Чтобы подстанция работала надежно, важно правильно рассчитать нагрузки, подобрать комплектацию и выполнить монтаж.
Что такое КТП и зачем она нужна промышленному предприятию
Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) — это готовый к эксплуатации комплект оборудования, который принимает высокое напряжение от внешней сети (6, 10 или 35 кВ) и преобразует его в рабочее напряжение 0,4 кВ для питания производственного оборудования, освещения и вспомогательных систем.
Без собственной подстанции предприятие не получит нужный объем электроэнергии. Городские сети дают среднее напряжение, а оборудование (станки, насосы и т. д.) рассчитано на 380/220 В, поэтому и необходима КТП.
Ошибка в выборе подстанции обойдется дорого, ведь занижение мощности приведет к постоянным перегрузкам и аварийным отключениям, а завышение — к неоправданным затратам на оборудование и его обслуживание.
КТП необходима промышленному предприятию, если оно:
- Подключается к внешним сетям среднего напряжения;
- Имеет значительную суммарную установленную мощность;
- Использует электродвигатели, печи, насосы, вентустановки, компрессоры, холодильное оборудование;
- Строит новый производственный корпус или расширяет существующие мощности; Модернизирует электроснабжение для повышения надежности;
- Переводит нагрузку на резервную или двухтрансформаторную схему.
КТП часто заказывают для производственных цехов, зерноочистительных комплексов, логистических центров, строительных площадок, инженерной инфраструктуры, предприятий ЖКХ и энергетики. У ООО НПП «220 Вольт» есть такие кейсы.
Расчет электрических нагрузок. Как определить нужную мощность КТП:
Шаг 1. Составить перечень электроприемников. Необходимо учесть все оборудование, подключенное к подстанции: станки, вентиляцию, компрессоры, краны, освещение, отопление, офисную нагрузку. Для каждого электроприемника фиксируют номинальную мощность (кВт), cos φ и режим работы.
Шаг 2. Рассчитать расчетную нагрузку. Суммарная установленная мощность всех потребителей — это не то же самое, что и нагрузка на трансформатор. Не все оборудование работает одновременно и на полную мощность. Поэтому применяют коэффициент спроса (Кс) и коэффициент использования (Ки).
Формула расчетной активной нагрузки: Рр = Ки × Ру, где Ру — суммарная установленная мощность.
Полная расчетная нагрузка: Sр = Рр / cos φ (кВА). Это значение определяет минимальную мощность трансформатора.
Шаг 3. Учесть коэффициент загрузки трансформатора. Работать на 100% мощности постоянно нельзя. Рекомендуемый коэффициент загрузки (Кз) 0,65-0,75 для однотрансформаторных КТП, 0,65-0,70 — для двухтрансформаторных (2КТП).
Таким образом, мощность трансформатора должна быть: Sтр ≥ Sр / Кз
Шаг 4. Заложить резерв на развитие. Производства расширяются, оборудование добавляется. Опытные проектировщики закладывают резерв 15-25% к расчетной мощности. Это избавит от замены подстанции через 3-5 лет.
Пример расчета. В цеху есть станки 200 кВт (Ки=0,7), вентиляция 50 кВт (Ки=0,8), освещение 30 кВт (Ки=1,0), вспомогательное 20 кВт (Ки=0,5).
Тогда Рр = 220 кВт, при cos φ=0,85 → Sр ≈ 259 кВА, при Кз=0,7 → Sтр ≈ 370 кВА. Значит, выбираем стандартный трансформатор 400 кВА, с резервом 630 кВА.
Не знаете, с чего начать расчет? Специалисты ООО НПП «220 Вольт» помогут подобрать оптимальную мощность КТП под ваш объект. Оставьте заявку на сайте, чтобы получить консультацию.
Типы КТП для промышленных объектов
Тупиковые КТП (КТП-Т). Питание подводится с одной стороны, нагрузка подключается с другой. Это распространенный вариант для заводских объектов с одним источником питания. Подходит для цехов, складов, производственных корпусов.
Проходные КТП (КТП-П). Линия входит с одной стороны и выходит с другой — подстанция включается в кольцевую схему или магистраль. Используется на крупных промышленных площадках с разветвленной сетью электроснабжения.
