Фундамент киосковой трансформаторной подстанции

Фундамент для комплектных трансформаторных подстанций (КТП)

Одними из наиболее популярных силовых установок, применяемых в организации электроснабжения, являются комплектные трансформаторные подстанции (КТП). Сборка такого оборудования осуществляется на базе одного преобразователя энергии, который подбирается с учетом нагрузки в точке потребления и необходимым уровнем защиты от перепадов напряжения. В числе обязательных требований, обеспечивающих штатный режим работы установок – строительство фундамента для КТП. Формирование надежного основания обеспечивает необходимую устойчивость конструкции, в том числе во время катаклизмов и компенсирует вибрационные эффекты, возникающие в ходе эксплуатации оборудования.

Базовые факторы выбора технологии обустройства станций

Неотъемлемым этапом монтажа трансформаторных подстанций является формирование фундамента. Технология возведения основания определяется характеристиками оборудования (габаритными размерами, весом и назначением), а также свойствами грунта в месте размещения.

В числе требований, которые определяют подход к строительству оснований, — тип сборки. Согласно основной классификации комплектных трансформаторных подстанций, определяется фундамент КТП. Это тяжелые основания для воздушных линий, более легкие для кабельных. Существуют и специфические запросы для фундамента, такие как организация технологического углубления для сбора масла или количество свайных элементов.

Типы КТП заводской сборки:

• Станции киоскового типа. Устанавливаются вне зданий и сооружений, оснащаются одним или двумя трансформаторами необходимой потребителям мощности. Могут иметь несколько назначений: это прием и преобразование электрической энергии, транзит на дальние расстояния или организация снабжения в точке ввода к потребителям. В зависимости от решаемых задач могут иметь несколько исполнений, например, с воздушным или кабельным вводами/выводами. Обычно фундамент под КТП киоскового типа обустраивается на основе свай, — наиболее надежное основание. При таком площадка для размещения подстанции может характеризоваться нестабильным грунтом;
• Сборки контейнерного типа. Наиболее удобный формат обустройства станции снабжения, при котором обеспечивается удобное обслуживание модернизация или перебазирование промышленных мощностей. Подстанции контейнерного типа наиболее популярны для эксплуатации в удаленных районах — месторождениях полезных ископаемых или населенных пунктах, находящихся в районах крайнего севера;
• Мачтовые подстанции. Имеют ограничения по мощности, поэтому предназначены для организации снабжения небольших объектов. При монтаже таких КТП конструктивная нагрузка перераспределяется, поэтому для монтажа достаточно будет подготовить облегченный фундамент под КТП. К этой же категории следует отнести столбовые конструкции как одну из облегченных разновидностей мачтовых сборок. Мощность таких подстанций не превышает 100 кВА.

Общие требования к обустройству фундаментальных конструкций

Вне зависимости от выбранной технологии строительства основания под КТП, следует учитывать стандартные нормативы возведения. В числе технических запросов соблюдение уклона для самой КТП, который предупредит скопление влаги и масла на поверхности площадки, в том числе во время аварийного сброса. Стандартно высоковольтное оборудование должно размещаться на удалении от жилых и производственных объектов не меньше чем на 10 метров.

Требования к фундаментальной части:

• Высота основания над уровнем грунта — от 0,2 метра. Зависит от типа установки;
• Строго горизонтальный профиль поверхности;
• Наличие маслосборного заглубления;
• Схема размещения опор должна включать как минимум четыре столба (сваи). Расстояние между опорными элементами не должно превышать 2 метров.

Типы фундаментов для комплектных трансформаторных подстанций (КТП)

В практике современного строительства оснований для наружного размещения технологического оборудования используется несколько технологий. До сих пор применяется фундамент под КТП, формируемый из металлических лежней. Форма металлической арматуры Т-образная. Верхняя полка размещается на заглублении, а для приема конструкции будет задействована вертикальная часть. При таком подходе существенно экономится время на обустройство фундамента, при этом необходима предварительная подготовка грунта. Количество элементов арматуры (лежней) и схема размещения определяются размерами комплектной подстанции.

Более современный и долговечный тип фундамента — монолитный. Технология используется для массивных сборок подстанций, имеющих несколько трансформаторов. При проведении монтажных работ КТП на фундамент из блоков ФБС дополнительно экономится время за счет отсутствия необходимости проведения подготовительных грунтовых работ. Обустройство осуществляется следующим способом: заблаговременно подготовленная схема столбов заливается бетонным раствором, после застывания площадка готова к размещению оборудования.

