СТОЛБОВАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ

Полезная модель относится к электроэнергетике и предназначена для электроснабжения рассредоточенных потребителей электроэнергии бытового, сельскохозяйственного и промышленного характера потребления, с возможностью использования для индивидуального электроснабжения как потребителей малой - до 10 кВА, так и потребителей большой мощности - до 100 кВА.
Из уровня техники известны различные варианты исполнения трансформаторных подстанций. В частности, известна трансформаторная подстанция, расположенная на самостоятельных автономных опорах с соответствующими коммуникациями, связывающими трансформатор с воздушной линией и потребителем. Для повышения удобства обслуживания известных трансформаторных подстанций применяются складные запираемые на замок лестницы, являющиеся приводом высоковольтного коммутационного устройства (см. DE 2161508, публ. 03.11.1983, кл. Н02В 5/02 [1]). Известна также трансформаторная подстанция подъемно-опускного типа (см. RU 2269852, публ. 10.02.2006, кл. Н02В 5/02 [2]). Известная подстанция [2] содержит опору питающей линии, на которой установлены с возможностью вертикального перемещения посредством подъемного механизма силовой трансформатор. Силовой трансформатор с подвижными контактами высоковольтного и низковольтного разъединителей установлены на тележке, перемещающейся непосредственно по опоре питающей линии на двух опорных катках и упорных роликах, установленных на тележке.
Известные технические решения повышают удобство при эксплуатации трансформаторных станций, но имеют ряд недостатков, поскольку ориентированы на применение дополнительных устройств и приспособлений, применение которых ведет к увеличению материальных затрат при изготовлении и эксплуатации трансформаторных подстанций. Кроме того, появляется необходимость повышать механическую прочность опор, а также организовывать охранные мероприятия по предотвращению несанкционированного доступа к электроустановкам.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является трансформаторная подстанция, известная из RU 2046484, публ. 20.10.1995, кл. Н02В 5/02 [3].
Известная столбовая трансформаторная подстанция [3] содержит железобетонную опору, соединенную с ней платформу, на которой установлен силовой трансформатор и высоковольтное распределительное устройство низкого напряжения при этом платформа выполнена в виде двух швеллеров, один конец каждого из которых разъемно закреплен на опоре с помощью шпилек, а свободный конец соединен с кронштейнами болтовым соединением, при этом кронштейны закреплены на платформе хомутами. Данное решение имеет сложную и ненадежную конструкцию крепления трансформатора, так как используется значительное число крепежных приспособлений, что в свою очередь ведет к увеличению эксплуатационных затрат, обусловленных монтажом и демонтажем силового трансформатора на высоковольтной опоре.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель является повышение надежности функционирования силового трансформатора при одновременном обеспечении высокой степени безопасности за счет исключения открытых (оголенных) проводов и их соединений, обеспечения надежного и простого механизма крепления силового трансформатора на опоре с возможностью легкого его монтажа и демонтажа, а также за счет упрощения конструкции узла крепления, и как следствие, снижение эксплуатационных затрат на монтаж и демонтаж силового трансформатора на высоковольтной опоре.
Указанная задача достигается тем, что в столбовой трансформаторной подстанции, содержащей вертикально ориентированную опору высоковольтной воздушной электролинии, на которой установлен силовой трансформатор, имеющий с систему охлаждения и связанный посредством предохранителей-разъединителей с упомянутой воздушной электролинией, силовой трансформатор снабжен несущим корпусом, имеющим, по меньшей мере, один захватывающий элемент, расположенный в верхней части упомянутого корпуса, опора высоковольтной воздушной электролинии оборудована кронштейном с закрепленным на нем элементом для зацепления с упомянутым захватывающим элементом несущего корпуса, выполненного с упором, расположенным с возможностью контактирования с кронштейном в рабочем положении силового трансформатора и обеспечения при этом горизонтального положения силового трансформатора, и исключения утечки из него масла, боковые стенки которого выполнены с развитой оребренной поверхностью системы охлаждения, при этом высоковольтные вводы силового трансформатора соединены с самонесущими изолированными проводами высоковольтной воздушной линии посредством соединительного устройства, выполненного в виде металлической втулки с резьбой на внутренней поверхности с одной стороны для взаимодействия с резьбовыми концами вводов, на другом конце металлической втулки поперек продольной оси противоположно друг другу расположены винты для фиксации самонесущего изолированного провода высоковольтной воздушной линии во втулке с последующим срыванием головки винта в конечной стадии закручивания, поверх упомянутой втулки расположена термоусадочная трубка, выполненная с возможностью герметизации зон соединения металлической втулки с резьбовым наконечником ввода и самонесущим изолированным проводом воздушной линии.
В качестве упора несущего корпуса силового трансформатора могут быть использованы, по меньшей мере, два швеллера, приваренные к несущему корпусу с возможностью контактирования с кронштейном в рабочем положении силового трансформатора и обеспечения при этом горизонтального положения силового трансформатора.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, необходимых и достаточных для достижения указанного технического результата, в частности, снижение эксплуатационных затрат на монтаж и демонтаж силового трансформатора повышенной мощности и относительно малого веса (обусловленного наличием системы воздушного охлаждения) на высоковольтной опоре, а также повышении надежности при эксплуатации.
