РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ (РП) И ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ (ТП) ПОДСТАНЦИИ 6—10 кВ
Чтобы приблизить подстанции к электроприемникам, их встраивают внутрь цехов или пристраивают к ним во всех тех случаях, когда этому не препятствуют производственные условия или же требования архитектурно-строительного оформления зданий.
Так, например, подстанции доменных цехов обычно размещаются между доменными печами со стороны бункерной эстакады или же в разрыве бункерной эстакады. На рудоподготовительных предприятиях подстанции располагаются в корпусах крупного, среднего и мелкого дробления, а также в главном корпусе и в корпусе фильтрации.
Отдельно стоящие цеховые подстанции применяются в случаях, когда невозможно или нецелесообразно размещать их в цехах, например цех вращающейся печи при открытой ее установке или силосные склады на за годах огнеупоров и в других аналогичных случаях.
На карьерах электрифицированного железнодорожного транспорта применяются совмещенные трансформаторные и преобразовательные подстанции.
Стальные конструкции на мощных преобразовательных установках повышенной частоты и на крупных электропечных подстанциях проверяются по условиям их намагничивания и возникающих при этом потерь электроэнергии от вихревых токов.
Распределительные подстанции часто встраивают в производственные здания и совмещают с ближайшими трансформаторными подстанциями в случаях, когда эти не вызывает значительного смещения последних с центра их нагрузок. Кроме выгод в отношении электрической части, размещение ТП и РП в пределах производственных зданий создает компактность генплана, так как позволяет сократить расстояния между цехами и уменьшить размеры проездов и подъездов и тем самым получить экономию на планировке и на различных внутризаводских коммуникациях и связях.
Рис. 35. Размещение подстанций в специальных электротехнических пролетах.
а — блок мехов; б — компоновка электрооборудования в электротехническом пролете; I — монорельс; 2— крюк для подъема реактора. 3 — железнодорожная колея по всей длине галереи: 4 — электротехнические пролеты.
Внутренние цеховые подстанции с выходом в цех применяются главным образом в многопролетных цехах большой ширины. Их можно ставить только в зданиях с (производствами категории Г и Д согласно противопожарным нормам HI02-59 и категории В только по особому согласованию. Рекомендуется размещать их преимущественно у колонн или возле каких-либо постоянных внутрицеховых помещений с таким расчетом, чтобы не занимать подкрановых площадей. При недостаточном шаге колонн допускается включать одну из них -в периметр подстанций в примыкании к одной из стен камеры трансформатора.
В деревянных зданиях внутрицеховые подстанции размещать нельзя. При деревянных покрытиях над подстанциями предусматриваются несгораемые зоны, выступающие за контуры подстанции по 2 м в каждую сторону, или стены подстанции выводятся до перекрытия цеха, которое в пределах подстанции делается несгораемым.
Для размещения ТП в цехах с производствами категорий выше Д и Г выделяются специальные электротехнические помещения типа широких коридоров (если это целесообразно), отделенные от производственных помещений и имеющих выход непосредственно наружу. В этих помещениях располагаются КТП в местах наибольшего их приближения к нагрузкам.
В крупных энергоемких корпусах предприятий, в которых сосредоточены большие электронагрузки порядка 60— 90 Мет на относительно небольших площадях применяются специальные многоэтажные электротехнические пролеты шириной 6—9 м, в которых размещены не только КТП, но все электрооборудование цеха.
Общая компоновка такого пролета показана на рис. 35. На верхнем (четвертом) этаже проложены две «нитки» многоамперных токопроводов 10 кВ, на третьем этаже размещены КРУ и реакторы, на втором этаже КТП и щиты станций, на нижнем этаже проложены кабели и предусмотрен проезд.
Такая компоновка позволяет приблизить к центру нагрузок и удобно разместить РУ, подстанцию и другое электрооборудование, а также улучшить условия эксплуатации в тех случаях, когда производство характеризуется наличием химически активных, пыльных и пожароопасных сред. Так как КТП размещены на втором этаже, трансформаторы принимаются сухие или с негорючим заполнением.
Отличительным признаком данной компоновки является применение закрытых симметричных токопроводов для передачи энергии от основного узла питания (ГПП, У РП, ТЭЦ). Это позволяет отказаться от большого количества кабелей, повысить надежность электроснабжения и улучшить условия эксплуатации.
При установке на закрытых внутрицеховых подстанциях масляных трансформаторов их число не должно быть более трех, а суммарная мощность -не более 2 000 кВА, при размещении на втором этаже мощность масляного трансформатора не должна быть более 630 - 750 кВА. Предельная мощность КТП с масляными трансформаторами, устанавливаемыми открыто в цехе, не должна превышать 2X1 000 кВА. В новой редакции ПУЭ предельную мощность предполагается увеличить до 2X2 500 МВА. Расстояние в свету между соседними камерами разных подстанций и между масляными трансформаторами разных КТП допускается не менее 10 м.
Эти ограничения не распространяются на трансформа торы сухие или заполненные негорючей жидкостью, а также на печные и преобразовательные подстанции, непосредственно связанные с технологическим процессом производств, для которых они предназначены.