Фундамент КТП ФБС имеет существенное отличие от монолита, поскольку собирается непосредственно на месте эксплуатации из одинаковых элементов. После укладки железобетонных изделий формируется армированный пояс. Его основная задача будет заключаться в равномерном распределении нагрузки по всему периметру основания. На практике укладка блоков осуществляется при помощи крана, остальные элементы закладываются вручную согласно выбранной технологии. Под КТП используется классический ленточный контур фундамента или сплошная укладка. Из особенностей обустройства следует отметить необходимость проведения подготовительных работ, утепления и гидроизоляции блоков.

Современный свайно-винтовой фундамент для КТП

В числе новых технологий, применяемых для монтажа трансформаторных подстанций, — метод свайной закладки. Вместе с принимаемым решением купить КТП киоскового типа, заказчики уже ориентирован на этот способ закладки фундамента. Использование технологии снимает ограничения на качество грунта, экономит время и средства, значительно продлевает общий срок эксплуатации подстанции. Этап монтажа сводится к забуриванию сваи в месте размещения подстанции. Площадка обычно готова в течение рабочих суток.

Особенности фундамента КТП киоскового типа

По условиям эксплуатации комплектная высоковольтная подстанция эксплуатируется снаружи зданий и сооружений, испытывает на себе климатические факторы местности. На практике для размещения КТП киоскового типа достаточно точечной укладки 4 ФБС под каждый угол конструкции (или из расчета на одну единицу высоковольтного оборудования). Если планируется размещение двухтрансформаторной подстанции, принимающая способность фундамента должна быть увеличена. Можно сформировать основание из 8 блоков ФБС или обустроить монолитную подушку. Для массивных сборок дополнительно используется заблаговременная подготовка котлована в вид укладки слоя песка, щебня. В любом случае необходимо будет удачно совместить технические запросы и не допустить удорожание проекта.

Источник

Фундаменты комплектных трансформаторных подстанций (КТП) из винтовых свай

Статья расскажет о конструкциях и видах комплектных трансформаторных подстанций, особенностях устройства фундаментов КТП, в том числе с использованием винтовых свай.

Содержание статьи:

Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) предназначены для снижения напряжения при подаче тока от высоковольтных ЛЭП в потребительские сети. КТП размещают в населенных пунктах, на промышленных предприятиях.

1. Конструкция КТП

В состав комплектной трансформаторной подстанции входят:

• распределительное устройство низкого напряжения;
• силовой трансформатор;
• устройство ввода напряжения (высокого);
• соединительные механизмы;
• устройства управления и защиты;
• прочее вспомогательное оборудование.

В отдельных случаях в конструкцию КТП могут входить воздушные, кабельные высоковольтные линии ввода либо вывода, блоки автоматического освещения.

2. Виды комплектных трансформаторных подстанций

Однотрансформаторные мачтовые подстанции (КТПМ) либо подстанции столбового типа (КТПС) для обслуживания частных/небольших промышленных объектов. В регионах с умеренным климатом их устанавливают на улицах.

Промышленные комплектные трансформаторные подстанции. Располагают в цехах предприятий.

Киосковые комплектные трансформаторные подстанции. Обслуживают сельскохозяйственные, небольшие промышленные объекты, населенные пункты.

Комплектная трансформаторная подстанция городской сети. Используется в одно- либо двулучевой схеме городского электроснабжения, сельскохозяйственных, промышленных объектов.

3. Фундаменты КТП

К площадке для размещения высоковольтного оборудования предъявляются повышенные требования. Она должна иметь уклон для отвода поверхностных вод или масла (при сбросе во время работы в аварийном режиме).

По требованиям пожарной безопасности расстояние до ближайших строений или оборудования должно быть не менее 10 м.

Высота надземной части фундамента зависит от вида КТП и составляет от 0,2 до 1,8 м.

Кроме того, должны выполняться следующие требования к основанию:

• фундамент должен иметь строго горизонтальную поверхность;
• должны быть предусмотрены кабельные каналы для прокладки, подключения кабелей (при наличии кабельного ввода);
• при установке КТП с масляным трансформатором, на площадке фундамента должна быть устроена маслосборная яма;
• корпус КТП должен опираться на фундамент минимум в четырех крайних точках основания, длина безопорного расстояния не должна превышать 2000 мм.

