5 БКТП: устройство, схема и применение многотрансформаторной блочной подстанции

Что такое 5 БКТП

5 БКТП — это блочная комплектная трансформаторная подстанция, в составе которой предусматривается пять силовых трансформаторов или пять трансформаторных блоков.

Такое исполнение применяется там, где мощности одной или двух трансформаторных подстанций недостаточно либо где необходимо разделить электроснабжение объекта на несколько независимых технологических зон.

В отличие от стандартной одно- или двухтрансформаторной подстанции, 5БКТП представляет собой более сложный энергетический комплекс.

Она может включать:

• несколько блоков высокого напряжения;

• пять трансформаторов;

• отдельные секции РУ-0,4 кВ;

• секционные выключатели;

• АВР;

• РЗА;

• системы учета;

• собственные нужды;

• вентиляцию;

• отопление;

• диспетчеризацию.

Конкретный состав определяется проектом.

Где применяется 5БКТП

Многотрансформаторные подстанции используются на объектах с большой электрической нагрузкой.

Это могут быть:

• металлургические предприятия;

• горнодобывающие комплексы;

• нефтегазовые объекты;

• обогатительные фабрики;

• крупные производственные площадки;

• логистические центры;

• промышленные парки;

• крупные жилые комплексы;

• дата-центры;

• насосные станции;

• объекты энергетической инфраструктуры.

Главная особенность таких объектов — большое количество потребителей и необходимость распределить нагрузку между несколькими трансформаторами.

Как устроена 5БКТП

Конструкция 5БКТП может отличаться в зависимости от технического задания.

Как правило, подстанция формируется из нескольких функциональных блоков.

Блок высокого напряжения

В этой части принимается питание от сети 6 или 10 кВ.

В состав могут входить:

• КРУ;

• КСО;

• вводные ячейки;

• секционные ячейки;

• трансформаторные ячейки;

• ячейки учета;

• ячейки трансформаторов напряжения;

• вакуумные выключатели;

• трансформаторы тока;

• устройства РЗА.

Количество ячеек определяется однолинейной схемой.

Трансформаторные блоки

Основой 5БКТП являются пять силовых трансформаторов.

Их мощность может быть одинаковой либо различаться в зависимости от распределения нагрузки по объекту.

Например, могут применяться:

• 5×630 кВА;

• 5×1000 кВА;

• 5×1600 кВА;

• другие варианты по проекту.

Трансформаторы могут быть масляными или сухими.

Выбор зависит от условий эксплуатации и требований заказчика.

РУ-0,4 кВ

После преобразования напряжения электрическая энергия распределяется по низковольтным секциям.

РУ-0,4 кВ может включать:

• вводные автоматы;

• секционные автоматы;

• отходящие линии;

• устройства АВР;

• приборы учета;

• устройства контроля;

• системы автоматики.

Каждый трансформатор может работать на отдельную секцию либо несколько секций могут быть связаны между собой.

Как работает схема 5БКТП

Принцип работы зависит от принятой схемы электроснабжения.

В нормальном режиме каждый трансформатор может питать свою группу потребителей.

Например:

• Т1 — первая секция;

• Т2 — вторая секция;

• Т3 — третья секция;

• Т4 — четвертая секция;

• Т5 — пятая секция.

Между секциями могут быть установлены секционные выключатели.

При отключении одного трансформатора часть нагрузки может быть переведена на соседнюю секцию.

Это позволяет сохранить питание критически важных потребителей.

Зачем делить нагрузку на пять трансформаторов

Использование нескольких трансформаторов дает несколько преимуществ.

Гибкое распределение мощности

Каждый трансформатор может работать на определенную часть объекта.

Это упрощает распределение нагрузки между цехами, зданиями или технологическими линиями.

Резервирование

При аварии одного трансформатора часть нагрузки можно перевести на соседние секции.

Возможность обслуживания

Один трансформатор можно вывести в ремонт без полного отключения объекта.

Перспектива расширения

При правильно спроектированной схеме можно предусмотреть дополнительные отходящие линии и резервные мощности.

Как работает АВР в 5БКТП

В многотрансформаторной подстанции система АВР может быть значительно сложнее, чем в стандартной 2БКТП.

Автоматика может контролировать:

• наличие напряжения на каждом вводе;

• состояние трансформаторов;

• положение вводных выключателей;

• положение секционных выключателей;

• уровень нагрузки;

• состояние резервных источников.

При аварии автоматика может:

1. определить потерю напряжения;

2. отключить поврежденный участок;

3. проверить наличие резервного источника;

4. включить секционный выключатель;

5. перевести допустимую нагрузку на соседнюю секцию.

При этом обязательно должна быть предусмотрена защита от перегрузки трансформаторов.

Секционирование шин

Для 5БКТП особенно важно правильно разработать схему секционирования.

Шины 0,4 кВ могут быть разделены на несколько секций.

Это позволяет локализовать аварийный участок и не отключать всю подстанцию.

Количество секций определяется:

• количеством трансформаторов;

• структурой нагрузки;

• категорией надежности;

• требованиями заказчика.

Какие трансформаторы применяются

В 5БКТП могут использоваться:

• ТМГ;

• ТМ;

• сухие трансформаторы;

• другие исполнения по проекту.