В цехах небольшой ширины или когда часть нагрузок расположена за пределами цеха, а также при затруднительности размещения внутренних подстанций применяются ТП, встроенные в цех или пристроенные к нему (предпочтительно первые). Их располагают вдоль длинной стороны цеха, ближайшей к источнику питания, или же в шахматном порядке вдоль двух сторон цеха. Встроенные и пристроенные ТП и РП имеют выход из камер с масляными трансформаторами и аппаратами непосредственно наружу, поэтому согласно ПУЭ к их установке никаких специальных противопожарных требований не предъявляется. Однако их нельзя размещать под помещениями с мокрым технологическим процессом, под душевыми, уборными, а когда это неизбежно, то нужно делать гидроизоляцию перекрытий подстанций.
Пример размещения цеховых подстанций в одном из корпусов крупного предприятия показан на рис. 36.
При размещении подстанции во взрывоопасных и пожароопасных помещениях и установках нужно выполнять целый ряд специальных требований, которые подробно изложены в гл. VI13 и VII-4 ПУЭ. В этих помещениях не разрешается располагать внутренние подстанции, а встроенные или пристроенные подстанции допускаются с целым рядом ограничений и дополнительных требований и условий.
Внутрицеховые КТП лучше всего размещать в пределах мертвой зоны кранов, тельферов и других подъемно-транспортных механизмов, а также но возможности удалять их от путей внутрицехового транспорта. Если это не удается, то предусматриваются мероприятия для их защиты от случайных повреждений путем устройства отбойных тумб, световой сигнализации и т. и.
Представленную на рис. 26 установку двухтрансформаторной КТП можно применить как -на отдельно стоящих подстанциях, так и при размещении в цехах, в которых по условиям среды или же по производственным соображениям КТП нельзя установить открыто. Если же по условиям среды открытая установка возможна, то вместо указанных на рис. 26,в стен делаются сетчатые ограждения с необходимыми проходами внутри высотой 2 м. Чтобы сэкономить площадь в цехе и расход металла, можно делать съемные ограждения только перед шкафами КРУ без проходов внутри ограждения и тогда расстояние от шкафов до ограждений брать минимальное (до 200 мм).
Рис. 36. Пример размещения цеховых КТП 6—10 кВ в многопролетном цехе.
1 — внутренняя КТП; 2 — пристроенная КТП.
Ограждения обязательны в тех цехах, где производится частое передвижение внутризаводского транспорта или площадь сильно насыщена оборудованием, материалами и готовыми изделиями. Во всех прочих цехах ограждения не обязательны, но требуются свободные проходы вокруг КТП, ширина которых определяется расположением производственного оборудования и необходимостью обеспечивать транспортировку наиболее крупных частей КТП. Минимальный размер прохода 1 м. Это учитывается при планировке размещения технологического оборудования в цехе.
Очень целесообразно применять цеховые ТП с открытой установкой трансформаторов снаружи, возле обслуживаемых ими производственных зданий [Л. 2]. Но при этом необходимо соблюдать целый ряд условий, приведенных ниже, так как пожар в трансформаторе может вывести из работы целый производственный корпус, а иногда и технологически связанные с ним другие смежные производства.
Прежде всего, устанавливать трансформаторы открыто возле производственных зданий допускается лишь для производств категорий Г и Д на расстоянии не менее 0,8 м от стены и при соблюдении специальных требований к стенам этих зданий перед трансформатором и в зоне по 1,5 м по каждую сторону от трансформаторов мощностью до 1 600 кВА и по 2 м от трансформаторов мощностью более 1 600 кВА.
Наиболее строгие требования к стенам соблюдаются при расстоянии от кожуха трансформатора до стены здания в пределах от 0,8 до 5 л, а именно:
При степени огнестойкости здания IV или V стена выполняется как брандмауер, а при сгораемой кровле должна возвышаться над последней не менее чем на
7 м.
Окна допускаются только выше уровня крышки трансформатора для зданий со степенью огнестойкости
II и III. На высоте 8—10* м от крышки трансформатора окна должны быть неоткрывающимися с заполнением армированным стеклом или стеклоблоками с несгораемыми рамами с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч. Выше этого уровня окна могут открываться, но только внутрь здания, оконные проемы должны быть снабжены снаружи металлическими сетками с отверстиями не более 25x 25 мм.
*Относится к трансформаторам мощностью более 1 600 кВА.
Двери допускаются только выше крышки трансформатора, они должны быть несгораемые или трудносгораемые с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч.
4. Не допускаются приемные отверстия приточных вентиляционных каналов в стенах здания в зоне, указанной выше.
При расстоянии от кожуха трансформатора до стены здания более 5 ж и до 10 м требования менее строгие. Для зданий всех степеней огнестойкости допускаются выше уровня крышки трансформатора окна, выполненные согласно сказанному выше. Допускаются несгораемые или трудносгораемые двери с предлогом огнестойкости * не менее 0,75 ч на любом уровне.
