Трансформаторные подстанции - устройство, виды и способы подключения

Во дворах жилого сектора, на территории промышленных предприятий, в заводских цехах, вдоль железнодорожных линий, на деревенских улицах – по всей стране стоят однотипные сооружения трансформаторных подстанций. Вместе с высоковольтными линиями электропередачи они являются обязательными компонентами энергетической системы. Электростанция вырабатывает электрическую энергию, после чего она преобразуется в ток высокого напряжения (110, 220 кВ и выше). Это делается для более экономной транспортировки. Высокое напряжение подключается к сетям ЛЭП, а к конечному потребителю энергия поступает через систему распределительных и понижающих трансформаторных подстанций(ТП).

Назначение и виды ТП

типы трансформаторные подстанций

Не все электроподстанции оснащаются трансформаторами. Существуют крупные распределительные подстанции (УРП), которые выполняют роль только коммуникационного узла, связывающего центральную ЛЭП с её ответвлениями. При прохождении такой узловой станции параметры тока не меняются. Функцию преобразования энергии имеют следующие устройства:

  • УРП, оснащённая трансформаторным оборудованием, понижает напряжение с 220, или 110 до 35 кВ, обеспечивает энергией несколько станция глубокого ввода;
  • Главная подстанция понижения ГПП;
  • Трансформаторный пунктТП, создаёт рабочее напряжение для конкретных мелких потребителей (220, 360 в).

Везде, где работают мощные конечные потребители (заводы, цеха, уличное освещение в населённых пунктах, торговые центры, и проч.) устанавливаются подстанции глубокого ввода. На железной дороге, метро, троллейбусных и трамвайных линиях электропередачи работают тяговые трансформаторные подстанции. Кроме основных видов существует специальное преобразовательное оборудование на электростанциях, обеспечивающее подачу высшего напряжения в энергосеть от генераторов.

Понижающие и повышающие трансформаторы

Среди видов трансформаторных подстанций основной группой являются понижающие устройства. Повышающие системы используются главным образом в связке с генераторами. При строительстве инфраструктуры энергообеспечения применяется понижающая аппаратура.

Способы подключения трансформаторных подстанций

Конфигурация подключения подстанций к ЛЭП имеет следующие варианты:

  • Тупиковое подключение - ПС является конечным пунктом для одной, или нескольких силовых линий, идущих от генератора, или одной более крупной подстанции.
  • Узловая распределительная подстанция – одна понижающая (или распределительная) станция передаёт низкое напряжение к нескольким ЛЭП от одного, или нескольких высоковольтных источников;
  • Проходная, или транзитная подстанция понижает ток на одной нитке;
  • Ответвление – параллельное подключение одной, или нескольких ПС на одной высоковольтной линии.

Тип подключения влияет на условия работы и технические характеристики оборудования.

Разделение подстанций по территориальному назначению

Для равномерного распределения электроэнергии между потребителями в населённых пунктах устанавливается сеть понижающих трансформаторных подстанций и пунктовместного, районного и головного значения. В крупных городах строятся отдельные сооружения, или будки. В сельской местности оборудование подвешивается на столбы.

Конструкционные отличия

По конструкции ТП делятся на 2 вида:

  • Комплектные трансформаторные подстанции, поставляются изготовителем в полностью собранном виде, готовом к подключению;
  • Сборные системы монтируются из отдельных комплектующих под конкретные задачи.

Устройство ТП

Трансформаторная подстанция КТП состоит из следующих главных элементов:

  • Преобразователи напряжения, или силовые трансформаторы;
  • Устройство системы контактов силовых кабелей – шины;
  • Аппаратура распределения электроэнергии;
  • Система защиты, датчики сигнализации;
  • Средства автоматизации и дистанционного управления;
  • Измерительные приборы.

Устройство силового трансформатора

Конструкция преобразователя может иметь воздушное, или масляное охлаждение. В его состав входят следующие компоненты:

  • Металлический корпус, внутри которого может циркулировать масло;
  • Магнитопроводящие стержни;
  • Системы обмоток входного напряжения;
  • Обмотки выходного тока;
  • Масляный радиатор и накопитель;
  • Переключение обводов регулировки;
  • Система трубопроводов для масляного охлаждения;
  • Приборы измерения температуры.

