высокая и низкая сторона электроснабжения что это такое

Высокая и низкая сторона электроснабжения что это такое

Ресурсы возможно было перевозить, хранить и перерабатывать. С энергией все обстояло намного сложнее. Поэтому всегда велись поиски того вида энергии который можно было с легкостью перемещать на большие расстояния, сохранять, накапливать. Энергию можно добывать практически из всего что есть под рукой, но при этом затраты на добычу могут чуть ли не превышать стоимость самой энергии. Раньше в виде энергии использовались деревья, которые при горении выделяли достаточно тепла для ковки металлов. Дрова полностью удовлетворяли запросам того времени – есть везде. Со временем потребовались усилия по вращению кругов и тогда придумали использовать те же бревна, но при этом они нагревали сосуд с водой, который выделял пар, а пар вращал колеса. Вода и бревна были по-прежнему так же распространены. Наряду с энергией горения развивалась и энергия падающей воды. Водопады были эффективнее потому что не требовалось рубить деревья, хотя была полная зависимость от места расположения водопада.

Энергии требовалось все больше, поэтому на смену бревнам пришел каменный уголь и доменные печи, а на смену естественному водопаду – пластины и дамбы. Станки и механизмы работали от водяных колес, затем от паровых установок, потом подключились двигатели внутреннего сгорания. На сегодняшний день все крутится электричеством. Именно электричество научились передавать на огромные расстояния с минимальными потерями, перераспределять и преобразовывать в любые другие виды энергии. Единственный вопрос остался с накоплением, но это вопрос обошли за счет перераспределения и организации вспомогательных станций. Конечно, электричество стало побочным видом энергии. Как и раньше первоочередная энергия – сжигания угля и строительство дамб.

Для передачи энергии от мельничного колеса к станкам фабрики, расположенные на значительном удалении, применялись механические системы из палок и шарниров, которые совершали поступательные движения «вперед-назад». Эксцентрик преобразовывал круговое вращение колеса в поступательное движение палок.

Сейчас все крутит электричество которое сделало возможным полностью автоматизировать процессы производства. Добычей электричества занимается огромное количество всевозможных энергостанций. В основе добычи – сжечь энергоемкое топливо. Структурная схема получения и передачи энергии представлена на рисунке.

В результате сгорания выделяется тепловая энергия которая нагревает жидкость, как в чайнике на плите. Жидкость закипает и струя пара, как из носика, бьет вверх, заставляя паровую турбину-генератор вращаться. При вращении генератора энергия вращения турбины преобразуется в электрическую энергию. Например, если генератор вырабатывает мощность 1 МВт при напряжении 6 кВ, то ток примерно составит 118 А. Повышающим трансформатором увеличивают напряжение до 110 кВ, ток снижается до 6,5 А. Такое напряжение легко передается по проводам на значительные расстояния без потерь. Далее применяется понижающий трансформатор, уменьшающий напряжение со 110 кВ до 0,4 кВ при токе 1875 А.

При добыче электрической энергии из падающей воды перегораживается бурная река и возводится платина, образуя водохранилище. В результате подъема уровня воды можно получить большую энергию за счет давления на лопасти турбины. Вращающаяся турбина вращает генератор. Электричество не могло завоевать место главенствующего энергоносителя если бы не был придуман способ транспортировки электричества на большие расстояния за короткое время. Одним из интересных решений была передача электроэнергии с помощью радиоволн, правда потери были большими и излучатель требовался уж очень большой величины. Поэтому решили использовать проводники. Провода протянулись по всей стране. Однако передавать низкие напряжения на большие расстояния не получилось из-за потерь в проводах. Как известно, все обладает сопротивлением электрическому току. Чем меньше сопротивление, тем более выгодным становится материал в качестве проводника электрической энергии. Явное лидерство в области передачи электрической энергии принадлежит металлам. Самым известным металлом с малым сопротивлением считается Ag (серебро), но его неприменение связано с тем, что в воздухе стало очень много сереводорода (H₂S), который окисляет серебро. Вторым металлом идет Au (золото), но его применение нецелесообразно из-за стоимости. Наиболее перспективными металлами для электропередачи стали Cu (медь) и Al (алюминий). Но есть способ для снижения сопротивления металлов. Вот уже много десятков лет человечество носится с мыслями о сверхпроводнике при комнатной температуре. Сверхпроводник – проводник не обладающий сопротивлением. Но такие явления пока возможны только при очень больших и очень низких температурах.

Вначале передавать электроэнергию нужно было на сравнительно малые расстояния, поэтому с потерями мирились, используя провода большего сечения. Но электричество все более становилось популярным поэтому и увеличивалась длина проводов. Потери в линии зависят от величины тока, протекающего по проводу, и от удельного сопротивления провода.

где Pпот – мощность потерь в линии, кВт;

R – сопротивление в линии;

p – удельное сопротивление металла из которого сделан провод;

S – сечение линии, кв.мм.

К примеру, если генератор вырабатывает 10 кВт при напряжении 380 В 3-х фазного напряжения, то даже используя сечение провода 35 кв.мм будут сказываться потери, которые на 1 км трассы составят 1,6 кВт, а через 6 км напряжение в линии будет около ноля.