*Пределом огнестойкости в часах называется период времени, по истечении которого в строительной конструкции (стеие, перегородке) образуются сквозные трещины или же температура на поверхности, противоположной воздействию огня, достигает 150 "С или же в конструкции происходит потеря несущей способности.
Рис. 37. Цеховая однотрансформаторная КТП с наружной установкой трансформатора мощностью 630 кВА. 1 — трансформатор; 2 - шкаф ввода напряжением до 1 000 В; 3 шкаф отходящих линий: 4 — шкаф ввода выше 1 000 В с выключателем нагрузки; 5 — шинопроводы; 6 — зона обслуживания.
Во всех случаях должен предусматриваться проезд шириной не менее 3 м вдоль всех трансформаторов или пожарный подъезд к каждому из них, а расстояние между кожухами соседних трансформаторов должно быть не менее 1,25 м.
На рис. 37 показана цеховая комплектная трансформаторная подстанция с открытой установкой трансформатора 630 кВА возле цеха и с размещением комплектного распределительного устройства напряжением до 1 000 в непосредственно в «цехе.
Шины, соединяющие выводы до 1 000 в с комплектным распределительным устройством, заключены в короба из листовой стали. Все это комплектно поставляется заводом, и на месте монтажа производятся только сборка элементов и подключение питающих и отходящих кабелей. Установка КРУ напряжением до 1 000 в иногда производится на втором этаже и выше. В этих случаях предусматриваются дополнительные вертикальные звенья токопроводов в стальных коробах.
Внешние отдельно стоящие закрытые цеховые подстанции применяются редко, когда невозможно разместить ТП внутри цехов или у наружных их стен по соображениям технологии, архитектурного оформления здания или пожаров и взрывоопасности производства, а также при сильной разбросанности электронагрузок.
На рис. 38 приведено несколько примеров выполнения отдельно стоящих закрытых подстанций 6—10 кВ. На рис. 38, о показана установка КТП в отдельно стоящем здании. На рис. 38, б представлена распределительная подстанция 6—10 кВ, совмещенная с КТП и с комплектной конденсаторной установкой (ККУ). При длине подстанции более 30 м целесообразны другие «компоновки элементов.
В качестве примера выполнения отдельно стоящей некомплектной подстанции на рис. 38, в приведена трансформаторная подстанция 6—10 кВ с тремя кабельными вводами и двумя трансформаторами по 630 кВА со статическими конденсаторами, разработанная Гипрокоммунэнерго и утвержденная Госстроем в качестве типовой для промышленных предприятий и городов. На стороне высшего напряжения выполнена простейшая схема с применением разъединителей, выключателей нагрузки и предохранителей. В распредустройстве 6—10 кВ предусмотрены камеры типа КСО-3 (см. рис. 23,6). На стороне 6—10 кВ предусмотрена комплектная конденсаторная установка внутреннего исполнения серии КУ Усть-Каменогорского конденсаторного завода с конденсаторами типа КМ-П на 6 или 10 кВ мощностью по 310 квар в одном элементе. Помещение конденсаторной установки рассчитано на размещение вводного шкафа с трансформаторами напряжения и четырех шкафов с конденсаторами по шесть конденсаторов в каждом.
Рис. 38. Примеры выполнения отдельно стоящих подстанций 6—10 кВ.
а — КТП-1000/6—10 кВ Хмельницкого завода трансформаторных подстанций в отдельном здании: 1 — трансформатор 1000 кВА. 2 — шкаф ввода высокого напряжения. 3 — шкаф ввода низкого напряжения. 4 — шкафы отходящих ли ний, 5 — пункт распределительный серии ПР-91100; б — РП. совмещенная с КТП и ККУ: в — ТП мощностью 2X630 кВА с установкой конденсаторной батареи: I — камера трансформатора. 2 — часть РУ С-10 кВ. обслуживаемая потребителем. 3— часть обслуживаемая энергосистемой. 4 — щит низкого напряжения, 5 — конденсаторная батарея.
Присоединение трансформаторов к шинам 0,4/0,23 кВ сделано через автоматы типа АВ. Шины щита низшего напряжения разделены на две секции также с применением автоматов ввиду того, что на стороне низшего напряжения предусмотрено АВР. При отсутствии АВР «а вводах и между секциями можно поставить рубильники. Это не изменит общую компоновку и строительную часть подстанции.
На линиях низшего напряжения применены рубильники и предохранители. Максимальное число отходящих линий по заполнению щита равно 16; оно уточняется при привязке проекта. Габарит помещения щита низшего напряжения рассчитан на возможность установки новой серии щитов низшего напряжения.
На шинах 400 в установлены вольтметр, а на стороне низшего напряжения трансформатора — три амперметра и счетчики активной и реактивной электроэнергии, расположенные в шкафу. На конденсаторной батарее предусматривается счетчик реактивной электроэнергии.
В компоновке оборудования предусмотрена возможность разделения (если в этом будет необходимость) распределительного устройства 6 40 кВ на часть, обслуживаемую потребителем, и часть, доступную только персоналу энергосистемы.
