Какого вида электрических подстанций не существует

Электрические подстанции: назначение и классификация

Электрической подстанцией называют электроустановку, служащую для преобразования и распределения электроэнергии и состоящую из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительного устройства, устройства управления и вспомогательных сооружений.

В зависимости от функции они называются трансформаторными (ТП) или преобразовательными (ПП). Подстанцию называют комплектной — КТП (КПП) — при поставке трансформаторов (преобразователей), щита низкого напряжения и других элементов в собранном виде или в визе, полностью подготовленном для сборки.

Электрические подстанции служат для приема, преобразования и распределения электроэнергии, выполняются на все ступени напряжения, могут быть повышающими если находятся в непосредственной близости от электростанций и преобразуют для передачи от них в сеть электроэнергию более высокого напряжения) или понижающими (к ним относится подавляющее число подстанций, от которых осуществляется электроснабжение потребителей).

Назначение, мощность и уровни напряжения электрической подстанции определяются схемой и конфигурацией электрической сети, в которой она эксплуатируется, характером и нагрузками присоединенных потребителей электроэнергии.

Различают в основном следующие виды электрических подстанций:

• тупиковые (концевые);
• ответвительные, присоединенные к проходящим вблизи ВЛ;
• промежуточные, служащие для питания своих потребителей;
• транзитные (в большом числе случаев — узловые), предназначенные не только для питания потребителей, но и для передачи потоков мощности в смежные сети своей и соседних энергосистем;
• преобразовательные — для передачи и приема электрической мощности на постоянном токе;
• тяговые — для питания электротяговых сетей.

Конструктивно распределительные устройства электрических подстанций могут выполняться открытыми (основное оборудование располагается на открытом воздухе) или закрытыми (в городских условиях, в местах с неудовлетворительными условиями окружающей среды), по своей ведомственной принадлежности подстанции находятся в ведении энергосистем или промышленных и других потребителей электроэнергии.

Подстанция с элегазовой изоляцией — это подстанция, в которой проводящее оборудование, такое как выключатели, выключатели и шины, окружено газом. Газ служит изолятором, имеющим более высокое напряжение пробоя, чем воздух. В этой газовой среде дуги гаснут на меньших расстояниях, чем в обычной атмосфере.

В качестве основного газа используется элегаз SF6 или гексафторид серы. КРУЭ меньше обычных подстанций с воздушной изоляцией того же уровня напряжения.

Городская и городская среда являются лучшими местами для КРУЭ из-за необходимости в небольшой и незаметной подстанции. Однако они являются более дорогими по сравнению с подстанциями с воздушной изоляцией и время от времени нуждаются в пополнении газа.

Электрические подстанции переменного тока с высшим напряжением 330, 500, 750 кВ, 150 кВ и некоторая часть подстанций 220 кВ с развитой схемой электрических соединений, оснащенные синхронными компенсаторами 50—100 MB-А и выше с открытым распределительным устройством, большим числом трансформаторов, выключателей и другого оборудования высокого напряжения, размещаются на больших площадях, требуют присутствия постоянного дежурного персонала высокой квалификации и широко развитой дистанционной и телемеханической информации. С помощью этих подстанций, как правило, осуществляются межсистемные связи, образующие объединенные и Единую энергосистемы.

Подстанция 330 кВ Машук

Подстанции постоянного тока с высшим напряжением 800 и 1500 кВ с большим количеством сложного преобразовательного оборудования пока немногочисленны. Однако в дальнейшем их значение существенно повысится.

Закрытые подстанции глубокого ввода с высшим напряжением 110 — 220 кВ, строительство которых осуществляется в густонаселенных районах крупных городов, где под строительство могут быть выделены только ограниченные площади и где сосредоточены значительные коммунально-бытовые и промышленные нагрузки. На таких подстанциях предусматривают постоянное дежурство и необходимые меры по ограждению населения от шума, создаваемого работающими трансформаторами и другим оборудованием.

Электрические подстанции 35, 110 и 220 кВ с упрощенной схемой электрических соединений, часто без выключателей на стороне высшего напряжения, с комплектными распределительными устройствами низшего напряжения (КРУ, КРУН и др.), у которых аппаратура управления, защиты, сигнализации и автоматики расположена на лицевой стороне их шкафов и не требует специального щитового помещения.

Эти подстанции не нуждаются в постоянном дежурном персонале, обслуживаются оперативными выездными бригадами (ОВБ) или дежурными на дому и по количеству составляют большинство среди подстанций данного типа (для облегчения обслуживания и диспетчерского контроля подстанции оснащают соответствующими устройствами связи и телемеханики).

Подстанция 110 кВ, построенная для проведения Зимних Олимпийских игр 2014 года в Сочи

Подстанции 6 — 10 кВ городского, поселкового и сельского назначения, обслуживаемые оперативно-выездными бригадами.