Такие потери очень сильно удорожали линии электропередач потому что для уменьшения потерь увеличивали итак очень толстые кабели и массивные опоры. Транспортировка была нерентабельна, поэтому для уменьшения потерь в линии решили уменьшить ток. Ток – виртуальная величина, которая зависит от физических величин напряжения и сопротивления. Ток можно уменьшить либо за счет уменьшения сопротивления линий, но это не вариант из-за стоимости либо за счет увеличения напряжения в линии. С ростом напряжения ток в линии уменьшается и потери сокращаются.

К примеру, если генератор вырабатывает те же 10 кВт но напряжение увеличено трансформатором до 3 кВ 3-х фазного напряжения при том же сечении провода 35 кв.мм потери на 1 км трассы составят 27 Вт, а линия может растянуться на 375 км. При этом затраты на трансформацию из 380 В в 3 кВ на передающей стороне и обратно на приемной составляют менее 2%.

Заметно, что при увеличении напряжения 8 раз длинна трассы увеличивается в 62,5 раза. Напряжение увеличивается при помощи трансформатора. Именно способность переменного тока трансформироваться в любые переменные напряжения при помощи простого оборудования открыло дорогу переменному току.

Для трансформации напряжения необходимы два трансформатора – на передающей и приемной сторонах. С ростом напряжения увеличиваются требования к оборудованию и линиям. Чем выше напряжение, тем выше класс изоляции должен быть всех токоведущих частей, конечно кроме проводов линий электропередач потому что именно провода и не покрыты изоляцией.

Обычно подстанции располагаются в отдельных зданиях, либо в пристроенных зданиях и содержат обслуживающий персонал. Подстанции перераспределяют большие напряжения, также подстанции могут располагаться и под землей.

Различают открытые распределительные устройства (ОРУ) и встраиваемые распределительные устройства (ВРУ). Первые располагаются на открытом воздухе под навесом, а вторые – в отдельном помещении внутри здания.

Любая подстанция является зоной повышенной опасности. Чтобы посторонние не проникали на такие территории подстанции обносят забором. Над забором поднимаются мачты электропередачи (ЛЭП). Для ремонта в ночное время на подстанциях устанавливаются вышки с фонарями. Также фонарями можно освещать территорию при нападении или угрозе проникновения.

Часто можно увидеть на проводах катушки. Дело в том, что линии электропередачи могут тянуться на сотни километров, а проводник по которому течет ток и земля являются большим конденсатором. Чтобы ликвидировать реактивную составляющую в проводах при передаче в разрыв провода вставляют индуктивную катушку. Такие катушки не имеют сердечника.

Линии электропередачи стоит дешевле чем аналогичная кабельная линия. Но кабельные линии эстетичнее потому что их видят только ремонтных службы. В идеале все линии уберут под землю. Даже сейчас хоть линии на 110 кВ и подходят к подстанции по воздуху, но к зданиям после трансформаторов под землей проложены кабели. Здесь больше подумали о безопасности чем об эстетике.

Трансформаторы являются самыми главными компонентами всей распределительной сети энергоснабжения. Трансформатор понижает и повышает напряжение для удобства к потреблению и передаче. Первичная обмотка трансформатора обычно соединяется по схеме «треугольник». Вторичная обмотка соединяется по схеме «звезда». При этом соединении становится возможным вывести из трансформатора его нейтраль. Нейтраль трансформатора можно заземлить и от нее брать и заземление и рабочий ноль, или изолировать от земли и брать от нее только рабочий ноль.

Если потребители на низкой стороне нагружены равномерно по фазам, т.е токи фаз равны, то тока в нолевом проводе не будет. Если же существует перекос по фазам – а это практически всегда – то через контур заземления потечет ток. Сила тока будет сравнительно небольшой (5-10 А) в зависимости от нагрузки всех фаз. Формула для расчета тока в нолевом проводе имеет вид.

где I₀ – ток в нулевом проводе, А;

Это не означает, что нулевой провод на все группы нужно тянуть меньшего сечения. Токи в обоих проводах на лампочке и в розетке будут равны. В формуле имеется ввиду провод от подстанции или столба до коттеджа. Именно из-из того, что ток в нулевом проводе никогда не превысит ток в фaзном проводе, есть возможность экономить на сечении нулевой жилы в кабеле от подстанции до объекта.

Еще приведу пример – имеется трехфазная сеть, четырехжильный кабель КГ 3*6+1*4. Нужно запитать 6 комнат.

Вариант 1 – соединить четыре провода попарно, тогда получим, что два провода 6 мм 2 дадут 35 + 35 = 70 А, а один 4 мм 2 и один 6 мм 2 дадут 27 + 35 = 62 А. Итого возможное энергопотребление на все комнаты составит P = 62*220 = 13640 Вт, а на каждую комнату 13640/6 = 2274 Вт.

Если нагружена 1 фаза – работают 2 провода, ток, выдерживаемый проводом 4 мм 2 равен 34 А, следовательно P = 34*220 = 7480 Вт, а на каждую комнату 7480/2 = 3740 Вт.

Если нагружены 2 фазы – работают 3 провода, ток, выдерживаемый проводом 4 мм 2 равен 31 А, следовательно P = 31*220 = 6820 Вт, а на каждую комнату 6820/2 = 3410 Вт.

