Выбор места установки подстанции изготовление фундамента

Обновлено: 22.04.2024

Проектирование электрических сетей 0,38 и 10 кВ в сельской местности

При проектировании электрических сетей рассматриваются следующие виды работ: новое строительство, расширение и реконструкция.

Новое строительство включает сооружение новых линий электропередачи и подстанций.

Расширение электросетей, как правило, относится только к подстанциям - это установка второго трансформатора на действующей подстанции с проведением необходимых строительных работ.

Реконструкция действующих сетей подразумевает изменение параметров электросетей, при сохранении частично или полностью строительной части объектов, для повышения пропускной способности сетей, надежности электроснабжения и качества передаваемой электроэнергии. К реконструкции относятся работы по замене проводов воздушных линий, перевод сетей на другое номинальное напряжение, замена трансформаторов, выключателей и др. аппаратуры в связи с изменением мощности или напряжения, установка средств автоматизации в сетях.

Система электроснабжения сельскохозяйственных потребителей проектируется с учетом развития в рассматриваемом районе всех отраслей народного хозяйства, в том числе и несельскохозяйственных.

Проектно-сметная документация разрабатывается на основании задания на проектирование. Задание, как отмечалось выше, выдает заказчик проекта и утверждается по объектам электросетевого строительства в установленном порядке.

Заказчик проекта, кроме задания на проектирование, выдает проектной организации утвержденный акт о выборе площадки для строительства; акт оценки технического состояния действующих электрических сетей; технические условия на присоединение к инженерным сетям и коммуникациям; картографические материалы; сведения о существующей застройке, подземных коммуникациях, состояние экологии и т.д.; технические условия на присоединение проектируемого объекта к источникам электроснабжения.

К заданию на проектирование ВЛ 10 кВ дополнительно прилагаются: планы землепользования в зоне трассы линии электропередачи; генеральные планы проектируемых объектов, которые будут присоединены к проектируемым линиям и их нагрузки; акт оценки технического состояния и схемы действующих электрических сетей в зоне проектируемой линии; топографические карты населенных пунктов в зоне прохождения проектируемой линии, а также другие данные для проектирования.

В задание на проектирование линий 0,38 кВ и трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ включают: основание для проектирования; район строительства; вид строительства; длина линий 0,38 кВ; тип трансформаторных подстанций; стадийность проектирования; срок выполнения проекта; срок начала строительства; наименование проектной и строительной организаций; капитальные вложения. Кроме этого, к заданию на проектирование сетей 0,38 кВ прилагают: технические условия энергосистемы на присоединение к электрическим сетям; акт оценки технического состояния сетей 0,38 кВ; данные о достигнутом уровне электропотребления на жилой дом и др. материалы.

Проектирование объектов строительства проводится на основе схем развития электрических сетей 35. 110 кВ и 10 кВ, как правило, в одну стадию, т.е. разрабатывают технорабочий проект - технический проект и рабочая документация на сооружение объекта.

При проектировании строительства новых, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих электросетей напряжением 0,38. 110 кВ сельскохозяйственного назначения руководствуются "Нормами технологического проектирования электрических сетей сельскохозяйственного назначения" (НТПС) наряду с другими нормативными и директивными документами. Требования Норм не распространяются на электропроводки силовых, осветительных цепей напряжением до 1000 В внутри зданий и сооружений.

Линии электропередачи 0,38. 10 кВ, как правило, должны выполняться воздушными. Кабельные линии используются в случаях, когда согласно ПУЭ строительство воздушных линий не допустимо, для электроснабжения ответственных потребителей (хотя бы одну из линий основного или резервного питания) и потребителей, расположенных в зонах с тяжелыми климатическими условиями (IV - особый район по гололеду) и ценными землями.

Трансформаторные подстанции напряжением 10/0,4 кВ применяют закрытого типа и комплектные заводского изготовления.

Обоснование технических решений выполняется на основании технико-экономических расчетов. Среди технически сопоставимых вариантов предпочтение отдают варианту с минимальными приведенными затратами.

Схемные решения электросетей выбирают по нормальным, ремонтным и послеаварийным режимам.

Распределение потерь напряжения между элементами электросети выполняется на основании расчета, исходя из допустимого отклонения напряжения (ГОСТ 13109-97 - допустимое нормальное отклонение напряжения у потребителя составляет ±5% номинального, максимальное отклонение допускается до ±10%) у электроприемников и уровней напряжения на шинах центра питания.

Потери напряжения не должны превышать в электрических сетях 10 кВ - 10%, в электрических сетях 0,38/0,22 кВ - 8%, в электропроводках одноэтажных жилых домов - 1%, в электропроводках зданий, сооружений, двух и многоэтажных жилых домов - 2%.

При отсутствии исходных данных для расчета отклонения напряжения у электроприемников потери напряжения в элементах сети 0,38 кВ рекомендуется принимать: в линиях, питающих коммунально-бытовые потребители - 8%, производственные - 6,5%, животноводческие комплексы - 4% от номинального.

При проектировании электрических сетей сельскохозяйственного назначения мощность компенсирующих устройств должна определяться по условию обеспечения оптимального коэффициента реактивной мощности, при котором достигается минимум приведенных затрат на снижение потерь электроэнергии.

Требования при проектировании к линиям электропередачи напряжением 0,38/0,22 кВ

При проектировании воздушных линий с совместной подвеской на опорах проводов линий электропередачи 0,38/0,22 кВ и линий проводного вещания напряжением до 360 В необходимо руководствоваться ПУЭ, использования опор ВЛ для совместной подвески проводов электроснабжения (380 В) и проводного вещания (не выше 360 В) и НТПС.

На участках параллельного следования линий 0,38 и 10 кВ следует рассматривать технико-экономическую целесообразность использования общих опор для совместной подвески на них проводов обеих ВЛ.

