Виды КТП

Комплектные трансформаторные подстанции напряжением 10(6) кВ в зависимости от конструктивного исполнения, принципиальных схем и применяемого оборудования могут быть промышленного типа, городского типа, блочные в бетонной оболочке (БКТПБ), модульные; наружного типа, киоскового типа, универсальные, шкафного типа, мачтовые и др. [2]. В условном обозначении КТП может указываться тип подстанции: КТПП – промышленного типа, КТПГ – городского типа, КТПН – наружного типа и т.д.

КТП состоят из РУВН, силового трансформатора и РУНН, соединительных элементов высокого и низкого напряжений, шинопроводов (при двухрядном расположении двухтрансформаторных КТП) и других элементов.

Подстанции могут быть одно- и двухтрансформаторными. Для комплектных трансформаторных подстанций РУВН, ошиновка ввода и сборные шины РУНН выполняются на ток, равный номинальному току силового трансформатора с коэффициентом (1,4 – по специальному заказу) в соответствии с ГОСТ 14695-80. Вышеуказанные условия относятся и к выбору вводного автоматического выключателя.

КТП промышленного типа выпускаются мощностью 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600 и 2500 кВ·А с одним и двумя трансформаторами внутренней установки. Номинальное напряжение на стороне ВН – 6; 10 кВ, номинальное напряжение на стороне НН – 0,4; 0,69 кВ. Подстанции выпускаются с масляными трансформаторами с нормальной изоляцией, с сухими трансформаторами и трансформаторами, заполненными негорючим жидким диэлектриком – с облегченной изоляцией. Конструкция и исполнение КТП позволяют устанавливать их в производственных цехах без ограждений или с простейшими сетчатыми ограждениями. КТП в модульных зданиях устанавливаются на открытом воздухе. Возможно одно-, двухрядное или на разных уровнях расположение двухтрансформаторных КТП (рис. 5.2).

Рис. 5.2. План подстанции КТП 6/0,4 кВ

Устройство со стороны высшего напряжения подстанции выполняется без сборных шин в виде высоковольтного шкафа или кожуха с кабельным вводом на КТП, устанавливаются специальные силовые трансформаторы типа ТМЗ, ТМФ, ТСЗ, ТСФ, ТНЗ, ТНФ и др., имеющие баки повышенной прочности, боковые выводы, защищенные от прикосновения, с расширителями для масла (ТМФ, ТСФ, ТНФ) и без них (типа ТМЗ, ТСЗ, ТНЗ).

Распределительное устройство низшего напряжения выполняется с одиночной системой шин – на однотрансформаторных подстанциях и с одиночной секционированной системой шин – на двухтрансформаторных.

РУНН собирается из следующих низковольтных шкафов:

– вводных, один на трансформатор (ШНВ);

– секционного (ШНС – на двухтрансформаторных подстанциях);

– линейных (ШНЛ, число зависит от заказа).

Выпускаются КТП и с панелями ЩО-01.

Вводные (секционные) шкафы состоят из ячейки вводного (секционного) выключателя, ячеек отходящих линий, релейного отсека и шинного отсека. Предусматривается выход шин на магистраль со сборных шин. Секционный автоматический выключатель в нормальном режиме, как правило, отключен. При необходимости может быть предусмотрено устройство АВР. Линейные шкафы состоят из ячеек отходящих линий и шинного отсека.

На стороне 0,4 кВ предусматривается установка измерительных трансформаторов тока. В ячейках вводного выключателя трансформаторы тока устанавливаются в каждой фазе и PEN проводнике, на отходящих линиях трансформаторы тока могут не предусматриваться. Если трансформаторы тока устанавливаются, то их число (от 1 до 3) зависит от схемы шкафов и мощности трансформатора. В РУНН с изолированной нейтралью, а также с глухозаземленной нейтралью напряжением 0,69 кВ предусматривается ячейка трансформатора собственных нужд, предназначенного для питания цепей управления, АВР и сигнализации. В качестве защитно-коммутационных аппаратов применяются автоматические выключатели или блоки предохранитель-выключатель. Коммутационно-защитные аппараты имеют выдвижное или стационарное исполнение.