Рис. 1. Принципиальная схема распределения электроэнергии от электростанции на напряжениях 10 и 35 кв.

На схеме рис. 1 показано, что две параллельные линии электропередачи Л-7 и Л-8 питают районную (городскую, промышленную) понижающую трансформаторную подстанцию П-7 на вторичное напряжение 10 кв, от которой в свою очередь питаются понижающие подстанции потребителей — П-8, П-9, П-10 и др. От шин этих подстанций питаются электроприемники (как от шин подстанции П-1, П-2 и П-3).

Питание понижающих подстанций непосредственно от сборных шин станций или районных подстанций (подстанции П-1, П-2, П-3, П-8, П-9) целесообразно только при достаточно мощных и ответственных подстанциях. Группы небольших подстанций обычно целесообразнее питать от распределительных пунктов (РП), получающих питание от шин станции или районной подстанции.

На распределительном пункте электроэнергия не трансформируется, так как он предназначен только для распределения электроэнергии между отдельными понижающими подстанциями. От РП могут питаться подстанции городской электросети, цеховые подстанции и даже общезаводские подстанции.

Возможно питание нескольких подстанций от одной линии без сооружения РП, как это показано для подстанций П-10, П-11 и П-12. В обоих случаях уменьшаются число линий, отходящих от сборных шин станции или районной подстанции, и затраты на сооружение сети.

Подстанции П-10 и П-11 являются проходными, все остальные — тупиковыми, конечными.

Питание подстанций одиночными линиями, например питание подстанции П-1 линией Л-1, не обеспечивает бесперебойности электроснабжения, так как авария на линии или отключение ее для ремонта приводят к длительному прекращению питания потребителей подстанции. Для предотвращения этого резервируют питание подстанций, например, путем сооружения двух питающих линий: линий Л-3 и Л-4, питающих подстанцию П-3, линий Л-3 и Л-6, питающих РП, и др. В случае отключения одной из линий питание соответствующей подстанции бесперебойно продолжается по второй линии.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

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:

Комплектные трансформаторные подстанции: типы и виды

Для приема и распределения электроэнергии по потребителям используются КРУ – комплектные распределительные устройства. Это приборы из нескольких типовых унифицированных модулей (блоков, ячеек) с аппаратурой главной цепи, приборами защиты измерения, управления процессом распределения электроэнергии и т.д.

Что такое КТП?

Комплектные распределительные устройства относятся к категории вводно-распределительного электротехнического оборудования. Одним из таких устройств и является комплектно-трансформаторная подстанция (КТП). Это один из базовых элементов системы энергопотребления, используемый для приема, преобразования и распределения электрической энергии на большие расстояния с минимальными потерями в токопроводниках.

Основное назначение таких подстанций – это электроснабжение небольших потребителей, например, это объекты промышленного, коммунального и сельскохозяйственного назначения.

• Силовой трансформатор (их может быть несколько)
• Распределительные устройства
• Релейная защита и автоматика
• Элементы управления
• Вспомогательные модули

Основные типы КТП

• Киосковые
• Мачтовые
• Шкафные
• Столбовые
• Передвижные
• Внутрицеховые

Кратко перечислим особенности каждого типа подстанции.

Они бывают 2-х типов исполнения: тупикового, проходного (об их различиях – ниже)

Мощность трансформатора – 25-2500 кВА

Типы и кол-во трансформаторов – сухой или масляный, 1 или 2 штуки

Вид монтажа – снаружи

Местоположение – города, сельская местность, промышленные объекты

Мощность трансформатора – 25-250 кВА

Типы и кол-во трансформаторов – сухой или масляный, 1 штука

Конструкция – сборно-сварная, ставятся на высоте

Вид монтажа – снаружи

Местоположение – сельская местность, поселки городского типа

Мощность трансформатора – 16-250 кВА

Типы и кол-во трансформаторов – сухой или масляный, 1 штука

Конструкция – 2 металлических шкафа ВН и НН

Вид монтажа – снаружи

Местоположение – села, частные фермерские хозяйства

Мощность трансформатора – 25-250 кВА

Типы и кол-во трансформаторов – 1 силовой на 3 фазы или 1 на 1 фазу

Конструкция – оборудование на стойке из железобетона

Вид монтажа – снаружи

Местоположение – села, ПГТ, частные фермерские хозяйства

Мощность трансформатора – 25-1000 кВА

Типы и кол-во трансформаторов – сухой или масляный, 1 или 2 штуки

Конструкция – металлический корпус с рамой «салазками»

Вид монтажа – снаружи

Местоположение – карьеры, горнодобывающие предприятия

Мощность трансформатора – 25-2500 кВА

Типы и кол-во трансформаторов – 1 или 2 штуки, сухой или масляный

Конструкция – шкаф из металла с запорными секциями

Вид монтажа – внутри

Местоположение – промышленные предприятия

Далее перечислим другие критерии классификации КТП по типам.