Выбор проводов и кабелей, мощность силовых трансформаторов должен производиться по минимуму приведенных затрат.

Электрические линии напряжением 0,38 кВ должны быть с глухозаземленной нейтралью, на линиях, отходящих от одной подстанции 10/0,4 кВ, необходимо предусматривать не более двух-трех сечений проводов.

Выбранные провода и кабели проверяют:

на допустимые отклонения напряжения у потребителей;

на допустимые длительные токовые нагрузки по условию нагрева в нормальном и послеаварийном режимах;

на обеспечение надежного срабатывания защиты при однофазных и междуфазных коротких замыканиях;

на пуск асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

Кабели с пластмассовой изоляцией, защищенные плавкими предохранителями должны быть проверены на термическую устойчивость от токов короткого замыкания.

Проводимость нулевого провода линий 0,38 кВ, питающих в основном однофазные нагрузки (более 50% по мощности), а также электроприемники животноводческих и птицеводческих ферм должна быть не менее проводимости фазного провода. Проводимость нулевого провода может быть больше проводимости фазного провода, если это требуется для обеспечения допустимых отклонений напряжения у ламп наружного освещения , а также при невозможности обеспечения другими средствами необходимой селективности защиты линии от однофазных коротких замыканий. Во всех остальных случаях проводимость нулевого провода следует принимать не менее 50% проводимости фазных проводов.

На ВЛ к отдельным потребителям с сосредоточенной нагрузкой следует предусматривать подвеску восьми проводов с расщеплением провода одной фазы на два на опоры с общим нулевым проводом. При совместной подвеске на общих опорах проводов двух линий, подключенных к независимым источникам питания, необходимо предусматривать самостоятельные нулевые провода для каждой линии.

Провода уличного освещения следует располагать со стороны проезжей части улицы. Фазные провода должны располагаться выше нулевого

Светильники уличного освещения присоединяются к специально предназначенным для этого фазным проводам и общему нулевому проводу электрической сети. Размещение светильников выполняют в шахматном порядке при установлении их по двум сторонам улицы. Включение и отключение светильников уличного освещения должно быть автоматическим и осуществляться централизованно со щита трансформаторной подстанции. ВЛ 0,38 кВ оснащаются алюминиевыми, сталеалюминиевыми проводами, а также из алюминиевого сплава.

В районах с одноэтажной застройкой для ответвлений от линий к вводам в здания рекомендуется применять самонесущие провода с атмосферостойкой изоляцией.

Выбор трасс воздушных линий 10 кВ следует производить в соответствии с требованиями нормативных документов по выбору и изысканиям трасс линий.

При необходимости сооружения воздушных линий электропередачи, проходящих в одном направлении с существующими, должны быть проведены технико-экономические расчеты для обоснования целесообразности строительства новых или увеличения пропускной способности существующих линий.

Номинальное междуфазное напряжение распределительных сетей выше 1000 В следует принимать не ниже 10 кВ.

При реконструкции и расширении действующих сетей напряжением 6 кВ следует предусматривать их перевод на напряжение 10 кВ с использованием, по возможности, установленного оборудования, проводов и кабелей. Сохранение напряжения 6 кВ допускается, как исключение, при соответствующих технико-экономических обоснованиях.

На ВЛ 10 кВ со штыревыми изоляторами расстояние между анкерными опорами должно быть в I-II районах по гололеду не более 2,5 км и 1,5 км в III - особом районах.

На ВЛ 10 кВ рекомендуется применять сталеалюминиевые провода, в районах с нормативной толщиной стенки гололеда 5-10 мм и скоростным напором ветра 50 Н/кв.м допускается применять алюминиевые провода.

Кабельные линии рекомендуют выполнять кабелем с алюминиевыми жилами с пластмассовой изоляцией.

Воздушные линии могут строиться с применением железобетонных на вибрированных и центрифугированных стойках, деревянных и металлических опор.

Стальные опоры ВЛ 10 кВ рекомендуется использовать на пересечениях с инженерными сооружениями (железные и шоссейные дороги), с водными пространствами, на стесненных участках трасс, в горной местности, на ценных сельскохозяйственных землях, а также в качестве анкерно-угловых опор двухцепных линий.

Двухцепные опоры ВЛ10 кВ рекомендуется применять на больших переходах через водные препятствия, а также на участках ВЛ, проходящих по землям, занятыми сельскохозяйственными культурами (рис, хлопок и т.п.), и на подходах к подстанциям, если в этом направлении намечается сооружение еще одной линии.

ВЛ 10 кВ выполняют с применением штыревых и подвесных изоляторов, как стеклянных, так и фарфоровых, но предпочтение следует отдавать стеклянным изоляторам. Подвесные изоляторы следует использовать на ВЛ 10 кВ для электроснабжения животноводческих ферм и на опорах анкерного типа (концевых, анкерно-угловых и переходных опорах).

Требования при проектировании к трансформаторным подстанциям напряжением 10 кВ

Подстанции 10/0,4 кВ должны размещаться: в центре электрических нагрузок; в непосредственной близости от подъездной дороги с учетом обеспечения удобных подходов воздушных и кабельных линий; на незатопляемых местах и, как правило, на местах с уровнем грунтовых вод ниже заложения фундаментов.

Электроснабжение бытовых и производственных потребителей рекомендуется предусматривать от разных подстанций или их секций.

Подстанции с воздушными вводами не рекомендуется размещать вблизи школ, детских и спортивных сооружений.

Схемы подстанций выбираются на основании схем развития электрических сетей 35. 110 кВ областей и технико-экономических расчетов расширения, реконструкции и технического перевооружения электрических сетей напряжением 10 кВ районов электрических сетей и уточняются в рабочих проектах электроснабжения реальных объектов.

