ГЛАВА ВТОРАЯ
ВЫБОР ПЛОЩАДОК ДЛЯ ПОНИЗИТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Площадка для постройки понизительных подстанций выбирается в зависимости от ряда условий, частью совпадающих с условиями для выбора площадок электростанции (например, хорошая топография и геология). Здесь, прежде всего, необходимо указать, что при выборе площадок для подстанций весьма большое значение имеют их мощность, напряжение и число намеченных линий электропередачи.
Так, например, понизительная подстанция на напряжение 35/6,3 кВ с двумя-тремя воздушными линиями 35 кВ занимает площадь около 4 000—6 000 м2, часто даже без подхода железнодорожных путей, и выбор площадки для нее представляет сравнительно простую задачу. Для мощной базисной подстанции мощностью 100—120 тыс. кВА с линиями передачи 110 и 220 кВ нужна площадь более 10 га. Еще более сложным является подыскание площадок для базисных подстанций напряжением 400—500 кВ. Здесь приходится учитывать не только большое количество и большие габариты сооружений на площадке (открытых распредустройств, щита управления, синхронных компенсаторов и вспомогательных сооружений), но и большое количество линий передач напряжением 110 и 220 кВ, отходящих в разные стороны от подстанций. Сами габариты ЛЭП 400—500 кВ достаточно велики. Размеры самой площадки колеблются в зависимости от мощности подстанции от 12—15 га для транзитных подстанций мощностью 150—270 тыс. кВА до крупных концевых подстанций мощностью в 540—900 тыс. кВА с площадью в 25—40 га. Общая площадь, отчуждаемая для подстанции, в 2—3 раза превосходит размеры самой площадки подстанции, так как требуется еще площадь для жилых зданий, дорог, а также для вывода линий передач, водопровода и канализации. Подыскание таких площадок — задача сложная, тем более, что обычно такие подстанции сооружаются в густонаселенных районах. Прежде чем рассмотреть факторы, от которых зависит выбор места для подстанций, рассмотрим, какие сооружения располагаются на площадках подстанций, а также коснемся разработки генерального плана.
ТИПЫ ПОДСТАНЦИЙ
Здесь также приходится разделить подстанции по их напряжению и установленной мощности трансформаторов. Начнем рассмотрение в порядке возрастающей сложности.
Подстанции напряжением 35/10,5—6,3 кВ или 110/10,5—6,3 кВ, мощностью до 12—15 тыс. кВА с двумя-тремя воздушными линиями 35 или 110 кВ и кабельными или воздушными выводами 10,5—6,3 кВ.
Такие подстанции могут и не иметь железнодорожного пути. Па площадке располагаются: а) открытая часть, состоящая из сборных шин 35 или 110 кВ, масляных выключателей, устанавливаемых на подходящих линиях, разъединителей, основных понизительных трансформаторов, трансформаторов напряжения, диверторов, опорных конструкций и кабельных каналов. Площадь этой открытой части 3 000—4 000 №.
В непосредственной близости от этой части находится здание закрытого распределительного устройства, где помещается главное распределительное устройство и шит управления подстанции размером около 500 №. Кроме этих сооружений, имеются иногда тренога или портал для подъема сердечника трансформатора или трансформаторная башня, а также помещение для охраны и проходная будка. Иногда по соседству с территорией подстанции сооружается дом на 6—8 квартир для персонала, обслуживающего подстанцию. На территории прокладываются проезды и дороги. Должно быть обеспечено удаление атмосферных осадков (ливнестоки) и устроены противопожарный и питьевой водопроводы.
На рис. 7 приведен схематический план такой подстанции.
Следует отметить, что в крупных городах (Москва, Ленинград и др.) сооружаются понизительные подстанции 35 и 110 кВ и без открытой части. Все оборудование размещается в одном здании. Подвод электроэнергии осуществляется кабельными фидерами напряжением 35 и 110 кВ. Вывод линий напряжением 6,3 и 10,5 кВ осуществляется такие же подземными кабелями.
Рис. 7. Схема генерального плана подстанции 35/6.3/10,5 кВ. Площадь участка — 2 273 м2. 1 — щитовой блок; 2 — РУ 6—10 кВ·, 5 —ОРУ 35 кВ·, 4 — трансформаторы 35/6—10 кВ·, 5 — трансформатор собственного расхода; 6 — заземлитель; 7 — баки с маслом; 8— портал; 9 — кабельный канал; 10 — автодорога; 11— дорожка; 12— ограда; 13 — молниеотвод.
Для такой подстанции достаточно иметь площадку размером 1 200—1 500 м2.
Подстанции напряжением 110/35/10,5— 6,3 кВ, мощностью до 62—93,5 тыс. кВА
Основные элементы генерального плана остаются теми же, что и для подстанций меньшей мощности: открытая часть, заключающая в себе сборные шины напряжением 110 и 35 кВ и группы трансформаторов, закрытая — распределительное устройство и щит. Однако площадь, необходимая для постройки подстанции, значительно больше. Так, открытая часть занимает площадь 20—25 тыс. м2, а здание щита и распределительного устройства требует площади 821 м2, объем здания 11 034 м3 . Для такой подстанции необходим подвод железнодорожных путей, что также увеличивает размер площадки.
