Как размещать трансформаторную подстанцию при проектировании электроснабжения на производствах

Выбор типа, мощности и местоположения подстанции зависит от величины и характера электрических нагрузок и их дислокации в цехе или на генеральном плане предприятия. При этом должны приниматься во внимание архитектурно-строительные, производственные и эксплуатационные требования, а также условия окружающей среды. 

ГПП размещают по возможности ближе (в пределах разрывов, допускаемых ПУЭ) к центрам электрических нагрузок с учётом планировки предприятия и возможности прохождения воздушных линий 35 - 110 кВ. Цеховые ТП размещают с максимальным приближением к центру питаемых ими групп потребителей электроэнергии с некоторым смещением в сторону источника питания. 

При напряжении питания 6-10 кВ местоположение трансформаторов определяется в зависимости от величины, характеристики и расположения нагрузок напряжением до 1 кВ с учётом установки конденсаторов, а также возможности размещения трансформаторной подстанции (ТП) в намеченном месте. 

Рекомендуется применение комплектных трансформаторных подстанций (КТП), обеспечивающих не зависящий от строительной части индустриальный монтаж, приближение КТП по возможности к центру нагрузки, что обеспечивает максимальную экономию цветного металла и снижение потерь электроэнергии в цеховых сетях. 

Место расположения КТП должны учитывать условия окружающей среды, необходимую степень бесперебойности и динамику технологии. Кроме того, должна быть обеспечена возможность дальнейшего увеличения мощности однотрансформаторных КТП при росте нагрузки установкой второго трансформатора. 

Для удобства эксплуатации желательно иметь минимальное число типоразмеров трансформаторов. 

Отдельно стоящие ТП наименее рациональны вследствие удлинения сетей напряжением до 1000 В и увеличения потерь в них. Они применяются как вынужденное решение для питания цехов, опасных в отношении пожара, взрыва или коррозии. 

Допустимые расстояния приближения трансформаторных подстанций к взрывоопасным цехам регламентируются 0,8-100 м в зависимости от взрывоопасности цеха, открытой или закрытой установки масляных трансформаторов. 

Для электроснабжения промышленных предприятий рекомендуется применять встроенные подстанции, по возможности с наружной установкой трансформаторов, если этому не препятствует архитектурное оформление цехов и между ними обеспечиваются необходимые проезды и разрывы. 

Применение отдельно стоящих трансформаторных подстанций допустимо в следующих исключительных случаях:

• при питании от одной подстанции нескольких цехов, если центр их нагрузок находится вне пределов этих цехов или сооружение самостоятельных подстанций в каждом цехе экономически не оправдано;
• при невозможности размещения подстанции у наружных стен цехов по производственным соображениям (отсутствие свободных площадей, взрывоопасная среда и т. п.). 

Этот вид трансформаторных подстанций может также применяться для мелких предприятий с небольшими разбросанными по территории цехами. 

Пристроенные ТП, удовлетворяя требованиям экономики, часто вызывают возражения со стороны архитекторов и строителей, так как ухудшают внешний вид зданий. 

Встроенные подстанции позволяют более удачно решить архитектурное оформление стены цеха, однако расположение подстанции на площади цеха не всегда возможно по условиям размещения технологического оборудования. 

Встроенные подстанции, как и внутрицеховые подстанции, следует размещать осмотрительно, особенно в цехах с часто перемещаемым оборудованием. 

При сооружении пристроенных и встроенных подстанций предпочтение следует отдавать наружной установке трансформаторов, при которой удешевляется строительная часть и улучшаются условия охлаждения трансформаторов. 

Внутрицеховые ТП следует размещать у колонн цеха, в мёртвой зоне мостовых кранов. Применяется установка трансформаторных подстанций на антресолях, под которыми могут быть проходы конвейеров или какое-то оборудование. 

При выборе места и типа подстанции приходится учитывать и согласовывать разные требования, зачастую противоречивого характера. Если нагрузка цеха превышает несколько тысяч киловольт-ампер и возникает необходимость применения нескольких ТП, то их расположение должно соответствовать приближению к центру нагрузки со стороны питания, чтобы избежать обратного направления потока электроэнергии. Расположение трансформаторных подстанций в самом центре нагрузки нерационально, так как будет иметь место обратный поток энергии к источнику питания. 

Если нагрузка небольших цехов составляет только десятки или сотни киловольт-ампер, то возникает вопрос: сооружать ли в таком цехе свою ТП или питать этот цех от соседней. 

Технико-экономический анализ показывает, что для каждой нагрузки S существует критическая длина L, при которой передача мощности S на расстояние L будет одинаково экономична напряжением до 1000 В с установкой трансформатора в цехе и напряжением до 1000 В от ТП, расположенной на расстоянии L от центра нагрузки цеха. Эта длина зависит от стоимости потерь энергии. 

Следует иметь в виду, что на реальном генплане предприятия трассы кабелей располагаются не по кратчайшим расстояниям, а по направлению проездов и проходов между зданиями цехов. 

При выборе места для трансформаторной подстанции, питающей цех, её следует располагать со стороны питания. При агрессивной среде, создаваемой производством цеха, необходимо учесть розу ветров и по возможности поместить ТП с подветренной стороны. При проектировании подстанции следует предусматривать применение комплектного электрооборудования напряжением до 1000 В и выше.