Выбор схем присоединения подстанций 10/0,4 кВ к источникам питания производится на основании экономического сравнения вариантов в зависимости от категории электроприемников по надежности электроснабжения в соответствии с " Методическими указаниями по обеспечению при проектировании нормативных уровней надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей "

Подстанции 10/0,4 кВ, питающие потребителей второй категории с расчетной нагрузкой 120 кВт и более должны иметь двухсторонне питание. Допускается присоединение подстанции 10/0,4 кВ, питающей потребителей второй категории с расчетной нагрузкой менее 120 кВт, ответвлением от магистрали 10 кВ, секционированной в месте ответвления с обеих сторон разъединителями, если длина ответвления не превышает 0,5 км.

Подстанции 10/0,4 кВ, как правило, должны проектироваться однотрансформаторными. Двухтрансформаторные подстанции 10/0,4 кВ должны проектироваться для питания потребителей первой категории и потребителей второй категории, не допускающих перерыва в электроснабжении более 0,5 часа, а также потребителей второй категории при расчетной нагрузке 250 кВт и более.

Устройствами автоматического включения резервного питания на шинах 10 кВ рекомендуется оборудовать двухтрансформаторные подстанции при совокупности следующих обязательных условий: наличие электроприемников I и II категории; присоединение к двум независимым источникам питания; если одновременно с отключением одной из двух питающих линий 10 кВ одновременно теряет электроснабжение один силовой трансформатор. При этом электроприемники I категории должны дополнительно обеспечиваться устройствами автоматического резервирования непосредственно на вводе 0,38 кВ электроприемников.

Подстанции 10/0,4 кВ закрытого типа следует применять: при сооружении опорных трансформаторных подстанций, к распределительным устройствам 10 кВ которых присоединяются более двух линий 10 кВ; для электроснабжения потребителей потребителей первой категории при суммарной расчетной нагрузке 200 кВт и более; в условиях стесненной застройки поселков; в районах с холодным климатом при температуре воздуха ниже 40°С; в районах с загрязненной атмосферой III степени и выше; в районах со снежным покровом более 2 м. Подстанции 10/0,4 кВ следует применять, как правило, с воздушными вводами линий 10 кВ. Кабельные вводы линий должны применяться: в кабельных сетях; при сооружении подстанций, имеющих только кабельные вводы линий; при условиях, когда прохождение ВЛ на подходах к подстанции невозможно и в других случаях, где это технико-экономически обосновано.

Трансформаторы 10/0,4 кВ, как правило, используются с переключением ответвлений без возбуждения (ПБВ) для регулирования напряжения.

Для питания коммунально-бытовых сельскохозяйственных потребителей, трансформаторы 10/0,4 кВ мощностью до 160 кВА включительно следует применять со схемой обмоток «звезда-зигзаг» с выведенной нейтралью обмотки 0,4 кВ.

Подстанция – одна из самых важных и распространенных составных частей в системах доставки и распределения электроэнергии. С ее помощью реализуются функции контроля тока, его преобразования и приема. Качество выполнения этих и других задач будет зависеть от того, насколько грамотно было выполнено строительство подстанции, а также ее подключение к линии электропередач.

Разработка проекта подстанции

Для проектного решения предварительно подготавливаются следующие исходные материалы:

Техническое задание на строительство объекта.
Чертежи и сметные данные.
График строительных работ.
Планы по комплектации, конструкционному устройству и материалам подстанции.
Сведения по характеристикам электроустановок и механизмов сооружения.
Технологическая схема рабочих процессов.
Перечень с монтажной оснасткой и приспособлениями, которые будут использоваться в ходе строительства.
Схемы подземных коммуникаций с указанием карты прохождения кабелей, водопроводных линий и канализации.

На основе вышеназванных документов производится разработка проекта трансформаторной подстанции, в котором структурно описывается организационная карта рабочих мероприятий. В нее входит комплексный график строительства с очередностью выполнения технических операций, сведения по объемам материальных ресурсов, ситуационный план, транспортная схема на стройплощадке и т. д. Отдельно указываются требования к инженерно-коммуникационному обеспечению, производственной санитарии и технике безопасности. В частности, описываются параметры дорог, мостиков, лестниц, туалетов, систем пожаротушения и др.

Разновидности подстанций

В проектном решении также определяется степень сложности объекта. По уровню сложности производства рабочих мероприятий выделяют следующие типы трансформаторных подстанций:

Несложные. Сооружения, электроустановки которых функционируют под напряжением от 35 до 154 кВ. Это наиболее распространенные подстанции, сооружение которых осуществляется в течение 1-3 месяцев одной бригадой рабочих.
Объекты средней сложности (напряжение варьируется от 220 до 500 кВ). В работах задействуется несколько специализированных бригад на время от 3 до 14 мес.
Особо сложные объекты, работающие с напряжением от 750 кВ. Строительство производится на протяжении нескольких лет специализированной организацией.

Требования к выбору площадки для создания подстанции

Выбор будущей стройплощадки для сооружения электрических подстанций осуществляется на основании генплана развития местной территорий с учетом требований к окружающей среде и экологической безопасности. К примеру, в соответствии с санитарно-эпидемиологическими нормативами расстояние от трансформаторной подстанции до жилого дома должно составлять не менее 3 м, если речь идет об объектах малой или средней степени огнестойкости. В зависимости от планируемого уровня шума от трансформаторных подстанций, минимальная нормативная дистанция до жилых строений может достигать 5-10 м.

Также учитываются требования к устройству самой подстанции с точки зрения ее энергоэффективности. По возможности такие сооружения должны располагаться вблизи центра электрических нагрузок, автодорог, инженерных сетей и т. д. Нередко перед строительными работами производится специальное благоустройство территории для будущего устройства подстанции. В перечень подготовительных мероприятий такого рода обычно входят земельные работы – например, выкорчевывание деревьев, снятие растительного слоя, выравнивание рельефа, устройство котлована.

