Комплектные трансформаторные подстанции (КТП): что внутри и как составить техническое задание

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) — это подстанция 10/0.4 кВ заводской сборки, в которой комплектное распределительное устройство высокого напряжения (КРУ), трансформатор и распределительный щит низкого напряжения размещены в единой всепогодной оболочке. Для промышленных парков, логистических центров и жилых районов Узбекистана она заменяет подстанцию в кирпичном здании изделием, которое поставляется уже испытанным и подключается в течение нескольких дней после установки на фундамент. В этом руководстве рассмотрено, из чего состоит КТП, чем отличаются КТП американского типа ZGS и европейского типа YB и что должно содержать полное техническое задание.

Из чего состоит КТП

Любая КТП включает три функциональных блока:

• Отсек ВН (10 кВ, реже 6 кВ). Принимает вводной кабель (кабели) и защищает трансформатор с помощью выключателя нагрузки с предохранителями HRC, вакуумного выключателя с релейной защитой либо распределительного устройства кольцевого типа (RMU) с транзитными ячейками ввода и вывода кольца. Здесь же размещаются кабельные заделки, заземляющий разъединитель, индикаторы напряжения и блокировки.
• Трансформаторный отсек. В нём устанавливается масляный трансформатор (S13, SH15 из аморфного сплава или S22 класса энергоэффективности 1) либо сухой трансформатор с литой изоляцией (SC(B)13, SC(B)H15 или SCB18) мощностью 50–2500 кВА. Для масляных трансформаторов, как правило, требуется маслоприёмник в фундаменте; для сухих — достаточная вентиляция, обычно принудительная, и контроллер температуры обмоток с управлением вентиляторами.
• Щит НН (0.4 кВ, низковольтное комплектное устройство — НКУ). Воздушный автоматический выключатель (ACB) на вводе, отходящие линии на автоматических выключателях в литом корпусе (MCCB), учёт электроэнергии, конденсаторная установка для компенсации реактивной мощности и, если предусмотрено, ограничители перенапряжений НН, а также цепи собственных нужд: обогрев, освещение и вентиляторы.

Оболочка — из оцинкованной стали, алюмоцинкового листа или нержавеющей стали с антикоррозионной окраской, с вентилируемой крышей, подъёмными проушинами и опорной рамой — рассчитана на температуру от −40 °C до +45 °C.

ZGS американского типа и YB европейского типа

Эти два типа решают разные задачи: ZGS сводит к минимуму занимаемую площадь и стоимость, YB даёт максимум доступа для обслуживания и свободы конфигурации.

Комбинированная трансформаторная подстанция ZGS изготавливается по JB/T 10217-2013 и DL/T 1267-2013 как полностью закрытое, полностью изолированное изделие: ни одна токоведущая часть 10 кВ не доступна оператору. Она подходит для районов, где требуется много небольших точек питания, как правило 250–630 кВА.

Комплектная трансформаторная подстанция YB — это выбор для случаев, когда щит НН должен нести десяток отходящих линий, когда по условиям пожарной безопасности требуется сухой трансформатор или когда КРУ должно обслуживаться изнутри оболочки. Протокол типовых испытаний КТП европейского типа YB приведён на странице сертификатов.

Примеры однолинейных схем

Три схемы покрывают большинство запросов из Узбекистана.

1. Радиальное (тупиковое) питание, один трансформатор. Кабель 10 кВ → выключатель нагрузки с предохранителями HRC (или вакуумный выключатель) → трансформатор 630 кВА → ACB 1000 А → 8 отходящих линий на MCCB + конденсаторная установка (например, 150 квар). Стандартная конфигурация ZGS-Z и минимальная конфигурация YB; подходит для склада или жилого квартала, питаемого от одного источника.

2. Транзитное подключение (кольцевая сеть). Две кабельные ячейки с выключателями нагрузки + одна ячейка защиты трансформатора → трансформатор 1000 кВА → щит НН. Оба кабеля кольца проходят через подстанцию, поэтому при повреждении одного кабеля питание восстанавливается переключением. Реализуется как ZGS-H или как YB с трёхъячейковым распределительным устройством кольцевого типа XGN15-12 (RMU).

3. Два трансформатора с секционным выключателем НН. Две вводные ячейки → 2 × 1000 кВА → два вводных ACB и секционный ACB с АВР (автоматическим вводом резерва), рассчитанные так, чтобы один трансформатор нёс ответственную нагрузку при выводе второго из работы. Типовое решение для логистического центра с холодильными складами или для непрерывного производства; как правило, YB или подстанция в блочно-модульном исполнении.

