имеют отличия. Главной особенностью мачтовых трансформаторных подстанция является расположение оборудования на конструкции, в том числе на двух и более стойках опор воздушной линии. Площадка для обслуживания подстанции находится на некоторой высоте, а место установки не требует ограждения.

Маркировка КТП мачтового типа содержит следующую структуру: МТП (мачтовая трансформаторная подстанция), мощность трансформатора (кВА), номинальное напряжение ВН (кВ), номинальное напряжение НН (кВ), климатическое исполнение и категорию размещения в соответствии с ГОСТ 15150-69.

Трансформаторные подстанции шкафного типа

КТП шкафного типа устанавливаются на наземный фундамент и требует установки дополнительного ограждения. Подстанция трансформаторная шкафного типа предназначается для электроснабжения небольших объектов промышленного, сельскохозяйственного и частного хозяйства, относящихся к III группе надежности электроснабжения.

По функциям КТП шкафного типа не отличаются от мачтовых и ее главный недостаток – обустройство дополнительного заграждения.Наш опыт проектирования и монтажа трансформаторных подстанций показывает, что в системах электроснабжения наиболее часто применяются одно- и двухтрансформаторные подстанции.

Однотрансформаторные КТП применяются для питания линий нагрузки, допускающих перерыв в электроснабжении более суток (III тип). Это время дается обслуживающей компании для ремонта и замены поврежденных элементов ТП. Однотрансформаторные ТП могут применяться при организации питания электроприемников II категории – в этом случае в проекте должно быть предусмотрено резервирование мощности по перемычкам на вторичном напряжении.

Двухтрансформаторные подстанции могут использоваться для электроприемников I и II категорий. При этом, в проектировании закладывается избыточная мощность трансформаторов, которая при выходе из строя одного трансформатора позволит обеспечить питание всех потребителей.

Компания «10 Киловольт» специализируется на проектировании и установке различных типов подстанций. Мы работаем на рынке много лет, имеем профессиональный коллектив и постоянных заказчиков, которые оценили уровень выполняемых нами работ.

Особенности монтажа КТПН

Главное преимущество КТПН — благодаря отказу от строительства отдельно стоящих зданий для размещения оборудования допускается монтаж и подключение в зимний период.

Допускается монтаж подстанций на основания из блоков ФБС, стандартных ЖБИ плит перекрытия, в отдельных случаях устанавливают на монолитные ленточные или плитные фундаменты, но такой способ считается трудоёмким и применяется только при положительных температурах окружающего воздуха.

При монтаже КТПН следует придерживаться следующих рекомендаций:

Фундамент должен быть выше уровня земли на 0,2–1,5 м для предотвращения подтопления грунтовыми, паводковыми водами или при обильных осадках.
Количество закладных труб для кабельных вводов и выводов должно превышать расчётное на 50%.
Конструкция заземления должна соответствовать проекту монтажа и ПУЭ.
Подключение только после завершения монтажных работ, включая и обустройство заземления.

Перед введением в эксплуатацию в обязательном порядке проводят комплекс пусконаладочных работ, предусмотренных производителем и действующими правилами электробезопасности.

https://youtube.com/watch?v=6IDKdnNdiUQ

Специфики применения

Ключевыми приборами, которым необходим регулярный ремонт в электроподстанциях, считается техника распределяющих щитов и фактически сам электротрансформатор. Используя КТП, следует исполнять следующие правила:

Токи нагрузки не вышеуказанных в руководстве. Для станции с 2-мя трансформаторами, к примеру, он не может быть более 80% от номинала. Нужен периодический контроль за фильтрацией масла. Ревизия производится по температуре верха корпуса.
Окислы и шлам на контактах зачищаются не реже одного раза в год.
Ключевые составляющие системы КТП

Монтаж установки КТП на производстве состоит из нижеследующих ключевых элементов:

прибора ввода высокого напряжения;
масляного либо сухого силового трансформатора;
распределительного шкафа для отвода напряжения.

