У сучасному житті жодна галузь промисловості або народного господарства не обходиться без електроенергії. Вона життєво необхідна для організації побуту жителів міст та сел, роботи різноманітних підприємств, лікарень, закладів освіти та культури тощо. Електрична мережа — це надзвичайно складна та розлога система, створена для постачання та розподілу електроенергії. У нашій статті ми розглянемо, як працює одна з найважливіших ланок електричної мережі — трансформаторні підстанції, призначені для перетворення енергії однієї напруги на енергію іншої на шляху від її джерела до споживача.

Що таке трансформаторні підстанції?

Трансформаторні підстанції — це надважлива складова енергетичної інфраструктури, яка забезпечує безперебійне постачання електроенергії до населених пунктів, їхніх районів та окремих об’єктів. Їхня основна функція полягає в перетворенні та розподілі електроенергії з допомогою відповідних пристроїв на різноманітних етапах руху струму від джерела або постачальника до кінцевого користувача. Передусім підстанції можуть бути підвищувальними або знижувальними. Відповідно перші встановлюють при електростанціях для перетворення виробленої генераторами енергії в енергію вищої напруги та її подальшої передачі по ЛЕП. Від ЛЕП до споживачів струм проходить через знижувальні трансформаторні підстанції.

Також є кілька типів підстанцій за їхнім значенням у системі енергопостачання:

• • головні знижувальні (ГЗП)
  • підстанції глибокого вводу 35 — 220 кВ (ПГВ)
  • тягові підстанції (для потреб електротранспорту — частіше за все вони не лише трансформаторні, але й перетворювальні)
  • комплектні 10 (6) / 0,4 кВ (КТП).

До того ж вони можуть бути вузловими, прохідними, відгалужувальними та тупиковими: цей аспект залежить від місця, способу приєднання та кількості ліній живлення — від 3+ до 1-2 відповідно. Також розрізняють різні типи ТП, залежно від способу їхнього розміщення у просторі. Так, бувають закриті та навіть вибухозахищені підстанції (для шахт та стратегічних об’єктів), прибудовані або вбудовані ТП, що мають один або більше будівельних елемента, суміжних із приміщеннями, внутріцехові (всередині будівлі) та щоглові (стовпові, мачтові, кіоскові станції) — з устаткуванням, розміщеним просто неба на конструкціях без наземного огородження. Якою б не була підстанція, дуже важливо її правильно облаштувати та обслуговувати. До речі, компанія Energia-PM надає послуги з будівництва, ремонту та обслуговування ТП, а також виконує інші електромонтажні роботи в київській області, забезпечуючи надійну роботу різноманітних об’єктів електромережі на рівні цілих населених пунктів та індивідуальних споживачів.

Як працюють КТП — комплектні ТП

Для більшості кінцевих споживачів найближчою ланкою електромережі є комплектні трансформаторні підстанції, які виконують перетворення і розподіл електричної енергії трифазного змінного струму частотою 50 Гц напругою 10 (6) кВ у напругу 0,4 кВ (380 В). Залежно від потреб користувача, КТП можуть мати різну потужність, зазвичай у діапазоні від 25 кВА до 1000 кВА. Такі трансформаторні підстанції призначені для обслуговування промислових об’єктів та цивільної інфраструктури. Розрізняють декілька типів КТП:

• • КТПм — щоглові ТП на 25 — 250 кВА з 1 трансформатором;
  • КТПс — стовпові ТП потужність 25-250 кВА з 1 трансформатором;
  • КТП — кіоскові прохідні або тупикові ТП на 25 — 1000 кВА з 1-2 трансформаторами.

Знижувальні трансформаторні підстанції, до яких належать КТП, складаються з ввідної частини високої напруги, розподільних установок, апаратури автоматичного керування та захисту, силового трансформатора / трансформаторів та вивідної частини зниженої напруги. Найголовніший вузол підстанції — це силовий трансформатор, що відповідає за перетворення напруги. Його дія ґрунтується на явищі електромагнітної індукції. Проходячи через первинну обвитку, струм збуджує в осерді трансформатора магнітний потік, який пронизує вторинну обвитку, створюючи в ній електрорушійну силу.

Зміна напруги струму залежить від параметрів обвитки: її конструкції, способу намотування, кількості витків тощо. Для нормальної роботи трансформатору його необхідно охолоджувати: за типом охолоджуючого середовища розрізняють оливні / оливно-водні та сухі трансформатори. За регулювання напруги відповідають перемикачі числа витків, що працюють під навантаженням або без нього. Аби трансформатор працював, необхідно підвести та відвести струм: цю задачу виконують струмопровідні частини, які називають шинами та ошинівкою. Окрім основних органів зміни напруги та системи охолодження, трансформатори також обладнують різноманітними навісними інструментами, як то індикатори температури, покажчики рівня оливи, пристрої скидання тиску, газові реле тощо, що забезпечують безпечну роботу системи, реагуючи на будь-які порушення нормальних умов експлуатації трансформаторної підстанції.

Силові трансформатори, а разом із ними і трансформаторні підстанції розрізняють за кліматичним виконанням та категорією розташування. Від робочої температури, висоти монтажу над рівнем моря та інших спеціальних умов залежать параметри системи охолодження, рівень захисту та діапазон потужностей ТП. Оскільки транспортування струму від постачальників відбувається під високою напругою, ТП відіграють надзвичайно важливу роль, забезпечуючи трансформацію струму в напругу, придатну до використання на рівні кінцевого споживача.