Монтаж электрооборудования
и средств автоматизации

4.3 Технология монтажа трансформаторных подстанций

4.3.1. Общие сведения

4.3.1.1. Мачтовые трансформаторные подстанции

4.3.1.2. Комплектные трансформаторные подстанции

4.3.1.3. Закрытые трансформаторные подстанции

4.3.2. Технология монтажа трансформаторных подстанций

4.3.2.1. Монтаж мачтовых трансформаторных подстанций

4.3.2.2. Монтаж комплектных трансформаторных подстанций

4.3.2.3. Монтаж закрытых трансформаторных подстанций

4.3.3. Монтаж заземляющего устройства трансформаторных подстанций

4.3.1. Общие сведения

Для экономичной передачи и распределения электроэнергии требуется ее преобразование. Потери энергии в линии зависят от величины тока в линии и сопротивления проводов линии. Снижение потерь в линии возможно следующими способами:

1 – увеличением сечения проводов линии, при этом сопротивление проводов уменьшается, что приводит к снижению потерь в линии;

2 – увеличением уровня напряжения линии, при этом снижается ток в линии при той же передаваемой мощности.

Для передачи электроэнергии на большие расстояния первый способ не применим, поэтому используется второй способ, осуществление которого выполняется при помощи силовых трансформаторов.

Электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электроэнергии, состоящая из трансформаторов, распределительных устройств, устройств управления и других вспомогательных сооружений, называется трансформаторной подстанцией (ТП).

В сельскохозяйственных районах используются районные трансформаторные подстанции (РТП), обеспечивающие понижение напряжения сети с 35 ... 220 кВ (при котором передается электроэнергия от основного централизованного источника электроснабжения – энергосистемы) до 6 ... 35 кВ (в первую очередь до 10 кВ) для распределения ее в районе, к потребительским подстанциям 10/0,4 кВ (6/0,4 кВ; 35/0,4 кВ), для распределения электроэнергии между потребителями.

По конструктивному исполнению потребительские ТП разделяются – на мачтовые (МТП), комплектные (КТП) и закрытые (ЗТП).

На открытых МТП оборудование устанавливают на опорах воздушных линий или на специальных конструкциях на высоте, не требующей ограждений подстанции. КТП состоят из трансформаторов и металлических шкафов-блоков, в которых находятся в полностью собранном виде элементы присоединения к сети высокого напряжения 10 (6, 35 кВ) и элементы распределительного устройства напряжения 380 и 220 В. В закрытых трансформаторных подстанциях все оборудование устанавливают в здании.

Часть подстанции, предназначенная непосредственно для приема и распределения электроэнергии, содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, устройства защиты, автоматики и измерительные приборы, а также другую вспомогательную аппаратуру, называется распределительным устройством (РУ). Если все или основное оборудование РУ расположено на открытом воздухе, оно называется открытым (ОРУ), а при расположении оборудования в здании – закрытым распределительным устройством (ЗРУ). В КТП используются комплектные распределительные устройства (КРУ), особенно для наружной установки (КРУН), поставляемые в собранном на заводе или полностью подготовленном для сборки виде.

Комплектные РУ состоят обычно из закрытых шкафов или блоков со встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики. КТП и КРУ обеспечивают сокращение объемов и сроков проектирования и строительно-монтажных работ, экономию трудовых ресурсов, увеличение надежности работы и безопасности обслуживания.

4.3.1.1. Мачтовые трансформаторные подстанции

Мачтовые трансформаторные подстанции монтируют на железобетонных или деревянных опорах. МТП мощностью до 25 кВ·А монтируют на А-образной деревянной опоре (рис. 4.52) [3]. МТП мощностью 25-100 кВ·А монтируют на П-образной деревянной опоре или одной железобетонной (рис. 4.53). МТП мощностью 160-250 кВА – на АП-образной деревянной (рис. 4.54) или П-образной железобетонной опоре (рис. 4.55). Подстанции в большинстве случаев выполняют тупиковыми, при этом А-образная конструкция одновременно может быть и концевой опорой воздушной линии высокого напряжения.

Рис. 4.52. Общий вид подстанции на А-образной деревянной опоре:
1 – разъединитель на 6...10 кВ с приводом; 2 – разрядник на 6...10 кВ;
3 – предохранители на 6...10 кВ; 4 – силовой трансформатор;
5 – распределительный шкаф на 380/220 В; 6 – воздушная линия на 0,38 кВ.

Рис. 4.53. Мачтовая трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ мощностью 25 - 100 кВА:
1 – разрядники или ограничители перенапряжения 6 … 10 кВ;
2 – предохранители 6 … 10 кВ; 3 – силовой трансформатор 6/0,4 кВ (10/0,4 кВ);
4 – распределительное устройство низкого напряжения 0,4/0,22 кВ.