При производстве, сборке и сервисе электроподстанции соблюдать технический регламент, бесперебойная и длительная работа гарантированы. Иначе пользователь может столкнуться с проблемами в эксплуатации. Вследствие этого подбирать производителя КТП надлежит тщательнейшим образом, ориентируясь сначала на репутацию фирм, предлагающих такие услуги.

Оборудование воздушного ввода

изоляторы опорные;
изоляторы проходные;
изоляторы штыревые;
ограничители перенапряжения.

РУВН и РУНН в КТП, согласно действующим стандартам, должно выдержать определенное число включений и отключений без поломок. Конструкцией КТП должна обеспечиваться четкая работа приборов учёта, измерения, управления, сигнализации во время работы установленных в ней аппаратов. Без демонтажа РУНН есть возможность заменить силовой трансформатор. Все болтовые и разборные соединения сборочных единиц КТП снабжены устройствами, препятствующие самопроизвольному отвинчиванию во время работы оборудования.

Поставляются КТП полностью собранными или же в виде блоков, которые можно собрать на месте и внутри которых находятся уже все коммутационные аппараты. КТП имеют вводы в исполнении категории А и Б по ГОСТ 9920, это воздушные вводы с, которые имеют ограничители перенапряжения со стороны НН и ВН.

Дополнительными затворами снабжены наружные двери КТП, для того чтобы никто не попал внутрь не санкционировано. Разными секретами обладают замки подстанции и в состоянии выдержать более 1000 закрывания и открываний.

Для освещения панелей с измерительными приборами и рукоятками управления аппаратами, эти панели имеют внутри стационарные источники света с напряжением не больше 42 В, а также есть розетка для переносного светильника. В РУНН всё предусмотрено для установки переносного заземления по ГОСТ 21130.

С помощью элементов нагрева в РУНН КТП УХЛ1 и РУВН предусмотрен нагрев воздуха для нормальной работы встроенного оборудования. Отключение и включение всех нагревательных устройств, производиться автоматически или при желании вручную.

Советуем изучить — § 109. зависимость сопротивления проводника от температуры. сверхпроводимость

Без снятия напряжения с главных цепей КТП предусмотрена установка аппаратов и приборов вспомогательных цепей.

Есть возможность наблюдения за состоянием РУВН с предохранителями высоковольтными. Они имеют указатели срабатывания без снятия напряжения с главных цепей.

Классификация ТП

Объекты сетей электроснабжения общего назначения

Трансформаторные подстанции можно классифицировать по различным признакам, но наиболее часто для этой цели привлекают место нахождения станции на уровне иерархии электрической сети. Соответственно, по мере понижения уровня происходит снижение рабочего напряжения. Кроме того, как средство инженерного обеспечения недвижимости они могут находиться вне предприятия или же непосредственно на его территории. Общепринятые наименования таких подстанций и их основные параметры представлены в табл. 1.

Таблица 1. Разновидности подстанций

Уровень иерархии	Название подстанции	Типовое рабочее напряжение, кВ	Место расположения
1	Узловая распределительная	110 — 220	На обслуживаемой территории
2	Главная понижающая (иначе понизительная)	35 – 110
3	Глубокого ввода	6 – 35	На территории предприятия
4	Трансформаторный пункт	0,22 – 0,4

Трансформаторные пункты, находящиеся на нижнем уровне иерархии электрической сети, — отличаются наибольшей многочисленностью. В зависимости от категории обслуживаемого объекта их оборудуют одним (3-я категория) или двумя (категории 1 и 2) трансформаторами. Кроме того, при их создании таких пунктов массово применяют типовые решения.

По виду взаимодействия с электрораспределительной сетью подстанции делят на несколько разновидностей, табл. 2. Кроме того, ГОСТ 24291-90 дополнительно вводит понятие опорной подстанции, которая обеспечивает функционирование других объектов обычно более низкого уровня.

Таблица 2. Разновидности подстанций по исполнению

Наименование	Место расположения в сети и особенности подключения
Типиковая	Получение энергии от одного источника
Проходная	Находится в разрыве одной или двух линий
Разветвительная (ответвительная)	Обслуживает две или более выходящие линии
Узловая	Взаимодействует с двумя или более входными и выходными линиями

По конструктивному исполнению различают открытые (выполнены как отдельный объект) и закрытие (смонтированные в здании) подстанции.