Для установки комплектных трансформаторных подстанций используют разные виды фундаментов, но в основном – лежни. Они имеют форму перевернутой буквы «Т» и укладываются так, что горизонтальная часть помещается в грунт, а к вертикальной части крепятся силовые устройства КТП.

Сейчас все чаще при устройстве фундаментов комплектных трансформаторных подстанций используют винтовые сваи.

4. Требования к назначению винтовых свай для фундаментов КТП

Способность к восприятию нагрузок свайно-винтовым основанием всегда в первую очередь определяется несущей способностью грунтов и нагрузками от строения, а уже потом – конструктивными и геометрическими параметрами конкретной сваи, которые также назначаются, в том числе на основании данных о грунтовых условиях.

Поэтому на предполагаемой площадке строительства прежде всего должны быть проведены исследования грунта, которые позволят подобрать параметры винтовых свай, оптимальные именно для данного объекта (подробнее «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

Диаметр ствола винтовой сваи подбирается на основании требований к жесткости, прочности и устойчивости (несущей способности), данных о коррозионной агрессивности грунтов (КАГ). Толщина стенки ствола – на основании данных о КАГ, а также в соответствии с требованиями к жесткости и прочности (подробнее «Расчет стенки ствола»).

Решение о выборе марки стали принимается исходя из требований к жесткости, прочности, а также исходя из грунтовых условий (в том числе данных о коррозионной агрессивности) и условий эксплуатации (подробнее «На что влияет марка стали?»).

Диаметр лопастей назначается на основании данных о несущей способности грунтов и о нагрузках от строения (в соответствии с требованиями устойчивости), толщина – на основании данных о КАГ, требований к жесткости и прочности, конфигурация – на основании данных о физических характеристиках грунтов (пористость, степень насыщения водой, консистенция, гранулометрический состав). Подробнее в статье – «Подбор параметров лопастей».

В зависимости от грунтовых условий участка строительства подбирается и ширина лопасти. Так, диаметр лопасти может превосходить диаметр ствола менее чем в 1,5 раза (узколопастные модификации) или же в полтора и более раза (широколопастные модификации). Каждая из этих конструкций может быть установлена и максимально эффективно эксплуатироваться в определенных грунтах (подробнее – «Что лучше: многовитковые или лопастные винтовые сваи?»).

Количество лопастей также назначается в соответствии с грунтовыми условиями и данными о нагрузках от строения. А межлопастное расстояние, шаг и угол наклона лопастей многолопастных модификаций, назначенные в соответствии с информацией о грунтах, позволяют обеспечить совместную работу сваи и околосвайного грунта, обеспечивая лучшее восприятие нагрузок (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»).

Длина подбирается исходя из показателей нормативной глубины промерзания и несущей способности грунтов (подробнее «Как подобрать длину винтовых свай для фундамента?»).

Больше информации о различных видах свай в статье «Как выбрать винтовые сваи для фундамента?». Наиболее часто используемые параметры конструкций с диаметром ствола от 133 до 168 мм – в статье «Конструктивные и геометрические параметры (типоразмеры) винтовых свай».

Источник

Фундамент киосковой трансформаторной подстанции

В настоящем проекте приведены чертежи комплектной трансформаторной подстанции (КТП) напряжением
10/0,4 кВ мощностью 630 кВА киоскового типа.
КТП поставляется заводом «ЭКТА» с силовым трансформатором ТМГ мощностью 630 кВА любого производителя.

Для установки оборудования КТП используются бетонные блоки или железобетонные стойки, серийно выпускаемые заводами.

Данный проект разработан в соответствии с действующими на дату выпуска проекта нормами и правилами, включая правила пожарной безопасности. При соблюдении правил технической эксплуатации, а также требований техники безопасности и пожаровзрывобезопасности, эксплуатация подстанции по данному проекту безопасна.

НАЗНАЧЕНИЕ И УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

КТП-К служит для приема электрической энергии трехфазного переменного тока частоты 50 Гц, напряжением 10 кВ и преобразования её в электроэнергию напряжением 0,4 кВ.

Максимаьная мощность энергопринимающих устройств заявителя — 535 кВт, в том числе существующая 170 кВт.
Класс напряжения электрических сетей, к которым осуществляется технологическое присоединение — 10 кВ.
Точка присоединения: существующая концевая опора ПА10-1 с установленным на ней разъединителем РЛНДЗ-1-10/400, запитываемой от опоры ВЛ-10кВ.
Учет электроэнергии выполняется с помощью существующего ПКУ, установленного на конечной опоре, и установленного на той же опоре счетчика электроэнергии в щите учета ЩУ.
Для правильного учета электроэнергии необходимо выполнить замену в существующем ПКУ-10кВ трансформаторов тока TA-1,2,3 на 3хТОЛ-10 50/5А (0,5S).
Новая КТП устанавливается на расстоянии 5м от существующей концевой опоры с ПКУ и запитывается с помощью высоковольтных изолированных проводов СИП-3 — 10кВ.

