Фундамент под установку трансформатора

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

ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7

Раздел 4. Распределительные устройства и подстанции

Глава 4.2. Распределительные устройства и подстанции напряжением выше 1 кВ

Установка силовых трансформаторов и реакторов

4.2.203. Требования, приведенные в 4.2.204-4.2.236, распространяются на стационарную установку в помещениях и на открытом воздухе силовых трансформаторов (автотрансформаторов), регулировочных трансформаторов и маслонаполненных реакторов с высшим напряжением 3 кВ и выше и не распространяются на электроустановки специального назначения. ¶

Трансформаторы, автотрансформаторы и реакторы, указанные в настоящем параграфе, поименованы в 4.2.204-4.2.236 термином «трансформаторы». ¶

Установка вспомогательного оборудования трансформаторов (электродвигателей системы охлаждения, контрольно-измерительной аппаратуры, устройств управления) должна отвечать требованиям соответствующих глав настоящих Правил. ¶

Требования 4.2.212, 4.2.217, 4.2.218 не относятся к установке трансформаторов, входящих в КТП с высшим напряжением до 35 кВ. ¶

4.2.204. В регионах с холодным климатом, с повышенной сейсмичностью должны применяться трансформаторы соответствующего исполнения. ¶

4.2.205. Установка трансформаторов должна обеспечивать удобные и безопасные условия его осмотра без снятия напряжения. ¶

4.2.206. Фундаменты трансформаторов напряжением 35-500 кВ должны предусматривать их установку непосредственно на фундамент без кареток (катков) и рельс. ¶

Трансформаторы на подстанциях, имеющих стационарные устройства для ремонта трансформаторов (башни) и рельсовые пути перекатки, а также на подстанциях с размещением трансформаторов в закрытых помещениях следует устанавливать на каретках (катках). ¶

Сейсмостойкие трансформаторы устанавливаются непосредственно на фундамент с креплением их к закладным элементам фундамента для предотвращения их смещений в горизонтальном и вертикальном направлениях. ¶

На фундаментах трансформаторов должны быть предусмотрены места для установки домкратов. ¶

4.2.207. Уклон масляного трансформатора, необходимый для обеспечения поступления газа к газовому реле, должен создаваться путем установки подкладок. ¶

4.2.208. При установке расширителя на отдельной конструкции она должна располагаться таким образом, чтобы не препятствовать выкатке трансформатора с фундамента. ¶

В этом случае газовое реле должно располагаться вблизи трансформатора в пределах удобного и безопасного обслуживания со стационарной лестницы. Для установки расширителя можно использовать портал ячейки трансформатора. ¶

4.2.209. Трансформаторы необходимо устанавливать так, чтобы отверстие защитного устройства выброса масла не было направлено на близко установленное оборудование. Для защиты оборудования допускается установка заградительного щита между трансформатором и оборудованием. ¶

4.2.210. Вдоль путей перекатки, а также у фундаментов трансформаторов массой более 20 т должны быть предусмотрены анкеры, позволяющие закреплять за них лебедки, направляющие блоки, полиспасты, используемые при перекатке трансформаторов в обоих направлениях. В местах изменения направления движения должны быть предусмотрены места для установки домкратов. ¶

4.2.211. Расстояния в свету между открыто установленными трансформаторами определяются технологическими требованиями и должны быть не менее 1,25 м. ¶

4.2.212. Разделительные перегородки между открыто установленными трансформаторами напряжением 110 кВ и выше единичной мощностью 63 МВ·А и более, должны предусматриваться: ¶

• при расстояниях менее 15 м между трансформаторами (реакторами), а также между ними и трансформаторами любой мощности, включая регулировочные и собственных нужд;
• при расстояниях менее 25 м между трансформаторами, установленными вдоль наружных стен зданий электростанции на расстоянии от стен менее 40 м.

Разделительные перегородки должны иметь предел огнестойкости не менее 1,5 ч, ширину — не менее ширины маслоприемника и высоту — не менее высоты вводов высшего напряжения более высокого трансформатора. Перегородки должны устанавливаться за пределами маслоприемника. Расстояние в свету между трансформатором и перегородкой должно быть не менее 1,5 м. ¶

Указанные расстояния принимаются до наиболее выступающих частей трансформаторов. ¶

Если трансформаторы собственных нужд или регулировочные установлены с силовым трансформатором, оборудованным автоматическим стационарным устройством пожаротушения, и присоединены в зоне действия защиты от внутренних повреждений силового трансформатора, то допускается вместо разделительной перегородки выполнять автоматическую стационарную установку пожаротушения трансформатора собственных нужд или регулировочного, объединенную с установкой пожаротушения силового трансформатора; при этом допускается сооружение общего маслоприемника. ¶

4.2.213. Регулировочные трансформаторы должны устанавливаться в непосредственной близости от регулируемых автотрансформаторов, за исключением случая, когда между автотрансформатором и регулировочным трансформатором предусматривается установка токоограничивающего реактора. ¶

4.2.214. Автоматическими установками пожаротушения оснащаются: ¶

• трансформаторы напряжением 500-750 кВ, независимо от мощности, а напряжением 220-330 кВ мощностью 250 МВ•А и более;
• трансформаторы напряжением 110 кВ и выше мощностью 63 МВ•А и более, устанавливаемые в камерах подстанций и у зданий ГЭС;
• трансформаторы напряжением 110 кВ и выше любой мощности, устанавливаемые в подземном здании ГЭС и ГАЭС.