По месту расположения подстанции наружной установки дополнительно делят на наземные, подземные и мачтовые.

Последние монтируют прямо на опорах, для чего применяют специальные конструкции и арматуру, рисунок 2.

Рис. 2. Вариант исполнения мачтовой подстанции

Тяговые подстанции электрифицированного наземного транспорта

Тяговые подстанции электрифицированного транспорта несколько отличаются от обычных.

Их главные особенности:

обеспечивают балансировку нагрузки при параллельном включении;
могут подавать на контактные провода как постоянный, так и переменный токи.

Специфика железной дороги, метрополитена, городских видов электротранспорта учтена конструктивным исполнением. Подключение к сети возможно по воздушным или кабельным линиям. Пример воздушного ввода показан на рисунке 3.

Рис. 3. Пример железнодорожной тяговой подстанции

Требования к эксплуатации

Учитывая то, что эксплуатация КТПН предполагается на открытом воздухе, причём круглогодичная, допускается применение оборудования этого класса в следующих условиях:

Температура окружающего воздуха -45/+40°С для исполнения У1 и -60/+40°С для УХЛ1.
Допустимая атмосферная влажность при +15°С не должна превышать 75%.
Высота размещения над уровнем моря в стандартном исполнении не должна превышать 1000 метров.
Допустимый диапазон атмосферного давления в пределах 86,6/106,7 кПа.
Возможное сейсмическое воздействие не должно превышать 9 баллов (шкала MSK-64) в соответствии с ГОСТ 17516.1.
В нормальном исполнении может устанавливаться в условиях промышленной атмосферы, не содержащей агрессивных газов, способных разрушить изоляцию или металлические детали подстанции, взрывоопасной концентрации пыли.

Если поддерживать такие параметры не представляется возможным, то для преобразования электроэнергии следует выбрать другие типы подстанций, предназначенные для эксплуатации в сложных условиях.

https://youtube.com/watch?v=FxhyVJ8YyKU

Силовые коммутационные аппараты

В аварийных ситуациях и при обнаружении неполадок электрическая подстанция нуждается в безопасном отключении и последующем подключении после ремонта, диагностики или профилактики. Для решения этих задач трансформаторные подстанции снабжаются коммутационными аппаратами. Они отключают линии, проводящие максимальное напряжение, ликвидируют короткие замыкания и обеспечивают разрыв участка электросети при снятом с устройства подстанции напряжении.

Для быстрого реагирования в аварийных ситуациях используются коммутационные аппараты автоматического типа – автоматические переключатели. Конструктивные особенности этих элементов позволяют обеспечивать разные режимы и способы коммутации.

В классификации защитных устройств выделяют 2 группы:

по принципу применения запасенной энергии – аппараты давления, электромагнитные, грузовые, пружинные переключатели;
по методам гашения электродуги – масляные, вакуумные, автопневматические, воздушные, электромагнитные аппараты.

В штатном режиме работы электрической подстанции для управления базовыми параметрами используются выключатели нагрузки, но короткие замыкания эти устройства ликвидировать не способны.

В случаях, когда нужно разъединить определенные участки цепи в сети без нагрузки, используются простые устройства, такие как отделители и разъединители.

Назначение, область применения и условия эксплуатации мачтовых трансформаторных подстанций

Основные технические характеристики

Наименование параметра	Значение параметра
Ном. мощность трансформатора, кВА	25	40	63	100	160	250
Ном. напряжение на стороне ВН, кВ	6; 10
Ном. напряжение на стороне ВН, кВ	0,4
Номинальный ток сборных шин на стороне, кА:
ВН 6/10	8/5	10/8	16/10	24/16	25/20	40/31.5
НН	0,07	0,10	0,16	0,25	0.40	0,63
Сопротивление изоляции цепей, Мом, не менее:
ВН	1000
НН	1,0

Рассмотрим назначение, область применения и условия эксплуатации мачтовых трансформаторных подстанций более подробно.