Тип исполнения

1. В бетонном корпусе
2. В сэндвич-панелях
3. В металлическом корпусе

Тип обслуживания

С коридором и без – последние небольшие по размеру обычно, являются более бюджетным решением и ориентированы на небольших потребителей.

Тип РУВН

Тупиковые и проходные. Если с помощью проходной КТП возможно запитать энергопотребителя к двум линиям на стороне высокого напряжения, то тупиковые могут подключить его только к одной линии на такой стороне.

Назначение

Повышающие и понижающие. Здесь классификация КТП аналогична видам трансформаторов. То есть, понижающие подстанции позволяют получить низкое напряжение из высоковольтных линий электропитания, а повышающие – с точностью до наоборот, высокое первичное в более низкое вторичное.

Величина (или масштаб)

С учетом назначения и уровня первичного и вторичного напряжений понижающие КТП имеют «подклассификацию»:

• Районные – забирают электроэнергию от высоковольтных ЛЭП с последующей её передачей на основные понижающие подстанции
• Основные понижающие – забирают от районных, понижают до 35, 10 или 6 кВ, после чего посылают электроэнергию уже на цеховые точки
• местные (цеховые) – забирают от основных, понижают до минимума в 690, 400 или 230 В и раздают конечным потребителям.

Существует разделение на оборудование внутренней и внешней установки. В первом случае речь идет о КТП, которые располагаются внутри помещения, например, производственного цеха. КТП наружной установки используются повсеместно для организации систем энергоснабжения разного целевого использования.

Комплексные трансформаторные подстанции широко используются при оборудовании производственных предприятий. Их установка может производиться наружным или внутренним способом. Конструкция любой трансформаторной подстанции подразумевает 3 главных блока:

· Распределительное устройство низшего напряжения (РУНН);

· Распределительное устройство высшего напряжения (РУВН).

Прием электроэнергии зачастую перекладывается на распределительные устройства высокого напряжения (РУВН). Они передают ее на трансформаторы. Иногда в функции РУВН входит не только прием, но и распределение электроэнергии. РУНН используется только для приема и распределения.

Трансформаторная подстанция переменного тока является одним из ключевых элементов системы электрификации. Поэтому подход к формированию распределения электроэнергии нужно производить особенно тщательно. Требуется подбирать место монтажа таким образом, чтобы трансформаторная и распределительная подстанция находились максимально близко к центральному положению между всеми потребителями. В противном случае неизбежны серьезные потери, а кроме того, потребуется использование дополнительных материалов – кабелей, проводов.

Классификация подстанций

Классификация подстанций производится в зависимости от ее места установки. Они могут быть 4 видов:

· Отдельно стоящие – расположенные на расстоянии от зданий;

· Пристроенные – примыкающие к стенам сооружений снаружи;

· Встроенные – примыкают внутри помещений к стенам или устанавливаются в специально отведенных помещениях;

· Внутрицеховые – находятся непосредственно в цеху или оборудованы выкатанным оборудованием для транспортировки их внутрь цеха.

Если требуется оборудовать промышленную сеть, напряжение в которой от 6 до 10 кВ, подстанцией – нужно ее сближение с энергопотребителями. Поэтому лучшее решение – внутренние или пристроенные подстанции.

Крупные многопролетные цеха оборудуются внутрицеховым оборудованием. Оно подходит для обустройства электросети на предприятиях, занимающихся дерево- или металлообработкой. Кроме того, внутрицеховые подстанции – неотъемлемая часть сети в котельных, насосных. Чаще всего они монтируются возле колонн или закрытых помещений внутри помещения вне зоны функционирования кранов. Они подходят для зданий со 2 или 1 степенью огнестойкости, а кроме того при производстве категорий Д и Г. Их установка должна соответствовать противопожарным нормам.

Если невозможно применять внутрицеховые подстанции по причине загрязнения воздуха, или, когда часть потребителей находится за пределами цеха, то оптимальный вариант – пристроенное оборудование.

Отдельно стоящие подстанции монтируются на территории производства в случаях, когда требуется электрификация сразу нескольких цехов. Они ставятся в том случае, если невозможно выполнить установку внутрицеховых или пристроенных моделей. Отдельно стоящие подстанции подойдут для электрификации предприятий с небольшим потреблением электроэнергии.

Что нужно учесть при установке КТП

Монтаж КТП следует проводить в соответствии со СНиПами, с учетом:

· удобствами наблюдением за индикаторами, уровнем масла;

· обеспечения обнаружения неисправностей и повреждений при дуговом КЗ;

· безопасности проведения ремонтных работ любых элементов аппарата и цепей со снятым напряжением;

· стойкости опорных конструкций;

Спроектировать электросеть и подобрать оборудование помогут сотрудники нашей компании.