Конструкции АП-образной формы применяют для подстанций с трансформаторами мощностью 160 и 250 кВА, (рис. 4.54). На АП-образной конструкции устанавливают разъединитель, разрядники, высоковольтные предохранители, силовой трансформатор, ниже, на уровне обслуживания,– распределительный щит 0,4/0,22 кВ. Для обслуживания высоковольтного оборудования и силового трансформатора сооружают специальную площадку. Для подъема на площадку предусмотрена лестница, закрываемая на замок в сложенном положении. АП-образной опора является концевой опорой высоковольтной линии.

На П-образной железобетонной опоре выполняют монтаж ТП если данная МТП является проходной (рис. 4.55), иначе необходимо перед МТП поставить концевую опору ВЛ высокого напряжения.

Рис. 4.54. Общий вид подстанции на АП-образной опоре:
1 – силовой трансформатор; 2 – разрядник на 6...10 кВ;
3 – разъединитель с приводом; 4 и 6 –трубы для проводов 380/220 В;
5 – предохранитель на 6...10 кВ; 7 – распределительные шкафчики 380/220 В.

Рис. 4.55. Общий вид МТП 10/0,4 кВ мощностью 160, 250 кВА

4.3.1.2. Комплектные трансформаторные подстанции

Наиболее широкое, преобладающее применение нашли комплектные трансформаторные подстанции, поставляемые в собранном или полностью подготовленном для сборки виде. В эксплуатации КТП надежны и безопасны, так как их конструкция исключает возможность случайного прикосновения к токоведущим частям. Ревизия и замена поврежденной коммутационной аппаратуры осуществляются быстро, без сложных демонтажных или монтажных работ и отключения прочих электроприемников, питаемых подстанцией.

Комплектные трансформаторные подстанции подразделяются:

– по мощности трансформаторов и их числу;

– первичному напряжению;

– расположению (одно- или двухрядные, магистральные);

– характеристике окружающей среды, для которой предназначены (например, для тропиков);

– виду установки (внутренняя и наружная);

– схеме подключения к линии (глухое подсоединение, подсоединение через разъединитель и предохранители, подсоединение через выключатель нагрузки ВНП-17).

Применяются КТП главным образом как понижающие трансформаторные подстанции для электроснабжения промышленных, коммунальных и бытовых потребителей. Для электроснабжения промышленных предприятий используют КТП внутренней и наружной установки на напряжение до 10 кВ включительно мощностью от 160 до 2500 кВА. Для электроснабжения сельскохозяйственных предприятий используются КТП с "глубоким вводом", напряжением 35/0,4 кВ.

Промышленность выпускает КТП проходного типа (КТПП) мощностью до 2х630 кВА с кабельными и воздушными вводами. КТПП представляет единый блок и состоит из низковольтного, высоковольтного и силового отсеков.

Высоковольтные блоки выполняются в виде короба со съемной дверью на лицевой стороне (для КТП мощностью до 630 кВА) или шкафа из листовой стали с наружными (верхней и нижней) и внутренней (верхней сетчатой) дверями и комплектуются трех-полюсными разъединителями с сетчатым ограждением и предохранителями типа ПК или без них. Сетчатая дверь шкафа имеет блокировку с приводом от разъединителя. Шкафные вводы высокого напряжения (для КТП мощностью 630...2500 кВА) комплектуются выключателем нагрузки ВНП-17 с ножами заземления и двумя приводами (к выключателю и ножам заземления). Между выключателем и сетчатой дверью имеется блокировка, не позволяющая включать выключатель при открытой сетчатой двери. В высоковольтном блоке размещается сухая разделка питающего кабеля.

Трансформаторы от высокого напряжения при холостом ходе или номинальной нагрузке отключаются выключателями нагрузки, а при перегрузке или коротком замыкании - предохранителями.

В силовом отсеке размещаются силовые трансформаторы серии ТМ, ТМГ или ТС. Трансформаторы серии ТМГ – трансформатор масляный герметичный, имеют герметичный бак повышенной прочности с азотной защитой, а также электроконтактные вакуумметры (для контроля внутреннего давления), реле давления, термосигнализаторы и термосифонные фильтры. Наряду с трансформаторами серии ТМГ с естественным масляным охлаждением в КТП используют трансформаторы серии ТС (ТСГЛ) – для изоляции обмоток используется эпоксидный компаунд с кварцевым наполнителем (геафоль). Дополнительно обмотки усилены стеклотканью, что исключает возникновение трещин в эпоксидном компаунде даже при перегрузке трансформаторов.с совтоловым заполнением и сухие – со стекловолокнистой изоляцией.