Если нагружены 3 фазы – работают 4 провода, ток в нулевом проводе около 0, выдерживаемый проводом 6 мм 2 ток равен 35 А, следовательно P = 35*220 = 7700 Вт, а на каждую комнату 7700/2 = 3850 Вт.

Заметно, что использование трехфазной сети значительно повышает передаваемую мощность по кабелю.

По конструкции помещения трансформаторных подстанций напоминают сарай или будку.

Вся начинка находится в помещении называемом «трансформаторной подстанцией» (ТП). Трансформатор находится в отдельном помещении, которое называется «высокой стороной трансформаторной подстанции». Помимо высокой также есть низкая сторона трансформаторной подстанции. На низкой стороне находятся все отходящие линии, аппараты защиты и коммутации.

В зависимости от того какую мощность должен трансформировать трансформатор их различают по размеру. Чем выше трансформируемая мощность, тем больше размер самого трансформатора. В самом верху трансформатора находятся изоляторы, которые предотвращают возможность касания проводов под напряжением и корпуса трансформатора. Изоляторы более высокого напряжения выше и тоньше чем те, которые стоят на низкой стороне.

В самой верхней точке трансформатора стоит расширительный бак для изоляционного масла. Силовые трансформаторы маслонаполненные. Под действием температуры от обмоток объем масла в корпусе трансформатора постоянно меняется и излишки масла выдавливаются в расширительный бак. Масло применяется специальное обезвоженное и им наполнен весь трансформатор. Масло служит для дополнительной изоляции между обмотками, но основная его функция – отводить тепло от обмоток, которые нагреваются. Для охлаждения масла на корпусе трансформатора располагаются ребра, которые являются радиатором и в которых циркулирует масло.

При опасных ситуациях когда трансформатор может выйти из-под контроля при токах короткого замыкания предусмотрена выхлопная труба для выхода паров масла. Труба расположена сверху трансформатора.

При замене трансформаторного масла откручивают пробку на расширительном баке и в него заливают масло. Однако, диаметр отверстия в баке сравнительно небольшой и заливать в него масло трудно, поэтому многие безбашенные электрики откручивают верхнюю крышку с выхлопной трубы и заливают масло прямо в сам трансформатор.

Перед тем как доливать масло необходимо произвести анализ масел в трансформаторе и бочке, из которой будут доливать. Пробу масла берут при включенном трансформаторе. На лицевой стороне трансформатора находятся датчики температуры, а в самом низу трансформатора есть гайка с отверстием в центре – клапан для забора проб масла. При откручивании гайки на несколько оборотов из отверстия начнет течь масло. Диаметр отверстия 6 мм. Если так получилось, что в трансформатор долили больше масла чем требовалось, то через клапан для забора проб масла можно отрегулировать количество масла в трансформаторе.

В зданиях позади подстанций размещается вся автоматика систем защиты. Из здания оператор управляет коммутацией кабелей и следит за реактивной составляющей. Катушка на проводах гасит емкостную составляющую линий. Дело в том, что промышленные объекты содержат много электродвигателей, которые тянут помимо активной энергии из сети еще и реактивную индуктивную энергию, которая увеличивает расход активной составляющей и без которой можно обойтись. При росте индуктивной составляющей оператор на подстанции включает силовые конденсаторные батарее.

Изоляторы делают из стекла или керамики. Возможно, что ушлые китайцы делают изоляторы из пластмассы, но наши страны продолжают использовать керамику. Изолятор хоть и толстый, но имеет порог пробоя по напряжению. Это значит, что если изолятор на 3 кВ, а по проводу, который он держит, пропустить 6 кВ, то скорее всего провод наэлектризует вокруг себя все пространство и пробьет промежуток между собой и стальной опорой мачты.

На стальной штырь опоры надевается пластиковая втулка с резьбой. На резьбу накручивается сам изолятор. Форма изолятора не случайна. Когда идут дожди между столбом и проводом может создаться водяная перемычка, которая станет проводником электричества. Чтобы этого не произошло изоляторы делают с волнистым профилем – то горбинка, то впадинка.

Для того, чтобы изолировать от мачт провода под напряжением 110 кВ – собирают гирлянду изоляторов. Изолятор представляет собой сферу. В центре сферы стоит стеклянная преграда на случай стыковки двух крепежных тросов. По обеим сторонам от перемычки закреплены крепежные тросы. Изоляторы соединяются последовательно. Каждый может выдержать пробивное напряжение 3-20 кВ.

По обеим сторонам от крепления изолятора к проводу размещаются успокоители – гантели. Эти штучки препятствуют раскачивания проводов под напором ветра.

Провода в высоковольтных линиях используются сталеалюминиевые. В сердцевине содержится стальной трос, а поверх троса навита алюминиевая проволока. Тем самым соблюдается и физическая нагрузка провода, которую принимает на себя стальной трос и проводимость, которую берет на себя алюминий потому что электроны бегут по наружной поверхности металла. На востоке где прокладка самой линии уже проблема в сердцевину троса вплетают оптический кабель связи. Тем самым и электрифицируют и обеспечивают связью населенные пункты.

