Принципы размещения и компоновки подстанций

Назначение и классификация подстанций

ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ПРЕДПРИЯТИЙ

Трансформаторные подстанции предназначены для приема, пре­образования (тока и напряжения) и распределения электрической энергии.

Распределительные подстанции предназначенные для приема и распределения электрической энергии без ее преобразования.

В зависимости от потребляемой мощности и удаленности от источника питания в системе электроснабжения различают следующие виды подстанций: уз­ловая распределительная; главная понизительная; глубокого вво­да; трансформаторный пункт.

Узловой распределительной подстанцией (УРП) называется центральная подстанция на напряжение 110÷220 кВ, получающая электроэнергию от энергосистемы и распределяющая ее (без трансфор­мации или с частичной трансформацией) по подстанциям глубоко­го ввода напряжением 35÷220 кВ на территории предприятия.

Главной понизительной подстанцией (ГПП) называется под­станция на напряжение 35÷220 кВ, получающая питание непо­средственно от районной энергосистемы и распределяющая элек­троэнергию при более низком напряжении по всему предприятию.

Подстанцией глубокого ввода (ПГВ) называется подстанция на напряжение 35÷220 кВ, выполненная обычно по упрощенным схемам коммутации на стороне первичного напряжения, получа­ющая питание непосредственно от энергосистемы или централь­ного распределительного пункта данного предприятия и предназ­наченная для питания отдельного объекта или группы электроус­тановок предприятия. Схемы электроснабжения с ПГВ, называ­ются схемами с глубоким вводом.

Трансформаторным пунктом (ТП) называется подстанция с пер­вичным напряжением 6, 10 или 35 кВ, непосредственно пита­ющая приемники электроэнергии напряжением 400 и 230 В. В промышленных электрических сетях эти подстанции называются цеховыми.

В зависимости от способа присоединения подстанции к питающей линии трансформаторные подстанции делятся на тупиковые, проходные, ответвительные.

Если линия питает только одну подстанцию, то подстанция называется тупиковой (рисунок 11.1, а). К тупиковым подстанциям относятся подстанции, получающие питание по радиальным схемам, и последние подстанции в магистральной схеме с односторонним питанием. Проходная подстанция включается в рассечку питающей магистральной линии, т.е. имеется вход и выход питающей линии (рисунок 11.1, б). если подстанция подключается через ответвление от питающей линии, то она называется ответвительной (рисунок 11.1, в).

Трансформаторные подстанции могут быть комплектными или сборными.

Подстанции, целиком состоящие из комплектных узлов, назы­ваются комплектными трансформаторными подстанциями (КТП). Комплектные подстанции изготовляются на заводах и транспортируются к месту установки узлами и блоками без демонтажа оборудования. На месте монтажа производят установку узлов и блоков и присоединения между ними и к сетям электроснабжения.

а) б) в)

а – тупиковая; б – проходная; в - ответвительная

Рисунок 11.1 – Схемы присоединения подстанций к питающей линии

На промышленных предприятиях широко применяют комплектные трансформаторные подстанции для внутренней (КТП) и наружной (КТПН) установки.

На сборных подстанциях отдельные элементы изготавливаются на заводах и в электромонтажных организациях, доставляются к месту монтажа для сборки.

Каждая трансформаторная подстанция имеет три основных блока: распределительное устройство высшего напряжения, трансформатор, распределительное устройство низшего напряжения.

Распределительное устройство высокого напряжения (РУВН) подстанции чаще всего выполняет функции приема электрической энергии от линии электропередачи к трансформатору. В отдельных случаях РУВН может выполнять функции приема и распределения электроэнергии.

Распределительное устройство низкого напряжения (РУНН) всегда выполняет функции приема и распределения электроэнергии.

Распределительные устройства могут быть открытыми (ОРУ), закрытыми (ЗРУ), комплектными (КРУ), сборными.

Открытое распределительное устройство (ОРУ) - устройство с установкой электрооборудования на открытом воздухе, закрытое распределительное устройство (ЗРУ) – с размещением электрооборудования в зданиях.

Комплектное распределительное устройство (КРУ) — распределительное устройство, состоящее из шкафов, закрытых полностью или частично, или блоков с встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, измерительными приборами и вспомогательными устройствами, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде и предназначенное для внутренней установки.

Комплектное распределительное устройство наружной установки (КРУН) - это КРУ, предназначенное для наружной (открытой) установки.