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ КТП:

— Категория исполнения по ГОСТ 15150-69 — УХЛ1
— Высота над уровнем моря — не более 1000 м.
— Температура окружающего воздуха от — 45°С до +40°С.
— Степень загрязненности атмосферы согласно инструкции РД.34.51Л01-90 -1-III
— Окружающая среда невзрывоопасная, несодержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, снижающих параметры КТП в недопустимых пределах.
— Внешняя изоляция по ГОСТ 9920-89 — категория «А»
— Район по ветру и гололеду — I-IV
— Относительная влажность окружающего воздуха не более 80% при температуре 20°С.
— КТП не предназначены для работы в условиях тряски и вибрации.

СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Схемы электрических соединений приведены на листе 2-4 ИОС1.ЭП.
На стороне 10 кВ силовой трансформатор присоединяется к линии 10 кВ по тупиковой схеме через выключатель нагрузки и предохранители. Установка выключателя нагрузки 10 кВ внутри КТП позволяет отключать ее со стороны 10 кВ под нагрузкой (без отключения фидерных автоматов).
К сборным шинам 0,4 кВ трансформатор присоединяется через рубильник РЕ на 1000А. На отходящих линиях 0,4кВ установлены автоматические выключатели для запитывания и защиты электроприемников потребителя через кабельные и воздушные линии.

Коммерческий учет электроэнергии на вводе 10 кВ осуществляется трехфазным счетчиком, установленным в щите учета ЩУ на конечной опоре и включенным через трансформаторы тока и напряжения в ПКУ.

КОНСТРУКЦИЯ

Комплектная трансформаторная подстанция типа «киоск» КТП-К выполнена в габаритах до 630 кВА.
Высоковольтный ввод 10кВ выполнен воздушны способом через высоковольтную стойку ВВ, установленную на КТП, низковольтные выводы 0,4кВ выполнены воздушным способом через низковольный
воздушный вывод и кабельным способом в земле.
КТП-К состоит из 4-х условно разделённых отсеков: отсека воздушного высоковольтного ввода и низковольтного воздушного вывода, отсека силового трансформатора с двухсторонним обслуживанием, отсека устройства высокого напряжения (РУВН) и отсека распредустройства низкого напряжения (РУНН) с односторонним обслуживанием, заключенных в металлический корпус.
В трансформаторном отсеке с двух сторон предусмотрены двухстворчатые ворота, предназначенные для удобства обслуживания и демонтажа силового трансформатора.
В ВН размещены автогазовый выклюатель нагрузки ВНА с заземляющими ножами и предохранители.
При перегорании плавких вставок предохранителей предусматривается автоматическое отключение выключателя. Так же имеется концевой выключатель для подачи сигнала на отключение: если на вводе РУНН установлен разъединитель, то подается сигнал на выключатели отходящих линий; если на вводе РУНН — выключатель, то подается сигнал на его отключение.

УВН имеет две двери: наружная — для защиты оборудования, внутренняя сетчатая — для осмотра оборудования без снятия нагрузки. Для воздушного ввода в птолке УВН предусмотрено отверстие. В КТП-К
предусмотрено освещение отсеков двумя светильниками ПСХ или НПП.

Отсек РУНН, отделенный от силового трансформатора стальной перегородкой, представляет собой шкаф, в котором смонтирована панель РУНН. Шкаф имеет двери. При необходимости по заказу с наружной стороны шкафа устанавливается штепсельный разъем (внешняя розетка) для присоединения токоприемника на трехфазное напряжение 380 В током нагрузки 60 А для питания ремонтного фидера ( в нашем случае отсутствует).

В отсеке РУНН расположены низковольтные коммутационные аппараты, аппаратура защиты, управления и автоматики. На вводе РУНН в данной подстанции установлен рубильник разъединитель РЕ1941 на ток
Iн=1000А.