Виды трансформаторных подстанций

Подстанция представляет собой электроустановку, которая предназначена для распределения электроэнергии и ее преобразования. Подстанция включает в себя трансформаторы, распределительные устройства, устройства для управления, защитные механизмы, системы измерения.

Деление подстанций на видовые подкатегории осуществляется по нескольким критериям, одним из которых является мощность и ее удаленность от основного источника питания, от чего и зависит их цена при покупке.

Существует 4 вида электрических подстанций. Их названия и характеристики следующие:

• ГПП — главная понизительная(35 -220 кв);
• УРП — узловая распределительная (110-220 кВ);
• ПГВ — подстанция глубокого ввода (35 -220 кв);
• ТП — трансформаторный пункт (первичное напряжение 6, 10 и 35 кВ).

По функциональности подстанции делятся на трансформаторные и преобразовательные. Первые предназначены для преобразования электроэнергии при помощи трансформаторов. Преобразовательные подстанции, в свою очередь, изменяют частоту тока и его род.

В зависимости от способа присоединения данные электроустановки бывают тупиковые, ответвительные, проходные и узловые. Ответвительные и проходные подстанции специалисты называют общим названием промежуточные, а проходные и узловые – транзитными подстанциями.

Отдельное внимание стоит обратить на подстанцию опорного типа. Она представляет собой более мощную электроустановку.

Электрические подстанции можно купить открытого и закрытого типов. Открытые устанавливаются на улице, а закрытые – исключительно в помещении.

Трансформаторные и распределительные подстанции

Трансформаторная подстанция – важнейший элемент сети электропитания города, завода и других объектов, но назвать ее главным конечно нельзя. Такая подстанция является совокупностью различных отдельных устройств, в том числе трансформаторы, диоды, выпрямителя и другие. Трансформаторная подстанция выполняет три основные задачи – принимать электроэнергию, преобразовывать ее и передавать на дальнейшее ее распределение среди клиентов. Они также могут быть закрытого или открытого типа. Первые устанавливаются в каких-либо помещениях, а вторые могут быть смонтированы на улице, то есть защищены от внешних воздействий, например, погодных.

Классификация

• тупиковыми, для этого их зачитывают по 1-ой или 2-м радиально подключенным линиям, не питающим другие подстанции;
• ответвительными — подключаются к одной (либо двум), проходящий ЛЭП при помощи ответвлений, питающие линии в таком случае могут питать и другие подстанции;
• проходными — подсоединены методом захода ЛЭП, имеющим двухстороннее питание, с помощью «вреза»;
• узловыми – подключаются, используя принцип создания узла с помощью трех и более линий линий.

В зависимости от назначения в системе электроснабжения подстанции бывают:

• главные понизительные (ГПП);
• глубокого ввода (ПГВ);
• тяговые, предназначенные для обеспечения питания нужд электротранспорта;
• комплектные подстанции 10 (6)/0,4 кВ.

Устройство трансформаторной подстанции

Существуют различные модели трансформаторов: повышающие или понижающие входное напряжение электрического тока. От того, какими силовыми электромагнитными трансформаторами оснащена подстанция, зависит, является она понижающей, либо повышающей. Электрические станции оснащены специальными подстанциями для повышения напряжения силы электрической энергии.

Таблица свойств силового трансформатора по мощности и допустимым аварийным нагрузкам. Специальное устройство (генератор) вырабатывает напряжение. Повышающий трансформатор действует как его усилитель. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность передавать электрическую энергию. Электростанции часто расположены довольно удалённо от городов, поэтому приходится передавать энергию на весьма отдалённые расстояния.

При этом в линиях электропередач оказываются неизбежными определённые потери. Поэтому повысить напряжение силы тока бывает необходимо. В других случаях, чаще всего, требуется, напротив, уменьшение напряжения входящей энергии. Потому используют такие подстанции, которые снижают напряжение.

Таблица критериев силового трансформатора по расчетной мощности.

Трансформаторные подстанции бывают нескольких разновидностей:

1. Подстанция узловая распределительная (УРП).
2. Подстанция главная, предназначенная для понижения или повышения (ГПП).
3. Подстанция для глубокого ввода (ПГВ).
4. Трансформаторный пункт (ТП).

Распределительная узловая подстанция является центральной. Именно она получает электричество от энергетической системы, доводит напряжение до показателей от 110 до 120 кВт. На узловых подстанциях электрическая энергия, имеющая напряжение с высокими показателями, распределяется к местам назначения, точнее говоря, на расположенные вблизи промышленных предприятий подстанции глубокого ввода.

Распределительная подстанция, как правило, находится не на основной территории промышленного предприятия, которое снабжается электрической энергией. В таких обстоятельствах существует специальная организация, которая занимается электроснабжением предприятия. Если же распределительная узловая подстанция расположена непосредственно на территории промышленного объекта, то за деятельностью подстанции отвечает специальная служба, которая занимается распределением электроэнергии непосредственно на конкретном промышленном объекте.