МТП предназначены для преобразования электроэнергии, поступающей на подстанцию, и её дальнейшего распределения между потребителями. Оборудование может понижать или повышать напряжение, поступающее от высоковольтных сетей. МТП используют в качестве системы электроснабжения промышленных предприятий и сельскохозяйственных комплексов, строительных площадок, предприятий добывающей отрасли и жилых комплексов (например, коттеджных поселков).

МКТП не устанавливают в местах с близким расположением взрывоопасных веществ. Основные нормы и требования по эксплуатации:

Размещение для климатических категорий – УХЛ1 и У1;
Допустимая температура окружающего воздуха для У1: -45 +40ºC, для УХЛ1: -60 +40ºC;
Монтаж мачтовых трансформаторных подстанций открытого типа проводится на высоте не более 1000 метров над уровнем моря и не ниже 3 метров от земли;
Допустимая скорость ветра до 36 м/сек.

Монтаж МТП требует применения двух или четырех железобетонных опор (свай) и металлических конструкций, на которых устанавливается все оборудование – разъединители, предохранители, силовой трансформатор, ограничители напряжений, шкаф РУНН и другое. МТ подстанции, установленные на 2-х опорах, не требуют специальных защитных ограждений.

КТП мачтового типа до 250 кВА

КТП мачтового типа до 250 кВА является однотрансформаторной тупиковой конструкцией с мощностью 250 кВт. Заказать её также можно в нашей компании.

Она изготовлена из металлического корпуса, в котором размещены: шкаф РУВН (проходной изолятор, высоковольтные предохранители ПКТ и ограничители напряжения), силовой трансформатор, шкаф РУНН (рубильники, автоматические выключатели, узел учёта и GSM модем, узел контроля тока и напряжения и т.д.).

Такая подстанция имеет ряд преимуществ над другими. Она поставляется в собранном виде и имеет удобные габаритные размеры. Можно монтировать в любое время года. Любая столбовая трансформаторная подстанция имеет А- или П- образный внешний вид.

Предлагаем заказать МТП открытого типа на сайте нашей компании «Сторге» или по телефону: +7 (812) 383-77-37.

Интересует стоимость?

Стоимость трансформаторных подстанций

Чтобы установить трансформаторную подстанцию может потребоваться проект. Его одобрением должен заниматься инженер-технолог. После этого утвердить документацию необходимо в соответствующих органах. Во время установки все нормы должны быть соблюдены. Благодаря этому можно будет избежать воздействия электромагнитного поля. Если вы желаете найти подробную информацию о нормах, тогда следует изучить правила ГОСТ.

Купить трансформаторные подстанции можно в разнообразных компаниях, которые занимаются и изготовлением. Если вам необходимо уникальное устройство, тогда необходимо выполнить типовой проект и после этого обратиться на предприятие. Его сотрудники смогут изготовить трансформатор по индивидуальному заказу. Стоимость трансформаторной будки может составлять несколько тысяч долларов. Однофазная комплексная подстанция будет стоить около 4 тысяч долларов.

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.

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.

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.

Бо́льшими 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 отходящие 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.

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 — ¼ от всех работающих.

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

Электрооборудование станций и подстанций

Это довольно сложный и универсальный комплекс. Он состоит из высокоточной аппаратуры и разнообразных систем. С их помощью обеспечивается непрерывная работа АЭС, ТЭС и ГЭС.

Электрооборудование электрических станций и подстанций подразделяется на следующие критерии:

Безопасность. Это самый важный фактор, как для человека, так и для самой природы, которым должно обладать электрооборудование подстанций. Сюда входят меры по защиты окружающей среды от различных факторов техногенного характера в случае выхода из строя приборов либо возникновение аварий на самой электростанции.
Надёжность и высокое качество

Беря во внимание условия эксплуатации, данный комплекс обязан иметь довольно высокий запас прочности и длительный срок работы.
Высокий коэффициент полезного действия и точность.

