Мачтовая трансформаторная подстанция: принцип работы и назначение

Трансформаторные подстанции являются неотъемлемой частью современной инфраструктуры энергоснабжения. Они задействуются на этапе распределения электроэнергии, позволяя минимизировать процессы искажения характеристик тока при его передаче на дальние расстояния. Существуют разные виды таких объектов, которые отличаются особенностями конструкционного исполнения, подходом к монтажу и эксплуатации. В свою очередь, мачтовая трансформаторная подстанция является наиболее распространенным сооружением такого типа, обеспечивая целый ряд преимуществ.

Общие сведения о мачтовой подстанции

Мачтовая, или столбовая, подстанция выполняется в виде одиночного трансформаторного блока, который в зависимости от характеристик может работать с мощностным диапазоном 25-250 кВА. В процессе эксплуатации такие установки в среднем могут принимать электроэнергию переменного тока с показателем напряжения порядка 6 кВ. При условии качественной установки столбовая трансформаторная подстанция способна поддерживать оптимальные рабочие показатели и в условиях мороза, и при высоких температурах в летнее время.

Большую опасность представляют угрозы, связанные с прямой функцией таких объектов. В зависимости от условий эксплуатации могут быть риски коротких замыканий, перегрузок линий, междуфазных сбоев и перенапряжений. По этой причине уже в базовой комплектации мачтовая трансформаторная подстанция снабжается широким перечнем защитных систем. Кроме того, предусматриваются электрические и механические блокираторы, обеспечивающие безопасность для обслуживающего персонала.

Назначение мачтовой подстанции

Функция трансформаторной подстанции связана с необходимостью понижения потерь в линиях электропередачи. Эта задача может достигаться разными способами, но в данном случае установка должна обеспечивать увеличение напряжения в сети. Для этого подстанция обеспечивается электроустановкой, выполняющей функцию преобразования и распределения энергии. В рабочем процессе задействуется несколько компонентов, среди которых - распределительные устройства, системы управления и вспомогательные механизмы, обеспечивающие задачи поддержки работы самого сооружения. Опять же, в зависимости от сферы применения и условий эксплуатации распределение электрической энергии мачтовой подстанцией может происходить при разных характеристиках энергосистемы. Также в некоторых моделях предусматривается выполнение задачи учета электроэнергии. Оно достигается с помощью предустановленных счетчиков, которые могут работать и по принципу электрохимических реакций, и за счет механического действия.

Принцип действия

Источником энергии, поставляемой подстанции, являются полноценные объекты генерации электричества. От них напряжение подается на преобразующую и распределяющую подстанцию, которая чаще всего располагается поблизости. Вышеупомянутая функция увеличения напряжения с целью минимизации потерь в линии выполняется благодаря действию повышающих трансформаторных аппаратов. В дальнейшем приемником электричества может выступить и понижающий трансформатор, который оптимизирует характеристики напряжения до оптимальных с точки зрения использования в местной сети. Для стабильного выполнения этих задач мачтовая трансформаторная подстанция должна регулярно охлаждаться. Обычно системы охлаждения представляют собой устройства с механизмами подачи масла. Это одна из систем, повышающих надежность работы подстанций такого типа.

Виды мачтовых подстанций

Существуют два подхода к реализации конструкционного исполнения таких подстанций. Более простым вариантом является комплектная трансформаторная подстанция, которая имеет А-образное внешнее исполнение. В состав таких сооружений входит набор разъединителей с приводными механизмами, разрядные элементы, предохранители и непосредственно силовой трансформаторный блок с распределяющим модулем.

Второй вариант представляет собой усложненную, более функциональную и производительную П-образную станцию. И если первая разновидность чаще всего бывает комплектной, то в данном случае монтаж может производиться с применением готовых к установке блоков. Впрочем, и комплектная трансформаторная подстанция часто применяется в этой конфигурации. В состав данной системы входит тот же набор компонентов, но с некоторыми отличиями. В частности, П-образная станция также имеет ограничители напряжения, а распределительный модуль обычно представляется устройствами низкого напряжения

Как устанавливается столбовая трансформаторная подстанция?

Монтажные мероприятия предусматривают выполнение нескольких операций, среди которых - доставка оборудования, сборочные действия и крепление опорных элементов. Далее производится выверка положения установки, после чего подготовленные блоки наполняются электротехническим оборудованием. Непосредственное соединение устройств между собой производится только после окончательной ревизии и настройки аппаратов. Обычно мачтовая трансформаторная подстанция комплектуется оборудованием с помощью спецтехники. Например, силовой трансформатор может подниматься на опору автокраном. Затем осуществляется крепление блока – на железобетонных опорах фиксация производится с применением металлической рамы, которая, в свою очередь, удерживается на опоре металлическими хомутами.

Заключение

Столбовые подстанции благодаря своей конструкции получили широкое распространение в разных отраслях. Предприятия выпускают специальные модели для эксплуатации в сельском хозяйстве, совершенствуют базовые серии универсального назначения, разрабатывают мощные комплектные сооружения для обслуживания нужд промышленных объектов и т. д. Но независимо от исполнения, трансформаторная подстанция мачтового типа уверенно развивается и в технологическом отношении. Производители выпускают комплектующие нового поколения, работа которых уже строится на принципах автоматизации. С одной стороны, этот переход усложняет конструкции и управление ими, но с другой – позволяет оптимизировать энергозатраты и финансовые расходы на обслуживание, не говоря о повышении надежности и безопасности.