Требования к грунту для размещения подстанции

Применительно к характеристикам грунта площадка выбирается с учетом инженерно-геодезических исследований территории, которые включают в себя сейсмологические, геологические и гидрологические сведения. В частности, строительство подстанций допускается на непригодных для сельскохозяйственной деятельности землях – а также вне зон с промышленным или природным загрязнением.

Относительно гидрологических требований должен учитываться и уровень залегания грунтовых вод. Не допускается строительства в прибрежных зонах, в местах с размывами, у рек и озер. Даже если планируется сооружение объекта в удалении от природных гидрологических объектов, во внимание берутся риски подтопления от естественных стоков. Если такая опасность имеет место, то, в крайнем случае, должно быть предварительно выполнено соответствующее благоустройство территории в виде создания откосов из георешетки или иной дренажно-укрепляющей системы. Но подобные работы и другие подготовительные мероприятия должны быть оценены с точки зрения экономической целесообразности. К примеру, для строительства на грунтах, которые требуют устройства дорогостоящего фундамента, должно быть составлено технико-экономическое обоснование.

Закладка фундамента для подстанции

Поскольку речь идет об относительно легких сооружениях, используются конструкционно простые виды фундаментных платформ. К таким относятся железобетонные стержневые и свайные конструкции, которые размещаются с охватом всего периметра целевой площадки. Лежневые фундаменты, к примеру, имеют форму буквы Т и размещаются горизонтально относительно поверхности – так, чтобы тело подстанции укреплялось вертикально. Монолитные ЖБ-платформы укладываются на ровных территориях, а в случае с проблемным рельефом допускается установка опорных стержней.

Самой доступной и экономически оптимальной технологией устройства фундамента является монтаж несущих винтовых свай. Установка реализуется методом вкручивания стальных труб, после чего монтируется ростверк, на котором осуществляется строительство подстанций и примыкающих корпусов. Данный вариант выгоден и своей универсальностью, так как позволяет выполнять сооружение на всех типах грунта кроме скальных пород. Надежность винтового фундамента обеспечивается заливкой полостей труб бетоном и последующей обвязкой брусом или швеллером. В дальнейшем в зависимости от рисков иногда устанавливаются дополнительные подпорки и ограждения.

Сооружение конструкционной части

Технология строительства предусматривает выполнение установки компонентов сооружения и оборудования на заложенном основании. Функциональные блоки монтируются на фундаменте с помощью металлических профилей, стяжками и анкерными соединениями. В рабочем процессе при необходимости может участвовать спецтехника, обеспечивающая выгрузку на месте эксплуатации. Блоки конструкции здания трансформаторной подстанции устанавливают при помощи канатных лебедок или посредством специальных тележек. Иногда оставляется промежуточная технологическая зона укрепления между блоком подстанции и фундаментом. Ее устраивают за счет типовых подставок или стоек. Если используется железобетонная платформа, то к ней приваривается специальная рама, которая выступит промежуточным основанием сооружения.

В процессе сборки подстанции производится соединение выводов обмоток напряжения с распределительными устройствами. С помощью сжимных плит прокладываются монтажные электротехнические шины. При возведении наземной части трансформаторной подстанции должно проверяться совпадение горизонтальных и вертикальных осей электротехнических контактов. Поэтому еще до установки функциональных блоков должны быть сняты и зачищены технологические разъемы оборудования. Это позволит монтажной бригаде в соответствии с картой подключения электроустановок корректно расположить конструкцию в зоне рабочей площадки.

Монтаж основных узлов оборудования подстанции

На стройплощадку доставляются электротехнические агрегаты, которые монтируются внутри помещения. Их стягивают болтами, соединяют между собой через сборные шины, далее подкладывают кабели и производят ревизию аппаратуры.

В помещениях, где выполняется монтаж, должны быть завершены отделочные мероприятия. После этого в соответствии с чертежами прокладываются кабельные каналы. Для закрытых устройств предусматривается покрытие цементными стяжками и плитами. Ввод высокого напряжения осуществляется как посредством подземных кабелей в предусмотренных каналах, так и через воздушные линии.

Силовые трансформаторы могут занимать несколько помещений, что должно быть предусмотрено в проектном решении. Причем в ходе строительства подстанции должна быть технически продумана и возможность закрепления трансформатора непосредственно на фундаменте или на несущей подложке. Отдельное помещение предусматривается для установки распределительных устройств. Нейтраль электроустановок соединяется с заземляющим приспособлением с помощью сварки. Для заземления предварительно организуются специальные шины в виде полос с сечением 40 х 4 мм. От них делается вывод к трансформатору.

Монтаж систем для обеспечения собственных нужд подстанции

Независимо от типа подстанции, она должна иметь собственную коммуникационную инфраструктуру – прежде всего, это касается электрического питания. Для этого на площадке или в удалении размещается электросетевой объект. Причем этот источник должен рассчитываться только на потребности подстанции без снабжения сторонних потребителей. В схеме питания предусматривают линии обслуживания различных блоков, секций и узлов станции. Для этого выполняется прокладка кабелей и контура заземления в рамках отдельной изолированной трассы. К подстанциям мощностью от 330 кВ подводится и резервный канал энергоснабжения, в качестве которого может выступать автономный независимый генератор. Он не рассчитывается на постоянное питание – только на временный технологический или аварийный режим работы.

Строительство вспомогательных сооружений

В данный комплекс входят объекты масляного хозяйства. Основу его инфраструктуры формируют стационарные независимые резервуары турбинного масла. Объем технической жидкости должен составлять 110% от нормативных нужд конкретной подстанции. Если нет возможности организации турбинных резервуаров, то масляное хозяйство должно быть устроено за счет специальной площадки с навесом. Здесь размещаются бочки с технической жидкостью, необходимой для снабжения узлов и агрегатов трансформаторной подстанции. Строительство инженерных сооружений, обеспечивающих водоснабжение и водоотведение, в любом случае ориентируется и на возможность слива отработанного масла по отдельным контурам для дальнейшей утилизации. То есть организуется и специальное место для хранения производственных отходов подстанции.