Шины и ошиновка

Любая подстанция оснащается шинами, к которым подводится входное и выходное напряжение, а также присоединяются контакты преобразователя тока. Устройство шин имеет следующие особенности:

  • Низкое сопротивление материала;
  • Параметры сечения соответствуют мощности подаваемой энергии;
  • Ошиновка выполняет роль узла, соединяющего контакты трансформационного устройства, выполняется в виде жёсткой пластины, или гибкого провода;
  • Шина является внешним узлом соединения входного и выходного кабеля, часто изготавливается из пластины меди, или алюминия;
  • Контакт между шиной и ошиновкой обеспечивает силовой выключатель;

На трансформаторной подстанции шины соединяются в системы, по 2 на каждый блок. При большом количестве соединений системы могут дробиться на отдельные секции.

Конструкция распределительного устройства высшего напряжения

Устройства, распределяющие ток на подстанциях, называются аппаратами коммуникации. Они выполняют следующие функции:

  • Отключают подстанцию при пиковых нагрузках;
  • Перебрасывают напряжение с одной линии на другую;
  • Обеспечивают бесперебойную передачу рабочей нагрузки.

Управление распределительными аппаратами производится как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Механизмы соединения в коммуникационных аппаратах

Соединения в аппаратах коммуникации могут иметь следующие конструкции:

  • Электромагнитные реле;
  • Пружинные механизмы;
  • Пневматические переключатели;
  • Гиревые системы.

Способы борьбы с электрической дугой, возникающей при работе распределительных переключателей

Во время процесса соединения и разъединения проводников под высоким напряжением может возникнуть искровой разряд, создающий опасность пожара и выводящий из строя контакты. Для предотвращения этого явления используются вакуумные, пневматические, газовые, электромагнитные, или масляные гасители.

Обеспечение защиты и управления трансформаторными подстанциями

Для того, чтобы подстанциями можно было удобнее управлять и контролировать их рабочий режим, на них должен быть установлен комплекс устройств, состоящий из следующих основных элементов:

  • Термометры;
  • Фотоэлементы для регистрации вспышек электрических разрядов;
  • Манометры;
  • Инфракрасные датчики, засекающие нештатный нагрев, или возникновение возгорания;
  • Регистраторы закипания;
  • Дымовая сигнализация.
  • Приборы регистрации напряжения и силы тока.

Данные от измерительных и контрольных приборов поступают в блоки логической обработки телеметрической информации, которые принимают решение об аварийном отключении, согласно встроенному в них алгоритму. Современные трансформаторные подстанции оснащаются компьютерными системами управления и контроля, занимающими меньше места, по сравнению со старыми механическими релейными устройствами и блоками. Вся информация поступает на мониторы и анализируется при помощи программ.

Выбор места для установки трансформаторной подстанции

По месту установки подстанции размещаются в закрытом помещении, или на улице. При открытом размещении учитываются следующие требования:

  • Крайние показатели температуры должны быть в пределах от – 40 до +40 °С.
  • Безопасная влажность – до 80%;
  • Скорость ветра – до 36 м/с.

Выбор места расположения подстанцииопределяется близостью к потребителям. Если их много, то правильная точка расположения должна быть равноудалённой от самых дальних подключений. Существует 3 способа размещении подстанций на конкретной территории:

  • Удалённое расположение от питаемых зданий, сооружений и оборудования;
  • Размещение подстанций в пристройках к зданиям;
  • Внутреннее расположение под одной крышей с потребителями.

Промышленные и торговые предприятия, оборудование которых подключено к сетям напряжением до 10 кВ, лучше всего оснащать внутренними, или пристроенными подстанциями. Это могут быть литейные цеха, насосные, или озонаторные станции, склады, или торговые центры. Отдельно стоящие подстанции используются для питания опор освещения, населённых пунктов, группы жилых домов, или общественных учреждений.

Молниезащита и заземление

Каждая трансформаторная подстанция должна иметь надёжную систему молниезащиты и заземления.

При расположении внутри заданий подстанции подключаются к общей системе заземления. При удалённом расположении строится специальное заземляющее устройство, к которому подключается каждый корпус, шина, переключатель, опара и другие металлические элементы, а также молниеотводы.

Установка трансформаторных подстанций в Воронеже

Монтаж комплектных трансформаторных подстанций должен осуществляться квалифицированными специалистами. Компания "КабельМонтаж"" готова предоставить частным и юридическим лицам сертифицированного работника, который выполнит все подготовительные и монтажные работы в короткие сроки.

Обращайтесь в "КабельМонтаж"" и Наши специалисты помогут вам!