Виды трансформаторных подстанций
Комплектные трансформаторные подстанции
Трансформаторная подстанция – это электроустановка, предназначенная для изменения напряжения в сети переменного тока, а также для его повышения или понижения.
Такие подстанции играют ключевую роль в распределении электроэнергии для различных объектов, включая сельские, поселковые, городские и промышленные районы.
Комплектная трансформаторная подстанция включает в себя набор устройств, необходимых для её функционирования.

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.