Комплектное распределительное устройство на 0,4 кВ состоит из шкафа вводов и шкафов отходящих линий со встроенными автоматами стационарного или выдвижными (втычного) исполнения, измерительными, защитными и сигнальными приборами и аппаратами. Двухтрансформаторные подстанции имеют дополнительно еще один шкаф ввода низкого напряжения и секционный шкаф. Каждый шкаф состоит из шинной и коммутационной частей, разделенных металлическими перегородками. Подстанции не имеют распределительных устройств высокого напряжения. Аппараты управления и защиты от высокого напряжения расположены в распределительных устройствах, к которым эти подстанции присоединяются кабелем.

Общий вид тупиковой КТП с воздушным вводом и трансформатором мощностью до 250 кВА приведена на рисунке 4.56 [3]. Разъединитель расположен на концевой опоре воздушной линии. Разрядники крепят снаружи задней стенки шкафа высоковольтных предохранителей, а ниже – силовой трансформатор. Рядом, на одном уровне с силовым трансформатором, устанавливают распределительный шкаф низкого напряжения.

Рис. 4.56. Общий вид (а) и установка (б) комплектной подстанции КТП-160:
1 – распределительное устройство на 380/220 В; 2 – вводное устройство
напряжением 6 ... 10 кВ; 3 – разрядник; 4 – силовой трансформатор;
5 –разъединитель с приводом.

Новым техническим решением, обеспечивающим дальнейшее повышение уровня индустриализации монтажа, сокращение сроков сооружения объектов, улучшение качества строительства, является применение объемных КТП на напряжение 6 (10) кВ одно- и двухтрансформаторного исполнения.

Строительная часть такой подстанции состоит из отдельных объемных блоков, изготавливаемых на заводе железобетонных изделий (рис. 4.57). Все необходимые отверстия и монтаж внутреннего оборудования подстанции выполняются также на заводе. Для крепления электрооборудования в блоки закладывают специальные металлические детали. Отдельные элементы (панели) подстанции соединяют между собой металлическими деталями с помощью сварки или болтов в объемные блоки.

Заводы поставляют подстанцию целиком или отдельными объемными секциями, которые собирают при монтаже. Объемные КТП снабжаются устройствами, обеспечивающими их вентиляцию, отопление, освещение и связь. Кроме того, в конструкции предусматриваются все присоединительные элементы, необходимые для подвода внешних коммуникаций.

Рис. 4.57. Схема монтажа блочной КТП.

4.3.1.3. Закрытые трансформаторные подстанции

Закрытые трансформаторные подстанции применяют у ответственных сельскохозяйственных потребителей I и II категории с двухсторонним питанием (птицефабрики, животноводческие комплексы и т. п.). Обычно это двухтрансформаторные подстанции с автоматическим включением резерва. Их размещают в отдельном кирпичном двухэтажном (рис. 4.58) или одноэтажном неотапливаемом здании. На первом этаже монтируют силовые трансформаторы и щит низкого напряжения, на втором – распределительное устройство высокого напряжения. Фундаменты под здание собирают из блоков серии ИИ-03-02 или выполняют ленточными бутобетонными. Покрытие и перекрытие выполняют из сборных железобетонных панелей.

Применяется также вариант расположения закрытой ТП в отдельно отведенных помещениях в здании потребителя электрической энергии. В этом случае ввод высокого напряжения выполняется кабелем. Под оборудование ЗТП отводится четыре помещения, в которых два занимают силовые трансформаторы, и по одному помещению занимают распределительные устройства высокого и низкого напряжения. Во все помещения выполняются отдельные входы со стороны улицы, которые обязательно запираются на замок.

В целях создания безопасных условий труда на подстанциях заземляют нейтраль обмоток низшего напряжения силового трансформатора. В соответствии с ПУЭ заземляют также все металлические корпуса, кожухи оборудования и аппаратуры (разъединитель, выключатель, щиты низкого напряжения и т. д.), которые вследствие нарушения изоляции могут оказаться под напряжением. Сопротивление заземляющего устройства на подстанциях с учетом использования естественных и повторных заземлений нулевого провода на ВЛ до 1000 В должно быть не более 4 Ом для электроустановок 380/220 В и 8 Ом для электроустановок напряжением 220/127 В.

Рис. 4.58. Трансформаторная подстанция закрытого типа с воздушным вводом 10 кВ
и двумя трансформаторами до 400 кВА каждый:
1 – силовой трансформатор; 2 – разрядник; 3 – выводы линий 0,38 кВ; 4 – вводы 10 кВ; 5 – заземляющие ножи; 6 – разъединитель; 7 – предохранители; 8 – распределительное устройство на 0,38 кВ.

4.3.2. Технология монтажа трансформаторных подстанций

Строительство трансформаторных подстанций 6...35/0,4 кВ ведут в несколько этапов:

1)   подготовительные работы; транспортировка конструкций и оборудования;

2)   строительно-монтажные работы;

3)   наладка оборудования.