Функция главной понижающей подстанции заключается в том, что она должна получать электрическую энергию, которая имеет напряжение 35-220 кВ, от энергетической системы района. Эта подстанция требуется для распределения электричества на предприятии, при этом силовые показатели энергии у неё ниже.
Подстанция для глубокого ввода может получать энергию либо от центрального распределительного пункта предприятия, либо непосредственно от энергетической системы района. Эта подстанция требуется главным образом для того, чтобы осуществлять подачу электричества в определённые зоны предприятия, или несколько сгруппированных установок, работающих на электричестве. Такие подстанции на территории промышленных предприятий должны находиться неподалёку от таких объектов, которые требуют большего количества электроэнергии.

Т рансформаторный пункт — это отдельная компактная подстанция. Её предназначение — принимать подачу электричества напряжением 6 кВ, 10 кВ, 35 кВ. Понижающие силовые трансформаторы снижают показатели силы тока, доводя их до 380 – 400В. КТП – комплектная трансформаторная подстанция – одна из разновидностей трансформаторных пунктов. Обычно она оснащена одним или двумя трансформаторами. Однако бывает, что на такой подстанции имеется и три трансформатора силы напряжения электрической энергии. Количество подобных установок определяется тем, насколько надёжным является электроснабжение потребителей энергии. Они получают её от данной трансформаторной подстанции. КПТ бывают городскими, снабжающими электричеством города, и цеховыми, которые находятся на промышленных производственных предприятиях.

Но существуют и другие разновидности электрических трансформаторных подстанций. К ним относятся, например, тяговые. Они снабжают энергией линии для работы городского транспорта – трамваи и троллейбусы. Используются трансформаторы двух видов: сухого исполнения и масляные. Применение того или иного трансформатора определяется особенностью трансформаторной подстанции, а также её размерами и основным назначением. Так, в наше время комплектные подстанции нередко оснащаются сухими трансформаторами.

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:

1. автоматического управления;
2. учёта электроэнергии;
3. релейной и противоаварийной защиты;
4. защиты от молний;
5. заземления;
6. 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.

Виды трансформаторных подстанций

По исполнению выделяют несколько типов комплектных трансформаторных подстанций.

1. КТП для внутренней установки.
   Применяют для электроснабжения предприятий, общественных зданий, электрических станций и районных подстанций. Они устанавливаются в непосредственной близости от потребителей электрической энергии.
2. Комплектная мачтовая трансформаторная подстанция для внешней установки.
   Это открытая конструкция на специальной опоре. Применяются комплектные трансформаторные подстанции мачтового типа на железной дороге для снабжения электроэнергией сигнального, осветительного и блокирующего оборудования.
3. Столбовая трансформаторная подстанция для внешней установки.
   Открытая конструкция, которая размещается на железобетонной стойке или на столбе электропередач. Для комплектной трансформаторной подстанции столбового типа не нужен фундамент и специальная площадка для обслуживания. Применяются такое оборудование для электроснабжения железнодорожных разъездов, остановочных пунктов, переездов.
4. Контейнерная или киосковая трансформаторная подстанция для внешней установки.
   Применяется для снабжения электроэнергией сельхоз объектов, предприятий, объектов ЖКХ. Комплектующие трансформаторных подстанций киоскового типа вмонтированы в специальные отсеки защитного кожуха.
5. Трансформаторная подстанция контейнерного типа с термоизоляцией.
   Это блочная трансформаторная подстанция. Варианты исполнения: КТП с железобетонным основанием и бетонными стенами; КТП в металлическом кожухе, утепленная сэндвич-панелями. Первые применяют на промышленных и сельскохозяйственных объектах. Вторые – в электрических сетях потребителей I категории благодаря 2 трансформаторам и системе АВР.

Перечисленные типы комплектных трансформаторных подстанций не дают полный ответ на вопрос, какие бывают трансформаторные подстанции вообще. Можно классифицировать КТП по принципу, из чего состоит трансформаторная подстанция. Например, по типу трансформатора выделяют масляные трансформаторные подстанции и сухие. По способу присоединения к питающей линии выделяют проходные, ответвительные и тупиковые трансформаторные подстанции.

Узловая распределительная подстанция

Сокращенно УРП – это такая центральная подстанция, на которую от энергосистемы подается электроэнергия при напряжении от 110 до 220 кВ, и где она распределяется, с частичной трансформацией или вообще без трансформации, по подстанциям глубокого ввода при напряжениях от 35 до 220 кВ, расположенным на территории промышленного предприятия.