Особенности строительства модульных подстанций

В данном случае рассматривается оптимизированная конструкция подстанции на блочно-модульной (иногда мобильной) основе. Для ее сооружения не требуется специальных инженерных закладок и особых условий. Это полностью самодостаточный с точки зрения строительства объект, включающий и собственные источники энергоснабжения. Средняя цена трансформаторной подстанции с питающим кабелем до 10 кВ составляет 4-5 млн руб. В комплектацию могут входить базовые силовые электроустановки, распределительный модуль и необходимые выключатели с вводной инфраструктурой.

Строительство осуществляется на расчищенной ровной площадке. На первом этапе монтируется несущая металлическая платформа на рамах. К ней крепятся панельные стены, фиксация которых осуществляется посредством метизов и зажимных приспособлений. В конструкции блочных трансформаторных подстанций предусмотрены необходимые ниши для интеграции электротехнических шкафов, защитных и предохранительных устройств, систем охлаждения и обеспечения масляного снабжения. Установка внутреннего оборудования производится также в соответствии с проектной схемой, по которой должна подбираться и комплектация объекта.

Заключение

Проектно-строительная часть работ по устройству электрических подстанций реализуется в соответствии с общими техническими нормативами, которые применяются в отношении инженерных сооружений. При этом учитывается и эксплуатационная специфика объекта с его нуждами в коммуникационном обеспечении. В случае со стационарными трансформаторными подстанциями цена строительно-монтажных работ может варьироваться от 20 до 50 тыс. руб. Вместе со стоимостью оборудования реализация проекта может составлять несколько миллионов рублей, как в случае с модульными конструкциями. Выбор типа подстанции, его технического наполнения и тактики производства строительных мероприятий зависит от множества факторов, связанных с эксплуатационными требованиями и нормативными правилами.

Одними из наиболее популярных силовых установок, применяемых в организации электроснабжения, являются комплектные трансформаторные подстанции (КТП). Сборка такого оборудования осуществляется на базе одного преобразователя энергии, который подбирается с учетом нагрузки в точке потребления и необходимым уровнем защиты от перепадов напряжения. В числе обязательных требований, обеспечивающих штатный режим работы установок – строительство фундамента для КТП. Формирование надежного основания обеспечивает необходимую устойчивость конструкции, в том числе во время катаклизмов и компенсирует вибрационные эффекты, возникающие в ходе эксплуатации оборудования.

Базовые факторы выбора технологии обустройства станций

Неотъемлемым этапом монтажа трансформаторных подстанций является формирование фундамента. Технология возведения основания определяется характеристиками оборудования (габаритными размерами, весом и назначением), а также свойствами грунта в месте размещения.

В числе требований, которые определяют подход к строительству оснований, - тип сборки. Согласно основной классификации комплектных трансформаторных подстанций, определяется фундамент КТП. Это тяжелые основания для воздушных линий, более легкие для кабельных. Существуют и специфические запросы для фундамента, такие как организация технологического углубления для сбора масла или количество свайных элементов.

Типы КТП заводской сборки:

Станции киоскового типа. Устанавливаются вне зданий и сооружений, оснащаются одним или двумя трансформаторами необходимой потребителям мощности. Могут иметь несколько назначений: это прием и преобразование электрической энергии, транзит на дальние расстояния или организация снабжения в точке ввода к потребителям. В зависимости от решаемых задач могут иметь несколько исполнений, например, с воздушным или кабельным вводами/выводами. Обычно фундамент под КТП киоскового типа обустраивается на основе свай, - наиболее надежное основание. При таком площадка для размещения подстанции может характеризоваться нестабильным грунтом;
Сборки контейнерного типа. Наиболее удобный формат обустройства станции снабжения, при котором обеспечивается удобное обслуживание модернизация или перебазирование промышленных мощностей. Подстанции контейнерного типа наиболее популярны для эксплуатации в удаленных районах - месторождениях полезных ископаемых или населенных пунктах, находящихся в районах крайнего севера;
Мачтовые подстанции. Имеют ограничения по мощности, поэтому предназначены для организации снабжения небольших объектов. При монтаже таких КТП конструктивная нагрузка перераспределяется, поэтому для монтажа достаточно будет подготовить облегченный фундамент под КТП. К этой же категории следует отнести столбовые конструкции как одну из облегченных разновидностей мачтовых сборок. Мощность таких подстанций не превышает 100 кВА.

Общие требования к обустройству фундаментальных конструкций

Вне зависимости от выбранной технологии строительства основания под КТП, следует учитывать стандартные нормативы возведения. В числе технических запросов соблюдение уклона для самой КТП, который предупредит скопление влаги и масла на поверхности площадки, в том числе во время аварийного сброса. Стандартно высоковольтное оборудование должно размещаться на удалении от жилых и производственных объектов не меньше чем на 10 метров.

Требования к фундаментальной части:

Высота основания над уровнем грунта - от 0,2 метра. Зависит от типа установки;
Строго горизонтальный профиль поверхности;
Наличие маслосборного заглубления;
Схема размещения опор должна включать как минимум четыре столба (сваи). Расстояние между опорными элементами не должно превышать 2 метров.

Типы фундаментов для комплектных трансформаторных подстанций (КТП)

В практике современного строительства оснований для наружного размещения технологического оборудования используется несколько технологий. До сих пор применяется фундамент под КТП, формируемый из металлических лежней. Форма металлической арматуры Т-образная. Верхняя полка размещается на заглублении, а для приема конструкции будет задействована вертикальная часть. При таком подходе существенно экономится время на обустройство фундамента, при этом необходима предварительная подготовка грунта. Количество элементов арматуры (лежней) и схема размещения определяются размерами комплектной подстанции.