До начала работ по сооружению трансформаторной подстанции составляют график поставки конструкций и оборудования, выбирают необходимые транспортные средства и механизмы. Проверяют возможность проезда транспортных средств, проверяют мосты, переезды, допустимые габариты. Выполняют привязку территории площадки подстанции и ее планировку для обеспечения отвода ливневых вод [32].

Котлованы для фундаментов бурят буровыми или бурильно-крановыми машинами БKМ, БМ (БКГМ), ГБС. Диаметр сверленых котлованов должен составлять 450 мм. Устанавливают приставки ПТ, стойки УСО-ЗА, УСО-4А при сооружении мачтовых и металлических КТП. При сооружении фундамента КТПП срезают растительный слой грунта не менее чем на 10 см, засыпают песчаное основание и укладывают железобетонные конструкции. Для удобства обслуживания на КТПП сооружают площадки на высоте 0,75 м от поверхности земли. Площадки устанавливают на двух стойках УСО-4А, которые заделывают в сверленые котлованы. Котлованы под стойки площадки обслуживания бурят только после окончательной установки стоек под шкафы КТПП. Металлическую раму площадки крепят к оголовкам стоек при помощи сварки. На металлическую раму площадки настилают доски.

4.3.2.1. Монтаж мачтовых трансформаторных подстанций

В настоящее время заводами изготовителями выпускаются МТП мощностью от 25 до 250 кВА, напряжением 10/0,4 (6/0,4) кВ, которые поставляются в комплекте состоящем из: силового трансформатора, разъединителя, высоковольтных разрядников (ограничителей перенапряжения), предохранителей и шкафа распределительного устройства низкого напряжения (РУНН).

Монтаж МТП включает в себя следующие операции: доставку оборудования на место (включая опоры для МТП), сборку и установку опор в котлованы, выверку по шнуру и отвесу, установку основного оборудования МТП, электрическое соединение аппаратов одного с другим, подключение кабелей, ревизию и регулировку аппаратов.

В зависимости от сложности конструкции опор (А–, П–, АП– образная) выполнят их установку, по технологии аналогичной технологии монтажа ВЛ. Если МТП монтируется на одиночной опоре или тупиковая МТП на П–образной опоре, то необходимо предусмотреть концевую опору ВЛ 10 кВ в непосредственно близости от МТП, не далее 3 м.

Монтаж основного оборудования начинают с установки силового трансформатора, который поднимают на опору при помощи крана, при строповке в местах изгибов стропов необходимо устанавливать надежные распорки, предохраняющие окраску оборудования и проходные изоляторы трансформатора от повреждения. Трансформатор на железобетонных опорах закрепляют на металлической раме-основании, предварительно надежно закрепленной на опоре при помощи металлических хомутов (рис. 4.53, 4.55).

Силовой трансформатор на АП-образной опоре монтируется на подготовленную площадку размером 3500х2500 мм (рис.4.54).

Выше устанавливают высоковольтные предохранители и разрядники. Разъединитель допускается монтировать как выше на опоре, так и на концевой опоре ВЛ. Все оборудование крепится болтами к основаниям, которые заранее закреплены на опоре.

МТП мощностью до 40 кВА как правило выполняются на одну отходящую линию (реже на две), поэтому ВЛ 0,4 кВ подключается к выводам трансформатора через предохранители без шкафа РУНН. Если МТП имеет две и более отходящих линий необходимо применение РУНН.

РУНН представляет собой металлический шкаф, с защищенными от попадания влаги вводами, которые выполнены в виде трубостоек от выводов НН трансформатора к РУНН и от РУНН к изоляторам отходящих линий запирающийся на замок во избежание попадания посторонних лиц. Устанавливается на высоте 1000 – 1200 мм от уровня земли. В нем располагаются коммутационные аппараты и аппараты защиты отходящих линий.

Отходящие линии 0,4 кВ могут выполняться как воздушными, так и кабельными.

По окончании установки основного оборудования МТП выполняют соединение (обвязку) высоковольтной аппаратуры при помощи голых проводов и наконечников. Выполняют измерения, изготовление и присоединение шлейфов от ввода высокого напряжения трансформатора к предохранителям, разрядникам и разъединителю. Присоединяют ВЛ 10(6) кВ к разъединителю, при отключенной ВЛ, обязательно соблюдая требования техники безопасности.

В завершение проводят ревизию и контрольные испытания установленного оборудования, после чего включают установку в сеть.

4.3.2.2. Монтаж комплектных трансформаторных подстанций

Монтаж КТП включает в себя следующие операции: доставку блоков оборудования на место, их установку на закладные основания, выверку по шнуру и отвесу, стягивание болтами, приварку к основанию, электрическое соединение блоков одного с другим или прокладку сборных шин, подключение кабелей, ревизию и регулировку аппаратов.

В помещении или на площадке, где устанавливается КТП (КТПН), должны быть полностью закончены основные и отделочные строительные работы. Кабельные каналы и проемы должны быть выполнены точно в соответствии с чертежами. Строительные работы по их устройству, включая покрытие плитами, должны быть закончены, а трубы для прохода кабеля – заложены в соответствии с проектом.

Способы доставки блоков КТП на место монтажа определяются конкретными условиями строительства данного объекта. Целесообразно обеспечивать доставку блоков на место с помощью кранов и автомобильного или железнодорожного транспорта без промежуточной выгрузки.

Погрузку и выгрузку блоков КТП и трансформаторов выполняют только с помощью подъемного крана грузоподъемностью 20 т. При строповке в местах изгибов стропов необходимо устанавливать надежные распорки, предохраняющие окраску оборудования от повреждения, особенно если блоки поставляются не в ящиках, а в обшивке. Блоки в помещении устанавливаются с помощью лебедок на катках, специальных тележек и приспособлений. Перед окончательной установкой на направляющие швеллеры блоки распаковывают.

В зависимости от типа грунта и местных условий КТП устанавливают на двух (или четырех) железобетонных стойках, закрепленных в сверленых котлованах. В качестве стоек используют типовые приставки (ПТО-1,7) опор воздушных линий длиной 3,25 м и 4,25 м или унифицированные стойки УСО-ЗА (УСО-4А, УСО-5А). Высота установки КТП над уровнем земли должна быть не менее 1,8 м, а расстояние от земли до высоковольтного ввода – не менее 4,5 м. Ограждать КТП не обязательно, кроме случаев, когда они располагаются в местах возможного скопления людей (школы и т. п.).

Для удобства обслуживания на высоте 0,5...0,75 м от поверхности земли предусмотрена площадка, шарнирно соединенная со стойками, которую после окончания работ поднимают в вертикальное положение и запирают на замок.

КТП можно ставить на железобетонный блоки или приставки ПТО-1,7, положенные горизонтально на песчаное основание. Этот вариант рекомендуется при скальных грунтах, при песчаных грунтах с крупной галькой и валунами, когда бурение котлованов затруднительно, а также при монтаже КТП киоскового типа. Раму-основание КТП приваривают к железобетонным элементам фундаментов.

До начала монтажа обязательно проверяют закладные основания под трансформаторы. Они должны быть установлены по уровню и точно соответствовать чертежу проекта (отклонения от уровня не должны превышать 1 мм на 1 м длины и 5 мм на всю длину). Несущие поверхности обоих швеллеров должны быть в одной строго горизонтальной плоскости и выступать из чистого пола на 10 мм. Не менее чем в двух местах швеллеры необходимо присоединить к контуру заземления полосовой сталью 40 х 4 мм.

При сборке подстанций соединяют выводы обмоток низкого напряжения трансформатора с распределительным устройством, устанавливают автоматы, монтируют заземление. Шины соединяют обычно с помощью сжимных плит. При этом контактные поверхности шин нельзя зачищать стальными щетками и наждачной шкуркой во избежание повреждения противокоррозионного покрытия, поэтому для их очистки используют чистую ткань, смоченную в бензине. Блоки устанавливают поочередно, предварительно сняв специальные заглушки, закрывающие выступающие концы шин, и подъемные скобы с опорных швеллеров. Проверяют совпадение вертикальных и горизонтальных осей втычных контактов и ножей, а также выдвижных автоматических выключателей низкого напряжения, определяют с помощью динамометра усилие нажатия, которое у каждого втычного контакта должно быть 100 Н. Кроме того, проверяют совпадение осей симметрии подвижных и неподвижных вспомогательных контактов, которые должны иметь провал 1,5... 2 мм. Для вкатывания и выкатывания автоматических выключателей применяют специальное устройство, поставляемое заводом.

Установку блочных (объемных) КТП проводят следующим образом. Роют котлован и строят из кирпича или железобетонных блоков фундамент. На фундаменте размещают блоки со смонтированным на заводе оборудованием. Мощные силовые трансформаторы, привозят отдельно и устанавливают позже.

Каждый блок выполняется из вибропрокатных скорлуп толщиной 88 мм. Электрооборудование во всех блоках монтируется на заводе. Масса полностью смонтированного блока без трансформаторов составляет около 14 т. Наружные поверхности такой подстанции окрашивают, а двери делают стальными.

Перевозка каждого блока объемной подстанции осуществляется отдельно, их габаритные размеры допускают транспортировку по железным и автомобильным дорогам. Приемка железобетонных объемных блоков в тех случаях, когда они доставляются строителями для монтажа электрооборудования в МЭЗ или непосредственно на место установки, заключается в проверке расположения закладных конструкций, кабельного подполья, маслосборной ямы, качества отделки потолков, стен, полов и кровли. Необходимым условием при приемке подстанций, состоящих из нескольких блоков, является проверка их сопрягаемости и комплектности деталей для их сборки.

После установки силовых трансформаторов выполняют работы по присоединению кабелей высокого и низкого напряжений к устройству внешнего контура заземления. Компоновка блочной КТП представлена на рисунке 4.59, она состоит из двух объемных железобетонных блоков 2 и 4, изготавливаемых на заводе, и размещенных в них трансформаторов и распределительных устройств.

Монтаж завершается проверкой исправности проводок и приборов, надежности крепления болтовых соединений, исправности электрической изоляции, присоединением кабелей высокого напряжения к трансформаторам и кабелей отходящих линий, а также присоединением к сети заземления металлических частей конструкции.

Первые объемные КТП выполнялись только из железобетонных элементов и изготавливались вместе со строительной частью на железобетонном заводе, где производились также установка, ревизия и наладка смонтированного электрооборудования. Затем они доставлялись на трайлере к месту монтажа и устанавливались на заранее подготовленную площадку или фундамент. Для пуска такой подстанции необходимо было лишь присоединить внешние кабельные или воздушные линии.

Объемные трансформаторные подстанции из железобетонных панелей все чаще стали вытесняться подстанциями с металлическим каркасом – киоскового типа, обшитым стальным оцинкованным гофрированным листом. Такая подстанция изготавливается также вне строительной площадки, т. е. на заводе или в монтажных мастерских в ней монтируется все электрооборудование (кроме трансформаторов) и в готовом виде она доставляется на объект и устанавливается на фундамент. КТП киоскового типа дешевле и менее материалоемка, чем подстанция из железобетонных панелей и тем более кирпичная. Масса такой подстанции без трансформатора не превышает 5 т.

КТП киоскового типа разделена на отдельные отсеки в которых расположено основное оборудование. Это трансформаторный отсек, РУВН, РУНН. Каждый отсек имеет свою дверь, запирающуюся на замок и имеющую ряд блокировок, препятствующих открытию того или иного отсека при включенном

Рис. 4.59. Компоновка блочной КТП с двумя трансформаторами мощностью по 400 кВА:
1 – распределительное устройство на 0,4 кВ, 2, 3 – объемные блоки;
4 – распределительное устройство низкого напряжения 0,4 кВ (РУНН);
5 – силовой трансформатор, 6 – распределительное устройство
высокого напряжения 6 (10) кВ (РУВН); 7 – фундамент.

4.3.2.3. Монтаж закрытых трансформаторных подстанций

Монтаж ЗТП включает в себя следующие операции: доставку узлов оборудования на место, их установку на основания, стягивание болтами, электрическое соединение блоков одного с другим и прокладку сборных шин, подключение кабелей, ревизию и регулировку аппаратов.

В помещении, где устанавливается ЗТП, должны быть полностью закончены основные и отделочные строительные работы. Кабельные каналы и проемы должны быть выполнены точно в соответствии с чертежами. Строительные работы по их устройству, включая покрытие плитами, должны быть закончены, а трубы для прохода кабеля – заложены в соответствии с проектом.

Способы доставки узлов ЗТП на место монтажа выполняют аналогично КТП.

ЗТП размещается в нескольких отдельных помещениях. Ввод высокого напряжения выполняется как воздушной линией, так и кабелем. Два помещения занимают силовые трансформаторы, и по одному помещению занимают распределительные устройства высокого и низкого напряжения.

Силовые трансформаторы монтируют на фундаменте. Установку на фундамент выполняют с помощью грузоподъемных механизмов, а если это невозможно закатывают по направляющим с помощью полиспаста или лебедки. Силовые трансформаторы мощностью от 160 кВА заводом изготовителем могут комплектоваться транспортными роликами. В качестве направляющих используются швеллеры или рельсы (зависит от вида роликов).

Трансформаторы надежно закрепляют, нейтраль присоединяют к заземляющему устройству при помощи сварки. Заземляющее устройство выполняют заблаговременно, заземляющую шину выполняют полосой 40х4 мм и выводят в помещения трансформаторов.

В помещениях распределительных устройствах ВН и НН приступают непосредственно к установке укрупненных узлов, из которых они собираются.

РУВН 10(6) кВ как правило, собираются из ячеек КСО-298 (рис. 4.60) [28, 29]. Камеры сборные одностороннего обслуживания серии КСО-298 были разработаны в 1998 году «НПФ Техэнергокомплекс» [29] и предназначены для использования взамен камер серий КСО-272, КСО-285, 2УМЗ. По сравнению с ними, камеры КСО-298 имеют меньшие габариты, что позволяет использовать их для модернизации и расширения (увеличению количества фидеров) на уже существующих площадях распределительных устройств.

Рис. 4.60. Общий вид камеры сборной одностороннего обслуживания серии КСО-298.

В состав камеры КСО-298 входит малогабаритный вакуумный выключатель BB/TEL («Таврида Электрик») [30], пришедший на замену малообъемных масляных выключателей. Основными достоинствами данного выключателя являются: – высокий механический ресурс;

– малое потребление электроэнергии по цепям включения и отключения;

– малые габариты и вес;

– возможность управления как по цепям оперативного постоянного, так и оперативного переменного токов;

– отсутствие необходимости ремонта в течение всего срока службы.

Ячейки КСО-298 имеют различную внутреннюю наполняемость оборудованием в зависимости от их назначения, при одинаковых габаритных и установочных размерах, что позволяет без труда собрать распределительное устройство любой конфигурации и сложности. Конструктивно камера КСО-298 состоит из отсеков – высоковольтного, низковольтного, кабельного и отсека сборных шин. При существенно меньших (по сравнению с камерами других серий) габаритах, высота кабельного отсека обеспечивает удобство проведения работ в отсеке.

Камеры КСО-298 надежны, просты в обслуживании и безопасны, что обеспечивается следующим:

– в камере КСО-298 предусмотрена блокировка линейного и шинного разъединителя с использованием герконовых блокираторов, исключающая включение выключателя при промежуточном положении разъединителя, а также исключающих операции с разъединителями при включенном выключателе;

– наличие механических блокировок линейного и шинного разъединителей от включения заземляющих ножей при включенных главных ножах, а также от включения главных ножей при включенных заземляющих ножах;

– наличие аварийной кнопки ручного отключения выключателя;

– предусмотрена возможность управления выключателем от независимого источника питания – блока автономного включения BAV/TEL или аккумуляторной батареи = 24В, (например, автомобильной).

После установки данные камеры закрепляют и собирают между собой. Выполняют электрическую обвязку, т.е. соединяют сверху шинами, согласно требуемой схемы, присоединяют питающие кабели и кабели отходящих линий.

РУНН 0,4 кВ собирают из распределительных шкафов низкого напряжения (ШРНН) (рис. 4.61) или щитов одностороннего обслуживания (ЩО-70) (рис. 4.62), электрическое соединение которых между собой осуществляется при помощи сборных шин, рассчитанных на токи порядка нескольких тысяч ампер. Это связано с тем, что на стороне НН после силового трансформатора мощностью, например 630 кВА протекают токи уже порядка 1000 А, и это делает невозможным применение проводов и кабелей для соединения оборудования из-за их большого поперечного сечения.

Шкафы распределительные серии ШРНН на напряжение 0,4 кВ служат для приема, распределения электрической энергии в сетях напряжением 380/220 В переменного тока частотой 50 Гц с глухозаземленной нейтралью, защиты от перегрузок и токов короткого замыкания отходящих линий. Шкафы имеет небольшие габариты, просты, удобны и безопасны в эксплуатации.

Рис. 4.61. Общий вид ШРНН 0,4 кВ.

Рис. 4.62. Общий вид ЩО-70.

Панели распределительных щитов серии ЩО-70 предназначены для комплектования распределительных устройств напряжением 380/220 В переменного тока частотой 50 Гц с глухозаземлённой нейтралью и служат для приёма, распределения электрической энергии и защиты от перегрузок и токов короткого замыкания, а панели ЩО-70-3-АВР, также для осуществления автоматического включения резерва (АВР) питающих линий 0,4 кВ в ручном или автоматическом режимах и для учёта активной и реактивной энергии на стороне 0,4 кВ, ручного или автоматического управления уличным освещением. Панели предусматривают шинный ввод.

Структура условного обозначения

Данные устройства позволяют оборудовать РУНН любой сложности, и организовать секционирование, защиту и учет электроэнергии на отходящих кабельных линиях.

По периметру помещения РУНН прокладывают магистраль заземления, присоединенную к заземляющему устройству ЗТП. К нему присоединяют все металлические корпуса шкафов и щитов РУНН, при помощи сварки или гибкими медными перемычками.

После установки данные щиты или шкафы закрепляют и собирают между собой. Выполняют электрическую обвязку, т.е. соединяют сверху и подводят питание от силовых трансформаторов шинами, согласно требуемой схемы, присоединяют кабели отходящих линий к соответствующим коммутационным аппаратам.

После выполнения электромонтажных работ проверяют контроль качества смонтированного оборудования, соответствие проекту, проводят испытания и вводят в эксплуатацию.

4.3.3. Монтаж заземляющего устройства трансформаторных подстанций

В электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью источника питания основной мерой защиты от поражения электрическим током в случае прикосновения к металлическим корпусам электрооборудования и металлическим конструкциям, оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции сети или электроприемников, является зануление [8, 43].