Чаще всего узловые распределительные подстанции находятся в ведении организации, осуществляющей электроснабжение, поэтому и размещаются эти подстанции вне предприятия, но вблизи него. Когда УРП определенно предназначена для питания нескольких подстанций глубокого ввода, на одном предприятии, то рассматривают возможность размещения УРП на территории этого предприятия, и тогда эксплуатация подстанции ложится на плечи персонала предприятия.

Главная понизительная подстанция, сокращенно ГПП

Это подстанция рассчитанная на входное напряжение от 35 до 220 кВ, которая получает питание напрямую от районной энергетической системы, и распределяет электрическую энергию по предприятию, но уже при сильно пониженном напряжении. ГПП считается одним источником, если питается по одной двухцепной линии, и двумя источниками, если питается по двум одноцепным линиям ( на разных опорах) или по двум кабельным линиям, проложенным по разным трассам. ТЭЦ можно принять за несколько источников питания, если при выходе из строя генератора или при аварии на секции остальные секции ( генераторы) продолжают работать.

Подстанция глубокого ввода, сокращенно ПГВ

Это подстанция, на которую подается напряжение от 35 до 220 кВ, обычно она выполнена с применением упрощенных схем коммутации на стороне первичного напряжения, и получает питание или от энергетической системы напрямую, или от центрального распределительного пункта на самом предприятии. Предназначение ПГВ — питание группы установок конкретного предприятия или какого-то отдельного объекта на этом предприятии. Схемами с глубоким вводом называют схемы электроснабжения с подстанциями глубокого ввода.

Подстанции глубоких вводов располагаются вблизи наиболее крупных энергоемких производств и корпусов с концентрированной нагрузкой, например: прокатные и электросталеплавильные цехи; сталепроволочные и крепежно-калибровочные блоки метизных заводов; обогатительные фабрики и ряд других производств.

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.

Трансформаторный пункт, сокращенно ТП

Подстанция с первичным напряжением, равным 35 кВ, 10 кВ или 6 кВ, которая питает напряжением 230 и 400 В непосредственно приемники электроэнергии. Иначе эти подстанции, в электрических сетях промышленных объектов, именуют цеховыми подстанциями.

Комплектные трансформаторные подстанции

Трансформаторные пункты часто выполняют сегодня из комплектных трансформаторных подстанций. Число трансформаторов может здесь варьироваться. Когда питаются потребители 3 категории, то, как правило, устанавливается один трансформатор. Когда в районе сконцентрирована значительная мощность нагрузки на 380 / 220 вольт, или когда питаются потребители 2 и 1 категорий, то трансформаторов ставится два.

Способы присоединения трансформаторных подстанций к питающим линиям различны, и подразделяются подстанции по этому признаку на:

• Тупиковые трансформаторные подстанции;
• Проходные трансформаторные подстанции;
• Ответвительные трансформаторные подстанции.

На тупиковую подстанцию питание подается отдельной линией. Для питания тупиковых подстанций используются радиальные схемы питания, либо такая подстанция является последней в магистральной схеме с питанием односторонним. Для проходных подстанций характерно включение в рассечку (в проход) магистральной линии питания, когда имеют место как вход, так и выход линии. Ответвительные подстанции подключаются через ответвления от питающих линий.

Трансформаторные подстанции бывают сборными или комплектными. Комплектные трансформаторные подстанции, сокращенно КТП, состоят полностью из комплектных узлов. Их изготавливают на заводах, затем доставляют этими узлами на место установки, то есть демонтаж оборудования здесь не требуется. На месте уже блоки, узлы и присоединения монтируют, подключают к питающим сетям.

КТП широко применяются на производственных предприятиях, где их устанавливают внутри или снаружи (КТПН). Сборные подстанции изготавливают на заводах отдельными элементами, затем на месте элементы собирают и монтируют. Любая трансформаторная подстанция включает в себя три главных блока:

• Распределительное устройство низшего напряжения;
• Трансформатор;
• Распределительное устройство высшего напряжения.

Зачастую для приема электроэнергии служат распределительные устройства высокого напряжения (РУВН), которые подают ее к трансформаторам. В некоторых случаях РУВН выполняют функции как приема, так и распределения электрической энергии. Распределительные же устройства низкого напряжения (РУНН) всегда и везде осуществляют только прием и распределение электроэнергии.

Являясь одним из главных составляющих звеньев в системе электрификации любого крупного производственного предприятия, трансформаторная подстанция требует особо тщательного подхода к формированию наиболее рациональным способом схемы распределения электроэнергии.
Место установки подстанции подбирается так, чтобы распределительная и трансформаторная подстанции всех необходимых параметров были бы расположены как можно ближе к центру обеспечиваемых ими групп нагрузок. Если от этой стратегии отступить, то возрастут потери, увеличится расход кабелей, проводов и т. д.

