Блочные комплектные трансформаторные подстанции КТП

Расчёт мощности и схемы КТП

Номинальную мощность трансформатора выбирают по расчётной нагрузке, графику потребления, коэффициентам спроса и одновременности, пусковым токам двигателей, реактивной мощности и допустимой перегрузке. Простое сложение паспортных мощностей потребителей обычно завышает результат, а выбор только по среднему расходу электроэнергии не учитывает пуски и аварийные режимы.

Однотрансформаторная или двухтрансформаторная схема, секционирование шин и автоматический ввод резерва определяются категорией надёжности и допустимым перерывом электроснабжения. При выводе одного трансформатора проверяют, какие потребители должны остаться в работе, допустима ли перегрузка оставшегося агрегата и как выполняется поэтапный запуск крупных двигателей.

Основные узлы подстанции

Короткое замыкание и селективность

Для каждой секции рассчитывают максимальные и минимальные токи короткого замыкания. По максимальному значению проверяют отключающую способность аппаратов, термическую и электродинамическую стойкость шин и оборудования. По минимальному — чувствительность защит в удалённых точках. Уставки согласуют так, чтобы ближайший к повреждению аппарат отключал его раньше вышестоящего, если схема и требования надёжности это допускают.

Трансформаторы и пожарная безопасность

Масляный или сухой трансформатор выбирают по месту установки, пожарным ограничениям, нагрузке, климату, уровню шума, потерям и условиям обслуживания. Для маслонаполненного оборудования определяют сбор и удержание возможного пролива, вентиляцию и противопожарные решения. Для сухого трансформатора проверяют охлаждение, загрязнённость воздуха, влажность и допустимую температуру обмоток.

Заземление, нейтраль и защита персонала

Режим нейтрали высшей и низшей стороны задаётся схемой сети. Проект включает расчёт заземляющего устройства, уравнивание потенциалов, защитные проводники, блокировки, видимые заземления и безопасный доступ к отсекам. Электрические и механические блокировки должны исключать ошибочную коммутацию и доступ к токоведущим частям, пока не выполнена предусмотренная последовательность отключения и заземления.

Блочное здание и условия эксплуатации

Компоновка разделяет отсеки высшего напряжения, трансформаторов, низшего напряжения и управления в соответствии с выбранной схемой. Тепловой расчёт учитывает потери трансформаторов, шин и преобразователей, наружную температуру, солнечное излучение и режимы вентиляции. Отопление рассчитывают не только на комфорт персонала, но и на предотвращение конденсации и соблюдение допустимой температуры оборудования.

Степень защиты оболочки, коррозионное исполнение, снеговая, ветровая и сейсмическая нагрузки, кабельные вводы и огнестойкость задаются условиями площадки. Для нефтегазовых объектов отдельно проверяют расположение КТП относительно взрывоопасных зон и требования к внешним кабельным трассам.

Автоматизация и диспетчеризация

В АСУ могут передаваться положения коммутационных аппаратов, токи, напряжения, мощность, качество электроэнергии, температура трансформатора, аварийные и предупредительные сигналы. Дистанционные команды, местный режим, АВР и восстановление питания описывают в алгоритмах. Для цифровой связи заранее задают протоколы, перечень сигналов, синхронизацию времени и требования к кибербезопасности объекта.

Масса, габариты и транспортирование

Габариты зависят от мощности и числа трансформаторов, схемы РУ, проходов, кабельных отсеков и ремонтных зон. Для транспортных блоков указывают массу, центр тяжести, точки строповки, допустимые нагрузки и монтажные стыки. Отдельно рассчитывают эксплуатационную массу с трансформаторным маслом и нагрузки на фундамент. Проект должен обеспечивать замену трансформатора и крупных аппаратов без демонтажа несущих конструкций.

Заводские проверки

Объём проверки фиксируют в программе: комплектность и маркировка, электрические соединения, сопротивление изоляции, функциональные блокировки, АВР, РЗА, измерительные цепи, связь с АСУ и собственные нужды. Испытания отдельных аппаратов выполняются по их документации; заводская сборка КТП не отменяет наладку защит, проверку кабелей и комплексное опробование после монтажа на объекте.

Исходные данные для предложения

• однолинейная схема и точки присоединения к энергосистеме;
• напряжения, частота, режим нейтрали и расчётные токи короткого замыкания;
• перечень нагрузок с мощностью, режимом, пусковыми токами и категорией надёжности;
• требуемое число трансформаторов, резервирование и допустимый перерыв питания;
• кабельные вводы, коммерческий учёт, РЗА, АВР, АСУ и оперативный ток;
• климат, высота, загрязнение, снег, ветер, сейсмичность и границы взрывоопасных зон;
• ограничения по габаритам, массе, транспортировке, фундаментам и монтажу.

Для расчёта КТП направьте однолинейную схему, перечень нагрузок и заполненный опросный лист. Общие требования к заводской готовности технологических модулей приведены в разделе блочного оборудования.