Комплектни трансформаторни подстанции

• Комплектните трансформаторни подстанции са ключови елементи на електроенергийната инфраструктура
  
  
• Фабрично произведените и готови за монтаж съоръжения с бетонна или метална обвивка са най-разпространеният тип КТП
  
  
• Размерите, дизайнът, архитектурата и окомплектовката им могат да варират в широки граници според приложението

Комплектните трансформаторни подстанции (КТП) са ключови елементи на електроенергийната инфраструктура. Тези съоръжения се присъединяват към подземните електропроводни линии и са предназначени да трансформират електричеството от преносната мрежа (Ср.Н.) преди подаването му към разпределителната мрежа (Н.Н.).

Окомплектовката им обикновено включва разпределителни уредби средно напрежение, силови трансформатори и комплектни комутационни устройства (ККУ) ниско напрежение, съставени от комутационни апарати Н.Н. и всички свързани автоматични системи, контролни и измервателни устройства, средства за защита, регулиране и сигнализиране, включително вътрешните електрически, механични връзки и конструктивни елементи. ККУ се проектират и произвеждат съобразно изискванията на стандарта БДС EN IEC 61439 “Комплектни комутационни устройства за ниско напрежение”. Комплектните трансформаторни подстанции пък подлежат на конструиране, изпитване и стандартизиране по силата на БДС EN IEC 62271 “Комутационни апарати за високо напрежение”.

Елементи и основни типове транформаторни постове

Съгласно действащата наредба за устройството на електрическите уредби и електропроводните линии подстанциите представляват съвкупност от електрически съоръжения, обособени като разпределителни уредби, строителни конструкции и сгради, разположени на обща площадка, с предназначение за приемане, преобразуване и/или трансформация на електрическа енергия, а така също и за свързване на две или повече мрежи.
Трансформаторните подстанции или постове са основно ядро на електроразпределителната мрежа. Те се състоят от няколко основни елемента:

• обвивка: (монолитна или сглобяема панелна) бетонна, тухлена или метална външна облицовка;
  
  
• трансформатор: основният електрически компонент на системата, предназначен да понижи или повиши напрежението на ел. веригата с цел последващото разпределение на електрическата енергия;
  
  
• комутационна апаратура: функциите и компонентите й зависят от сложността на приложението и конкретните му изисквания; в този сегмент се наблюдава най-отчетлив технологичен напредък през годините, а съвременните решения позволяват надеждно и безопасно за операторите и ползвателите присъединяване на преносната към разпределителната мрежа;
  
  
• предпазни релета: осигуряват функции за защита, измерване и контрол; те позволяват на електроразпределителните дружества, промишлените и частни потребители да осъществяват непрекъснат мониторинг на системата, както и отдалечено да я управляват при необходимост;
  
  
• разпределително табло ниско напрежение: този елемент отговаря за разпределението на енергията и защитата на системата по трасето до крайния потребител.
  
  

Трансформаторните постове, предназначени да намаляват напрежението на електричеството, което тече по подземните преносни линии, са основно средство за присъединяване към ел. мрежата на сгради и обекти с различно предназначение. Те представляват съвкупност от електрически съоръжения за получаване, трансформиране и разпределение на електрическата енергия от ниво средно напрежение на ниво ниско напрежение. Трансформаторните постове могат да бъдат в различно изпълнение: отделно стоящи, вградени в сгради (подземни и надземни) и пристроени.
Според конструктивните си специфики и типа на монтаж трансформаторните подстанции се делят на:

• комплектни или партерни компактни съоръжения за наземен закрит или открит монтаж;
  
  
• подземни (шахтови) трансформаторни постове;
  
  
• надземни (стълбови, мачтови) трансформаторни подстанции.

Видове КТП и техните приложения

Комплектните трансформаторни постове (КТП, КТПО) представляват подстанции, съставени от трансформатори и КРУ (КРУО), доставени в напълно завършен или подготвен за монтаж вид. Характеризират се с различна номинална мощност и номинално напрежение, като задължително се подлагат на типово изпитване съгласно действащата рамка от наредби и стандарти. Те са затворени, фабрично произведени или готови за асемблиране системи, предназначени за работа в мрежите на електроразпределителните дружества, промишлени, търговски и частни обекти, включително на места с обществен достъп. Според типа на управлението могат да са постове с вътрешно (ръчно) или външно обслужване.

КТП с предварително произведена бетонна или метална обвивка са най-разпространеният тип, като размерите и окомплектовката им могат да варират според приложението.

