Сложнейшая иерархия актуальных для современности электросетей имеет в своем составе много разнообразных предметов электротехнического оборудования. Один из наиболее часто задаваемых на просторах интернета вопросов: что называется трансформаторной подстанцией? В целом, это звено крупной электросети.
Без нее не представляется возможной современная жизнь, пользование благами цивилизации ни в вопросе быта и коммунальных услуг, ни в вопросе существования производства.
Что делает трансформаторная подстанция? Она связывает и перераспределяет электрическую энергию. Обычно подстанция возводится рядом с населенным пунктом или даже на его территории, чтобы обеспечить максимально комфортные условия для жизни человека. Но обо всем по порядку.
Разберём, как работает трансформаторная подстанция, нюансы классификации, ответим на часто задаваемые вопросы. Эта статья будет полезна как любителям изучать все новое и разбираться в теме, так и профессионалам, специалистам, строителям, электрикам и так далее.
Что такое трансформаторная подстанция, для чего нужна
Итак, начнем с основ. Что представляют собой трансформаторные подстанции? По факту это такой тип электроустановки, в чью задачу входит получение напряжения. Периодически требуется уменьшить или увеличить его в рамках сети переменного тока.
Можно сказать, что данный вид электрической установки способен распределять электроснабжение на разнообразные объекты в границах села или поселка, города или деревни, промышленного предприятия или любого другого объекта.
Для чего нужны трансформаторные подстанции конкретно, зависит от их типа. Но общая цель – преобразовать, то есть перевести электроэнергию одного напряжения в энергию иного напряжения.
Отвечая на вопрос, для чего применяют трансформаторные подстанции, безусловно, нельзя сказать, что это главная часть сети электропитания. Но одна из важнейших.
Классификация
Какие бывают типы трансформаторных подстанций? Они различаются:
- По способу конфигурации.
- По назначению.
Для начала рассмотрим первый способ классификации. Какие бывают трансформаторные подстанции по способу конфигурации? Здесь выделяется четыре типа: тупиковая, ответвительная, проходная, узловая.
- Тупиковая – одна или две радиально подключенные линии; иные подстанции данные линии питать не будут. Может быть с кабельным или воздушным вводом.
- Ответвительная – одна или две линии ЭП, к которым объект подсоединяется посредством ответвлений; данные линии могут также питать иные подстанции.
- Проходная – применяется способ «заход линии электропередач»; у линий будет питание с двух сторон; питание производится с помощью вреза.
- Узловая – подключение производится путем формирования узла из трех, четырех, пяти и больше линий.
Какие виды трансформаторных подстанций существуют по их назначению? Здесь так же четыре вида: главная понизительная, глубокого ввода, тяговая (для электрического транспорта), комплектная (самый распространенный тип).
Типы, выделенные по 1-ой и 2-ой классификации, коррелируют между собой. Примеры приведём ниже.
По охвату территорий можно выделить локальные, местные и районные.
Первые – это, например, подстанции ТРК или парка развлечений. Вторые подходят для микрорайона. Третьи – для целого населенного пункта, будь то село или город.
Виды
Как устроена трансформаторная подстанция, зависит от вида нагрузки, для которой она создана. Потребителями могут выступать:
- Производственные объекты;
- Коммунально-бытовые объекты;
- Дом или дома в селе, поселке, городе;
- Целые города в районах областей.
Также возможен вариант со смешанной нагрузкой. Например, хозяйственный двор, мастерские и несколько сельских домов. Или сельские школы, клубы, магазины и одноэтажные застройки.
Узловая распределительная подстанция (УРП)
Работа строится следующим образом: энергосистема дает электрическую энергию с U = 110-220 киловольт, УРП распределяет ее, трансформируя (либо нет) по подстанциям глубокого ввода. У последних напряжение варьируется в пределах 35-220 киловольт, и они в большинстве случаев размещены на площадке завода или промышленного предприятия.
