Существует много факторов для учета при выборе типа трансформаторной подстанции наружной установки, как бы не банально это звучало. И только несколько из них, на мой взгляд, являются по-настоящему определяющими. Давайте, поговорим об этом сегодня.
Типы исполнения комплектной трансформаторной подстанции
Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) в общем случае представляет собой изделие, состоящее из высоковольтного распределительного устройства (РУВН), трансформатора силового (ТС), низковольтного распределительного устройства (РУНН). Естественно, эти элементы связаны между собой либо шинными мостами (ШМ), либо кабельными перемычками. Далее к РУВН подключается питание, а к РУНН — электрические потребители.
Довольно часто электроустановка (а смонтированная и подключенная КТП будет называться уже так) располагается в здании, где и ее нагрузка. Тогда говорят, что она внутреннего исполнения или внутренняя (закрытая) электроустановка.
Еще чаще КТП необходимо размещать отдельно, вне здания (промышленного или общественного). Это может быть связано с удобством канализации электроэнергии, расположением центра ее электрических нагрузок на местности, необходимостью последующей реконструкции оборудования (например, с увеличением мощности), удобством обслуживания, пожарной безопасностью и так далее.
В ПУЭ есть термин «открытые или наружные электроустановки», где последние определяются как электроустановки (ЭУ), не защищенные зданием или защищенные только навесами, сетчатыми ограждениями от атмосферных воздействий. Это вносит определенную путаницу так как ЭУ, согласно тому же нормативному документу, включает сооружения и помещения, в которых она установлена. Поэтому некоторые производители КТП в блочной оболочке пишут, что она внутренней установки, а другие — что наружной.
Да, очень высоковольтное оборудование выполняют сразу наружного исполнения, оно приспособлено к эксплуатации при любой погоде. Можно также встретить разного рода отдельные блоки для более востребованных классов напряжения также готовых к работе на улице.
Но для КТП 10/6/0,4кВ это как бы не имеет особого смысла. Потому что в таком случае получается как раз КТПК — то есть КТП киоскового исполнения. Все оборудование, включая трансформаторы размещают в едином металлическом корпусе, а ля киоск.
Разновидностью киоска является металлический контейнер. Ну знаете, когда берут списанный транспортный контейнер и пихают туда всю начинку. Мы такое пару раз делали, нам не понравилось — по итогу, чтобы получить качественный продукт слишком много переделывать, проще конструктив сварить с нуля.
Такое исполнение, однако, обладает несколькими преимуществами и множеством недостатков. Из первых можно отметить стоимость и компактность, а ко вторым отнести… скажем так, узкую область применения. По факту ведь все рабочее оборудование просто запихали в корпус, то есть защитили от прямых воздействий дождя и ветра, но не от перепадов температуры и влажности. Сколько оно проработает? Так смотря, где, на какой элементной базе, в каком режиме. С учетом того, что электроника, которой теперь много применяется в любом изделии любит комфорт, изоляция тоже крайне чувствительна к условиям окружающей среды, то зима для КТПК будет негативным фактором. Компоненты ее при работе под нагрузкой имеют неприятную особенность нагреваться, что при понижении температуры, высокой влажности способствует образованию внутри конденсата и… коротких замыканий. Ну и еще — любите ли вы баню, как люблю ее я? В этом случае вам непременно стоит заглянуть в июле месяце в отсек трансформатора загруженной КТПК. Солнечная радиация раскаляет крышу и стены, ТС поддает жару — температура может перевалить прилично за сотню градусов, причем Цельсия. Как вы думаете, полезно ли это для дорогостоящего сердца вашей ЭУ?
Детство я проводил на юге, где поселок запитывался именно от КТПК — именно тогда я лично их возненавидел — смотришь по телевизору интересный фильм, бабах — нет электричества. В подстанции все перегрелось и вырубилось к чертям. Пока приедут электрики, фильм безнадежно пройдет, ходи и мучайся, чем все закончилось.
Поэтому в другом исполнении оборудование КТП помещают в утепленные конструкции, что на объекте объединяются в то самое здание. Которое вроде как является составляющей частью оборудования и электроустановки, а с другой стороны — все-таки здание со всеми вытекающими. Раньше при экспертизе проекта электроснабжения просто подкладывали документацию производителя на КТПБ, а теперь все меньше и меньше такое принимают — извольте архитектурные решения, конструктив, инженерные сети предъявить.