4.2.215. Пуск установки пожаротушения должен осуществляться автоматически, вручную и дистанционно со щита управления. Устройство ручного пуска должно располагаться вблизи установки в безопасном при пожаре месте. ¶

Включение установки пожаротушения группы однофазных трансформаторов должно производиться только на поврежденные фазы. ¶

4.2.216. Каждый масляный трансформатор, размещаемый внутри помещений следует устанавливать в отдельной камере (исключение 4.2.98), расположенной на первом этаже. Допускается установка масляных трансформаторов на втором этаже, а также ниже уровня пола первого этажа на 1 м в незатопляемых зонах при условии обеспечения возможности транспортирования трансформаторов наружу и удаления масла в аварийных случаях в соответствии с требованиями, приведенными в 4.2.103, как для трансформаторов с объемом масла более 600 кг. ¶

При необходимости установки трансформаторов внутри помещений выше второго этажа или ниже пола первого этажа более чем на 1 м, они должны быть с негорючим экологически чистым диэлектриком или сухими в зависимости от условий окружающей среды и технологии производства. При размещении трансформаторов внутри помещений следует руководствоваться также 4.2.85. ¶

Допускается установка в одной общей камере двух масляных трансформаторов с объемом масла до 3 т каждый, имеющих общее назначение, управление, защиту и рассматриваемых как один агрегат. ¶

Сухие трансформаторы и имеющие негорючее заполнение устанавливаются в соответствии с 4.2.118. ¶

4.2.217. Для трансформаторов, устанавливаемых внутри помещений, расстояния в свету от наиболее выступающих частей трансформаторов, расположенных на высоте 1,9 м и менее от пола, должны быть: ¶

до задней и боковых стен не менее 0,3 м — для трансформаторов мощностью до 0,63 MB•А и 0,6 м — для трансформаторов большей мощности; ¶

со стороны входа до полотна двери или выступающих частей стены не менее: 0,6 м — для трансформаторов мощностью до 0,63 МВ•А; 0,8 м — для трансформаторов до 1,6 МВ•А и 1 м — для трансформаторов мощностью более 1,6 МВ•А. ¶

4.2.218. Пол камер масляных трансформаторов должен иметь 2%-ный уклон в сторону маслоприемника. ¶

4.2.219. В камерах трансформаторов могут устанавливаться относящиеся к ним разъединители, предохранители и выключатели нагрузки, вентильные разрядники, ОПН, заземляющие дугогасящие реакторы, а также оборудование системы охлаждения. ¶

4.2.220. Каждая камера масляных трансформаторов должна иметь отдельный выход наружу или в смежное помещение категорий Г или Д. ¶

4.2.221. Расстояние по горизонтали от проема ворот трансформаторной камеры встроенной или пристроенной ПС до проема ближайшего окна или двери помещения должно быть не менее 1 м. ¶

Выкатка трансформаторов мощностью 0,25 МВ•А и более из камер во внутренние проезды шириной менее 5 м между зданиями не допускается. Это требование не распространяется на камеры, выходящие в проходы и проезды внутри производственных помещений. ¶

4.2.222. Вентиляционная система камер трансформаторов должна обеспечивать отвод выделяемого ими тепла (4.2.104) и не должна быть связана с другими вентиляционными системами. ¶

Стенки вентиляционных каналов и шахт должны быть выполнены из материалов с пределом огнестойкости не менее 45 мин. ¶

Вентиляционные шахты и проемы должны быть расположены таким образом, чтобы в случае образования или попадания в них влаги она не могла стекать на трансформаторы, либо должны быть применены меры для защиты трансформатора от попадания влаги из шахты. ¶

Вентиляционные проемы должны быть закрыты сетками с размером ячейки не более 1х1 см и защищены от попадания через них дождя и снега. ¶

4.2.223. Вытяжные шахты камер масляных трансформаторов, пристроенных к зданиям, имеющих кровлю из горючего материала, должны быть отнесены от стен здания не менее чем на 1,5 м или же конструкции кровли из горючего материала должны быть защищены парапетом из негорючего материала высотой не менее 0,6 м. Вывод шахт выше кровли здания в этом случае необязателен. ¶

Отверстия вытяжных шахт не должны располагаться против оконных проемов зданий. При устройстве выходных вентиляционных отверстий непосредственно в стене камеры они не должны располагаться под выступающими элементами кровли из горючего материала или под проемами в стене здания, к которому камера примыкает. ¶