Наиболее часто УРП принадлежат самим объектам, что заняты в сфере снабжения электричеством. Поэтому УРП территориально находятся не на самом объекте, а рядом с ним. Хотя бывает, что ее ставят прямо на предприятии – если все подстанции глубокого ввода, которые она питает, располагаются там же, на площадке, территории этого завода. Тогда и обслуживают ее сотрудники этого объекта.
Главная понизительная подстанция (ГПП)
Здесь деятельность осуществляется несколько иначе. Поступает электрическая энергия с напряжением в градации 35-220 киловольт (приходит непосредственно от районной энергосистемы). Далее происходит распределение электроэнергии по заводу, организации, предприятию, но со значительно уменьшенным напряжением.
ГПП может запитываться от 1-й двухцепной линии или же иметь 2 источника (то есть 2 одноцепные линии, расположенные на различных опорах). Также возможно питание по 2-м кабелям, проходящим по различным трассам. Кстати, теплоэлектроцентраль может считаться несколькими источниками в случае, если ее генераторы способы не останавливать работу при поломке одного генератора/одной секции.
Подстанция глубокого ввода (ПГВ)
Такой аппарат принимает E со значением U = 35-220 киловольт. Чаще всего, ПГВ создана с учётом упрощенных, иногда говорят «облегченных», схем переключения. Питание идет либо прямо от энергетической системы, либо от ЦРП на объекте. Задача аппарата здесь – обеспечивать питанием несколько стационарных установок, собственно, самого объекта, предприятия или же целиком определенный объект на заводе.
Обычно такие подстанции помещают рядом с большими производственными объединениями, требующими большого количества электроэнергии, или рядом с корпусами, где степень нагрузки будет наиболее концентрирована:
- Цехи, где осуществляют прокат металла.
- Цехи, где плавят сталь посредством электроустановок.
- Метизные заводы, где делают проволоку из стали.
- Объекты, где калибруют крепежи.
- Фабрики по обогащению и так далее.
Стоит отметить, что все схемы, где использовались ПГВ, будут называться схемами с глубоким вводом.
Трансформаторный пункт (ТП)
Первичное напряжение здесь равняется обычно 6-ти, 10-ти или 35-ти киловольтам. Пункт может изменить эти показатели до 230-ти или 400 вольт и отправить энергию на приемник. Если речь идет о производственном, промышленном комплексе, то такие ТП будут называться цеховыми подстанциями.
Комплектные трансформаторные подстанции (КТП)
На сегодняшний день КТП наиболее часто формируют ТП. КТП соответствует ГОСТу. Какие трансформаторные подстанции называют комплектными? Те, что включают в свой состав шкафы либо же блоки с вмонтированными в них трансформатором и иными приборами, необходимыми для осуществления функции распределения. Комплектная подстанция создается заводским методом и поставляется на конечный объект в уже в готовом к эксплуатации, собранном, либо разобранном виде.
В чем состоит преимущество применения комплектных трансформаторных подстанций? В том, что они могут принимать, преобразовывать и перераспределять энергию трехфазного переменного тока с частотой от 50-ти до 60-ти герц. Это подходит для большинства сфер народного хозяйства. Они также идут на экспорт в другие страны. КТП могут также становиться источником питания в целых системах перераспределения энергии.
Стоит даже говорить не о том, какие трансформаторные подстанции называются комплектными, а о том, какими они бывают, так как тут есть десятки подтипов:
- С маслом, жидким диэлектриком, «сухой».
- С нейтралью, заземленной глухо, или изолированной.
- В один раз или в два ряда (про позиции частей).
- С 1, 2, 3-мя трансформаторами.
- На кабеле, на шине, по воздуху.
- Со стационарными и выдвижными выключателями.
- Без тамбура и с тамбуром для ТО.
Из чего состоит комплектная трансформаторная подстанция? Силовой трансформатор (один или несколько), оборудование для распределения, защита для реле, автоматика, модули управления и вспомогательные модули. Важно, что все узлы в ней уже есть, она готова к использованию или к сборке.
Это самый популярный тип ТП, и он делится по типу защиты от перепадов и скачков на: столбовые, мачтовые, киосковые, наружные, внутренние.