Более современный и долговечный тип фундамента - монолитный. Технология используется для массивных сборок подстанций, имеющих несколько трансформаторов. При проведении монтажных работ КТП на фундамент из блоков ФБС дополнительно экономится время за счет отсутствия необходимости проведения подготовительных грунтовых работ. Обустройство осуществляется следующим способом: заблаговременно подготовленная схема столбов заливается бетонным раствором, после застывания площадка готова к размещению оборудования.

Фундамент КТП ФБС имеет существенное отличие от монолита, поскольку собирается непосредственно на месте эксплуатации из одинаковых элементов. После укладки железобетонных изделий формируется армированный пояс. Его основная задача будет заключаться в равномерном распределении нагрузки по всему периметру основания. На практике укладка блоков осуществляется при помощи крана, остальные элементы закладываются вручную согласно выбранной технологии. Под КТП используется классический ленточный контур фундамента или сплошная укладка. Из особенностей обустройства следует отметить необходимость проведения подготовительных работ, утепления и гидроизоляции блоков.

Современный свайно-винтовой фундамент для КТП

В числе новых технологий, применяемых для монтажа трансформаторных подстанций, - метод свайной закладки. Вместе с принимаемым решением купить КТП киоскового типа, заказчики уже ориентирован на этот способ закладки фундамента. Использование технологии снимает ограничения на качество грунта, экономит время и средства, значительно продлевает общий срок эксплуатации подстанции. Этап монтажа сводится к забуриванию сваи в месте размещения подстанции. Площадка обычно готова в течение рабочих суток.

Особенности фундамента КТП киоскового типа

По условиям эксплуатации комплектная высоковольтная подстанция эксплуатируется снаружи зданий и сооружений, испытывает на себе климатические факторы местности. На практике для размещения КТП киоскового типа достаточно точечной укладки 4 ФБС под каждый угол конструкции (или из расчета на одну единицу высоковольтного оборудования). Если планируется размещение двухтрансформаторной подстанции, принимающая способность фундамента должна быть увеличена. Можно сформировать основание из 8 блоков ФБС или обустроить монолитную подушку. Для массивных сборок дополнительно используется заблаговременная подготовка котлована в вид укладки слоя песка, щебня. В любом случае необходимо будет удачно совместить технические запросы и не допустить удорожание проекта.

Размещение трансформаторной подстанции при проектировании электроснабжения

Выбор типа, мощности и местоположения подстанции зависит от величины и характера электрических нагрузок и дислокации их в цехе или на генеральном плане предприятия. При этом должны приниматься во внимание архитектурно-строительные, производственные и эксплуатационные требования, а также условия окружающей среды.

ГПП размещают по возможности ближе (в пределах разрывов, допускаемых ПУЭ) к центрам электрических нагрузок с учетом планировки предприятия и возможности прохождения воздушных линий 35 - 110 кВ. Цеховые ТП размещают с максимальным приближением к центру питаемых ими групп потребителей электроэнергии с некоторым смещением в сторону источника питания.

При напряжении питания 6-10 кВ местоположение трансформаторов определяется в зависимости от величины, характеристики и расположения нагрузок напряжением до 1 кВ с учетом установки конденсаторов, а также возможности размещения трансформаторной подстанции (ТП) в намеченном месте.

Рекомендуется применение комплектных трансформаторных подстанций (КТП), обеспечивающих не зависящий от строительной части индустриальный монтаж, приближение КТП по возможности к центру нагрузки, что обеспечивает максимальную экономию цветного металла и снижение потерь электроэнергии в цеховых сетях.

Место расположения КТП должны учитывать условия окружающей среды, необходимую степень бесперебойности и динамику технологии. Кроме того, должна быть обеспечена возможность дальнейшего увеличения мощности однотрансформаторных КТП при росте нагрузки установкой второго трансформатора.

Для удобства эксплуатации желательно иметь минимальное число типоразмеров трансформаторов.

Отдельно стоящие ТП наименее рациональны вследствие удлинения сетей напряжением до 1000 В и увеличения потерь в них. Они применяются как вынужденное решение для питания цехов, опасных в отношении пожара, взрыва или коррозии.

Для электроснабжения потребителей промышленных предприятий рекомендуется применять встроенные подстанции, по возможности с наружной установкой трансформаторов, если этому не препятствует архитектурное оформление цехов и между ними обеспечиваются необходимые проезды и разрывы.

Применение отдельно стоящих трансформаторных подстанций допустимо в следующих исключительных случаях:

при питании от одной подстанции нескольких цехов, если центр их нагрузок находится вне пределов этих цехов или сооружение самостоятельных подстанций в каждом цехе экономически не оправдано;

при невозможности размещения подстанции у наружных стен цехов по производственным соображениям (отсутствие свободных площадей, взрывоопасная среда и т. п.).

Этот вид ТП может также применяться для мелких предприятий с небольшими разбросанными по территории цехами.

Рис. 1. Размещение комплектной трансформаторной подстанции (КТП) в цехе: а) открытое, б) отдельностоящее, в) внутрицеховая, г) пристроенная

Пристроенные ТП , удовлетворяя требованиям экономики, часто вызывают возражения со стороны архитекторов и строителей, так как ухудшают внешний вид зданий.

Встроенные подстанции позволяют более удачно решить архитектурное оформление стены цеха, однако расположение подстанции на площади цеха не всегда возможно по условиям размещения технологического оборудования.

Встроенные подстанции, как и внутрицеховые ТП, следует размещать осмотрительно, особенно в цехах с часто перемещаемым оборудованием.