Подстанции классифицируются по месту их базирования на территории того или иного объекта на четыре типа:

• Отдельно стоящие подстанции, располагающиеся на каком-то расстоянии от зданий;
• Пристроенные подстанции, примыкающие непосредственно к стенам снаружи здания;
• Встроенные подстанции, располагающиеся в специализированных отдельных помещениях внутри строения или примыкающие изнутри сооружения к его стенам;
• Внутрицеховые подстанции, находящиеся внутри цехов, то есть электрооборудование размещается непосредственно в рабочем помещении, либо в закрытом помещении с выкаткой оборудования подстанции в цеха.

Промышленные сети с напряжением от 6 кВ до 10 кВ, с целью их сближения с электроприемниками, рекомендуется оснащать внутренними, интегрированными в здания или пристроенными к ним подстанциями. Для очень крупных многопролетных цехов значительной ширины наиболее подходящими являются внутрицеховые трансформаторные подстанции, к примеру, для производств, связанных с деревообработкой, с металлообработкой, и для иных производств, для установки в котельных, в насосных, в компрессорных станциях.

Монтаж таких подстанций осуществляют чаще всего возле колонн или возле закрытых помещений внутри цеха, за пределами зоны работы кранов. Эти подстанции подходят только для зданий второй и первой степени по огнестойкости, с производствами категорий Д и Г в соответствии с противопожарными нормами.

Распределительные устройства: виды, особенности конструкции

Распределительным устройством (РУ) называют электроустановку, служащую для приема и распределения электроэнергии и содержащую коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства зашиты, автоматики и измерительные приборы.

Распределительные устройства электроустановок предназначены для приема и распределения электричества одного напряжения для дальнейшей передачи потребителям, а также для питания оборудования в пределах электроустановки.

Если все или основное оборудование РУ расположено на открытом воздухе., оно называется открытым (ОРУ): при его расположении в здании — закрытым (ЗРУ). Распределительное устройство, состоящее из полностью или частично закрытых шкафов и блоков со встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде называют комплектным и обозначают для внутренней установки КРУ, для наружной — КРУН.

Центр питания — распределительное устройство генераторного напряжения или распределительное устройство вторичного напряжения понизительной подстанции, к которые присоединены распределительные сети данного района.

Распределительные устройства (РУ) классифицируют по нескольким критериям, ниже приведем их виды и особенности конструкции.

Распределительные устройства до 1000 В

Распределительные устройства до 1000 В выполняются, как правило, в помещениях в специальных шкафах (щитах). В зависимости от назначения распределительные устройства 220/380 В (класс напряжения 0,4кВ) могут быть выполнены для питания потребителей либо исключительно для собственных нужд электроустановки.

Конструктивно распределительные устройства 0,4 кВ имеют защитные аппараты (автоматические выключатели, плавкие предохранители), рубильники, выключатели-разъединители и соединяющие их сборные шины, а также клеммные колодки для подключения кабельных линий потребителей.

Помимо силовых цепей в низковольтных щитах может быть установлен ряд дополнительных устройств и вспомогательных цепей, а именно:

• приборы учета электроэнергии и трансформаторы тока;
• цепи индикации и сигнализации положения коммутационных аппаратов;
• измерительные приборы для контроля напряжения и тока в различных точках распределительного устройства;
• устройства сигнализации и защиты от замыканий на землю (для сетей конфигурации IT);
• устройства автоматического ввода резерва;
• цепи дистанционного управления коммутационными аппаратами с моторными приводами.

К низковольтным распределительным устройствам можно также отнести щиты постоянного тока, осуществляющие распределение постоянного тока от преобразователей, аккумуляторных батарей для питания оперативных цепей электрического оборудования и устройств релейной защиты и автоматики.

Высоковольтные распределительные устройства

Распределительные устройства класса напряжения выше 1000 В могут быть выполнены, как вне помещений – открытого типа (ОРУ), так и внутри помещений – закрытого типа (ЗРУ).

В закрытых распределительных устройствах оборудование размещается в сборных камерах одностороннего обслуживания КСО либо в комплектных распределительных устройствах типа КРУ.

Камеры типа КСО более предпочтительны для помещений ограниченной площади, так как они могут устанавливаться вплотную к стене либо друг к другу задними стенками. Камеры КСО имеют несколько отсеков, закрытых сетчатыми ограждениями либо сплошными дверцами.

КСО комплектуются различным оборудованием, в зависимости от их назначения. Для питания отходящих линий в камеру устанавливается высоковольтный выключатель, два разъединителя (со стороны шин и со стороны линии), трансформаторы тока, на лицевой стороне размещаются рычаги управления разъединителями, привод выключателя, а также низковольтные цепи и устройства защиты, реализованные для защиты и управления данной линией.

Камеры данного типа могут быть укомплектованы трансформаторами напряжения, разрядниками (ограничителями перенапряжения), предохранителями.