Часто в интернете можно встретить вопрос, что такое мачтовая трансформаторная подстанция? Почему именно она? Потому что это наиболее компактная КТП. Столбовые – самые дешевые и распространенные. Киосковые надо не только собирать, но и сваривать. Наружные подходят для промышленности, особенно газовой. Внутренние – практически во всех отраслях народного хозяйства. Но такой тип возможен только в регионах с умеренным климатом.
Устройство трансформаторной подстанции
Что включает в себя трансформаторная подстанция в конечном итоге, зависит от ее типа и предназначения, то есть от конкретной модели. Для ТП, уменьшающих напряжение – одни силовые электромагнитные трансформаторы, для увеличивающих – другие. Но, в целом, то, из чего состоит трансформаторная подстанция, похоже.
Силовой трансформатор преобразует электроэнергию, шины подводят напряжение к нему, отводят то, что уже прошло преобразование. Поэтому, как вы понимаете, вопрос «чем отличается трансформатор от трансформаторной подстанции?» лишен смысла. Первое - часть, а второе - общая система.
Шины в обязательном порядке должны быть изготовлены из материалов, которые минимизируют потери напряжения в процессе передачи. То есть это материалы с усиленными токопроводящими характеристиками. Обычно у них довольно большое поперечное сечение.
Стоит отметить, что если в подстанции реализовано сразу два трансформатора, то потребуется две системы шин. Причем обе они будут запитываться от своего собственного источника. Если же система шин обладает большой протяженностью, ее делят на секции.
Также, отвечая на вопрос, что входит в состав трансформаторной подстанции, нельзя не упомянуть про коммутационные (переключающие) аппараты, которые призваны коммутировать существующие нагрузки, а также при необходимости отключать аварийные токи максимально допустимых величин. Кроме того, коммутационные конструкции могут гарантировать разрыв видимой секции электросхемы, переключаясь лишь при сброшенном с прибора напряжении.
Коммутационные аппараты могут быть разными:
- Пружинные и грузовые.
- Работающие на давлении и электромагнитные.
- Воздушные и вакуумные.
- На автоматической пневматике и на масле и т.д.
Важно учитывать не только то, что входит в состав комплектной трансформаторной подстанции, но и как они располагаются относительно друг друга. Только верное расположение всех элементов гарантирует надежность и основательность работы, легкость управления человеком или автоматикой, снижение расходов на использование, безопасность и обеспеченность электричеством объектов.
Обычно подстанция работает на автоматике, но ей удаленно управляют специалисты. Однако человек не может гарантировать безопасность в полной мере, поэтому автоматика используется и для защиты. Это такие датчики, которые «понимают», что происходит аварийный процесс:
- Выросла температура.
- Произошла световая вспышка.
- Повысилось давление в закрытой ячейке.
- Пошёл дым, образовалась гарь.
- Образуется газ в жидкости.
- Нечто иное, что не является нормой.
В устройстве все взаимосвязано: измерительные трансформаторы тока и напряжения, моделирование электропроцессов, первичная (начальная) схема силового оборудования, специализированные высокоточные органы, предназначенные для сравнения. Все это необходимо для определения момента появления неисправностей и ошибок.
Если ошибка возникла, логические блоки смогут обработать полученные данные и дать команду на устройства для отключения. Это все тоже работает на автоматике. Причем защита затрагивает и трансформатор как главенствующее звено, и шины, и ошинковку, и линии, и систему тушения огня.
Что находится в трансформаторной подстанции
Мы уже сказали выше, что комплектация может несколько отличаться в зависимости от вида. Но, в целом, отвечая на вопрос, что относится к элементам трансформаторной подстанции, можно выделить четко пять частей:
- Силовой трансформатор, самая главная часть, так как именно за счет него происходит преобразование электрической энергии для последующего перераспределения.
- Шины, за счет которых напряжение подходит к трансформатору, они также отводят нагрузки.
- Силовые коммутационные аппараты, которые оснащены специальными тоководами – этот элемент помогает распределять электрическую энергию.
- Обязательный элемент – различные системы защиты, это и автоматика, и элементы управления, и сигнализация, а также устройства для измерения.