Конструкцией подстанции предусмотрено количество линий 0,4 кВ до 12 шт. В нашем случае имеем 8 отходящих кабельно-воздушных линий и защищенных автоматическими выключателями ВА57.
Сборные шины в отсеке РУНН, окрашены в отличительные цвета согласно требований ПУЭ: желтый — фаза A, зелёный — фаза B, красный — фаза С, голубой — N, желто-зеленый — РЕ.
Контактные поверхности шин имеют защитное покрытие: оловянно-свинцовое для алюминиевых шин, и олово-цинковое для медных шин.
Основание КТП-К представляет собой цельносварную конструкцию, верхняя часть которой имеет сплошной настил с жалюзи для охлаждения трансформатора и отверстиями для ввода и вывода кабелей. По желанию заказчика в основании КТП-К под силовым трансформатором возможно выполнить поддон для аварийного слива масла (общий объем V=0,38 м), с патрубком для его отвода в специализированные емкости. В нашем случае поддон отсутствует.

В типовом исполнении наружные поверхности подстанции окрашиваются в серый цвет RAL 7004 (листы стальной оболочки корпуса толщиной 0,8 мм оцинкованные с окраской, стенки проемов дверей и ворот — 2 мм из неоцинкованного металла с защитным лакокрасочным покрытием).
КТП-К имеет следующие виды защиты:

• от атмосферных и коммутационных перенапряжений 0,4кВ;
• от междуфазных коротких замыканий;
• от перегрузки и междуфазных коротких замыканий на линиях 0,4 кВ;
• от коротких замыканий линий внутреннего освещения КТП-К.

БЛОКИРОВОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА

В подстанции типа КТП-К выполнены следующие блокировки:
а) Блокировка между выключателем нагрузки ВНА (Q) и заземляющим ножом QSG не допускающая:
— включение выключателя нагрузки Q при включенном заземляющем ноже;
— включение заземляющего ножа QSG при включенном ВНА (Q).
б) Блокировка между сетчатой дверью УВН (отсек или шкаф предохранителей Дувн и силового трансформатора 10 кВ Дтр.) и заземляющими ножами (QSG), не допускающая доступ в отсек (шкаф) УВН при отключенных заземляющих ножах (QSG) и предотвращающая их выключение при открытой сетчатой двери отсека УВН.
На приводе главных ножей выключателей нагрузки ВНА (Q) и на приводе заземляющих ножей ВНА (QSG) установлены механические одноключевые блок-замки секрета А1.
Блокировка, выполненная на приводе ВНА состоит из двух дисков, конструкция которых не допускает одновременное манипулирование (вращение) валами привода.
в) Блокировка между заземляющим ножом QSG и вводным (выключателем) рубильником 0,4 кВ, исключающая возможность подачи напряжения со стороны 0,4кВ через трансформатор на включенный нож разъединителя.
Электрическая блокировка обеспечивает в КТП-К отключение автоматических выключателей при открывании защитной шторки.

ФУНДАМЕНТЫ.

КТП устанавливается на фундаменте высотой 0,3 м от уровня планируемой площадки.
В проекте разработаны варианты фундамента из ФБС блоков серийного производства. Фундаменты рекомендуются для площадок, сложенных грунтом с нормативными значениями прочностных и деформационных характеристик, приведенных в таблицах 1 и 2 приложения СП 22.13330.2011, за исключением сильнопучинистых грунтов, к которым могут быть отнесены супеси, суглинки и глины с показателем консистенции J>0,5 на площадках, для которых разница расстояния от поверхности планировки до уровня грунтовых вод и расчетной глубиной промерзания менее 1,5 м.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ГРОЗОЗАЩИТА.

Заземляющее устройство КТП выполняется общим для ВН 10 кВ и РУНН-0,4кВ и объединяется с заземляющими устройствами конечных опор ВЛ-10 и ВЛ-0,4кВ. Сопротивление заземляющего устройства принимается в соответствии с ПУЭ глава 1,7:
— не более 4 Ом для варианта исполнения КТП-К с комбинированными отходящими линиями 0,4 кВ. При этом учитывается, что удельное сопротивление грунта составляет не более 100 Ом/м.
Заземлению подлежат нейтраль и корпус трансформатора, а также все другие металлические части, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции.
Защита от перенапряжений осуществляется ограничителями перенапряжений 10 и 0,4 кВ, установленными соответственно на сборных шинах 10 и 0,4 кВ.

КТП-К-Т(ВВК)-630-10-0,4-14-У1

Проект комплектной трансформаторной подстанции (КТП) напряжением
10/0,4 кВ мощностью 630 кВА киоскового типа.

Источник