Как в любом современном здании, материалом ограждающих конструкций тут может выступать либо бетон, либо сэндвич-панель (хотя как-то мы утепляли блок модули тупо минеральной ватой, копеек пять сэкономили). Отсюда КТП блочные — КТПБ бывают бетонного или блок-модульного типа.
Модули, что бетонные, что на базе сэндвич-панелей поставляются максимальной заводской готовности. То есть их можно поставить на объекте, соединить, смонтировать шлейфы и перемычки, подключить к сети и приемникам и ЭУ теоретически готова к приему напряжения (еще придется сделать лабораторные испытания).
Бетонки и блок-модульные КТП обладают значительными преимуществами (в первую очередь долговечностью), некоторыми особенностями и различиями, а также одним существенным недостатком — ценой. Ну и по габаритам, конечно, подстанции будут больше. Можно также сравнить изделия между собой по стоимости, однако, в этом случае следует сравнивать не предложения заводов-изготовителей, а итоговые затраты по результату доставки, строительно-монтажных работ, ввода в эксплуатацию.
Кстати, про обозначения. Они очень отличаются у разных производителей. Ну давайте будем считать, что БКТП — это КТП бетонного исполнения, а КТПБ — блок-модульного, на базе металлического каркаса и сэндвич-панелей.
Какое исполнение выбрать
Если исходить из статистики заказов разных типов КТП, то КТПК применяют в следующих случаях:
- для временного электроснабжения (на строительных площадках, для питания нестационарных объектов, в ожидании установки постоянной ТП);
- когда нужно быстро и недорого организовать питание не ответственного объекта (III категории надежности), как правило, не сильно загружающего силовой трансформатор — да вы и сами видели, что их ставят в садоводствах, отдаленных поселках и так далее.
Желательно, чтобы зима была не слишком холодной. Как-то у меня разместили заказ на киоски для какого-то северного объекта. Контора, которая заключает с нашими промышленными гигантами один договор на строительство чего-то важного, а потом с барского плеча раздает все по частям более мелким подрядчикам. Очень это меня, конечно, насторожило — несколько раз переспрашивал, задавал вопросы. Но нет, делайте по опросному листу, где четко прописано: «киоск». Я на всякий случай в конструкторскую документацию включил даже электрический обогрев и греющий кабель для ворот и дверей, от греха подальше. Только начали изготавливать — срочная депеша, нужно делать в блок-модульном исполнении. Эксплуатация, понимаешь, увидела подписанное коммерческим отделом (который, как обычно, «сэкономил») задание, пришла в ужас и устроила знатную истерику. Плохо, но чего-то такого ожидал.
Теперь про БКТП. Их заказывают обычно для установки в городскую застройку и значительно реже на промышленные предприятия. В городе их недостатки компенсируются преимуществами. Что я имею в виду? Они тяжелые (бетонный модуль много тяжелее металлоконструкции с сэндвич-панелями) и не гибкие в плане возможностей по модернизации (один раз залитое переделать сложно), но вандалостойкие крепкие и пожаробезопасные. Один раз поставил, один раз подключил — и пущай стоит, главное, лишний раз не трогать.
Обычно бетонки заказывают вместе с такими же модулями кабельных приямков, то есть нужно вырыть котлован, засыпать все песочком, сделать бетонную подготовку, залить плиту основания, разместить на ней подготовленные части подвала и сверху водрузить флаг электрической свободы модули с оборудованием. Подвести кабельную продукцию и засыпать песчаным грунтом. Не забыть проложить контур заземления и заземлить все, что требуется. Стены, кстати, можно по месту покрасить в цвет, угодный душе, и даже регулярно перекрашивать.
Неким сомнительным местом в общем случае является толщина стен. Если делать их толстыми (и энергоэффективными), вес станет совершенно неприличным (а готовые модули еще надо привезти). Бетон промерзает даже при интенсивном отоплении при хороших морозах. Кроме того, внутренняя планировка модулей может быть весьма специфичной. Если помещения КТП блок-модульного исполнения можно сделать каких угодно габаритов, то для бетонки можно столкнуться с неудобными фиксированными типоразмерами. Не все влезет.
Кстати, при проработке компоновок многие очень часто игнорируют забывают про минимально-допустимые расстояния между оборудованием (оборудованием и стенами), для коридоров обслуживания. И при возникновении проблем при сдаче судорожно пытаются доказать, что для комплектного устройства это все не правда не действует. Это даже смешно. Ограничения возникли не на пустом месте, а для снижения риска влияния негативных факторов — они что исчезнут, если разместить высоковольтное, например, изделие не в помещении капитального здания, а в помещении блок-модуля?