Если над дверью или выходным вентиляционным отверстием камеры трансформатора имеется окно, то под ним следует устраивать козырек из негорючего материала с вылетом не менее 0,7 м. Длина козырька должна быть более ширины окна не менее чем на 0,8 м в каждую сторону. ¶

4.2.224. Трансформаторы с принудительной системой охлаждения должны быть снабжены устройствами для автоматического пуска и останова системы охлаждения. ¶

Автоматический пуск должен осуществляться в зависимости от температуры верхних слоев масла и, независимо от этого, по току нагрузки трансформатора. ¶

4.2.225. При применении вынесенных охладительных устройств они должны размещаться так, чтобы не препятствовать выкатке трансформатора с фундамента и допускать проведение их обслуживания при работающем трансформаторе. Поток воздуха от вентиляторов дутья не должен быть направлен на бак трансформатора. ¶

4.2.226. Расположение задвижек охладительных устройств должно обеспечивать удобный доступ к ним, возможность отсоединения трансформатора от системы охлаждения или отдельного охладителя от системы и выкатки трансформатора без слива масла из охладителей. ¶

4.2.227. Охладительные колонки, адсорберы и другое оборудование, устанавливаемое в системе охлаждения Ц (OFWF), должны располагаться в помещении, температура в котором не снижается ниже +5 °С. ¶

При этом должна быть обеспечена возможность замены адсорбента на месте. ¶

4.2.228. Внешние маслопроводы систем охлаждения ДЦ (OFAF) и Ц (OFWF) должны выполняться из нержавеющей стали или материалов, устойчивых против коррозии. ¶

Расположение маслопроводов около трансформатора не должно затруднять обслуживание трансформатора и охладителей и должно обеспечивать минимальные трудозатраты при выкатке трансформатора. При необходимости должны быть предусмотрены площадки и лестницы, обеспечивающие удобный доступ к задвижкам и вентиляторам дутья. ¶

4.2.229. При вынесенной системе охлаждения, состоящей из отдельных охладителей, все размещаемые в один ряд одиночные или сдвоенные охладители должны устанавливаться на общий фундамент. ¶

Групповые охладительные установки могут размещаться как непосредственно на фундаменте, так и на рельсах, уложенных на фундамент, если предусматривается выкатка этих установок на своих катках. ¶

4.2.230. Шкафы управления электродвигателями системы охлаждения ДЦ (OFAF), НДЦ (ODAF) и Ц (OFWF) должны устанавливаться за пределами маслоприемника. Допускается навешивание шкафа управления системой охлаждения Д (ONAF) на бак трансформатора, если шкаф рассчитан на работу в условиях вибрации, создаваемой трансформатором. ¶

4.2.231. Трансформаторы с принудительной системой охлаждения должны быть снабжены сигнализацией о прекращении циркуляции масла, охлаждающей воды или останове вентиляторов дутья, а также об автоматическом включении или отключении резервного охладителя или резервного источника питания. ¶

4.2.232. Для шкафов приводов устройств регулирования напряжения под нагрузкой и шкафов автоматического управления системой охлаждения трансформаторов должен быть предусмотрен электрический подогрев с автоматическим управлением. ¶

4.2.233. Планово-предупредительный ремонт трансформаторов на подстанциях следует предусматривать на месте их установки с помощью автокранов или (и) инвентарных устройств. При этом рядом с каждым трансформатором должна быть предусмотрена площадка, рассчитанная на размещение элементов, снятых с ремонтируемого трансформатора, такелажной оснастки и оборудования, необходимого для ремонтных работ. ¶

В стесненных условиях ПС допускается предусматривать одну ремонтную площадку с сооружением к ней путей перекатки. ¶

На ПС, расположенных в удаленных и труднодоступных районах, следует предусматривать совмещенные порталы. ¶

На ПС напряжением 500-750 кВ, расположенных в районах со слаборазвитыми и ненадежными транспортными связями, а также на ОРУ электростанций при установке на них трансформаторов, если трансформаторы невозможно доставить на монтажную площадку гидроэлектростанций и ремонтную площадку машинного зала электростанции, для проведения планово-предупредительных ремонтных работ допускается предусматривать стационарные устройства-башни, оборудованные мостовыми кранами, с мастерской или аппаратной маслохозяйства с коллектором для передвижных установок. ¶

Необходимость сооружения башни определяется заданием на проектирование. ¶

4.2.234. При открытой установке трансформаторов вдоль машинного зала электростанции должна быть обеспечена возможность перекатки трансформатора к месту ремонта без разборки трансформатора, снятия вводов и разборки поддерживающих конструкций токопроводов, порталов, шинных мостов и т.п. ¶

4.2.235. Грузоподъемность крана в трансформаторной башне должна быть рассчитана на массу съемной части бака трансформатора. ¶

4.2.236. Продольные пути перекатки трансформаторов на подстанциях должны предусматриваться: ¶

• при наличии подъездной железной дороги;
• при наличии башни для ремонта трансформаторов;
• при аварийном вводе в работу резервной фазы автотрансформатора методом перекатки, если это обосновано в сравнении с другими способами.

Источник