КТП городского типа предназначены для применения в городских электрических сетях при одно-, двухлучевой, петлевойрадиальной, магистральной, смешанной и других схемах электроснабжения. Выпускаются наружной установки с одним и двумя трансформаторами мощностью до 630 кВ·А (1000 кВ·А – по специальному заказу). На КТПГ применяются силовые трансформаторы с естественным масляным охлаждением марки ТМ или сухие трансформаторы.

КТПГ состоят из распределительного устройства высшего напряжения (РУВН), одного или двух силовых трансформаторов и распределительного устройства низшего напряжения (РУНН) на напряжение 0,4 кВ в виде низковольтного комплектного устройства (НКУ) распределения электрической энергии.

Основное отличие КТПГ от КТП промышленного типа – выполнение РУВН со сборными шинами с присоединениями ввода, вывода с выключателями нагрузки. В РУВН устанавливаются камеры КСО 300 серии или другие аналогичные камеры. РУНН выполняется с низковольтными панелями (типа ЩО, ЩРО и др.).

Блочные комплектные трансформаторные подстанции. В электроснабжении городов находят применение комплектные трансформаторные подстанции городского типа (КТПГ) с высшим напряжением 6(10) кВ для наружной установки и для внутренней установки промышленного типа КТП (рис. 5.3).

Рис. 5.3.Комплектнаядвухтрансформаторная подстанция (КТП):

1 – шкаф ввода ВН; 2 – трансформатор, 3 – шкаф ввода НН;

4 – линейные шкафы; 5 – секционный шкаф

Промышленностью выпускаются комплектные трансформаторные подстанции блочные (КТПБ) на напряжения 35-220 кВ, предназначенные для приема,преобразования и распределения электрической энергии переменноготока частотой 50 Гц. Подстанции выпускаются с трех- и двухобмоточными трансформаторами мощностью от 1 до 125 МВ·А. Они могут быть стационарными или передвижными на салазках. Данные подстанции выпускаются для нефте- и газодобывающих отраслей, стройиндустрии, горнодобывающей промышленности, где необходима их быстрая установка и демонтаж, возможность перемещения. Конструкция подстанций предусматривает установку высоковольтного электрооборудования без железобетонных элементов.

В состав КТПБ входят: силовые трансформаторы, линейные регулировочные трансформаторы, ОРУ на 220, 110, 35(20) кВ, КРУН (КРУ) на 10(6) кВ, жесткая и гибкая ошиновки, кабельные конструкции, ОПУ, осветительные устройства, фундамент, грозозащита и заземление, силовые трансформаторы, ограда.

Открытое распределительное устройство на все напряжения выполняются из унифицированных транспортабельных блоков, состоящих из металлического несущего каркаса со смонтированными на нем высоковольтным оборудованием и элементами вспомогательных цепей. Предусматриваются различные схемы первичных соединений ОРУ блочные, «мостики», со сборными шинами. РУ 10(6) кВ выполняется комплектным наружной установки (КРУН) или в модульных зданиях с КРУ внутренней установки. В общеподстанционном устройстве (ОПУ) устанавливаются релейные шкафы, в которых располагается вся аппаратура вспомогательных цепей, защиты, управления и сигнализации. Цепи собственных нужд, вспомогательные цепи, цепи освещения и обогрева прокладываются внутри РУ 10(6) кВ и ОПУ в швеллерах и металлорукавах, наружные цепи – в металлических лотках.