Благодаря наличию современных технологий и инновационным разработкам удаётся усовершенствовать сами системы работы электростанции. Новое оборудование, соответствующее всем требованиям, способно гарантировать безопасную и бесперебойную работу всех объектов.

Строение подстанций

В состав подстанции входит множество различных элементов, позволяющих беспрерывно и стабильно работать всей системе продолжительное время. Все элементы можно разбить на несколько систем:

автоматического управления;
учёта электроэнергии;
релейной и противоаварийной защиты;
защиты от молний;
заземления;
вспомогательные, куда вошли системы по охранным функциям, плавки снега и льда на линиях, местного освещения, сбора масла и питания кабелей маслонаполненных, а также системы бытового потребления.

Несмотря на такую внутреннюю многоструктурную систематизацию, состоят подстанции из таких основных устройств, обеспечивающих нормальную их функциональность:

преобразовывающие силовые трансформаторы определенных мощностных характеристик;
устройство распределения электроэнергии, в том числе и конструкции для электропередачи воздушного и кабельного исполнения;
устройства защиты;
устройства автоматического управления;
вспомогательные устройства, обеспечивающие стабильность работы подстанций при любых погодных и временных условиях.

Выбирая трансформаторные подстанции, часто стоит вопрос о цене и отличии более дорогих от более бюджетных. Прежде всего, они отличаются количественным составом трансформаторов, набором устройств ввода и распределения напряжения, так же устройствами ,позволяющими находить применение таким станциям в определённых условиях.

Так, более дорогие подстанции могут быть снабжены устройствами защиты от молний, от погодных условий: гололёда, ветра, дождя, защиты от обрывов и резких перепадов напряжений в системе, а так же другими устройствами, позволяющими использовать подстанции на подвижных платформах, например, в шахтах, высокогорных предприятиях по добычи ископаемых, во влажных климатических зонах и других местах человеческой деятельности.

https://youtube.com/watch?v=VlOT37rTsgs

Ведущие заводы трансформаторных подстанций

По своей сути подстанция представляет собой специальную установку, используемую для формирования (повышения или понижения) необходимого напряжения и передачи электроэнергии. Такая установка включает силовые трансформаторы, устройства для передачи электроэнергии, а также автоматического управления и защиты и различные необходимые сооружения.

Практически каждый отечественный завод трансформаторных подстанций располагает технически современной производственной базой.

Наиболее известные производители трансформаторных подстанций, а также комплектующих к ним, которые ежегодно принимают участие в выставке «Электро» – это:

ЗАО «Электронмаш»;
ХК «Уралэлектротехника»;
ЗАО «ЭлтКом»;
ООО «ТМК–ЭНЕРГО»;
ООО «Вертекс» и многие другие.

Производимые этими и многими другими предприятиями подстанции делятся на два типа. Повышающий тип подстанций монтируется, как показывает практика, по большей части именно на электростанциях. Такие установки изменяют напряжение, которое обеспечивают генераторы, в более высокое напряжение, подходящее для подачи электроэнергии по линиям электропередачи (ЛЭП).

Понижающие трансформаторные установки моделируют первичное напряжение электрической сети в более низкое, вторичное. Все отечественное оборудование отличается высоким качеством, долгим сроком эксплуатации, высокой надежностью и наличием гарантийного обслуживания.

Российские заводы имеют огромный опыт работы с самыми разными клиентами, их работу отличает применение передовых технологий и различных материалов, что гарантирует удовлетворение всех запросов даже самых требовательных клиентов.

За время работы каждый российский завод трансформаторных подстанций, который принимает участие в выставке «Электро», осваивает постоянно развивающиеся технологии, наладил производство передового оборудования, разработал собственные наработки, которые благодаря таким выставкам перенимают другие предприятия страны.

Стоит отметить, что любой участник выставки — это одновременно мощная производственная площадка, высококлассный конструкторский центр, современная лаборатория и сеть региональных представителей.

Больше о типах трансформаторных подстанций и заводов их производящих можно узнать на выставке «Электро»

Комплектная трансформаторная подстанцияОбслуживание трансформаторных подстанцийТрансформаторные подстанции