Щоглова трансформаторна підстанція: принцип дії та призначення

Трансформаторні підстанції є невід’ємною частиною сучасної інфраструктури енергопостачання. Вони задіюються на етапі розподілу електроенергії, дозволяючи мінімізувати процеси спотворення характеристик струму при його передачі на далекі відстані. Існують різні види таких об’єктів, які відрізняються особливостями конструкційного виконання, підходом до монтажу та експлуатації. У свою чергу, щоглова трансформаторна підстанція є найбільш поширеною спорудою такого типу, забезпечуючи цілий ряд переваг.

Загальні відомості про щоглову підстанцію

Щогловий, або стовпчик, підстанція виконується у вигляді одиночного трансформаторного блоку, який залежно від характеристик може працювати з потужнісним діапазоном 25-250 кВА. У процесі експлуатації такі установки в середньому можуть приймати електроенергію змінного струму з показником напруги близько 6 кВ. За умови якісної установки стовпова трансформаторна підстанція здатна підтримувати оптимальні робочі показники і в умовах морозу, і при високих температурах в літній час.

Велику небезпеку становлять загрози, пов’язані з прямою функцією таких об’єктів. Залежно від умов експлуатації можуть бути ризики коротких замикань, перевантажень ліній, міжфазних збоїв і перенапряжень. З цієї причини вже в базовій комплектації щоглова трансформаторна підстанція забезпечується широким переліком захисних систем. Крім того, передбачаються електричні та механічні блокираторы, що забезпечують безпеку для обслуговуючого персоналу.

Призначення щоглової підстанції

Функція трансформаторної підстанції пов’язана з необхідністю зниження втрат в лініях електропередачі. Це завдання може досягатися різними способами, але в даному випадку установка повинна забезпечувати збільшення напруги в мережі. Для цього підстанція забезпечується електроустановкою, що виконує функцію перетворення і розподілу енергії. У робочому процесі задіюється кілька компонентів, серед яких — розподільні пристрої, системи управління та допоміжні механізми, що забезпечують завдання підтримки роботи самої споруди. Знову ж таки, залежно від сфери застосування та умов експлуатації розподіл електричної енергії щогловою підстанцією може відбуватися при різних характеристиках енергосистеми. Також у деяких моделях передбачається виконання завдання обліку електроенергії. Воно досягається за допомогою встановлених лічильників, які можуть працювати і за принципом електрохімічних реакцій, і за рахунок механічної дії.

Принцип дії

Джерелом енергії, що поставляється підстанції, є повноцінні об’єкти генерації електрики. Від них напруга подається на перетворювальну і розподільчу підстанцію, яка найчастіше розташовується поблизу. Вищезгадана функція збільшення напруги з метою мінімізації втрат в лінії виконується завдяки дії підвищуючих трансформаторних апаратів. Надалі приймачем електрики може виступити і понижуючий трансформатор, який оптимізує характеристики напруги до оптимальних з точки зору використання в місцевій мережі. Для стабільного виконання цих завдань щоглова трансформаторна підстанція повинна регулярно охолоджуватися. Зазвичай системи охолодження являють собою пристрої з механізмами подачі олії. Це одна з систем, що підвищують надійність роботи підстанцій такого типу.

Види щоглових підстанцій

Існують два підходи до реалізації конструкційного виконання таких підстанцій. Більш простим варіантом є комплектна трансформаторна підстанція, яка має А-подібне зовнішнє виконання. До складу таких споруд входить набір роз’єднувачів з приводними механізмами, розрядні елементи, запобіжники і безпосередньо силовий трансформаторний блок з розподільчим модулем.

Другий варіант являє собою ускладнену, більш функціональну і продуктивну П-подібну станцію. І якщо перший різновид найчастіше буває комплектним, то в даному випадку монтаж може проводитися із застосуванням готових до встановлення блоків. Втім, і комплектна трансформаторна підстанція часто застосовується в цій конфігурації. До складу даної системи входить той же набір компонентів, але з деякими відмінностями. Зокрема, П-подібна станція також має обмежувачі напруги, а розподільний модуль зазвичай представляється пристроями низької напруги

Як встановлюється стовпова трансформаторна підстанція?

Монтажні заходи передбачають виконання декількох операцій, серед яких — доставка обладнання, складальні дії та кріплення опорних елементів. Далі проводиться вивірка положення установки, після чого підготовлені блоки наповнюються електротехнічним обладнанням. Безпосереднє з’єднання пристроїв між собою проводиться тільки після остаточної ревізії і налаштування апаратів. Зазвичай щоглова трансформаторна підстанція комплектується обладнанням за допомогою спецтехніки. Наприклад, силовий трансформатор може підніматися на опору автокраном. Потім здійснюється кріплення блоку — на залізобетонних опорах фіксація проводиться із застосуванням металевої рами, яка, в свою чергу, утримується на опорі металевими хомутами.

Ув’язнення

Стовпові підстанції завдяки своїй конструкції набули широкого поширення в різних галузях. Підприємства випускають спеціальні моделі для експлуатації в сільському господарстві, удосконалюють базові серії універсального призначення, розробляють потужні комплектні споруди для обслуговування потреб промислових об’єктів тощо. Але незалежно від виконання, трансформаторна підстанція щоглового типу впевнено розвивається і в технологічному відношенні. Виробники випускають комплектуючі нового покоління, робота яких вже будується на принципах автоматизації. З одного боку, цей перехід ускладнює конструкції та управління ними, але з іншого — дозволяє оптимізувати енерговитрати та фінансові витрати на обслуговування, не кажучи про підвищення надійності та безпеки.