Выпускаемые КТПБ не предназначены для работы в сильно загрязненной окружающей среде, при наличии агрессивных газов, испарений, химических отложений, токопроводящей пыли. Подстанция может быть проходной или тупиковой, внутреннего или наружного обслуживания, с кабельным или воздушным вводом. Внешний вид двухтрансформаторной блочной подстанции в бетонной оболочке БКТПБ представлен на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Общий вид двухтрансформаторной БКТПБ мощностью 2×1000 кВ·А

БКТПБ могут выпускаться с одним маслонаполненным трансформатором мощностью 630 кВ·А, номинальным напряжением 10/0,4 кВ. Питающие и отходящие линии выполняются кабелями. Мощности трансформаторов могут варьироваться до 400 кВ·А у малогабаритных подстанций, до 1250 кВ·А у обычных БКТПБ [3]. Подстанции могут быть проходными или тупиковыми. По стороне ВН они могут комплектоваться выключателями нагрузки или силовыми выключателями с цифровой релейной защитой для подключения вводных/отходящих линий ВН. На стороне НН устанавливаются выкатные автоматические выключатели или стационарные выключатели нагрузки.

РУВН имеет одинарную систему сборных шин. В случае применения силовых вакуумных выключателей с цифровой релейной защитой для организации оперативного питания 220 В устанавливается щит с источником бесперебойного питания. В ячейках вводных и отходящих линий с вакуумными выключателями устанавливаются ограничители перенапряжений. В РУВН может быть выполнена схема автоматического ввода резерва (АВР). Сборные шины РУНН рассчитаны на работу в режиме аварийных и систематических перегрузок до , а также на динамическую и термическую стойкость при коротких замыканиях. Для организации измерений и учета электроэнергии в РУНН устанавливаются: вольтметр с переключателем на вводе РУНН, амперметры, счетчики активной и реактивной энергии в ЩУ для учета на вводах РУНН.

КТП наружной установки в металлическом контейнере предназначены для электроснабжения промышленных, городс-ких и других объектов. Подстанции выпускаются с одним и дву-мя трансформаторами мощностью от 63 до 630 кВ·А. Со стороны ВН предусматривается проходная и тупиковая схема. В подстанциях с проходной схемой на стороне ВН могут устанавливаться камеры КСО 300 серии, на стороне НН – панели ЩО-70 (по типу городских КТП).

Комплектные трансформаторные подстанции модульного типа (КТПМ) напряжением 35/10(6) и 10(6)/0,4 кВ. КТПМ применяются в качестве сетевых и потребительских подстанций на нефтегазопромыслах, рудниках, карьерах и других объектах, когда необходимо максимально сократить сроки монтажа подстанции, а также обеспечить возможность ее демонтажа и перемещения на новое место. КТПМ предназначены для использования в качестве переносных или стационарных. Подстанции оснащаются аппаратурой по требованиям заказчика.

Электрооборудование КТПМ характеризуется высокими показателями электродинамической и термической стойкости, а выключатели рассчитаны на значительные номинальные токи отключения. КТПМ может служить в качестве ГПП или исполнять функции временного переносного дополнения к существующим мощным подстанциям при их ремонте или подключении к ним дополнительных отходящих линий. КТПМ может использоваться в телекоммуникации и на железных дорогах.

В КТПМ могут устанавливаться как сухие в эпоксидной изоляции, так и масляные трансформаторы напряжением до 35 кВ мощностью до 10 000 кВ·А. Трансформаторы могут быть установлены на открытом воздухе или помещены в камеры различного исполнения с доступом изнутри или снаружи (рис. 5.5).

Над камерой трансформатора в крыше устанавливаются клапаны безопасности. В камере могут дополнительно размещаться ограничители перенапряжений, предохранители, дополнительная коммутационная аппаратура и т.п. КТПМ оснащается системами основного и аварийного освещения, обогрева, вентиляции, устройствами микропроцессорной РЗиА и подготовленными к работе с системами телемеханики, телесигнализации, телеизмерений и телеуправления.