Соответственно КТПБ заказывают в основном для промышленных предприятий, реже для установки в городской среде. Причем, чем дальше на север, тем данное исполнение становится более популярным. Но возможность установить любую требуемую толщину стены с необходимым тепловым сопротивлением без существенного увеличения веса не единственное преимущество. Еще гибкость, масштабируемость, мобильность.
Не требуется сложный основательный фундамент. Можно бросить плиты, блоки. Или вкрутить сваи, обвязать ростверком — красота, еще и подпольное пространство для кабельной продукции автоматически появляется. Поставил, смонтировал, надо — размонтировал, перевез на требуемое место. Нужно увеличить мощность, поставить новые шкафы и ячейки — заказал еще модуль, а то и сам его на месте сам сделал — пристроил, все влезло.
Понятно, что на производстве, что в почете промышленные быстровозводимые здания схожей конструкции КТПБ более популярны. Тем более, что технологическое оборудование, это не неизменный жилой дом — все меняется, нужно под это подстраиваться, иметь возможность безболезненно все переделать в любой момент.
Иные факторы, влияющие на выбор исполнения
О чем еще следует упомянуть и подумать?
Требования пожарной безопасности. Конструкции БКТП в общем случае удовлетворяют I-ой степени огнестойкости (R120). Иногда это лучший вариант для использования с пожароопасными масляными трансформаторами (если они влезут). Но, конечно, не приговор для КТПБ, где требуемая степень огнестойкости может быть получена нанесением огнезащитных составов и применением специальных негорючих материалов. Собственно, как и для промышленных зданий в общем.
Регулярно возникает вопрос, можно ли пристроить к цеху КТПБ с масляными трансформаторами в составе. Ну а чего нет, только стена в месте примыкания должна быть противопожарной, с учетом требований к ней предъявляемых.
Сейсмостойкость. По умолчанию БКТП лучше сопротивляется землетрясениям, для КТПБ ее конструкцию нужно усиливать.
Градостроительные и иные ограничения. Иногда тип исполнения КТП прописывается, например, в технических условиях сетевой организации (местных сетей). Также могут быть местные градостроительные нормы, однозначно прописывающие тип трансформаторной подстанции, которые можно установить в регионе.
Агрессивная среда. Угадайте, какой вариант лучше справится с воздействием коррозии, влаги, химических веществ? Впрочем, соответствующая обработка спасет от всего этого и металл КТПБ.
Транспортная активность. Если рядом шнырят грузовики и погрузчики, рано или поздно в КТП въедут. Нельзя сказать, что БКТП с толщиной стен 100-150 мм прямо справится с защитой от удара, но сопротивляться будет лучше. Обычно для КТПБ этот фактор нивелируется установкой отбойников и иных защитных конструкций.
Удобство обслуживания и эксплуатации. Для того, чтобы БКТП была дешевле, чем КТПБ они по итогу выполняются с крайне сжаты планировками. Обслуживать оборудование в таком случае крайне неудобно, а иногда — болезненно неудобно. Напротив, КТПБ чаще делаются довольно просторными, часто получается запас по месту. Был случай, когда заказчик установил бетонку — и вроде бы все хорошо, но потом пришло предписание поставить УКРМ, а ставить оказалось некуда. Причем в соседней блок-модульной ТП коридор обслуживания позволил впихнуть требуемое. Но, конечно, все можно решить формированием качественного технического задания.
Ну и цена. Про этот фактор я уже упоминал выше. Как и про то, что сравнивать надо все затраты по факту. В общем случае БКТП может быть дешевле, особенно, если завод находится относительно близко от места установки. Другое дело, что при суммировании дополнительно затрат на доставку, фундаменты, монтаж и прочее в таком духе, соотношение стоимости может быть другой.
Такие дела.
Источники, дополнительная информация:
1. Правила устройства электроустановок (7-е и 6-е издание). — СПб.: издательство ДЕАН, 2008. — 1168 с.
Ознакомиться с содержанием журнала.
Уважаемые коллеги, желаю хорошего дня. Подписывайтесь, чтобы иметь возможность обсудить со мной вашу задачу в комментариях. Буду рад лайку, альтернативному мнению или истории по теме статьи.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ №1: Оценки, суждения и предложения по рассматриваемым вопросам являются личным мнением автора.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ №2: Техническая информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владелец сайта не несет никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной из данного источника.
Все изображения, если не указано иное, либо выполнены автором, либо взяты из открытых источников.