Комплектной трансформаторной подстанцией (КТП) называется подстанция, состоящая из трансформаторов и блоков РУ, поставляемых в собранном или полностью подготовленном для сборки виде. Такие КТП изготовляются на заводе, а на месте установки производится только их сборка.
По конструктивному выполнению КТП разделяются на два типа: для внутренней и наружной установки. В последнем случае они обозначаются КТПН. Комплектные подстанции внутренней установки находят основное применение во внутренних сетях промышленных потребителей (для цехов, крупных агрегатов и т. п.), а также в системах электроснабжения очень крупных коммунально-бытовых потребителей (высотные дома, гостиницы, киноконцертные залы и т. д.). Они устанавливаются внутри помещений указанных потребителей.
В распределительных сетях используются подстанции для наружной установки. В этом случае управление всеми аппаратами (выключателями, разъединителями и т. п.) осуществляется снаружи, без проникновения персонала в помещение подстанции. Корпус таких КТПН, в котором устанавливаются все электрооборудование и силовой трансформатор, выполняется из листовой стали.
Наиболее известной является комплектная подстанция заводского изготовления типа КТПН-66, конструкция которой допускает ее присоединение к воздушным и кабельным сетям и установку трансформатора мощностью до 630 кВ-А.
На рис. 2-17 приведены общий вид и размеры (в метрах) подстанции КТПН-66, а на рис. 2-18 показана принципиальная схема ее коммутации в исполнении КТПН для кабельных сетей.
Корпус и все остальные металлоконструкции подстанции выполнены из листовой стали толщиной 2 и 3 мм. Нижняя и верхняя рамы изготовляются из профильной стали. Корпус подстанции сварной, неразборный. Подстанция внутри разделена на три ячейки: силового трансформатора, линейных вводов и ввода трансформатора.
В ячейках линейных вводов напряжением 6—10 кВ (рис. 2-18) установлены разъединители, к которым подключаются кабельные линии указанного напряжения. В ячейке трансформатора размещены разъединитель и предохранитель ПК для защиты трансформатора. Ячейки линейных вводов и ввода трансформатора имеют одностворчатые двери, за которыми расположены сетчатые ограждения. Снаружи имеется доступ только к приводам указанных разъединителей.
Рис. 2-17. Общий вид и разрезы КТПН-66: 1 — РУ 0,38 кВ; 2 —трансформатор; 3 — ячейка ввода трансформатора; 4 — ячейка линейных вводов 6-10 кВ;
5 — корпус подстанции
Силовой трансформатор установлен на балках из швеллеров. Выкатка трансформатора производится узкой стороной в обе стороны камеры. Во избежание перемещения трансформатора в процессе эксплуатации под его катки устанавливают специальные упоры. Ячейка трансформатора закрывается двустворчатыми дверьми с обеих сторон.
Распределительный щит 0,38 кВ установлен в камере трансформатора. Он комплектуется из блоков заводского изготовления. Блок «предохранитель — выключатель» устанавливается на отходящей линии и выполняет одновременно защитные и коммутационные функции. В специальных блоках устанавливаются счетчики электрической энергии и понижающий трансформатор безопасности.
Обслуживание распределительного щита 0,38 кВ производится снаружи. Проем, в котором установлен щит, закрывается двустворчатой дверью.
Все двери подстанции запираются шпингалетными запорами и снаружи — висячими замками. На дверях имеются соответствующие обозначения ячеек, а также предупредительные надписи.
Вентиляция подстанции естественная, через жалюзи, установленные в стенах и дверях. С внутренней стороны жалюзи на зимний период устанавливаются щитки для защиты от заносов снега.
Потолок подстанции имеет теплоизоляцию из асбоцементных досок, предохраняющих от конденсации влаги в холодное время года и от дополнительного нагрева внутренних помещений в летний период.
Рис. 2-18. Принципиальная схема КТПН-66
Подстанция транспортируется в собранном виде, вместе с установленным и отрегулированным оборудованием. Трансформатор транспортируется отдельно. Для погрузки и выгрузки на крыше подстанции по углам имеются рымы. Масса подстанции без трансформатора 1790 кг.
Подстанция может устанавливаться без фундамента и крепления, непосредственно на грунт. Перед установкой площадка засыпается гравием на глубину 200 мм.
