Как выбрать оборудование для подстанции 35 кВ

С чего начинается подбор оборудования

Перед выбором конкретных аппаратов необходимо собрать исходные данные по объекту.

Обычно анализируют:

• технические условия;

• однолинейную схему;

• расчетные нагрузки;

• требуемую мощность;

• количество вводов и отходящих линий;

• категорию надежности;

• перспективу расширения;

• климатические условия;

• требования сетевой организации.

Без этих данных сложно корректно подобрать оборудование и оценить его совместимость в общей схеме.

Силовой трансформатор

Одним из основных элементов подстанции является силовой трансформатор.

Его мощность выбирается на основании расчетной нагрузки с учетом возможного роста потребления.

Также учитываются:

• напряжение по высокой и низкой стороне;

• схема и группа соединения;

• потери;

• способ охлаждения;

• климатическое исполнение;

• условия установки;

• наличие РПН или ПБВ.

Для подстанций 35 кВ могут применяться трансформаторы различной мощности в зависимости от задач объекта.

Высоковольтные выключатели 35 кВ

Выключатель должен надежно выполнять коммутацию рабочих и аварийных токов.

При выборе учитывают:

• номинальное напряжение;

• номинальный ток;

• ток отключения короткого замыкания;

• механический ресурс;

• тип привода;

• климатическое исполнение.

Очень важно, чтобы отключающая способность выключателя соответствовала расчетным токам короткого замыкания.

Разъединители

Разъединители применяются для создания видимого разрыва электрической цепи и безопасного обслуживания оборудования.

При подборе учитываются:

• номинальное напряжение;

• номинальный ток;

• ток термической стойкости;

• тип привода;

• наличие заземляющих ножей;

• условия наружной или внутренней установки.

Разъединитель работает совместно с выключателем и не заменяет его.

Трансформаторы тока

Трансформаторы тока необходимы для измерения, учета и работы релейной защиты.

При выборе важно учитывать:

• коэффициент трансформации;

• количество вторичных обмоток;

• класс точности;

• назначение обмоток;

• ток термической и электродинамической стойкости.

Ошибки при выборе ТТ могут привести к некорректной работе РЗА и измерительных цепей.

Трансформаторы напряжения

Трансформаторы напряжения используются для передачи информации о напряжении в системы измерения, учета и защиты.

Подбираются по:

• номинальному напряжению;

• классу точности;

• количеству вторичных обмоток;

• мощности вторичных цепей;

• схеме подключения.

Их характеристики должны соответствовать требованиям конкретного проекта.

Ограничители перенапряжения

ОПН защищают оборудование подстанции от грозовых и коммутационных перенапряжений.

Они устанавливаются в ключевых точках схемы, например:

• на вводах;

• возле силовых трансформаторов;

• на линиях;

• на шинах.

Тип и характеристики ограничителя выбираются с учетом напряжения сети и уровня изоляции оборудования.

Ошиновка и шинные опоры

Для электрического соединения оборудования применяются жесткие или гибкие шины.

При расчете ошиновки учитывают:

• рабочий ток;

• ток короткого замыкания;

• механические нагрузки;

• ветровые воздействия;

• гололед;

• температурное расширение.

Шинные опоры должны обеспечивать необходимую механическую прочность и электрическую изоляцию.

Распределительное устройство 35 кВ

В зависимости от проекта может применяться открытое или закрытое распределительное устройство.

Выбор зависит от:

• площади площадки;

• климатических условий;

• требований к надежности;

• стоимости;

• условий обслуживания;

• ограничений по территории.

Для открытой части подстанции особое значение имеют компоновка, расстояния между аппаратами и молниезащита.

Оборудование 6–10 кВ

Если подстанция понижает напряжение с 35 кВ до 6 или 10 кВ, необходимо отдельно подобрать распределительное устройство низшей стороны.