При сооружении пристроенных и встроенных подстанций предпочтение следует отдавать наружной установке трансформаторов, при которой удешевляется строительная часть и улучшаются условия охлаждения трансформаторов.

Внутрицеховые ТП следует размещать у колонн цеха, в мертвой зоне мостовых кранов. Применяется установка ТП на антресолях, под которыми могут быть проходы конвейеров или какое-то оборудование.

При выборе места и типа подстанции приходится учитывать и согласовывать разные требования, зачастую противоречивого характера.

Если нагрузка цеха превышает несколько тысяч киловольт-ампер и возникает необходимость применения нескольких ТП, то их расположение должно соответствовать приближению к центру нагрузки со стороны питания, чтобы избежать обратного направления потока электроэнергии. Расположение ТП в самом центре нагрузки нерационально, так как будет иметь место обратный поток энергии к источнику питания.

Рис. 2. Размещение КТП

Если нагрузка небольших цехов составляет только десятки или сотни киловольт-ампер, то возникает вопрос: сооружать ли в таком цехе свою ТП или питать этот цех от соседней ТП. Технико-экономический анализ показывает, что для каждой нагрузки S существует критическая длина L, при которой передача мощности S на расстояние L будет одинаково экономична напряжением до 1000 В с установкой трансформатора в цехе и напряжением до 1000 В от ТП, расположенной на расстоянии L от центра нагрузки цеха. Эта длина зависит от стоимости потерь энергии.

Следует иметь в виду, что на реальном генплане предприятия трассы кабелей располагаются не по кратчайшим расстояниям, а по направлению проездов и проходов между зданиями цехов.

При выборе места для ТП, питающей цех, ее следует располагать со стороны питания. При агрессивной среде, создаваемой производством цеха, необходимо учесть розу ветров и по возможности поместить ТП с подветренной стороны.
При проектировании подстанции следует предусматривать применение комплектного электрооборудования напряжением до 1000 В и выше.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Монтаж трансформаторных подстанций и распределительных устройств

КРУ монтируются только в помещениях, где закончены все строительные работы.

Установочные конструкции под КРУ изготавливают из уголков или швеллеров, которые устанавливают горизонтально, выверяя по уровню. Неровность допускается 1 мм на 1 м длинны и 5 мм по всей длине. Согласно ПУЭ эти конструкции присоединяют к контуру заземления полосовой сталью 40 х 4 мм не менее чем в двух местах.

При монтаже шкафов КРУ в помещении ширина прохода для однорядной установки должна быть равной длине выкатной тележки плюс 0,8 м, для двухрядной – длине одной тележки плюс 1 м. расстояние от шкафов до боковых стен не менее 0,1 м.

Монтаж камер КСО и шкафов КРУ начинают с крайней камеры. Проверяют правильность установки камеры по горизонтали и вертикали только после этого устанавливают следующую камеру. По окончании установки корпуса камер соединяют болтами, начиная с крайней камеры. В первую очередь затягивают нижние болты, а затем верхние.

С помощью шнура проверяют прямолинейность верхней части камер и при необходимости регулируют их положение с помощью стальных подкладок. Вкатывая тележку, проверяют правильность установки шкафов КРУ. Подвижные части тележки и неподвижные части шкафа должны совпадать, а положение тележки надежно фиксироваться. Особенно тщательно проверяют работу шторок, которые должны опускаться и подниматься без перекосов и заеданий, а также действие механической блокировки.

Выверенные шкафы КРУ и камеры КСО окончательно закрепляются электросваркой к установочной конструкции в четырех углах. Что также обеспечивает надежное заземление шкафов и камер. Далее выполняют монтаж сборных шин, соблюдая цвета фаз. Для этого необходимо снять с шинного отсека шкафа наружные листы. Ответвительные шины присоединяют к сборным болтами.

Приборы и аппараты, снятые на время перевозки, устанавливают после монтажа шин и присоединяют к первичным и вторичным цепям согласно схемы.

Поверхности сборных шин в местах контактов промывают и смазывают вазелином. Эти поверхности нельзя зачищать напильником или наждачной шкуркой, так как на заводе эти места порыты специальным сплавом олова с цинком против коррозии. После установки сборных шин всей секции затягивают болты всех контактных соединений. Проверяют работу выключателей, разъединителей, вспомогательных контактов и блокировочных устройств.

Ножи разъединителя в камерах КСО при включении должны входить в неподвижные контакты плавно, без перекосов на глубину 30 мм и не доходить до упора на 3 – 5 мм. Привод разъединителя должен автоматически запираться в крайних положениях фиксатором.

Выключатели типа ВМП – 10 после монтажа их на опорные конструкции, выверяют по вертикали и по осям камеры не допуская перекосов.

Приводы выключателей поступают на монтаж обычно в собранном и отрегулированном состоянии. Регулировку привода совместно с выключателе проводят по заводской инструкции.

После подсоединения отходящих и питающих кабелей и проводов цепей вторичной коммутации все металлические конструкции КРУ (КСО) присоединяют к сети заземления. Заземление выполняют приваркой рам корпусов камеры в двух местах к магистрали заземления.

Комплектные распределительные устройства наружной установки (КРУН) применяют для распределительных устройств подстанций энергосистем, а также в составе КТП 35/6-10 кВ. Они состоят из отдельных шкафов.

Шкафы со встроенным оборудованием и коридором управления. Задняя стенка шкафов и боковые одновременно являются стенками помещения. Передняя часть шкафов оформлены аналогично передней части шкафов КРУ внутренней установки.

Технология монтажа КРУН

До начала монтажа все работы по фундаменту под КРУН должны быть закончены. Фундамент проверяют на соответствие чертежам проекта. Особое внимание необходимо обратить на правильность выполнения закладных швеллеров-оснований под шкафы КРУН и надежность их крепления к фундаментным стойкам.