Опоры для высоковольтных линий делаются из стали или железобетона. Внешний вид может быть любой, но главное – эстетика. Опора должна нести на себе вес проводов, изоляторов и успокоителей. Обычно по одной мачте пускают несколько дублирующих линий. На стандартной опоре держатся 6 проводов по 3 с каждой стороны и один на пике вверху. Каждые три провода – фазы, верхний провод – молниезащита, соединенная с каждой опорой.

Мачты электропередач ставят по одной линии очень точно, конечно, если позволяет рельеф местности. Например, в Крыму, мачты переносят провода через горы и впадины, при этом сами мачты тоже поднимаются в горы и спускаются в овраги.

Все линии можно проложить по одной прямой, но из-за постоянной опасности нападения Советский Союз строил линии с поворотами – так бомбить было бы труднее.

Для отсоединения одного ответвления линии на ней ставится разъединитель. Аппарат чисто механический. С помощью штанги, поднятой до уровня проводов, оператор снизу может заставить ножи, который соединяют обе линии, синхронно выйти из губок, разорвав контакт.

Следует отметить, что ножи разъединителя нужно отключать плавно. Если потянется электрическая дуга – сразу можно вновь замкнуть ножи. Включать ножи нужно быстро, чтобы дуга не перетянулась в разрыв линии.

Разъединитель как прибор не снабжается аппаратурой защиты или дугогашения, поэтому пользоваться разъединителем нужно после того, как вся нагрузка отключена. Например, если на дачный поселок приходить линия 3 кВ, стоит разъединитель, понижающий трансформатор с автоматами защиты, то вначале нужно отключить все автоматы низкой стороны, а только затем дергать разъединитель.

Источник

Зачем нужна трансформаторная подстанция — опеределение и устройство

Что такое трансформаторная подстанция – здание или сооружение

Трансформаторная подстанция представляет собой объект, который используется для повышения или понижения напряжения сети. Естественно, используется переменный ток. Он подается на один трансформатор или несколько (в зависимости от типа оборудования), предназначен для распределения электроэнергии между потребителями. В зависимости от того, какие мощности энергии перерабатывает подстанция, на сколько рассчитана потребителей меняется ее тип.

Закон

Но в законах прописаны и отдельные пункты, касаемо того, какие объекты можно относить к зданиям, а какие к сооружениям. Конкретный государственный акт — это Федеральный закон от 2009 года под номером 384-Ф3 «Технический регламент безопасности сооружений и зданий в Российской Федерации». Согласно нему:

И те и другие являются объектами, конечным результатом строительства. Здания предназначены для нахождения там людей, их непосредственного пребывания. А вот сооружения также, но чаще в них сотрудники перебывают временно, в основном их используют для хранения продукции и проведения различных технических и производственных процессов. Поэтому, если думать над тем, к каком уже типу относится трансформаторная подстанция, то можно понять, что это сооружение.

Что внутри

Современное оборудование, которым пользуются граждане страны, чувствительно к скачкам напряжения сети. Понятно, что при подаче нестабильного по показателям электричества будут наблюдаться постоянные замыкания, приводящие к поломкам. Чувствительно к уровню сигнала и специфическое оборудование, которое используется на производствах, заводах, в ресторанах, в школах и больницах и любых других заведениях.

Для того, чтоб подавать им напряжение постоянное и приемлемое по показателям, требуется изначальная обработка при помощи устройств. Такие располагаются в трансформаторной будке. При этом стоит понимать, что приборы, которые находятся в подстанции, будут различаться в зависимости от назначения устройства.

Трансформаторная станция представляет собой сооружение, в котором в комплексе хранится оборудование, предназначенное для преобразования и распределения энергии между потребителями. В частности, это:

Основной элемент — это силовой трансформатор. В небольшой подстанции он один, в то время как в масштабных будках по размеру может быть несколько. В зависимости от типа тс определяется специфика работы. Если трансформатор повышающий, то он увеличивает напряжение. В таком оборудовании первичная обмотка с меньшими количеством витком, чем вторичная. В случае понижающего тс все наоборот: обмоток на первичке больше, чем на вторичке, напряжение понижается.

Принцип работы

Основной компонент трансформаторной подстанции – силовой трансформатор, который обеспечивает на выходе получение напряжения необходимого уровня. Простейший трансформатор состоит из двух обмоток, которые одеты на сердечник из мягкой электротехнической стали. Переменный ток, протекающий по первичной обмотке этого статического устройства, создает магнитный поток, который наводит ток во вторичной обмотке.

Трансформатор отличается большим КПД, поэтому соотношения между токами/напряжениями первичной/вторичной обмоток пропорциональны/обратно пропорциональны количеству витков для напряжения/тока, соответственно. Частота тока/напряжения первичной/вторичной обмоток одинакова.

При небольшой мощности применяют т.н. сухую конструкцию, когда отсутствие короткого замыкания между обмотками и сердечниками обеспечено только изоляцией проводов обмоток. Маслозаполненные конструкции характерны для высоких мощностей. Они содержат залитый минеральным маслом бак с установленными обмотками, рисунок 1. Такое исполнение улучшает тепловые параметры устройства: масло эффективно отводит излишки выделяемого тепла.