Комплектните трансформаторни постове с монолитна бетонна облицовка включват съвкупност от електрически съоръжения за трансформиране на електроенергията от Ср.Н. към Н.Н. и нейното разпределение. Обикновено са оборудвани с разпределителна уредба средно напрежение, по едно или две комплектни комутационни устройства ниско напрежение и по един или два силови трансформатора. Широко използвани са в жилищните зони на градовете и селата, предимно на места с интензивно застрояване.

КТП с панелна бетонна обвивка традиционно се използват за комунални и индустриални цели. Облицовката им се състои в стоманено-бетонен корпус, който е вътрешно разделен на отделни отсеци, всеки с предвидена индивидуална врата за достъп и обслужване. Отсеците могат да бъдат оборудвани както по предварително изготвена схема, така и по желание на клиента. Гъвкавите възможности за проектиране и производство на стандартни и комбинирани блокови/модулни постове (с по няколко корпуса) с панелни външни конструкции позволяват изпълнение на голямо разнообразие от конвенционални и нестандартни електрозахранващи схеми, включително и многотрансформаторни подстанции.

Основни предимства на металните корпуси (или тези от термопанели) при КТП са по-ниското тегло, улесненият транспорт и опциите за бърз и лесен монтаж върху предварително направени бетонни фундаменти, дори в труднодостъпни локации. Те са подходящи за изграждане на временни захранващи постове с възможности за последващото им преместване за присъединяване на друг обект към мрежата.
За оборудването на комплектните трансформаторни подстанции могат да се използват както сухи трифазни трансформатори, така и маслени трансформаторни уредби в широк диапазон от изходни мощности и номинални напрежения.

Специфики и предимства

КТП могат да бъдат монтирани както на закрито, така и на открито с цел електроснабдяване на жилищни, административни и обществени сгради, комплекси и обекти, включително къщи, блокове, кооперации, хотели, публични учреждения, бензиностанции, индустриални цехове и т. н. Сред предимствата на фабрично произведените компактни трансформаторни постове са голямото удобство при инсталация, а високоиздръжливите материали, като бетон и метал, им осигуряват отлична устойчивост на корозия и атмосферни влияния, което спомага за дългия им експлоатационен живот от порядъка на 30+ години. Моноблок версиите от усилен бетон са солидни конструкции, които в допълнение издържат и на редица механични натоварвания и въздействия.

Както върху вътрешните, така и върху външните повърхности на комплектните трансформаторни постове могат да бъдат нанасяни различни покрития и защитни системи, които ги предпазват от разнообразни влияния, като им придават и необходимия естетически завършек за лесното им вписване в интериорните или екстериорни среди. Архитектурата им – включително размери, конструкция, вътрешно разпределение, монтажни особености и т. н. – може да бъде гъвкаво модифицирана според спецификациите на приложението, покривайки целия спектър от практически сценарии в сферата на комуналните услуги, промишлеността и частния сектор. Предлагат се и възможности за модулно разширяване и функционално надграждане на тези системи при промяна в изискванията. Основни предимства на съвременните модели КТП са улеснената поддръжка със съответните удобни отвори, капаци и врати за достъп, както и отличната вентилация, която елиминира риска от прегряване.

Полза от инвестицията в готово комплектно решение е неговата стриктна съвместимост с всички действащи технически стандарти и схеми за сертифициране. От гледна точка на възможностите за икономии на електроенергия, подстанцията трябва да е разположена максимално близо до крайните товари и точки на консумация на електричеството. В индустриалните обекти КТП се разполагат така, че да не възпрепятстват производствените и други регулярни дейности в обекта, по-възможност далеч от зони с интензивно запрашаване, влага, наличие на частици, замърсители, влакна и други фини обекти във въздуха.

Що се отнася до безопасността на комплектните трансформаторни постове, те се позиционират извън взривоопасни зони и места с риск от спонтанно възникване на пожари. При пристрояването към сгради и самостоятелния монтаж в близост до големи здания е препоръчително да се избират подветрените им стени.
КТП разполагат със съответната степен на IP защита на корпуса и отделните елементи. Регулацията в областта обикновено изисква подсигуряването на комплектните трансформаторни постове с високо ниво на пожарна защита, защита от замърсявания и корозия, влага, дъжд, сняг, удари, вибрации и влизане на малки животни в съоръженията, особено при монтаж на открито.

Технологичното развитие в сегмента на КТП непрекъснато продължава, макар основните им функции и приложения да се запазват сравнително непроменени през годините. Последните достижения в областта са основно при материалите и покритията за изграждане на корпусите, дизайна за оптимално оползотворяване на пространството, както и при комутационната апаратура за защита, мониторинг и управление, в която се влагат все повече интелигентни функции.