При выборе учитываются:

• номинальная мощность;

• напряжение;

• потери;

• группа соединения;

• климатическое исполнение;

• способ охлаждения;

• условия установки.

Очень важно, чтобы параметры трансформаторов соответствовали общей схеме подстанции.

Релейная защита и автоматика

Для сложных многотрансформаторных схем РЗА играет важную роль.

Могут применяться:

• максимальная токовая защита;

• защита от перегрузки;

• защита от замыканий;

• контроль напряжения;

• логика АВР;

• блокировки;

• сигнализация;

• дистанционное управление.

На крупных промышленных объектах подстанция может быть интегрирована в SCADA или АСУ ТП.

Система учета

В зависимости от назначения объекта может быть предусмотрен:

• технический учет;

• коммерческий учет;

• АСКУЭ.

Учет может выполняться по каждому трансформатору отдельно.

Это позволяет контролировать распределение нагрузки и потребление электроэнергии.

Требования к вентиляции

Пять трансформаторов выделяют значительное количество тепла.

Поэтому для 5БКТП необходимо правильно рассчитать вентиляцию.

Может применяться:

• естественная вентиляция;

• принудительная вентиляция;

• автоматическое управление вентиляторами;

• температурные датчики.

Если тепло не отводится, температура внутри подстанции может повышаться, что негативно влияет на оборудование.

Отопление и климатическое исполнение

Для эксплуатации в холодном климате предусматриваются:

• электрические обогреватели;

• термостаты;

• обогрев шкафов;

• утепление блоков;

• защита от конденсата.

Для эксплуатации в жарком климате особое внимание уделяется вентиляции и отводу тепла.

Что нужно учитывать при проектировании 5БКТП

До изготовления необходимо определить:

• суммарную мощность объекта;

• мощность каждого трансформатора;

• категорию надежности;

• напряжение;

• количество вводов;

• состав РУ-6(10) кВ;

• количество секций 0,4 кВ;

• количество отходящих линий;

• требования к АВР;

• требования к РЗА;

• условия эксплуатации;

• параметры кабелей;

• систему учета.

Без этих данных невозможно корректно определить состав подстанции.

Кабельные вводы

Для многотрансформаторной подстанции количество кабелей может быть значительным.

Необходимо заранее определить:

• сечение кабелей;

• количество линий;

• направление ввода;

• способ подключения;

• тип муфт.

Это влияет на конструкцию кабельных отсеков и компоновку подстанции.

Габариты и доставка

5БКТП обычно имеет значительные размеры.

Поэтому при проектировании важно учитывать:

• возможность транспортировки;

• допустимые габариты блоков;

• подъездные пути;

• грузоподъемность крана;

• размеры площадки;

• фундамент.

Чаще всего подстанция доставляется на объект отдельными блоками, после чего выполняется их монтаж и стыковка.

Монтаж 5БКТП на объекте

После доставки выполняются:

• установка блоков на фундамент;

• соединение секций;

• монтаж шин;

• подключение трансформаторов;

• прокладка кабелей;

• подключение РУ;

• проверка цепей автоматики.

После этого проводится пусконаладка.

Пусконаладочные работы

Перед вводом 5БКТП в эксплуатацию проверяется работа всех систем.

В том числе:

• вводные выключатели;

• секционные аппараты;

• РЗА;

• АВР;

• учет;

• сигнализация;

• цепи управления;

• вентиляция;

• собственные нужды.

Особое внимание уделяется логике резервирования.

Преимущества 5БКТП

Основные преимущества многотрансформаторного решения:

• высокая установленная мощность;

• разделение нагрузки;

• возможность резервирования;

• удобство обслуживания;

• гибкость схемы;

• возможность дальнейшего расширения;

• повышение надежности электроснабжения.

От чего зависит стоимость 5БКТП

Стоимость формируется индивидуально.

На цену влияют:

• мощность трансформаторов;

• тип трансформаторов;

• количество ячеек КРУ или КСО;

• состав РУ-0,4 кВ;

• АВР;

• РЗА;

• система учета;

• автоматика;

• количество блоков;

• климатическое исполнение;

• вентиляция;

• доставка;

• СМР;

• ПНР.

Поэтому для расчета стоимости необходимо техническое задание или однолинейная схема.

Когда стоит выбирать 5БКТП

Такое решение целесообразно, если объект имеет большую установленную мощность и несколько групп потребителей.

5БКТП также подходит для предприятий, где необходимо обеспечить высокий уровень резервирования и возможность обслуживания оборудования без полного отключения производства.

Заключение

5БКТП — это сложная многотрансформаторная блочная подстанция, предназначенная для крупных объектов с высокой электрической нагрузкой.

Главное преимущество такой схемы — возможность распределить питание между несколькими трансформаторами и секциями, повысить надежность электроснабжения и обеспечить резервирование отдельных участков.

Для правильного проектирования необходимо заранее определить мощность, схему РУ, количество секций, состав АВР, РЗА, кабельные подключения и условия эксплуатации.

KazElectroSnab выполняет комплектацию и изготовление блочных трансформаторных подстанций по техническому заданию и однолинейной схеме с учетом требований конкретного объекта.