Виды трансформаторных подстанций

Ключевые компоненты комплектной трансформаторной подстанции:

• силовой трансформатор – преобразует одно напряжение переменного тока в другое, обеспечивая безопасное использование электроэнергии.
• распределительное устройство – распределяет входящую электроэнергию по отдельным цепям.
• Автоматическое управление – поддерживает необходимую частоту тока.
• защитные устройства – обеспечивают безопасность и стабильность работы подстанции, особенно для силовых линий.
• вспомогательные сооружения – играют важную роль в общей системе.

Обслуживание трансформаторных подстанций также входит в перечень услуг, предлагаемых компаниями, занимающимися их производством.

Типы и классификация трансформаторных подстанций

Существует несколько категорий, которые помогают классифицировать трансформаторные подстанции. Чтобы понять их назначение и значимость, стоит рассмотреть каждый тип отдельно.

Понижающие подстанции предназначены для преобразования первичного напряжения в более низкое, что делает его безопасным для потребления.

Повышающие трансформаторы работают наоборот – они увеличивают напряжение, вырабатываемое генераторами.

Также подстанции делятся на местные и районные, главная задача которых – распределение электроэнергии между потребителями. Они принимают электроэнергию и затем передают её дальше.

Для правильного распределения электроэнергии используется схема трансформаторной подстанции.

Классификация по напряжению

Существует четыре основных типа подстанций в зависимости от уровня напряжения:

• Узловая распределительная подстанция – работает с напряжением 110...220 кВ, получает электроэнергию от энергосистемы и распределяет её по подстанциям глубокого ввода без трансформации.
• Подстанция глубокого ввода – предназначена для напряжения 35...220 кВ, получает питание от энергосистемы или центрального распределительного пункта, обеспечивая группы подстанций или крупные предприятия.
• Главные понижательные подстанции – распределяют электроэнергию по предприятию, получая её от районной сети, и питают конечные потребители.
• Тяговые подстанции – обеспечивают электроэнергией такие транспортные средства, как трамваи и троллейбусы.

Подразделение по типу получения энергии

Трансформаторные подстанции можно классифицировать по принципу получения энергии:

• Понижающие – преобразуют высокое напряжение в более низкое для дальнейшего распределения.
• Повышающие – увеличивают напряжение для достижения нужного уровня.

Классификация по охвату территории

По охвату территории трансформаторные подстанции можно разделить на:

• Локальные – получают напряжение от одного или нескольких близко расположенных объектов.
• Местные – преобразуют напряжение для объектов в пределах микрорайона.
• Районные – отвечают за распределение электроэнергии по всему населенному пункту.

Все подстанции оснащены защитными системами от перепадов напряжения. В случае отключения питания в локальных системах предусмотрены автоматические ввод резерва (АВР), которые подключают резервный источник.

Разновидности комплектных трансформаторных подстанций

Комплектные трансформаторные подстанции могут быть разных типов:

• Столбовые – популярны благодаря низкой стоимости и простоте монтажа на опорах ЛЭП, но менее защищены от внешних факторов.
• Мачтовые – более компактные, устанавливаются не на опоры линий электропередач.
• Киосковые – наружные установки, принимающие трехфазный переменный ток.
• Наружные установки – предназначены для приема, преобразования и распределения энергии, часто используются в газовой промышленности.
• Внутренние установки – применяются в районах с умеренным климатом.

Закрытые трансформаторные подстанции

Закрытые трансформаторные подстанции обеспечивают более высокий уровень защиты и безопасности по сравнению с открытыми установками. Они могут быть разных типов, в зависимости от их расположения и конструкции:

• Пристроенные подстанции – находятся в непосредственной близости к основному зданию, что позволяет сократить длину кабелей и минимизировать потери энергии. Они часто используются в коммерческих и жилых зданиях.
• Встроенные подстанции – интегрированы в конструкцию самого здания, что делает их более компактными и защищенными от внешних воздействий. Эти подстанции часто используются в крупных торговых центрах и офисных зданиях.
• Внутрицеховые подстанции – расположены внутри производственных помещений, обеспечивая надежное электроснабжение для оборудования и машин. Они могут быть адаптированы под специфические потребности производства.

Безопасность и защита подстанций

Корпус трансформаторной подстанции играет важную роль в обеспечении безопасности и защиты от внешних воздействий. Например:

• Защита от вибраций и ударов – особенно важна для мачтовых трансформаторных подстанций, которые могут подвергаться воздействию внешних факторов, таких как сильный ветер или землетрясения.
• Климат-контроль – системы вентиляции и отопления могут быть установлены для поддержания оптимального температурного режима внутри подстанции, что предотвращает перегрев оборудования.
• Пожарная безопасность – наличие автоматических систем пожаротушения и сигнализации является обязательным для предотвращения возгораний и минимизации ущерба.