Для регулирования выходного напряжения вторичную обмотку снабжают несколькими отводами.

Назначение трансформаторных подстанций

В самом начале КТП обрабатывает высоковольтный ток, после этого она распределяет электрическую энергию с частотой примерно 6 киловатт на стороне высокого напряжения и на стороне низкого напряжения частотой около 0,4 киловатт. При помощи отходящей линии преобразовывается поставка электроэнергии до потребителя.

Эти подстанции — самые надёжные по сравнению с другими, так как у них имеется предусмотренная защита для того, чтобы предотвращать возникновение нештатных ситуаций. Также имеются дверцы для очень быстрого и удобного обслуживания.

Трансформаторные подстанции, их реальное применение

В комплект специального оборудования входят такие элементы как распределительные приборы, силовой трансформатор, вспомогательные агрегаты. Основных задач на участке работы КТП – комплектных подстанций две. Первая заключается в преобразовании магистральных значений тока до безопасных параметров потребления. Вторая состоит в поддержании нормальной работоспособности участка, предупреждении аварийных ситуаций. В числе дополнительных функций, которые выполняет трансформаторная подстанция на строительной площадке, учет электроэнергии, затраченной подрядчиками на возведение объекта.

Учитывая возможности и доступные модификации КТП, силовые установки могут применяться в следующих сферах жизнедеятельности человека:

На практике конкретная функциональность КТП зависит от технологической схемы. Так, подстанции могут работать на понижение (в тупике) или на повышение (на участке разветвления).

В спектре частых запросов на изготовление подстанций – установки для строительных площадок. При создании временной инфраструктуры на возводимых объектах важное значение имеют такие факторы как быстрое развертывание, достаточная мощность, тип фазы и мобильность. Отвечая на вопрос, зачем нужна трансформаторная подстанция на строительной площадке, следует вспомнить привычные для таких ситуаций мачтовые установки. Маломощные однофазные сборки обеспечат работу электроинструмента, локального освещения в дневное и ночное время, специальных слаботочных систем.

В условиях строительства не менее популярны киосковые трехфазные подстанции. При включении в схему снабжения таких агрегатов появляется возможность задействования стационарной техники. Чаще всего подрядчики заинтересованы в приобретении готовых решений, в том числе на передвижной базе. На таких условиях исключается необходимость поиска и привлечения арендуемых мощностей или безуспешного поиска альтернативных вариантов.

Применение нестандартных модификаций

При ознакомлении с презентациями, в которых рассказывается о том, зачем нужна трансформаторная подстанция, нашим клиентам нередко предлагаются специализированные решения. К числу таких относятся шкафные КТП. Это так называемые «сельхозки», которые нередко можно встретить в составе инфраструктуры фермерских хозяйств. Подстанции эффективно решают задачи снабжения малого бизнеса в полевых условиях, а также позволяют организовать потребительское снабжение удаленных населенных пунктов.

Рассматривая вопрос о том, для чего трансформаторная подстанция, многие заказчики забывают о расширенных возможностях производства. Так, в зоне популярности представителей промышленности остаются внутрицеховые установки. С такими КТП становится возможным создание эффективной схемы локального снабжения, исключающей технологические потери и аварийный ситуации. Такие сборки в большинстве случаев изготавливаются по индивидуальным проектам.

Классификация ТП

По типу преобразования электрической энергии с применением силовых трансформаторов выделяют:

По месту и способу присоединения к электрической сети подстанции классифицируют на:

Проходные и узловые подстанции еще называют транзитными, а ответвительные и проходные – промежуточными.

Классификация по значению напряжения в сетях электроснабжения выделяет 4 основных вида подстанций:

По конструктивному исполнению выделяют следующие типы трансформаторных подстанций:

Классификация трансформаторных подстанций по территориальному размещению:

Комплектные трансформаторные подстанции, питающие городских потребителей, называются городскими, а КТП расположенные на производстве и в промышленных сетях – цеховыми.

Кроме этого, комплектные трансформаторные подстанции различаются в зависимости от типа применяемой в электроустановке нейтрали заземления, которая может быть изолированной или глухозаземленной.

Виды трансформаторных подстанций, производимых ЧЗЭО:

Изготовление комплектных трансформаторных подстанций одно из приоритетных направлений деятельности Челябинского завода электрооборудования. Наш завод специализируется на производстве трансформаторных подстанций как наружной (КТПН), так и внутренней установки (КТПВ), а также передвижных комплектных трансформаторных подстанций (КТПП) мощностью от 25 до 2500 кВА и напряжением до 10 кВ.

Специалисты нашей компании ответят на все возникшие вопросы по подбору комплектной трансформаторной подстанции, которая полностью удовлетворит ваши требования и решит поставленные задачи.

Что такое КТП?

Аббревиатура расшифровывается как «комплектная трансформаторная подстанция». Так называется современное оборудование, предназначенное для понижения напряжения электротока, поступающего от электростанции, и его распределения по конечным потребителям. КТП принимает ток напряжением 6-10 кВ, напряжение отдаваемого тока составляет 0,4 кВ.