Это могут быть:

• КРУ;

• КРУН;

• КСО;

• вакуумные выключатели;

• трансформаторы тока;

• трансформаторы напряжения;

• секционные аппараты.

Подбор выполняется по номинальному току, токам короткого замыкания и количеству присоединений.

Релейная защита и автоматика

РЗА является обязательной частью подстанции.

Для оборудования 35 кВ могут предусматриваться:

• защиты силовых трансформаторов;

• защиты линий;

• максимальная токовая защита;

• дифференциальная защита;

• АПВ;

• АВР;

• УРОВ;

• сигнализация.

Состав защит определяется схемой и требованиями проекта.

Собственные нужды

Подстанции требуется питание внутренних систем.

Для этого предусматриваются трансформаторы собственных нужд и распределение 0,4 кВ.

Собственные нужды обеспечивают питание:

• освещения;

• отопления;

• вентиляции;

• приводов;

• шкафов управления;

• зарядных устройств;

• систем связи.

Для ответственных объектов предусматривается резервирование.

СОПТ и оперативный ток

Для питания цепей управления, сигнализации и РЗА используется система оперативного постоянного тока.

В ее состав могут входить:

• аккумуляторные батареи;

• зарядные устройства;

• шкафы распределения;

• ШУОТ;

• СОПТ.

Такая система позволяет сохранить работу защит и автоматики даже при исчезновении переменного питания.

Заземление

Все металлические части оборудования должны быть подключены к общему контуру заземления.

При проектировании учитываются:

• сопротивление заземляющего устройства;

• напряжение прикосновения;

• напряжение шага;

• токи замыкания на землю.

Правильно выполненное заземление необходимо для безопасности персонала и работы оборудования.

Молниезащита

Для наружных подстанций 35 кВ важно предусмотреть защиту от прямых ударов молнии.

Для этого применяются:

• молниеотводы;

• грозотросы;

• порталы и специальные конструкции.

Оборудование должно находиться в рассчитанной зоне защиты.

Кабельное хозяйство

Подстанция включает большое количество силовых и контрольных кабелей.

Проектом предусматриваются:

• кабели 6–10 кВ;

• контрольные кабели;

• кабели РЗА;

• цепи оперативного тока;

• кабели связи;

• оптоволоконные линии.

Также проектируются кабельные каналы, лотки и вводы.

Климатическое исполнение

Оборудование должно соответствовать реальным условиям эксплуатации.

При выборе учитываются:

• минимальная температура;

• максимальная температура;

• влажность;

• ветер;

• гололед;

• высота над уровнем моря;

• загрязнение окружающей среды;

• сейсмичность.

Это особенно важно для наружного оборудования 35 кВ.

Перспектива расширения

Если объект в будущем планируется расширять, это лучше учитывать сразу.

Можно заранее предусмотреть:

• резервные ячейки;

• свободные места под оборудование;

• увеличение мощности трансформаторов;

• дополнительные линии;

• расширение шин.

Такой подход снижает объем переделок в будущем.

Почему оборудование нужно подбирать комплексно

Ошибка — выбирать каждый аппарат отдельно только по его номинальному напряжению.

Оборудование подстанции работает как единая система.

Выключатели, разъединители, ТТ, ТН, ошиновка, РЗА и силовой трансформатор должны быть согласованы по:

• токам;

• напряжению;

• стойкости к короткому замыканию;

• схеме подключения;

• условиям эксплуатации.

Только комплексный подбор позволяет обеспечить надежную работу объекта.

Заключение

Выбор оборудования для подстанции 35 кВ начинается с анализа схемы, нагрузки и технических условий.

Необходимо правильно подобрать силовые трансформаторы, коммутационное оборудование, измерительные трансформаторы, ОПН, ошиновку, РЗА, собственные нужды и вспомогательные системы.

KazElectroSnab комплектует оборудование для подстанций 35 кВ с учетом технического задания, схемы объекта и требований заказчика.