Двухтрансформаторные КТП (2КТП). Два трансформатора в одном корпусе распределяют нагрузку, организуют резервирование и уменьшают риск полной остановки производства при аварии или обслуживании одного из вводов. Это обязательный выбор для производств I и II категории надежности электроснабжения (непрерывные технологические процессы, пищевые предприятия, фармацевтика, металлургия).
Наружная или внутренняя установка. Для промышленных объектов обычно используют наружные подстанции в металлическом корпусе с антикоррозионным покрытием, а при размещении внутри здания — без внешнего корпуса.
Комплектация КТП для промышленного объекта
Состав КТП определяется техническим заданием, схемой электроснабжения, требуемой мощностью, категорией надежности и условиями эксплуатации.
Блок высокого напряжения. Он принимает электроэнергию от питающей сети и обеспечивает защиту линии и коммутацию. В состав входят разъединители, выключатели нагрузки, предохранители, вакуумные выключатели, трансформаторы тока и напряжения, ограничители перенапряжений. Для промышленных объектов применяются камеры КСО, которые используются для ввода, секционирования и безопасного обслуживания оборудования.
Силовой трансформатор. Он понижает напряжение до уровня, необходимого для питания оборудования предприятия. Для промышленных КТП применяются масляные трансформаторы, в том числе ТМ, ТМГ, ТМЗ, и сухие — ТСЗ, ТСЗН. Масляные решения чаще используют для наружной установки, сухие — внутри зданий и на пожароопасных объектах.
Блок низкого напряжения. После трансформации электроэнергия распределяется по потребителям предприятия через секцию низшего напряжения. В ее состав входят вводные и секционные автоматические выключатели, отходящие линии, аппараты защиты и приборы учета. На крупных объектах распределение часто выполняется на базе ГРЩ, а также с применением панелей ЩО-70, ВРУ и распределительных шкафов.
Защита, автоматика и учет. Для надежности в состав подстанции включают устройства релейной защиты и автоматики, обеспечивающие селективное отключение аварийных участков. При необходимости предусматривается АВР для автоматического переключения на резервный ввод. Для коммерческого учета электроэнергии используют встроенные приборы учета или отдельные ПКУ.
Дополнительное оборудование. В расширенную комплектацию входят шкафы РЗА, системы диспетчеризации, компенсация реактивной мощности, а также системы освещения, отопления и вентиляции корпуса.
Основные этапы монтажа КТП:
- Подготовка площадки или фундамента. Основание должно соответствовать массе оборудования, обеспечивать точную горизонтальность и предусматривать кабельные вводы, заземление и, при необходимости, дренаж. Для масляных трансформаторов учитывается нагрузка с учетом массы масла;
- Установка и подключение оборудования. После доставки выполняются установка и крепление корпуса КТП, сборка блоков, подключение кабельных и шинных линий. Особое внимание уделяется герметичности кабельных вводов, соблюдению радиусов изгиба и защите отсеков от влаги, пыли и внешних воздействий;
- Монтаж контура заземления. Заземление — обязательный элемент безопасной эксплуатации. От него зависят защита персонала, корректная работа релейной защиты и устойчивость оборудования при авариях;
- Подключение защиты, автоматики и учета. На этом этапе подключаются устройства релейной защиты, автоматика, АВР и узлы учета электроэнергии в соответствии с проектной схемой;
- Пусконаладочные работы. Перед вводом в эксплуатацию выполняются проверка схем, измерение сопротивления изоляции, испытания трансформатора, а для масляных исполнений — испытание масла. Также проводятся настройка релейной защиты, проверка автоматики и приборов учета.
Ввод КТП в эксплуатацию возможен только после завершения испытаний и подтверждения работоспособности всех систем. Для объектов с резервным питанием, АВР и сложной автоматикой особенно важны шеф-монтаж и пусконаладка со стороны производителя.
Грамотно спроектированная и укомплектованная КТП — надежная основа электроснабжения промышленного предприятия на десятилетия.
Если вы планируете модернизацию мощностей или новое строительство, наши инженеры помогут провести предварительный расчет конфигурации КТП. Переходите в каталог оборудования GGRN Electro, чтобы ознакомиться с техническими характеристиками и оставьте заявку на расчет.
