Электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электроэнергии называется трансформаторной подстанцией (ТП). Это важнейший элемент системы обеспечения электроэнергией предприятий и населенных пунктов.

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) поставляется изготовителем в укомплектованном виде готовом к монтажу. Обычная трансформаторная подстанция собирается по частям.

Комплектная трансформаторная подстанция, промышленная производства СВЭЛ Рис. 1. Комплектная трансформаторная подстанция, промышленная производства СВЭЛ

Классификация комплектных трансформаторных подстанций

По требуемой функциональности:

  • Подстанции, которые предназначены для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию другого напряжения при помощи трансформаторов.
  • Подстанции, предназначенные для преобразования рода тока или его частоты.

По значению в системе электроснабжения выделяют 4 основных вида трансформаторных подстанций:

  • Главная понижающая подстанция, получающая питание непосредственно от энергосистемы на напряжениях 35 кВ и выше и распределяющая энергию на более низком напряжении по всему предприятию или отдельному его району.
  • Подстанция глубокого ввода (ПГВ) – это подстанция, на которую подается напряжение от 35 до 220 кВ. Обычно она выполнена с применением упрощенных схем коммутации на стороне первичного напряжения и получает питание или от энергетической системы напрямую, или от центрального распределительного пункта на самом предприятии
  • Тяговая подстанция — электроустановка, предназначенная для понижения электрического напряжения и последующего преобразования (выпрямления) тока (для подстанций постоянного тока) с целью передачи его в контактную сеть для обеспечения электрической энергией электровозов, электропоездов, трамваев и троллейбусов.
  • Трансформаторные подстанции 10(6) / 0,4 кВ (КТП). Делятся на цеховые подстанции, используемые в промышленных сетях, и городские, используемые в городских сетях.

В зависимости от места и способа присоединения ТП подразделяют на следующие типы:

  • Ответвительные. Они присоединяются к одной или двум проходящим линиям на ответвлениях.
  • Тупиковые. Питаются по одной или двум радиальным линиям.
  • Проходные. Они нужны для подключения потребителя к воздушным линиям электропередачи на стороне высокого напряжения. Отличительной чертой является то, что на вводе у таких электроприборов имеются вход и выход.
  • Узловые. Узловая распределительная подстанция, сокращенно УРП – это такая центральная подстанция, на которую от энергосистемы подается электроэнергия при напряжении от 110 до 220 кВ, и где она распределяется, с частичной трансформацией или вообще без трансформации, по подстанциям глубокого ввода при напряжениях от 35 до 220 кВ, расположенным на территории промышленного предприятия. На вводе у них имеется только вход.

По варианту установки различают:

  • Комплектные трансформаторные подстанции промышленные (они же – цеховые) напряжением 10(6) кВ (КТПП).
  • Комплектные трансформаторные подстанции наружной установки (КТПН).

Их различие заключается в том, что ТП наружной установки приходят на объект, где будет размещено оборудование, уже в собранном виде и устанавливаются на улице (рис. 2). Комплектные же (комплектные трансформаторные подстанции промышленного исполнения) устанавливаются внутри помещения и используются в жилых или промышленных зонах.

Состав подстанции КТПН(БМ)-СВЭЛ Рис. 2. Состав подстанции КТПН(БМ)-СВЭЛ в стандартной комплектации: 1) блочно-модульное здание с системами собственных нужд (освещение, отопление, вентиляция); 2) силовая часть (устройство высокого напряжения (УВН), силовой трансформатор, распределительное устройство низшего напряжения (РУНН), соединительные токопроводы); 3) комплект металлоконструкций (ростверк под блочно-модульное здание, площадки обслуживания с ограждениями и лестницами)

Устройство комплектной трансформаторной подстанции

КТП состоит из отдельных шкафов высокого напряжения (УВН) и низкого напряжения (РУНН) со встроенными в них аппаратами, приборами измерения, защиты, сигнализации и управления, а также силовых трансформаторов и наружной оболочки. Последнее определяется исходя из требований к объекту.

Устройство высокого напряжения отвечает за прием и распределение поступающей электроэнергии. Основными компонентами УВН являются коммутационные аппараты, отвечающие за включение или отключение тока в электрических цепях (рис. 3).

Компоненты УВН-СВЭЛ Рис. 3. Компоненты УВН-СВЭЛ: 1 – отсек с выключателем нагрузки; 2 – отсек вывода шин на силовой трансформатор; 3 – выключатель нагрузки автогазовый; 4 – предохранитель; 5 – привод главных ножей выключателя нагрузки; 6 – привод заземляющих ножей выключателя нагрузки; 7 – зажим заземления шкафа УВН

Для обнаружения сбоев в работе, предотвращения поломок и обеспечения безотказной работы в электрооборудовании находится комплекс защитных устройств. Сюда входят блоки релейной защиты, измерительные компоненты, трансформаторы тока, напряжения; заземляющие и регулирующие приборы, разрядники, сигнализация и т.д. Для защиты сетей от грозовых и коммутационных перенапряжений в ней имеются разрядники или ограничители перенапряжения (рис. 4).

Фрагмент электрической схемы трансформаторных подстанций Рис. 4. Фрагмент электрической схемы трансформаторных подстанций

Трансформаторные подстанции относятся к специальному электротехническому оборудованию, поэтому для обеспечения их безопасности и нормальной работы стоит регулярно проводить проверки и работы по обслуживанию.