Трансформаторные подстанции — это масштабные агрегаты, основное предназначение которых заключается в направлении электропитания на производственные и жилищные объекты, а также различные промышленные комплексы. ТП проводит прием электроэнергии, осуществляет преобразовательные действия и распределение на потребителей. Существует множество разных типов трансформаторных подстанций, которые имеют отличия согласно функциональности, назначению и ряду других признаков. Определение терминологии и описание обычных трансформаторных подстанций и комплексных отображено в соответствующих регламентах — ГОСТ 24291-90, ГОСТ 14695-97, ГОСТ 14695-80.
Классификация по исполнению
Различают несколько разновидностей ТП, которые классифицируются по исполнению:
- комплектные ТП для установки внутри объектов;
- комплектные мачтовые агрегаты для внешней установки;
- столбовые ТП для установки извне;
- киосковые или контейнерные подстанции, устанавливаемые извне;
- термоизолированные контейнерные ТП.
Комплектные подстанции с трансформаторами для установки внутри зданий располагают рядом с потребителем. Это устройства, снабжающие электроэнергией районные центры, электростанции и общественные здания — например, больницы, торговые центры, образовательные учреждения.
Мачтовые комплектные устройства для внешнего размещения представлены конструкцией определенного типа, которая размещается на внешней опоре. Такие трансформаторные подстанции актуальны для питания электроэнергией железнодорожной инфраструктуры — для блокирующих, сигнальных и осветительных устройств.
Столбовые внешние ТП состоят из открытой конструкции, которую размещают на бетонном столбе электропередачи либо на основании из железобетона. Для подобных трансформаторов нет необходимости в обустройстве фундамента и специального пространства для технического обслуживания. Столбовые ТП применимы в оснащении переездов, железнодорожных развязок, остановок, станций.
Внешние киосковые или контейнерные ТП актуальны для подачи электроэнергии на сельскохозяйственные предприятия, жилищные объекты. Элементы трансформаторов размещаются в специальных отсеках, которые защищены предохранительным кожухом.
Термоизолированные внешние трансформаторные подстанции относятся к блочному типу. Конструкция может состоять из железобетонной основы и бетонных стен, либо утепляться сэндвич-панелями и находиться в защитном кожухе. ТП с бетонными стенами используются на сельскохозяйственных объектах, с сэндвич-панелями — в электросетях для потребителей первой категории.
Перечисленная классификация не определяет все разновидности ТП. Существуют другие характеристики и отличительные признаки — по типу трансформатора, по способу присоединения к линии питания. В первом случае устройства классифицируются как сухие и масляные. Во втором — бывают тупиковыми, проходными и ответвительными.
УРП — узловая распределительная подстанция
Узловые распределительные подстанции — это центральные распределители электроэнергии. УПР получает электрику из энергосистемы с напряжением 110 — 220 киловольт, в некоторых случаях трансформируется по глубокому вводу при 35 — 220 киловольт. Обычно располагается на крупных предприятиях, внешнее размещение. Как правило, узловые системы принадлежат организациям, которые занимаются электроснабжением. Если подстанция питает несколько систем с глубоким вводом, то ее обустраивают на территории предприятия.
ГПП — главная понизительная подстанция
Система рассчитана на входные показатели напряжения от 35 до 220 киловольт, получение электроэнергии происходит от районного энергосектора напрямую. После чего уже значительно пониженное напряжение распределяется на предприятии. Один источник ГПП — питание по одной цепи, два источника — цепь имеет 2 линии с разными опорами либо размещенными на двух трассах. Например, несколько источников ГПП — это ТЭЦ, когда в случае аварии выходит из строя одна из линий либо генератор, то остальные системы продолжают функционировать.
ПГВ — подстанции глубокого ввода
Такие системы предназначены для питания комплекса установок на одном промышленном объекте, либо трансформируют электроэнергию для одного предприятия в целом. На ПГВ подается напряжение 35 — 220 кВ, оснащение состоит из достаточно простых коммутационных схем со стороны первичного входа. Питание подстанций глубокого ввода осуществляется напрямую от энергосистемы либо от центрального распределителя на промышленном объекте. Схема глубокого ввода является аналогом схемы электроснабжения ПГВ.
Подстанции глубокого ввода располагают рядом с крупными энергоемкими производственными комплексами либо вблизи цехов с постоянной массивной нагрузкой. Например, электросталеплавильных, прокатных производств, обогатительных фабрик.
ТП — трансформаторный пункт
Здесь подразумевается система, имеющая первичное напряжение в размере 6, 10 или 35 кВ. Такие подстанции осуществляют питание приемников электроэнергии, выдавая показатели 230 и 400 вольт. ТП называют цеховыми трансформаторными подстанциями.
Комплектные подстанции с трансформаторами
Данная разновидность состоит из нескольких трансформаторов, которые расположены на одной подстанции. Классификация происходит следующим образом:
- для потребителей третьей категории подходит один трансформатор;
- если нагрузочная мощность сконцентрирована на показателях 220 — 380 вольт, это подходит для второй и первой категории потребителей и трансформаторов может быть два и более.
Подстанции присоединяются к питающим линиям разными способами — тупиковым, проходным и ответвительным. Питание для тупиковых систем подают с помощью отдельной линии с радиальными схемами или ТП имеет одностороннее питание и установлена последней. Проходные включают в схему при наличии входа и магистрального выхода. Ответвительные присоединяют через соответствующие ответвления.
ТП имеют сборную или комплектную конструкцию. В состав КТП или комплектных включено несколько узлов, которые изготавливают на профильном предприятии и монтируют на подстанциях в готовом виде. Сборные конструкции изготавливают в виде отдельных элементов, которые нужно собирать на месте, составлять блоки и уже после этого производить монтаж и присоединение к питающим сетям.
Структура и классификация ТП
Все трансформаторные подстанции состоят из трех основных блоков:
- распределителя с низким напряжением;
- трансформатора;
- распределителя с высоким напряжением.
Как правило, электроэнергию принимают РУВН — распределители с высоким напряжением, которые отправляют ее непосредственно на трансформаторы. Иногда данные устройства выполняют распределительные функции. Приборы с распределением низкого напряжения функционируют по принципу приема и распределения энергии.
Месторасположение ТП
Электрификация любого промышленного объекта или жилищной инфраструктуры невозможна без трансформаторных подстанций. Соответственно, обустройство и размещение подобных систем тщательно планируется и продумывается с точки зрения продуктивности, экономичности и безопасности. Важный момент — подача и распределение электроэнергии должны осуществляться рационально и питать все присоединенные объекты.
Расположение распределителя и трансформатора всегда предусматривает непосредственную близость к подключенным промышленным объектам и соответствие требуемым параметрам. Если пренебречь данным правилом — возрастает расход кабельной продукции, увеличиваются потери и так далее.
Классификация ТП по месторасположению состоит из четырех типов:
- отдельно стоящие вблизи зданий или промышленных предприятий;
- пристройки, граничащие с одной из стен подключенного объекта;
- внутрицеховые — находятся внутри здания в специальном помещении либо примыкают к внутренним стенам;
- встроенные — внутреннее размещение в специальных защитных кожухах.
Для промышленных электросетей 6 — 10 киловольт рекомендуется использование встроенных ТП из-за близости электроприемников. Внутрицеховые подстанции актуальны для масштабного производства, установку осуществляют в многопролетных цехах — например, в насосных и компрессорных крупных станциях, металлургических производственных комплексах. При монтаже внутрицеховых и встроенных ТП необходимо учитывать огнестойкость зданий и другие противопожарные нормы.