Установка и размещение трансформаторных подстанций

Правильное размещение трансформаторных подстанций критически важно для их эффективной работы. Основные аспекты, которые следует учитывать:

• Топография местности – подстанции должны быть расположены в местах с минимальным риском затопления, оползней или других природных катастроф.
• Доступность – необходимо обеспечить удобный доступ для обслуживания и ремонта, что особенно важно для подстанций, расположенных в удаленных или труднодоступных местах.
• Соседство с жилыми и промышленными зонами – подстанции должны быть расположены на безопасном расстоянии от жилых районов, чтобы минимизировать воздействие на здоровье и безопасность людей.

Элементы и составные части трансформаторных подстанций

Трансформаторные подстанции (ТП) представляют собой установки, которые принимают, преобразуют и распределяют электрическую энергию.

Существует два основных типа подстанций: повышающие, которые увеличивают напряжение за счет снижения силы тока, и понижающие, обеспечивающие обратный процесс.

Высокое напряжение используется для передачи энергии по линиям электропередач (ЛЭП), а пользователям поставляется электричество, адаптированное под специфику локальных сетей и прошедшее трансформацию на подстанциях.

Процесс понижения напряжения осуществляется в несколько этапов, в зависимости от масштабов потребления в конкретных районах, таких как производственные предприятия и электротранспорт.

Что входит в трансформаторную подстанцию?

• Силовые трансформаторы
• Системы защиты и автоматизации: релейная защита, автоматизированные системы управления, приборы для учета электроэнергии.
• Электропитание: щиты для постоянного и переменного тока, аккумуляторы, резервные источники энергии.
• Распределительные устройства: открытые и закрытые системы, включая шинные системы, выключатели, разъединители, измерительные приборы и оборудование для высокочастотной связи между подстанциями, конденсаторы и выпрямители.
• Вводные конструкции для воздушных и кабельных линий электропередач.
• Системы заземления и молниезащиты.
• Вспомогательные системы: вентиляция, кондиционирование, обогрев, сигнализация, контроль доступа, системы пожарной безопасности и аварийного сбора масла.

Трансформаторные подстанции необходимы для корректировки параметров электрического тока в соответствии с потребностями пользователей. Ключевые установки располагаются ближе к зонам с наибольшими нагрузками, а специализированные преобразователи — рядом с конечными потребителями.

Автоматизация трансформаторных подстанций

Современные трансформаторные подстанции комплектного типа оборудуются системами автоматизации, что позволяет улучшить диспетчерское управление, оптимизировать работу оборудования и обеспечить быструю реакцию на аварийные ситуации.

Поставщики в этой области предлагают комплексные решения «под ключ», включая подготовку технической документации, проектирование, установку и настройку оборудования, что позволяет оптимизировать затраты на решение конкретных задач.

Доступные программно-аппаратные решения совместимы с большинством российских энергетических объектов, включая магистральные сети и распределительные линии, а также оборудование подстанций 35–220 кВ от различных производителей. Эти решения включают:

• Автоматизированные системы управления технологическими процессами (включая блоки для электрической части).
• Компьютерные сети для сбора и передачи данных.
• Конверсионные системы для обмена данными между компонентами.
• Мониторинг и аналитика.

Что входит в техническое обслуживание подстанции КТП?

• осмотры согласно регламенту обслуживанющей оргнизации;
• снятие замеров параметров - напряжения, токовые нагрзки оборудования и прочее;

• удаление загрязненй с токоведущих элементов и решеток вентиляции КТП;
• обработка смазочными материалами;
• внесение записей в журнал осмотров и паспорт изделия;
• поддержание номального уровня масла силового трансформатора (при необходимости его доливка);
• при выявлении износа элементов подстанции, их замена.

Интеллектуальные трансформаторные подстанции

Интеллектуальные трансформаторные подстанции обеспечивают:

• Синхронизацию всех компонентов с системами глобального позиционирования с точностью до 1 мс.
• Сбор и обработку данных как в аналоговом, так и в дискретном виде с цифровым преобразованием для передачи оператору.
• Поддержку текущего режима работы с возможностью записи последовательности действий для автоматического реагирования на изменения параметров (например, запуск сигнализации).
• Регистрацию и архивирование всех изменений в системе с возможностью формирования отчетов и поиска данных по дате, параметрам или режиму работы.
• Самодиагностику оборудования.
• Подключение к сети вторичных индикаторов безопасности и других компонентов.
• Автоматизированные рабочие места для операторов и технического персонала.

В расширенной версии автоматизированных систем управления подстанциями уведомления об аварийных ситуациях могут отправляться через электронную почту или SMS.

Мониторинг инженерных систем включает в себя контроль технических показателей и качества ресурсов, а отображение данных в реальном времени осуществляется в виде векторной графики с возможностью масштабирования. Это позволяет визуализировать данные на всех уровнях доступа и преобразовывать их в диаграммы и другие наглядные формы.

Заключение

Трансформаторные подстанции являются важными элементами электрических сетей, обеспечивая надежное и безопасное электроснабжение для различных объектов. Их правильное проектирование, установка и обслуживание играют ключевую роль в эффективной работе всей системы электроснабжения.