В конструкцию КТП входит всё, что необходимо для полноценного и безопасного функционирования подстанции — именно поэтому она называется комплектной:

Виды КТП

По особенностям конструкции и месту размещения выделяют следующие виды подстанций:

По количеству и способу подключения электрических линий выделяют:

По количеству агрегатов для преобразования электроэнергии выделяют одно- и двухтрансформаторные КТП.

Принципы выбора

В электрических системах используются подстанции с одним или двумя силовыми трансформаторами. КТП с тремя силовыми установками используются очень редко, только в вынужденных ситуациях, так как это вызывает лишние затраты.

Обычно такую схему применяют при раздельном питании силового и осветительного оборудования или для обеспечения электроэнергией объектов при резких переменах нагрузок. На крупных подстанциях специалисты стараются применять только два трансформатора для обеспечения потребителей более надежным электрообеспечением.

Когда на производстве используется несколько мест для электроснабжения или осуществляется обеспечение электроэнергией по схеме более сложного ввода, то допускается применение одного силового трансформатора. При электрическом снабжении по магистральным линиям подстанции рекомендуется подключать к разным цепям, при условии, что есть наличие резерва.

Условные обозначения КТП

Расшифровка условных обозначений включает следующие параметры:

Производители оставляют за собой право изменять (добавлять или исключать) некоторые данные об изделии.

Общие характеристики

КТП традиционно применяются в комплексах электрообеспечения для собственных нужд потребителей, производственных компаний, а также шахт и рудников. Если принять во внимание двухкомпонентные подстанции, то надо принять к сведению что в них имеется секционный модуль, включающий два ввода, в том числе и от ДЭС (дизельной электростанции).

Окружающая среда должна отвечать таким требованиям:

Устройство

Обычная комплектация питающих устройств представляет собой 3 составных части. Все они расположены в корпусе из металла, сваренного корпусе из листов и профиля. В нем размещены УВН (устройство высокого напряжения), РУНН—распредустройство низкого напряжения и непосредственно сам трансформатор.

Для производства обслуживания электрики заходят во помещение посредством распашных ворот. Все электрические соединения производятся при помощи шинных соединений либо гибких связей. КТП также включает приспособление для наружных включений и другие компоненты, поддерживающие необходимые параметры.

Внешние трансформаторные пункты, отличие от КТПМ (мачтовых подстанций), обладают гораздо большим спектром мощностей. Это дает возможность использовать внешние комплектные устройства в широчайшем диапазоне способов использования, а также имеются образцы с 25—4 тыс. киловольт амперными характеристиками.

Ввод в эксплуатацию

Нормальная работа КТПН обусловлена организацией монтажных работ, предписанных специальными нормативами. Предприятие-изготовитель имеет возможность доставить устройство к месту эксплуатации поблочно либо целиком собранным. На лицевой стороне расположена сборочная схема.

Транспортировочные элементы готова к монтажным работам. Разбирать коммутационное оборудование не надо. Надежность скрытых соединений проверяется перед началом сборки. Сборочные компоненты оснащаются специальными устройствами для использования подъемных механизмов при перемещениях и подъеме. Собранную подстанцию размещают на ровной поверхности. До начала использования организуются испытания всех комплексов электроподстанции.

Комплектность

Набор устройств и систем при устройстве КТПН разнообразен. Наиболее используемые компоненты:

Конструкция КТП

Традиционно КТП – это совокупность комплектующих узлов, распределенных в локализированных модулях, которые объединены в общий корпус. По конструктивным компонентам и месту размещения станции разделяются на наземные, мачтовые и интегрированные. Первые комплектуются в корпусах из металла, железобетона или утепленных сэндвич-панелей. Мачтовые размещаются на вертикальных столбах и могут иметь облегченную металлическую конструкцию с частично открытыми элементами. Для доступности осуществления технических работ предусмотрена специальная лестница и площадка.

Для обслуживания станции имеются дверцы или распашные ворота с центральным замком и системой блокировок. Корпус оснащается техническими отверстиями, скрытыми жалюзи для организации естественной терморегуляции и вентиляции системы.

В чем разница между КТП и КТПН

КТП и КТПН – два схожих названия, которые, кажется, ни чем не отличаются, но все же отличия есть. КТПН (комплектная трансформаторная подстанция наружной установки) – это одна из разновидностей КТП (комплектной трансформаторной подстанции), особенность которой заключается в том, что она устанавливается и эксплуатируется только снаружи зданий. Конструкция КТПН может работать при любых погодных условиях, при различных перепадах температуры, а также при обильных осадках и наличии сильного ветра. Данными характеристиками отличается КТПН от КТП.

Отличия КТП и БКТП

Блочная комплектная трансформаторная подстанция (БКТП) — электроустановка, предназначенная для эксплуатации на улице. Электрооборудование монтируют в железобетонный корпус, похожий на небольшую постройку, и в таком виде транспортируют на объект. Кровля конструкции укрепляется тепло- и гидроизолирующими материалами, в двери и ворота устанавливают решетки для естественной циркуляции воздуха.

Разница между КТП и БКТП заключается в конструкции и габаритах электрооборудования. Комплектная ТП меньше блочной, имеет более компактный корпус, выполненный из металла. Кроме того, первая подстанция снабжает электроэнергией небольшие поселения и строительные объекты. Вторая — более крупные промышленные предприятия, большие населенные пункты, отдельные районы города.

Что такое КТПН?

В перечне, приведённом выше, были упомянуты разновидности, которые устанавливаются и эксплуатируются снаружи зданий. Именно они и обозначаются аббревиатурой КТПН, которая расшифровывается как «комплектная трансформаторная подстанция наружной установки». Оборудование, входящее в эту группу, имеет ещё одно название — киосковые подстанции.

Основные модули, входящие в конструкцию КТПН, были перечислены выше — в описании КТП. Есть особенность, которая отличает подстанции для наружного монтажа от других разновидностей. Снаружи КТПН защищены силовым каркасом, обшитым панелями — как правило, из листовой стали значительной толщины. Такое решение позволяет эксплуатировать подстанции под открытым небом при любых погодных условиях, делает их нечувствительными к перепадам температуры, осадкам, ветру, загрязнениям. У КТПН есть и другие достоинства:

Итак, теперь мы можем сформулировать ответ на вопрос о том, каково отличие КТП от КТПН. Первая аббревиатура носит общий характер, ей обозначаются все подстанции комплектного типа — как устанавливаемые внутри зданий, так и предназначенные для наружного монтажа. Вторая аббревиатура имеет более узкое значение — ей обозначаются только подстанции, эксплуатируемые снаружи зданий.

Устройство и особенности конструкции

Подстанции КТПН 250 и других серий, отличающихся по мощности, не требуют возведения киосков для защиты от атмосферных воздействий, несанкционированного доступа. Благодаря этому существенно снижаются расходы на подключение потребителей с различной суммарной потребляемой мощностью.

В стандартную комплектацию КТПН 400 и модификаций, рассчитанных на другую мощность, входит:

Все модификации начиная от КТПН 25 представляют собой полностью автономный киоск с металлическим корпусом. Для эксплуатации в условиях значительных отрицательных температур рекомендуется выбирать подстанцию с корпусом из теплоизолирующих сэндвич-панелей.

Технические характеристики

Существующие виды КТПН

Учитывая то, что подстанции КТПН 630 и другой мощности могут отличаться по комплектации, рекомендуется заказывать индивидуальное изготовление с обязательной консультацией с производителем. В зависимости от назначения могут применяться следующие модификации оборудования:

Основное преимущество обеспечено за счёт защиты от воздействия окружающей среды. В зависимости от условий эксплуатации можно выбрать оборудование в климатическом исполнении У1 и УХЛ1 для умеренного и умеренного холодного климата.

Требования по эксплуатации

КТПН 250, 400, 1000 и прочие разновидности должны эксплуатироваться в соответствии с инструкцией производителя и правилами безопасности. Для этого были разработаны специальные технические условия для работы оборудования:

Помимо перечисленных условий наружные трансформаторные объекты не должны строиться в пожароопасных районах, в местах хранения агрессивных веществ. При выполнении правил эксплуатации оборудование способно эффективно работать около 30 лет.

Ввод в эксплуатацию

Обеспечить правильное функционирование КТПН позволяет проведение монтажа в соответствии с установленными нормами. Производитель может поставлять подстанцию на место установки в полностью собранном виде или блоками. Схема сборки указывается на фасаде здания.

Транспортные блоки полностью подготовлены для монтажа. При этом не требуется производить разборку коммутационной аппаратуры. Монтажники при строповке блоков обязаны проверить качество болтовых и внутренних соединений.

Для удобства монтажа блоки или собранное сооружение имеют приспособления для перемещения и подъема при помощи спецтехники. Сооружение устанавливается на ровную поверхность (фундамент). Крепеж здания осуществляется при помощи специальных болтов или сваркой к закладным элементам основания. Перед вводом в эксплуатацию все системы подстанции тестируются.

Комплектация

При обустройстве КТПН может применяться различная комплектация. Самыми распространенными компонентами являются следующие системы:

Преимущества

Применение КТПН упрощает и удешевляет подключение потребителей электроэнергии при наличии доступа только к высоковольтной сети. Кроме того, практика применения такого оборудования подтвердила и другие плюсы:

При выборе модификации проконсультируйтесь с производителем или поставщиком.

Расшифровка аббревиатуры БКТП означает блочные комплексные трансформаторные подстанции. БКТП выпускается двух типов – тупикового и проходного, что это означает? Подстанции БКТП тупикового типа используется как конечный элемент преобразователей электрической энергии перед подачей ее потребителю. БКТП проходного типа используется в качестве промежуточного преобразователя или как одна из ступеней преобразования электрической энергии с высоким напряжением тока в ток с низким напряжением.

Конструкция

Монтаж и установка

Монтаж БКТП должен проводиться в местах, которые не имеют в окружающем воздухе едких газов, испарений и пыли которые способны осуществлять разрушение металла, изоляции или покрытия шкафов подстанции.