Закладные основания под КРУН выполняют из рихтованных швеллеров № 12. Несущую поверхность выполняют в одной плоскости, соединяют с контуром заземления не менее чем в двух местах полосовой сталью сечением 40 х 4 мм.

Шкафы КРУН к месту монтажа доставляются в упакованном виде. Перед установкой шкафов КРУН их снимают с поддонов тары, выкатывают тележки из корпуса КРУНа и устанавливают корпуса в соответствии со схемой их расположения в рапределительном устройствае.

Монтаж КРУН начинают с крайнего шкафа. Только после проверки правильности установки монтируемого шкафа, приступают к монтажу следующего. Соединяя корпуса шкафов КРУН на их боковинах для уплотнения прокладывают резиновую трубку, предварительно смазанную клеем. Крышу коридора управления монтируют и стыкуют с торцовой, передней и задней стенками распределительного устройства. Аналогично собирают следующую пару элементов передней стенки и крыши.

Затем монтируют последующие элементы передней стенки и крыши распределительного устройства. Со стороны еще пока неустановленной второй торцевой стенки КРУН закладывают сборные шины, закрепляют их на шинодержателях, к которым присоединяют отпайки. Далее устанавливают компенсаторы сборных шин, перегородки отсеков, ТСН, присоединяют к нему ошиновку, закрепляют задние стенки шкафов КРУН, собирают и закрепляют вторую торцевую стенку.

Корпуса шкафов КРУН не должны иметь качаний и перекосов. При вкатывании тележки в шкаф, тележка не должна иметь перекосов при любом ее положении в корпусе, т.е. при перемещениях тележки её колеса должны опираться на направляющие.

На крыше шкафов для монтажа отходящих воздушных линий или вводов закрепляют кронштейны. Они поставляются в разобранном виде вместе со шкафами КРУН. После этого монтируют ошиновку ввода, отходящей линии, делают связь со шкафа ввода на шкаф ТСН. В коридоре управления монтируют навесные шкафы вторичных цепей, блоки питания соленоидов включения выключателей и блоков питания оперативного тока, а также выключатели освещения. Выполняют монтаж освещения.

Силовые кабели монтируют через заднюю дверцу в задней стенке шкафа. Так как в шкафах КРУН дно металлическое, для прохода кабеля в нем вырезают необходимое количество отверстий. После прокладки силового кабеля это отверстие уплотняют для защиты от попадания внутрь влаги, снега, пыли. Монтаж вторичных цепей между шкафами КРУН сводится к соединению штепсельных разъемов. Затем соединяют оперативные шинки и шинки питания, присоединяют жилы контрольных кабелей внешних соединений.

КТП внутренней установки

Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) внутренней установки состоят из трехфазных понижающих трансформаторов, высшее напряжение, которых 6 или 10 кВ, а низшее напряжение 0,4 кВ и шкафов РУ. Шкафы РУ изготовляют секционными, линейными и вводными. Они состоят из шинной и коммутационных частей, разделенных перегородками.

В шкафах распределительного устройства (РУ) напряжением до 1 кВ размещены коммутационная и защитная аппаратура: выдвижные универсальные автоматические выключатели, релейная аппаратура АВР, измерительные приборы, а также измерительные трансформаторы тока.

Схемы управления, защиты и сигнализации оборудования КТП выполняют на оперативном переменном токе. Подстанции имеют один или два трансформатора мощностью 250, 400, 630, 1000, 1600, и 2500 кВА., которые поставляются заполненными трансформаторным маслом с азотной подушкой или с маслорасширителем, а также сухими со стекловолокнистой изоляцией. КТП с трансформаторами, заполненными трансформаторным маслом, можно применять только при устройстве под ними маслосборных приямков и расстояние между двумя КТП не менее 10 м.

Комплектные трансформаторные подстанции укомплектовывают шкафами предупредительной сигнализации. В зависимости от заказа шкафы распределительного устройства укомплектовывают различными схемами.

Размещение и присоединение КТП к ВЛ напряжением 10 и 0,38 кВ: 1 — привод разъединителя; 2 — провод на напряжение 10 к В; 3 — КТП

Монтаж комплектных трансформаторных подстанций

Приступая к монтажу комплектной трансформаторной подстанции внутренней установки проверяют оси подстанции, выверяют отметки основания под опорные швеллеры распределительного устройства и салазки трансформаторов, а также необходимые размеры строительной части.

Блоки распределительного устройства поднимают инвентарными стропами, которые крепят за скобы. Если скобы отсутствуют, то блоки распределительного устройства устанавливают на фундаменты с помощью катков, выполненных из отрезков металлических труб. Если блоки распределительного устройства не имеют опорных швеллеров то увеличивают количество катков не мене четырех на блок.

Многоблочные распределительные устройства монтируют поэтапно. Блоки устанавливают поочередно, предварительно снимая специальные заглушки, которые закрывают выступающие концы шин. Установочные швеллеры шкафов соединяют сваркой с помощью перемычек из полосовой стали сечением 40 х 4 мм. после установки блоков приваривают шины заземления к опорным швеллерам.

Распределительные устройства соединяют с трансформатором гибкой перемычкой и закрывают коробом из листовой стали, который поставляется в комплекте с комплектной трансформаторной подстанцией. При выполнении присоединения к выводам трансформатора необходимо знать, что чрезмерные изгибающие усилия при затяжке гаек могут вызвать течь масла. Соединение шин выполняют с помощью болтов. Короб к трансформатору и вводному шкафу крепят болтами.

По окончании монтажа блоков КТП проверяют исправность проводки приборов, надежность крепления болтовых соединений, особенно контактных и заземляющих, работу механической блокировки, состояние изоляторов. После этого подсоединяют кабели высокого и низкого напряжения. Для заземления КТП швеллеры приваривают к контуру заземления в двух местах.

Читайте также: