Проектирование трансформаторных подстанций - что нужно знать?

Электрические подстанции играют роль важных соединительных звеньев между основными электростанциями, производящими электроэнергию, и конечными пользователями. Эти установки принимают энергию от генерирующих станций, производят её распределение и гарантируют непрерывную поставку к потребителям. Оптимальным решением для передачи электроэнергии являются линии с напряжением 750 кВ, однако для адаптации высокого напряжения к уровням, пригодным для использования конечными потребителями, необходимы подстанции. Помимо этого, подстанции выполняют функции упрощения управления и обслуживания энергетической системы.

Классификация электроподстанций включает в себя анализ:

• Количества уровней пониженного напряжения;
• Максимально допустимого напряжения в сети;
• Расположения установки внутри электросети;
• Количество и мощность установленных трансформаторов;
• Категории обслуживаемых потребителей.
• По конструктивному типу подстанции бывают:

Закрытого типа – размещены внутри зданий;
Открытого типа – установлены на открытом воздухе.
Основные типы подстанций по функционалу:

• УРП (узловые распределительные подстанции) – центральные узлы для передачи энергии от 110 до 220 кВ от станций к потребителям.
• ГПП (главные понизительные подстанции) – получают ток от 35 до 220 кВ и распределяют его на более низкий уровень.
• ПГВ (подстанции глубокого ввода) – используются на предприятиях с высоким потреблением электроэнергии, принимают напряжение от 35 до 220 кВ.
• ТП (трансформаторные пункты) – имеют самые низкие приемные параметры от 6-10 кВ до 35 кВ, выдают энергию на уровне 230-400 В и могут быть сборными или комплектными.

Проектирование подстанций должно соответствовать Правилам устройства электроустановок, учитывать требования к передаче и распределению электроэнергии, обеспечивать стабильность электроснабжения и минимизировать затраты на установку и обслуживание. В процессе проектирования важно оптимизировать проектное решение, гарантирующее надежность и эффективность энергосистемы.

Задачи проектирования трансформаторных подстанций

Проектирование трансформаторных подстанций включает в себя ряд задач, решение которых обеспечивает создание надежной, эффективной и безопасной системы электроснабжения. Основные задачи проектирования трансформаторных подстанций:

Определение оптимальной мощности подстанции. На этом этапе происходит расчет необходимой мощности на основе анализа текущих и прогнозируемых нагрузок, а также учета потребностей развития территории или объекта, которому будет обеспечиваться электроснабжение.

Выбор местоположения подстанции. Необходимо учесть не только технические аспекты, но и экологические, социальные и экономические факторы. Важно обеспечить доступность подстанции для обслуживающего персонала и транспорта, а также минимизировать риски для окружающей среды и населения.

Разработка схемы подключения подстанции к энергосистеме. Задача включает выбор схемы подключения, обеспечивающей надежность и стабильность электроснабжения, а также разработку маршрутов ввода и вывода линий электропередачи.

Проектирование конструкции подстанции. Включает выбор типа подстанции (открытого или закрытого типа), разработку планировки территории, расположения оборудования, зданий и сооружений, необходимых для работы подстанции.

Выбор и расчет оборудования. Необходимо подобрать трансформаторы, выключатели, разъединители, защитное и коммутационное оборудование, оборудование для автоматизации и управления подстанцией, а также системы охлаждения, заземления и молниезащиты.

Разработка системы защиты и автоматики. Задача включает создание системы защиты для предотвращения аварий и минимизации их последствий, а также системы автоматики для контроля и управления работой подстанции.

Обеспечение экологической безопасности и пожарной безопасности. Необходимо разработать меры для предотвращения негативного воздействия подстанции на окружающую среду и обеспечения пожарной безопасности объекта.

Разработка мероприятий по энергоэффективности. Проектирование подразумевает внедрение решений, направленных на снижение потерь электроэнергии в процессе ее передачи и распределения.

Составление проектной документации. Подготовка технической документации, включающей все необходимые расчеты, чертежи, схемы и описания, для строительства и последующей эксплуатации подстанции.

Согласование проекта с надзорными и разрешительными органами. Получение всех необходимых разрешений и согласований в соответствии с действующим законодательством.

Этапы проектирования трансформаторных подстанций

1. Составление технического задания.
2. Сбор и анализ данных о системе энергоснабжения.
3. Разработка проектной и рабочей документации.
4. Согласование проекта и прохождение экспертизы.
5. Передача документации заказчику.

При выборе площадки для подстанции необходимо учитывать требования земельного законодательства, схемы развития территории, а также возможность будущего расширения подстанции. Особенности проектирования зависят от мощности объекта и предполагают разработку проектов с учетом всех необходимых технических, экономических и эксплуатационных параметров.

Правила проектирования трансформаторных подстанций

Проектирование трансформаторной подстанции опирается на следующие нормативные документы:

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП);
Правила устройства электроустановок;
Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей (ПТЭЭСиС);
Регламент о безопасности высоковольтного оборудования;
Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок (ПТЭТЭ);
Регламент о пожарной безопасности;
Регламент о безопасности машин и оборудования.
Мощность трансформатора выбирается из условий плотности расчетной нагрузки – удельной и суммарной с учетом коэффициента загрузки и аварийной перегрузки станции При применении графика нагрузок выбор трансформатора осуществляется по ГОСТ14209-85 с учетом компенсации реактивной мощности.

Условно весь ход проектирования объекта можно разделить на несколько этапов:

• Разработка технического задания;
• Обследование и анализ работы существующей подстанции (при ее наличии) и сбор всех данных;
• Разработка проектной и рабочей документации;
• Согласование проектной документации;
• Экспертиза проекта и подготовка исполнительной документации;
• Передача готовой документации заказчику.

Проектные работы обязательно учитывают надежность и долговечность подстанции с учетом эксплуатации оборудования на годы вперед Эффективная эксплуатация трансформаторных подстанций учитывает выбор оборудования выделенный бюджет и сроки реализации проекта.