Выбор и размещение трансформаторных подстанций
Экономичность, надежность и удобство эксплуатации СЭС напряжением до 1 кВ в значительной степени зависят от правильного выбора вида ТП и их размещения на территории промышленного объекта. Каждый вид ТП имеет свою область рационального применения с учетом обеспечения требований надежности электроснабжения потребителей.
Однотрансформаторные подстанции следует применять для питания электроприемников преимущественно третьей и второй категорий с учетом режима работы предприятия. В частности, такое решение возможно при двухсменной работе, когда недовыработанная о время внезапного перерыва электроснабжения продукция может быть произведена за счет работы в третью смену или выходные дни. При этом необходимо иметь складской резерв трансформаторов и предусмотреть резервирование питания по сети до 1 кВ наиболее ответственных электроприемников, в том числе первой категории. Наличие резервных линий (РЛ) между ТП позволяет эффективно осуществлять электроснабжение потребителей при резких снижениях нагрузок в нерабочее время путем отключения части подстанций.
Двухтрансформаторные подстанции применяются при значительной мощности нагрузок электроприемников первой категории, трехсменной работе электроприемников второй категории, сосредоточенных нагрузках цехов, неравномерном суточном или годовом графике нагрузок (наличие сезонных нагрузок или значительно различающихся нагрузок разных смен), ограничении мощности трансформаторов из-за высоты помещения или других причин, требующих уменьшения габаритов ТП. Питание обособленных объектов общезаводского назначения (насосные и компрессорные станции, котельные и т.п.) также рекомендуется осуществлять от двухтрансформаторных подстанций.
Для электроснабжения промышленных предприятий в большинстве случаев применяются двухтрансформаторные подстанции.
Цеховые трехтрансформаторные ТП, разработанные для промышленных объектов, повышают надежность электроснабжения и позволяют более полно использовать установленную мощность трансформаторов.
При трехтрансформаторных подстанциях можно увеличить загрузку трансформаторов в нормальном режиме, так как в случае аварийного отключения одного из трансформаторов его нагрузка переводится на два других оставшихся в работе трансформатора. В случае необходимости полного резервирования питания потребителей трехтрансформаторные подстанции обеспечивают 25%-ю экономию трансформаторной мощности по сравнению с двухтрансформаторными подстанциями. К преимуществам трехтрансформаторных подстанций можно отнести также значительное снижение расчетных токов вводных и секционных автоматических выключателей.
В то же время трехтрансформаторные подстанции имеют ряд недостатков. В частности, усложняется конструктивное исполнение РУ до 1 кВ из-за необходимости соединения между собой шести секций, увеличиваются затраты на питающие внутрицеховые сети вследствие (большего числа присоединений к шинам ТП, требуется применение более сложных схем АВР, увеличиваются потери электроэнергии в трансформаторах из-за повышения их нагрузки в нормальном режиме.
Поэтому трехтрансформаторные подстанции следует применять для питания электроприемников первой и второй категорий, требующих высокой степени резервирования в тех случаях, когда имеется возможность практически равномерно распределить подключаемую [Нагрузку между шестью секциями РУ до 1 кВ ТП.
Цеховые ТП обычно не имеют РУ на стороне высшего напряжения. Трансформаторы присоединяются к питающей линии 10 кВ непосредственно (через ремонтные перемычки), через выключатель нагрузки или разъединитель.
Коммутационные аппараты в цепи трансформаторов на высшем напряжении необходимо применять при питании нескольких трансформаторов по одной магистральной линии, а также при наличии газового реле у трансформатора открытого исполнения и значительном удалении ТП (200 м и более) от места установки выключателя на ИП. В последнем случае более целесообразно отключать трансформатор с помощью газовой защиты выключателем нагрузки ТП, чем осуществлять передачу отключающего импульса к выключателю ИП по специально проложенному контрольному кабелю.
В зависимости от размещения различают отдельно стоящие, пристроенные, встроенные и внутрицеховые ТП. При этом внутрицеховые ТП располагаются внутри производственного здания открыто или в отдельном закрытом помещении.
Отдельно стоящие ТП на промышленных предприятиях применяются достаточно редко. Они могут оказаться целесообразными для электроснабжения нескольких вспомогательных объектов на территории предприятия при невозможности размещения ТП внутри цехов или у наружных стен по соображениям производственного или архитектурного характера, а также при наличии в цехах неблагоприятных сред. В некоторых случаях отдельно стоящие ТП блокируются с одним из производственных объектов. Могут также применяться КТП наружной установки.
Пристроенная ТП непосредственно примыкает к основному зданию и имеет с ним общую стену. Подстанция считается встроенной, если ее помещение вписано в контур основного здания и имеет с ним совместную стену (или несколько стен). На этих ТП выкатка основного оборудования может осуществляться наружу (что является более предпочтительным) или внутрь здания.
Внутрицеховой называют подстанцию, расположенную открыто или в отдельном помещении внутри производственного здания.
Вопросы выбора мест размещения отдельно стоящих, пристроенных и встроенных ТП решаются достаточно однозначно при разработке строительной части проекта. При использовании на предприятии внутрицеховых ТП возможно несколько вариантов их размещения. Для уменьшения затрат на питающие сети до 1 кВ и потерь электроэнергии в них подстанции должны располагаться как можно ближе к центрам питаемых ими нагрузок. В то же время ТП, как правило, размещаются на тех производственных площадях, на которых не устанавливается технологическое оборудование (между колоннами, в мертвой зоне кранов и т.п.). Компромиссное разрешение указанного
противоречия основывается на технико-экономическом сравнении вариантов размещения подстанции.
Внутрицеховые ТП устанавливаются открыто в цехе или в отдельных помещениях, которые относятся к категории Г или Д первой или второй степени огнестойкости.
На открыто установленной внутрицеховой ТП могут применяться масляные трансформаторы с суммарной мощностью до 3,2 MB • А. В одном помещении внутрицеховой подстанции рекомендуется устанавливать одну КТП (допускается не более трех КТП) с масляными трансформаторами суммарной мощностью не более 6,5 MB-A. Приведенные данные относятся к ТП, располагаемым на первом этаже здания. Суммарная мощность масляных трансформаторов, установленных на втором этаже, должна быть не более 1 MB • А. Установка КТП с масляными трансформаторами выше второго этажа не допускается. Для внутрицеховых ТП с сухими трансформаторами или с негорючим жидким (твердым) диэлектриком их мощность, количество, расстояние между ними и этаж их установки не ограничиваются.
При значительном количестве внутрицеховых КТП, размещаемых в цехе открыто, рекомендуется применять сухие трансформаторы, что уменьшает пожарную опасность производственного помещения.