КТП и КТПН комплектуются блоками КРУ или КРУН, поставляемых в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.

Камера (ячейка) - помещение, предназначенное для установки аппаратов и шин. Закрытая камера закрыта со всех сторон и имеет сплошные (несетчатые) двери. Огражденная камера имеет проемы, защищенные полностью или частично не сплошными (сетчатыми или смешанными) ограждениями.

Подстанция является одним из основных звеньев системы электроснабжения любого промышленного предприятия, поэтому правильное размещение подстанций является основой рационального построения схемы распределения электроэнергии. Местоположение подстанций выбирается таким образом, чтобы трансформаторные и распределительные подстанции всех мощностей и напряжений располагались по возможности ближе к центру питаемых ими групп нагрузок. Отступления от этого принципа приводят к росту потерь электроэнергии и к увеличению расхода проводов и кабелей.

Расположение подстанций напряжением выше 1 кВ должно учитывать и предусматривать удобный подвод автомобильной и, если требуется, железной дорог, удобные подходы и выходы воздушных линий электропередач и кабельных сооружений в требуемых направлениях.

Территория подстанции должна иметь внешнее ограждение, однако ограждение может не предусматриваться для закрытых подстанций.

По месту нахождения на территории объекта различают следующие подстанции:

· отдельно стоящие, расположенные на расстоянии от зданий;

· пристроенные, непосредственно примыкающие к стенам основного здания снаружи;

· встроенные, находящиеся в отдельных помещениях внутри здания или примыкающие к его стенам с внутренней стороны здания;

· внутрицеховые, расположенные внутри производственных зданий с размещением электрооборудования непосредственно в производственном или отдельном закрытом помещении с выкаткой электрооборудования в цехи.

В промышленных сетях напряжением 6÷10 кВ в целях наибольшего приближения к электроприемникам рекомендуется применять внутренние, встроенные в здания или пристроенные к ним подстанции.

Внутрицеховые ТП применяют в крупных многопролетных цехах большой ширины, например, металлообрабатывающих, деревообрабатывающих и других производств, в насосных, котельных и компрессорных станциях. Такие ТП располагают преимущественно у колонн или возле закрытых внутрицеховых помещений вне зоны, обслуживаемой кранами. Внутрицеховые подстанции могут размещаться только в зданиях с первой и второй степенями огнестойкости и с производствами, отнесенными к категориям Г и Д согласно противопожарным нормам.

Число масляных трансформаторов на внутрицеховых подстанциях не должно быть более трех. Эти ограничения не распространяются на трансформаторы сухие или заполненные негорючей жидкостью.

Встроенная установка ТП (рисунок 11.2, а) позволяет выкатывать трансформаторы из камеры наружу (за пределы цеха) и обходиться естественной, а не принудительной вентиляцией.

Пристроенные ТП (рисунок 11.2, б) целесообразны при недопустимости применения внутрицеховых ТП по условиям загрязненности воздуха рабочей зоны, а также в том случае, когда значительная часть нагрузок, получающих питание от такой ТП, расположена за пределами цеха.

Встроенные и пристроенные подстанции обычно располагаются вдоль одной из длинных сторон цеха, желательно ближайшей к источнику питания (ГПП), или же при небольшой ширине цеха в шахматном порядке вдоль двух его сторон.

Отдельно стоящие ТП (рисунок 11.2, в) располагаются на территории предприятия на некотором расстоянии от цехов и предназначены для питания одного или нескольких цехов. Такие подстанции обычно применяются при невозможности размещения подстанций внутри цехов или у наружных стен по архитектурным или производственным (пожароопасные или взрывоопасные производства) причинам. Как правило, отдельно стоящие ТП применяются на предприятиях малой мощности для питания нескольких цехов небольшой мощности, при значительной разбросанности их по территории предприятия.

Возможно применение цеховых ТП с размещением щита низкого напряжения в цехе, а трансформатора – снаружи около питаемых им производственных зданий (рисунок 11.2, г). В результате подстанция занимает значительно меньше площади цеха, чем встроенная.