Условия эксплуатации

Особенности

Отличительной конструктивной особенностью БКТП является возможность реализации любых требований заказчиков. Компоновка подстанции может выполняться в бетонных блоках имеющих размеры от 2,5х3,0 до 2,0 х 7 м. ограничений по размерам в принципе при монтаже БКТП не имеется. В состав БКТП входит несколько отсеков различного назначения: отсек высокого напряжения, отсек монтажа трансформатора и отсек низковольтного оборудования. В комплект оснастки БКТП могут входить разрядники типа РВО-10. В зависимости от пожеланий заказчика в комплект установки могут включаться монтаж ограничителей перенапряжения типа ОПН-10 и специальных разъединителей типа РЛНДМ 10/400.

Комплектация

Комплектуются подстанции трансформаторами, мощность которых в зависимости от требований заказчика может варьировать от 100 до 630 кВА

В зависимости от комплектации БКТП могут отличаться между собой конструктивно и иметь различные технические характеристики. В зависимости от мощности устанавливаемого силового трансформатора размеры БКТП сильно отличаются между собой.

Подстанции БКТП

В условиях динамично развивающихся электрических сетей города, применение БКТП является оптимальным решением как с технической, так и с экономической точек зрения.

Трансформаторные подстанции БКТП состоят из трех основных частей:

Технический регламент

Электроподстанции принимают, распределяют и преобразуют переменный электрический ток.

Технические стандарты КТП:

КТПН не могут использоваться:

• при вибрации, пульсации, ударах и при взрывоопасных факторах,

• для получения питания по стороне 0,4 кВ

Как оформить трансформаторную подстанцию

Специального законодательного акта, который бы регулировал возможности оформления, передачи в собственность или в аренду оборудования и его внешней части нет. Регуляция происходит по нормам «Единого государственного реестра прав на недвижимое имущество», а также на движимое имущество. Тип подстанции определяется в зависимости от того, в каком она типу относится — уже тогда происходит назначение закона.

Порядок оформления зависит от исходной аргументации. Если техника будет применяться для обслуживания предприятия, то обращаются к отдел технической части него. Если постройка заброшена, и вы точно не знаете, кому принадлежат права на нее, то оформить можно через ближайшее государственное учреждение, занимающееся выдачей прав на собственность.

Где можно монтировать подстанцию

Монтирование станций ведется в строгом соответствии с регламентом. Возможна установка в жилых помещениях и многоэтажных домах, если позволяют показатели мощности. Другие же будки, рассчитанные на большее число клиентов, ставят отдаленно от помещений. Считается, что трансформаторные токи могут вызвать различные хронические заболевания, поэтому жить рядом с ними нельзя. Их не устанавливают на определенном расстоянии от общеобразовательных школ, детских садов, больниц или здравниц.

Узнать конкретные нормы вы можете в инструкциях оборудованию, которое предполагается использовать.

Как определить правильное местоположение для оборудования: нормы и требования

Местоположение для нового строительства определяется регламентом и той организацией, которая выдала разрешения. После установки специалисты обаятельно проверяют соответствие выполнению требованиям.

Подстанция – это движимое или недвижимое имущество

Определить наверняка, является ли объект движимым или недвижимым имуществом нельзя. Если встроено в жилой дом, то будет считаться недвижимым. Если конструкция модульного типа, которую можно разбирать и монтировать в другом месте, то она будет законно рассматриваться как движимое имущество.

Снижение затрат на строительство и эксплуатацию

Известно, что полная стоимость владения любого технического объекта (иначе, приведенные расходы) складывается из капитальных затрат и текущих эксплуатационных расходов.

Для снижения капитальных затрат на создание подстанций привлекается несколько основных приемов.

Первый из них — реализация по типовым проектам. Часто встречающиеся киосковые подстанции со сварным металлическим корпусом – хороший пример его практического использования, рисунок 4. Наибольший эффект дают в местностях с умеренным климатом.

Второй прием – поставка готового для установки оборудования на место монтажа непосредственно с предприятия-изготовителя.

Экономия на эксплуатационных расходах достигается внедрением современной микропроцессорной и компьютерной техники, максимально полно берущей на себя решение рутинных задач автоматического управления. Такие объекты, отличающиеся заметно более высокими функциональными возможностями, называют цифровыми.

Вопросы безопасности

Подстанции вне зависимости от их назначения функционируют при высоком опасном для жизни напряжении. Эта особенность определяет необходимость жесткого соблюдения норм ТБ и иных правил при их текущем эксплуатационном обслуживании. Основные из них сводятся к следующему.

Для работ любого вида допускают только персонал, прошедший обучение с дополнительным предварительным инструктажем. Кроме того, навыки безопасной работы постоянно поддерживаются на должном уровне такими мероприятиями как:

Работы любого вида могут:

При выполнении любых действий требуется предельная концентрация, аккуратность, отсутствие спешки.

Подстанция — объект повышенной опасности. Ограничение доступа к ним посторонних лиц при открытой установке достигается оградами, а при закрытой – надежными запираемыми металлическими дверями, которые дополнительно оборудуют сигнализацией. Все объекты обязательно снабжаются хорошо различаемыми надписями, предупреждающими о смертельной опасности.

Для предотвращения вредного влияния на человека мощных электрических и магнитных полей подстанции следует размещать на определенном расстоянии от жилых домов. Конкретные нормы с разбивкой по типу объекта и мощностью содержаться в законе 52-ФЗ от 1999 года. Минимальные расстояния установлены в пределах от 50 до 1000 м.

Источник