Рис. 5.5. Установка силового трансформатора

Распределительное устройство 35 кВ выполняется с одной системой шин (на двухтрансформаторных подстанциях одна секционированная выключателем система шин). Питание на сборные шины (на каждую секцию шин) подается по воздушной линий 35 кВ через разъединитель, установленный на крыше контейнера РУ 35 кВ. Для проходной подстанции предусматривается также отходящая линия (выход) с разъединителем.

В распределительном устройстве 35 кВ предусматриваются также источники питания постоянного тока, щитки стационарного питания 0,4 кВ, сигнальные шкафы системы телемеханики и телеуправления. От трансформатора собственных нужд получают питание цепи освещения, обогрева и собственного обслуживания подстанции. Устройства защиты, измерения, управления и телемеханики получают питание от выпрямительного блока с выходным напряжением 110 В постоянного тока, который подключен к обмотке трансформатора собственных нужд 230 В. Предусмотрено устройство автоматического включения резерва в цепях 220 В трансформаторов собственных нужд и в цепи постоянного тока 110 В. АВР подключает цепи постоянного тока 110 В к аккумуляторной батарее при исчезновении напряжения в цепи 220 В трансформатора собственных нужд.

Распределительное устройство 10(6) кВ выполняется в виде одного или двух модулей с камерами с выдвижной неотделяемой частью на токи до 3150 А. Возможно одно- и двухрядное расположение камер. В камерах могут устанавливаться выключатели BB/TEL, VD4, Эволис.

Комплектные трансформаторные подстанции 10(6) кВ типа «киоск», универсальные, мачтовые, шкафные. Выпускаются с одним трансформатором с номинальным напряжением на стороне ВН 10 или 6 кВ, номинальным напряжением на стороне НН – 0,4 кВ. Мощность силового трансформатора:

– от 25 до 630 кВ·А – для подстанций типа «киоск»;

– от 25 до 250 кВ·А – для подстанций универсального и шкафного типа;

– от 25 до 63 кВ·А – для мачтовых подстанций,

Конструкция подстанции типа «киоск» состоит из отсека УВН, отсека силового трансформатора, отсека РУНН, высоковольтного ввода, разъединителя, основания, УВН и силовой трансформатор заключены в металлический корпус. Например, комплектная трансформаторная подстанция типа «киоск» мощностью 400 кВ·А Минского электротехнического завода наружной установки предназначена для электроснабжения промышленных объектов и отдельных населенных пунктов в районах с умеренным климатом.

Подстанция мачтовая устанавливается на несущей конструкции. Присоединение подстанций к воздушной линии 10(6) кВ осуществляется через трехполюсный разъединитель с одним заземляющим ножом и приводом. В подстанциях типа КТПК и КТПМ разъединитель с приводом монтируется на опоре воздушной линии 10(6) кВ. В КТПУ установка разъединителя имеет два варианта: на опоре воздушной линии 10(6) кВ и непосредственно на металлоконструкции подстанции. При воздушном вводе 10(6) кВ после разъединителя устанавливаются разрядники или ограничители перенапряжений. При воздушном выводе 0,4 кВ разрядники (ограничители перенапряжений) устанавливаются после рубильника (КТПК 100-400 кВ·А) или на сборные шины (КТПК 630 кВ·А, КТПУ 25-250 кВ·А). При кабельном вводе, выводе разрядники в схеме не предусматриваются.

Комплектные трансформаторные подстанции КТП 25...250/10/0,4 шкафного типапредназначены для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей и небольших промышленных объектов, относящихся к третьей категории электроснабжения. Подстанции выпускаются с силовыми трансформаторами мощностью от 25 до 250 кВ·А и состоят из силового трансформатора, устанавливаемого открыто на раме; шкафов УВН и РУНН, кожуха для защиты изоляторов силового трансформатора от механических повреждений и случайного прикосновения к токоведущим частям. КТП выполняется с воздушным вводом.