Распределительные устройства типа КРУ представляют собой шкаф, разделенный на несколько отсеков: трансформаторов тока и отходящего кабеля, сборных шин, выкатная часть и отсек вторичных цепей.

Каждый отсек изолирован друг от друга для обеспечения безопасности при обслуживании и эксплуатации оборудования шкафов КРУ. Выкатная часть шкафа, в зависимости от назначения присоединения может быть укомплектована выключателем, трансформатором напряжения, разрядниками (ОПН), трансформатором собственных нужд.

Выдвижной элемент относительно корпуса шкафа может занимать рабочее, контрольное (разобщенное) или ремонтное положение. В рабочем положении главные и вспомогательные цепи замкнуты, в контрольном — главные цепи разомкнуты, а вспомогательные замкнуты (в разобщенном последние разомкнуты), в ремонтном — выдвижной элемент находится вне корпуса шкафа и его главные и вспомогательные цепи разомкнуты. Усилие, необходимое для перемещения выдвижного элемента, не должно превышать 490 Н (50 кГс). При выкатывании выдвижного элемента проемы к неподвижным разъемным контактам главной цепи автоматически закрываются шторками.

Токоведущие части КРУ выполняются, как правило, шинами из алюминия или его сплавов; при больших токах допускается применение медных шин, при номинальных токах до 200 А — стальных. Монтаж вспомогательных цепей производится изолированным медным проводом сечением не менее 1,5 кв. мм, присоединение к счетчикам — проводом сечением 2,5 кв. мм, паяные соединения — не менее 0,5 кв. мм. Соединения, подвергающиеся изгибам и кручению, выполняются, как правило, многожильными проводами.

Гибкая связь вспомогательных цепей стационарной части КРУ с выдвижным элементом осуществляется с помощью штепсельных разъемов.

Шкафы КРУ, а также заземляющие ножи должны удовлетворять требованиям по электродинамической и термической стойкости к сквозным токам короткого замыкания. Для обеспечения требований по механической стойкости регламентировано количество циклов, которые должны выдерживать шкафы КРУ и его элементы: разъемные контакты главных и вспомогательных цепей, выдвижной элемент, двери, заземляющий разъединитель. Количество циклов включения и отключения встроенного комплектующего оборудования (выключатели, разъединители и др.) принимается в соответствии с ПУЭ.

Для обеспечения безопасности шкафы КРУ снабжаются рядом блокировок. После выкатывания выдвижного элемента все токоведущие части главных цепей, которые могут оказаться под напряжением, закрываются защитными шторками. Эти шторки и ограждения не должны сниматься или открываться без помощи ключей или специальных инструментов.

В шкафах КРУ стационарного исполнения предусматривается возможность установки стационарных или инвентарных перегородок для отделения частей оборудования, находящихся под напряжением. Не допускается использовать для заземления болты, винты, шпильки, выполняющие роль крепежных деталей. В местах заземления должны быть надпись «земля» или знак заземления.

Вид шкафа КРУ определяется схемой главной цепи КРУ. Основным электрическим аппаратом, определяющим конструкцию шкафа, является выключатель: применяются маломасляные, электромагнитные, вакуумные и элегазовые выключатели. Схемы вторичных цепей чрезвычайно разнообразны и полностью пока не унифицированы.

Комплектные устройства могут иметь различную конструкцию, например, с элегазовой изоляций – КРУЭ либо предусмотренные для наружной установки – КРУН, которые можно монтировать вне помещений.

Распределительные устройства открытого типа предусматривают установку электрического оборудования на металлических конструкциях, на бетонных фундаментах, без дополнительной защиты от внешних воздействий. Вспомогательные цепи оборудования ОРУ монтируют в специальных шкафах, имеющих защиту от механических воздействий и влаги.

Распределительные устройства, как закрытого, так и открытого типов классифицируются по нескольким критериям, в зависимости от их конструктивного исполнения (схемы).

Первый критерий – способ выполнения секционирования. Различают распределительные устройства с секциями шин и системами шин. Секции шин предусматривают питание каждого отдельного потребителя от одной секции, а системы шин позволяют переключать одного потребителя между несколькими секциями. Секции шин соединяются секционными выключателями, а системы шин – шиносоеденительными. Данные выключатели позволяют запитывать секции (системы) друг от друга в случае потери питания на одной из секций (систем).

Второй критерий – наличие обходных устройств – одной или нескольких обходных систем шин, которые позволяют выводить в ремонт элементы оборудования без необходимости обесточения потребителей.

Третий критерий – схема питания оборудования (для открытых РУ). В данном случае возможно два варианта схемы – радиальная и кольцевая. Первая схема упрощенная и предусматривает питание потребителей через один выключатель и разъединители от сборных шин. При кольцевой схеме питание каждого потребителя осуществляется от двух-трех выключателей. Кольцевая схема более надежная и практичная в плане обслуживания и эксплуатации оборудования.