Надежное электрическое соединение металлических элементов электроустановки с глухозаземленной нейтралью источника питания превращает всякое замыкание токоведущих частей на эти элементы в однофазное короткое замыкание, в результате чего происходит отключение аварийного участка сети зануленным аппаратом.

В качестве заземляющего устройства в первую очередь используют естественные заземлители (проложенные в земле металлические трубопроводы, металлические конструкции, оболочки кабелей и т. п.). Для ТП работающих с глухозаземленной нейтралью обязательно выполняют собственное заземляющее устройство. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединена нейтраль трансформатора в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока [27].

Геометрические размеры заземляющего устройства определяются путем расчета, в зависимости от удельного сопротивления грунта и имеющихся материалов (размеры круглой, угловой или полосовой стали) для изготовления заземляющего устройства.

Для устройства заземляющих устройств применяют искусственные заземлители, которые в зависимости от формы и расположения в грунте делят на три группы:

углубленные – из полосовой или круглой стали, укладываемые горизонтально на дно котлованов зданий по периметру фундаментов;

горизонтальные – из круглой или полосовой стали, уложенные в траншею;

вертикальные – из стальных вертикально ввинченных или вдавленных в грунт стержней из круглой стали.

Для заземлителей обычно применяют круглую сталь диаметром 10 – 16 мм, полосовую сталь сечением 40 х 4 мм, отрезки угловой стали 50 х 50 х 5 мм. Длина вертикальных ввинчиваемых и вдавливаемых заземлителей 4,5 – 5 м; забиваемых 2,5 – 3 м. В производственных помещениях с электроустановками напряжением до 1 кВ применяют магистрали заземления из стальной полосы сечением не менее 100 мм², а напряжением выше 1 кВ – не менее 120 мм². Наименьшие допустимые размеры заземлителей заземляющих и заземляющих проводников приведены в табл. 4.7.

Таблица 4.7.

Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

* Диаметр каждой проволоки.

Контур заземления (заземляющее устройство) обычно выполняют из нескольких заземлителей (количество зависит от удельного сопротивления грунта в месте сооружения подстанции и требуемого сопротивления заземляющего устройства), вариант выполнения заземляющего устройства представлена рисунке 4.63.

Рис. 4.63. Заземляющее устройство подстанции напряжением 10/0,4 кВ мощностью 250 кВА:
1 – горизонтальный заземлитель; 2 – подстанция; 3 – электрод заземления; 4 – концевая опора 10 кВ.

Искусственные углубленные заземлители, заранее заготовленные в мастерских, укладывают на дно котлованов под фундаменты строящихся зданий и сооружений. Вертикальные заземлители из круглой стали диаметром 16 мм ввертывают в грунт или вдавливают. Для этих целей используют различные передвижные механизмы (копры, автоямобуры, вибраторы, гидропрессы, бурильно-крано-вые машины) и ручные приспособления. Рытье траншей производят землеройными машинами.

Верх вертикальных заземлителей заглубляют на 0,6 – 0,7 м от уровня планировочной отметки земли. Над дном траншеи заземлители должны выступать на 0,1 – 0,2 м для удобства приварки к ним соединительных горизонтальных круглых стержней (сталь круглого сечения более устойчива против коррозии, чем полосовая). Горизонтальные заземлители укладывают в траншеи глубиной 0,6 – 0,7 м от уровня планировочной отметки земли.

Все соединения в цепях заземлителей выполняют сваркой внахлестку. Качество сварных швов проверяют осмотром, а прочность – ударом молотка массой 1 кг. Места сварки во избежание коррозии покрывают битумным лаком.

У мест ввода заземляющих проводников в здания устанавливают опознавательные знаки заземлителя. Расположенные в земле заземлители и заземляющие проводники не окрашивают. Если в грунте содержатся примеси, вызывающие повышенную коррозию, применяют заземлители увеличенного сечения, круглую сталь диаметром 16 мм, оцинкованные или омедненные заземлители или осуществляют электрическую защиту от коррозии.

Горизонтальные заземлители в местах пересечения с подземными сооружениями (кабелями, трубопроводами), с железнодорожными путями и автомобильными дорогами, а также в местах возможных механических повреждений защищают асбестоцементными трубами.

Все подземные соединения и присоединение заземляющих проводников к заземляемым конструкциям выполняют сваркой, а к корпусам аппаратов – сваркой или болтами. Каждый заземляемый элемент подстанции присоединяют к заземляющему контуру при помощи отдельного ответвления. Последовательно включать в заземляющий проводник несколько заземляемых частей установки запрещается.

По окончании монтажа заземлителей перед засыпкой траншей составляют акт освидетельствования скрытых работ.