- Устройства, которые обеспечивают ввод, их ещё называют вспомогательными.
Это то, что должно быть в трансформаторной подстанции в обязательном порядке. Трансформатор (первый и главенствующий элемент), в свою очередь, состоит из:
- Корпуса, который представлен герметичным баком, в него наливают масло.
- Магнитопровода, подвергнутого шихтованию.
- Обмоток двух типов (для сторон низкого напряжения и вводов высокого).
- Масляной системы и переключателя отводов.
- Дополнительно термометр.
Выше мы рассказали, как это все работает.
Часто задаваемые вопросы
Как подразделяются трансформаторные подстанции по уровню напряжения? Существуют те, что увеличивают, и те, что уменьшают – повышающие и понизительные. Чем отличается распределительный пункт от трансформаторной подстанции? Из названия ясно, что первый только распределяет, ничего не меняя, ТП же трансформирует перед перераспределением. Для чего нужны комплектные трансформаторные подстанции? У нее много функций, говорили об этом выше.
Эти и другие вопросы задают пользователи интернета. Тема довольно плохо освещена в сети, а консультацию в большинстве случаев получить банально негде. Постараемся ответить на самые распространенные вопросы.
Как выбрать трансформаторную подстанцию?
Необходимо верно оценить несколько параметров. В первую очередь, это тип нагрузки и напряжение (вторичное и первичное). Однако также нужно принимать во внимание частоту и фазирование, кВА нагрузки, способ монтажа (внутри здания или на улице, на полу или на стене). Как подобрать трансформаторную подстанцию? Ответить себе на пять вопросов:
- Соответствует ли мощность предполагаемой нагрузке?
- Соответствует ли мощность возможной перегрузке?
- Сколько будет «жить» аппарат, каков срок службы?
- Доступно ли последующее увеличение мощности блока?
- Каким образом осуществляется ТО, монтаж и ввод?
Это, конечно, только общие, направляющие вопросы. Лучше обратиться к специалистам для консультации и разбирать конкретный случай. Хотя бы учитывая, для чего ТП нужна – города или одного объекта.
Как рассчитать мощность трансформаторной подстанции?
Существует формула для оценки мощности трансформатора: S = Smax / (N * Кз).
- N – число преобразователей.
- Кз – коэффициент загрузки. Он высчитывается как max используемой мощности делить на номинал этого показателя.
Какой мощности бывают трансформаторные подстанции? От 25 до 1000 Ватт. В чем измеряется мощность трансформаторной подстанции? Активная мощность – в киловаттах, а полная – в кВА (кило вольт-ампер). Гораздо проще не самостоятельно создавать трансформаторную подстанцию, а заказать ее в готовом виде у завода-производителя, где вам помогут подобрать нужный вариант, все рассчитают за вас.
Кто обслуживает трансформаторную подстанцию, что входит в обслуживание?
Этим вопросом имеет смысл озадачиться до того, как произошел ввод в эксплуатацию. Кто обслуживает трансформаторную подстанцию? Дежурные сотрудники либо специально оперативно-выездные бригады. Также это могут быть дежурные на дому либо же электромонтеры от эксплуатационных подразделений. Все зависит от расположения, назначения аппарата и его мощности.
Что входит в техническое обслуживание трансформаторной подстанции? Это огромный спектр работ: от диагностики и проверки до регулировки и очистки. Кроме того, в ТО входит протяжка соединения, смазывание деталей, продувка, долив масла и смазки. Необходимо осуществлять плановое техобслуживание, чтобы избежать многочисленных проблем.
Нужно ли регистрировать трансформаторную подстанцию?
Все зависит от типа. Если это движимое имущество, то нет. Если она представляет собой «кирпичный домик», то нужно. Но это опять же зависит от типа, она может не быть признана как самостоятельная постройка. Оформление происходит как на любое другое строение. Однако в большинстве случаев надзорные органы документов не требуют.
Нужно ли разрешение на строительство трансформаторной подстанции? Если вы, к примеру, арендуете землю, то разрешение от собственника потребуется в обязательном порядке.