а – однотрансформаторная ТП встроенного типа; б – двухтрансформаторная ТП пристроенного типа; в – ТП отдельно стоящая; г – ТП с наружной установкой трансформаторов

Рисунок 11.2 – Компоновка КТП с одним или двумя трансформаторами

Распределительные подстанции напряжением 6÷10 кВ также рекомендуется пристраивать или встраивать в производственные здания и совмещать с ближайшими трансформаторными подстанциями во всех случаях, когда это не вызывает значительного смещения ТП от центра их нагрузок. Выбор места РП, в первую очередь, определяется наличием двигателей напряжением выше 1 кВ или электропечей с трансформаторами. Если на объекте электроснабжения имеются потребители только напряжением до 1 кВ, питаемые от ТП, то место главной распределительной подстанции (ГРП) выбирается на генплане смещенным от центра нагрузки ближе к источнику питания. Если по условиям среды нельзя сделать встроенную или пристроенную РП, например, из-за взрывоопасности, то сооружается отдельное здание РП.

Выбор местоположения, типа, мощности и других параметров главной понижающей подстанции (ГПП) в основном обуславливается величиной и характером электрических нагрузок, размещением их на генплане, производственными, архитектурно-строительными и эксплуатационными требованиями. Площадку подстанции ГПП следует располагать вблизи центра питаемых их электрических нагрузок, автомобильных дорог (для трансформаторов мощностью 10 МВА и выше), существующих инженерных сетей, с использованием подъездных железнодорожных путей промышленных предприятий и обеспечением удобных заходов воздушных или кабельных линий. Намеченное место расположения ГПП также уточняется по условиям планировки предприятия, ориентировочных габаритов и типа (отдельно стоящая, пристроенная, внутренняя. закрытая, комплектная) подстанции.

При выборе места расположения ГПП следует учитывать продолжительность работы приемников. При одинаковой расчетной нагрузке, но различном числе часов работы подразделений завода подстанция должна быть расположена ближе к группе потребителей с большей продолжительностью работы (с большим коэффициентом использования).

Допускается смещение ГПП на некоторое расстояние от геометрического центра питаемых ею нагрузок в сторону ввода от энергосистемы.

Компоновка подстанции должна быть увязана с генеральным планом объекта электроснабжения, необходимо учитывать действующие строительные нормы, стандарты и размеры типовых элементов зданий.

Компоновка электрооборудования, конструктивное выполнение, монтаж токоведущих частей, выбор несущих конструкций, изоляционные и другие минимальные расстояния выбираются таким образом, чтобы обеспечить:

· безопасное обслуживание оборудования в нормальном режиме работы установки;

· удобное наблюдение за указателями положения выключателей и разъединителей, уровнем масла в трансформаторах и аппаратах;

· необходимую степень локализации повреждений при нарушении нормальных условий работы установки, обусловленных действиями дугового короткого замыкания;

· безопасный осмотр, смену и ремонт аппаратов и конструкций любой цепи при снятом с нее напряжении без нарушения нормальной работы соседних цепей, находящихся под напряжением;

· необходимую механическую стойкость опорных конструкций электрооборудования;

· возможность удобного транспортирования оборудования;

· максимальную экономию площади подстанции.

11.3 Трансформаторные подстанции напряжением 35 ÷ 220/6(10)кВ

Главные понизительные подстанции, питающие крупные промышленные предприятия, включают в себя распределительные ус­тройства на напряжение 35÷220 и 6(10) кВ, главные трансфор­маторы на напряжение 35÷220/6(10) кВ, трансформаторы собственных нужд на напряжение 6(10)/0,4 кВ, конденсаторные ба­тареи напряжением 6(10) кВ, щиты управления электроснаб­жением, мастерские и т.д.

На ГПП устанавливается один или два одинаковых транс­форматора на 35÷220/6(10) кВ. Двухтрансформаторные подстанции сооружают для надежного питания потребителей I и II категорий, так как на современных предприятиях преобладают нагрузки второй категории и имеются нагрузки первой категории, и для их питания не­обходимо иметь два независимых источника. Для обеспечения непрерывности электроснабжения трансформаторы включают на параллельную работу.

Установка более двух трансформаторов неэкономична и применяется в основном лишь при расширении предприятия.

Однотрансформаторные ГПП можно применять в случаях, если есть возмож­ность обеспечить резервное питание нагрузок I и II категорий по сети напряжением 6(10) кВ от соседних подстанций или ТЭЦ.

На промышленных предприятиях наибольшее применение имеют двухобмоточные трансформаторы. Трехобмоточные трансформаторы 110÷220/35/6(10) кВ применяются на ГПП сравнительно редко при наличии удаленных потребителей средней мощности напряжением 35 кВ, относящихся к данному предприятию или району.

Дата добавления: 2014-01-04