Как составить техническое задание на КТП

Коммерческое предложение будет точным только в том случае, если в запросе зафиксированы следующие пункты — примерно в таком порядке:

1. Схема ввода. Радиальная или кольцевая; выключатель нагрузки с предохранителями или вакуумный выключатель; количество кабельных ячеек ВН; тип и сечение кабеля; требует ли сетевая организация ячейку учёта ВН с трансформаторами напряжения и тока (ТН и ТТ).
2. Трансформатор. Номинальная мощность, первичное напряжение 10 или 6 кВ, группа соединения обмоток (Dyn11 или Yyn0; Dyn11 обычно выбирают при несимметричной нагрузке НН, но согласуйте это с сетевой организацией), масляный или сухой, класс потерь. Пример: при принятой пиковой нагрузке 800 кВт и cos φ 0.9 требуемая полная мощность составляет около 890 кВА, поэтому 1000 кВА оставляет запас примерно 10 %. При этой мощности масляный трансформатор S13 (S13-M-1000) имеет потери холостого хода 830 Вт, потери короткого замыкания 10 300 Вт и напряжение короткого замыкания 4.5 %; SH15 из аморфного сплава (SH15-M-1000) снижает потери холостого хода до 450 Вт при тех же потерях короткого замыкания.
3. Отходящие линии НН. Номинальный ток ACB (1600 А для 1000 кВА при 0.4 кВ), количество и номиналы отходящих линий на MCCB, резервные присоединения, стационарное или выкатное исполнение, стойкость щита к токам короткого замыкания.
4. Учёт электроэнергии. Коммерческий учёт на стороне ВН или НН, класс точности счётчика, коэффициенты трансформации ТТ, место для счётчика сетевой организации и интерфейс связи.
5. Компенсация реактивной мощности. Целевой cos φ (обычно 0.92–0.95; уточните значение в технических условиях на присоединение), мощность установки в квар, количество ступеней, антирезонансные дроссели, если в нагрузке преобладают частотные приводы или светодиодное освещение.
6. Обогрев, вентиляция и оболочка. Антиконденсатные обогреватели с термостатом в отсеках ВН и НН, вентиляционные жалюзи с фильтрами, принудительная вентиляция и контроллер температуры для сухих трансформаторов, IP54, от −40 °C до +45 °C; материал листа, цвет, ориентация дверей и ввод кабелей.

Монтаж и фундамент

Чертёж фундамента выдаётся вместе с заказом; общие требования следующие:

• Железобетонный постамент или кабельный подвал глубиной около 0.8–1.2 м (европейский тип) с проёмами для кабелей ВН и НН; корпус крепится болтами к закладной стальной раме.
• Маслоприёмник или гравийная подушка под масляным трансформатором, рассчитанные на полный объём масла.
• Контур заземления, соединённый с оболочкой, нейтралью трансформатора и шиной заземления ВН; требуемое сопротивление задаётся проектом.
• Свободное пространство для открывания дверей, свободная зона перед жалюзи и подъезд для автокрана: YB на 1000 кВА весит несколько тонн и поднимается за проушины целиком.
• Отвод воды от основания и ровная уплотнённая площадка с несущей способностью, указанной в чертеже.

В день поставки подстанция устанавливается на место, выполняется заделка кабелей, проверка сопротивления изоляции и блокировок, после чего трансформатор включается на холостом ходу, и лишь затем подключаются отходящие линии.

Сроки поставки

Приведённые ниже этапы — ориентировочные плановые сроки для стандартной подстанции 10/0.4 кВ; фактические даты фиксируются в коммерческом предложении.

• Техническое согласование, обычно 1–2 недели. Заказчик утверждает однолинейную схему, чертёж фундамента и перечень оборудования.
• Изготовление и сборка. Трансформатор, ячейки ВН и щит НН изготавливаются и монтируются в оболочке на заводе Xinhong (Синьхун) в Пичжоу, провинция Цзянсу, включая вторичную коммутацию.
• Заводские приёмочные испытания. Приёмо-сдаточные испытания трансформатора и функциональная проверка собранной подстанции; заказчик может присутствовать на испытаниях или получить протокол.
• Транспортировка. Железнодорожным или автомобильным транспортом из Цзянсу в Узбекистан; на перевозку и таможенное оформление следует закладывать несколько недель.
• Монтаж на объекте. Установка и подключение занимают несколько дней при условии готовности фундамента и кабелей.

Поскольку подстанция поставляется собранной и испытанной, критический путь на объекте — это фундаментные и кабельные работы, а не электромонтаж.

Контрольный список для технического задания

• ZGS — для небольших недорогих точек питания до 1600 кВА с малым числом отходящих линий НН; YB — для 6–16 отходящих линий, сухих трансформаторов или двухтрансформаторных схем до 2500 кВА.
• Сначала зафиксируйте схему ввода (радиальная или кольцевая) и сторону учёта.
• Выбирайте мощность трансформатора по заданной расчётной нагрузке и сравнивайте потери холостого хода и короткого замыкания (модели S13, SH15 или класса энергоэффективности 1).
• Определите ACB, отходящие линии на MCCB, компенсацию и резервные присоединения щита НН.
• Укажите обогреватели, вентиляцию, IP54 и диапазон от −40 °C до +45 °C.
• Подготовьте фундамент, заземление и подъезд для крана до прибытия подстанции.

Направьте нам однолинейную схему, перечень нагрузок и условия площадки — в ответ вы получите проработанное предложение по КТП с габаритами, чертежом фундамента и данными о потерях. Запросить коммерческое предложение можно через страницу контактов.