Во многих случаях на таких подстанциях возникает необходимость установки синхронных компенсаторов; для их установки необходимо сооружение особого здания, обычно пристраиваемого к зданию распределительного устройства. На подстанции такого типа обязательно сооружение здания трансформаторной мастерской с башней для вынимания сердечника трансформаторов. При этой мастерской устраивается в особых помещениях масляное хозяйство подстанции. В некотором отдалении от этого здания должны быть расположены баки с маслом для наполнения трансформаторов и масляных выключателей. Необходимые площади составят: для трансформаторной мастерской около 300 м2, для здания масляного хозяйства 180 м2 и для территории масляных баков 300 м2. Железнодорожный путь должен заходить не только на открытую часть подстанции, но также и в трансформаторную мастерскую.
С подстанции выходит несколько линий передачи напряжением 110, 35 и 6,3—10,5 кВ. Вывод линий разных напряжений должен быть выполнен так, чтобы они не пересекались вблизи подстанции. При такой подстанции должно быть сооружено несколько жилых домов для обслуживающего персонала. Площадь, занимаемая такой подстанцией, измеряется несколькими гектарами (4—6 га).
Подстанции напряжением 110—220 кВ (а иногда и 35 кВ). Мощность от 120 до 240 тыс. кВА и более.
Площадь, необходимая для расположения открытой части такой подстанции, достигает 5—10 га. Площадь трансформаторной мастерской составляет около 300 м2, здания масляного хозяйства и лаборатории — около 540 м2, при котором обычно устраивается и регенерация масла, помещения для синхронных компенсаторов — около 330 м2. В результате площадь, занимаемая подстанцией, возрастает до 9-10 га. Кроме площадки для подстанции, необходимо иметь площадку для жилого поселка. Размеры этой площадки ориентировочно можно определить в 1,5—2,0 га. Коэффициент застройки для такой подстанции повышается до весьма большой величины 0,60—0,66.
Подстанции напряжением 400—500 кВ
В связи с сооружением крупных гидростанций на Волге и в Сибири, а также мощных тепловых электростанций были осуществлены линии электропередач на напряжение 400 кВ с передачей электроэнергии на расстояние до 1 000 км. После первых опытов работы такой линии оказалось возможным поднять ее напряжение до 500 кВ. Появление этих передач вызвало сооружение понизительных подстанций напряжением 500/220/110 кВ. Подстанции эти могут быть двух видов: концевые, когда вся получаемая мощность используется на подстанции при напряжении 220 и 100 кВ, и промежуточные, когда часть электроэнергии на том же напряжении 500 кВ передается далее.
В последнее время начато сооружение значительного количества как тех, так и других.
Выбор площадок для таких подстанций представляет значительно большую трудность, чем для площадок даже напряжением 220 кВ. Трудность эта проистекает, во-первых, из-за размеров необходимой площадки, достигающей многих десятков гектар, и, во-вторых, от большого количества линий передач напряжением 500, 220 и 110 кВ, приходящих и отходящих от подстанции. Для примера приведем некоторые данные по одной из таких подстанций.
Подстанция — промежуточная. Количество линий передачи 500 кВ — три (две приходящих от гидростанций и одна— выходящая). В будущем предусмотрено появление еще двух линий 500 кВ. На подстанции в первую очередь устанавливается одна группа трансформаторов на напряжение 500/121/11 кВ мощностью 3X90 тыс. кВА. Во вторую очередь намечается установка еще двух групп трансформаторов: одной напряжением 500/220 кВ, мощностью 360 тыс. кВА и другой напряжением 500/110 кВ, мощностью 270 тыс. кВА. Предусматривается в будущем установка на подстанции одного или двух синхронных компенсаторов мощностью по 75 тыс. кВА. От подстанции в первую очередь отходит шесть линий передачи на 110 кВ. На площадке подстанции сооружаются: 1) открытое распределительное устройство 500 кВ с группой трансформаторов 500/121/11 кВ мощностью 270 тыс. кВА, необходимыми компенсационными устройствами и другой аппаратурой; 2) открытое управление подстанцией; 3) щит; 4) трансформаторная мастерская с башней и лебедкой на 250 г, масляное хозяйство. Конструкции для поддержания шин 500 кВ — металлические, для остальной аппаратуры и для 110 кВ — сборные, железобетонные. Полная площадь отчуждаемой земли 68 га, из них под самой подстанцией 27 га, для стройплощадки 9 га, для жилого поселка и разворота линий передач 17,5. Остальные отчужденные площади заняты сооружениями водопровода и канализации. Рельеф площадки — ровный (разность отметок на всей площадке около 3 ж). Площадка связывается желез подорожной веткой длиной 1,5 км с магистралью и шоссейной дорогой протяжением 4 км с районным центром. Количество обслуживающего персонала 32 чел.; из них: инженерно-технический персонал 7, рабочих 20, служащих 2, обслуживающий персонал 3.
При подстанции сооружен поселок для всех работников подстанции. Для обслуживания подстанции имеется телескопическая вышка, раздвижные лестницы. О размерах подстанции дает представление ее длина — 0,5 км.