Из принципиальной схемы (рис. 2-18) следует, что КТПН-66 может быть использована в радиальных и петлевых сетях 6— 10 кВ. Распределительный щит 0,38 кВ рассчитан на семь отходящих кабельных линий, два линейных блока БПВ-1 — на 100 А, пять блоков БПВ-2 — на 250 А, блок для защиты силового трансформатора БПВ-6—на 600 А.
Вариант КТПН-66 для присоединения к воздушным ЛЭП предусматривает две надстройки на крыше подстанции. Одна надстройка предназначена для воздушного ввода напряжением 6—10 кВ, вторая — для выводов воздушной сети 0,38 кВ. Присоединение КТПН-66 к воздушной ЛЭП 6—10 кВ осуществляется с помощью отпайки.
Рис. 2-19. Принципиальная схема столбовой КТПН
Кроме рассмотренной, встречаются другие конструкции КТПН. Например, для городских районов с малоэтажной застройкой, мелких городов и поселков городского типа используются КТПН специальной конструкции (столбовые КТПН) предназначенные для присоединения к воздушным ЛЭП 6— 10 кВ, с возможностью установки трансформатора мощностью 25—160 кВ-А. Принципиальная схема столбовой КТПН приведена на рис. 2-19, а на рис. 2-20 — вариант ее установки. КТПН (рис. 2-20) состоит из трех основных элементов; 1 — ВУ 6— 10 кВ, 2 — силового трансформатора и 3 — РУ 0,38 кВ.
Рис. 2-20. Установка столбовой КТПН: 1 — вводное устройство 6—10 кВ; 2 —трансформатор; 3 — РУ 0,38 кВ
Вводное устройство 6—10 кВ заключено в металлический шкаф, на крыше которого установлены проходные изоляторы. На передней и боковой стенах имеются кронштейны с изоляторами для выводов 0,38 кВ, к которым присоединяются отходящие воздушные ЛЭП 0,38 кВ и провода уличного освещения. На задней стене шкафа установлен вентильный разрядник. Присоединение КТПН к воздушной ЛЭП 6—10 кВ осуществляется с помощью отпайки и разъединителя, который устанавливается на ближайшей опоре.
Силовой трансформатор располагается под металлическим шкафом с РУ 6— 10 кВ. Изоляторы трансформатора закрываются стальным кожухом, который крепится на задней стенке шкафа.
Распределительное устройство 0,38 кВ комплектуется согласно схеме рис. 2-19 и размещается в брызгонепроницаемом металлическом шкафу. Доступ в шкаф осуществляется через дверцу, снабженную винтовыми запорами. В шкафу установлены автоматические выключатели А-3124 для отходящих линий 0,38 кВ, магнитный пускатель ПМЕ-211 и фотореле ФР-2 для управления уличным освещением, приборы учета, вольтметровый переключатель и т. д.
Установка КТПН производится по местным условиям на фундаменте или выкладке простейшей конструкции. На рис. 2-20 приведены установочные размеры без указания конструкции фундамента.
Основное преимущество КТПН — их дешевизна. Стоимость таких подстанций в полтора-два раза меньше стоимости сооружения любой из отмеченных выше типовых ТП. При сооружении их используются сборные и комплектные элементы. На месте установки полностью исключены монтажные и строительные работы.
КТПН рассмотренных конструкций имеют следующие недостатки. В силу особенностей вентиляции оборудование подстанции подвержено более сильному запылению. Из-за ограниченных габаритов ремонт оборудования должен производиться в весьма стесненных условиях. Управление приводами разъединителей, замена предохранителей и другие подобные операции, производимые снаружи, в условиях непогоды представляются нежелательными. КТПН не могут использоваться в сетях с устройствами АВР.
Внесением в конструкцию КТПН соответствующих изменений и улучшением качества их изготовления можно создать предпосылки к более широкому применению комплектных подстанций.
Есть основание считать, что для прогрессивного развития распределительных сетей необходимо отказаться от типовых ТП закрытого исполнения и применять исключительно комплектные подстанции. При этом КТПН должны быть предельно упрощены и выполнены в виде единого комплектного аппарата. Обслуживание такого аппарата должно быть сведено к минимуму операций, с полным исключением ремонтных работ на месте установки. Ремонт при необходимости должен включать замену или отдельных блоков, или аппарата целиком. По мере внедрения таких комплектных подстанций будут вырабатываться соответствующие методы их эксплуатации. Новые конструктивные решения отразятся на принципах построения городских сетей. Это подтверждается практикой ряда зарубежных стран, которые в городских сетях применяют только КТПН.