Сущность полезной модели представлена на чертежах, а именно:
На фиг.1 представлен вид сбоку столбовой трансформаторной подстанции;
На фиг.2 - узел крепления силового трансформатора к опоре высоковольтной воздушной электролинии;
На фиг.3 - продольный разрез соединительного устройства.
Предлагаемая полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.
Предлагаемая трансформаторная подстанция содержит вертикально ориентированную опору 1 воздушной электролинии 7. На опоре 1 установлен силовой трансформатор 4. При выполнении подстанции согласно полезной модели опора 1 может быть изготовлена как из бетона, так и в виде цельнометаллической многогранной конструкции. Высоковольтные вводы 6 силового трансформатора 4 соединены посредством предохранителей-разъединителей 2 с помощью самонесущих изолированных проводов 8 к воздушной электролинии 7, провода которой также выполнены самонесущими и изолированными. Предохранители-разъединители 2 закреплены к опоре 1 с помощью кронштейна 3. Силовой трансформатор 4 выполнен с несущим корпусом 12, имеющим, по меньшей мере, один захватывающий элемент 5, расположенный в верхней части упомянутого корпуса 12. Опора 1 высоковольтной воздушной электролинии 7 оборудована кронштейном 11 с закрепленным на нем элементом в виде выступа 19 для зацепления захватывающим элементом 5, выполненным в виде крюка. Несущий корпус 12 выполнен с упором 10, который расположен в нижней его части с возможностью контактирования в рабочем положении силового трансформатора 4 с кронштейном 11 и обеспечивая при этом горизонтальное положение.
В качестве упора 10 несущего корпуса 12 возможно использование двух швеллеров, приваренных к несущему корпусу 12 в нижней его части.
Боковые стенки силового трансформатора 4, за исключением тыльной, обращенной к опоре, выполнены с развитой оребренной поверхностью 9 системы охлаждения. На боковой стенке силового трансформатора 4, обращенной к опоре 1, оребрение не выполнено, что позволило максимально близко разместить его к опоре 1.
С целью повышения степени безопасности подстанции высоковольтные вводы 6 силового трансформатора 4 соединены с самонесущими изолированными проводами 8 высоковольтной воздушной электролинии 7 посредством соединительного устройства. Для усиления решения этой задачи соединительное устройство выполнено в виде металлической втулки 15 с резьбой на внутренней поверхности с одной ее стороны для соединения с резьбовыми концами высоковольтных вводов 6 трансформатора. На другом конце металлической втулки 15 поперек продольной оси противоположно друг другу расположены винты 14 для фиксации провода 13 воздушной электролинии 7 в металлической втулке 15, закручиваемые по резьбе с усилием, срывающим головки винтов 14 в конечной стадии закручивания. После этого, поверх металлической втулки 15 с заходом за ее пределы, свободной от головок винтов, устанавливают термоусадочную трубку 16, производят тепловую обработку трубки с возможностью герметизации зон соединения металлической втулки 15 с резьбовым наконечником ввода 17 силового трансформатора 4 и провода 13 высоковольтной воздушной электролинии 7.
Устройство функционирует следующим образом.
Предлагаемую трансформаторную подстанцию размещают непосредственно на вертикально ориентированной опоре 1 (см. фиг.1, 2), высоковольтной воздушной электролинии 7 (см. фиг.1), выполненной в частности с электрическим напряжением 6-10 кВ. При выполнении подстанции согласно полезной модели, опора 1 может быть изготовлена как из бетона, так и в виде цельнометаллической многогранной конструкции. Монтаж подстанции производится без необходимости установки дополнительных механических приборов, подставок, площадок, или опорной конструкции под силовой трансформатор 4 (см. фиг.1, 2) и без использования различных стационарно-смонтированных на опоре 1 и нагружающих ее подъемно-опускных устройств. Крепление силового трансформатора 4 к опоре 1 осуществляют с помощью захватывающего элемента 5 (см. фиг.1), выполненного, например, в виде двух крюков, расположенных по бокам в верхней части несущего корпуса 12 (фиг.2) и элемента для зацепления в виде выступов 18, закрепленных на кронштейне 11 (фиг.2), закрепленном на опоре 1 воздушной электролинии 7.
С целью обеспечения горизонтального расположения силового трансформатора 4, на опоре 1 несущий корпус 12 оборудован упором 10, расположенным в нижней его части с возможностью упора в кронштейн 11 в положении, при котором трансформатор занимает горизонтальное положение.
В одном из вариантов использования настоящей подстанции упор 10 выполнен в виде двух швеллеров, приваренных к несущему корпусу 12.
Установка силового трансформатора 4 на опоре 1 не требует каких-либо дополнительных подставок, механических приборов, площадок или нескольких опор. Монтаж осуществляется быстро в течение порядка 10 мин по принципу "навесного крепления". Для чего подъемным устройством любой конструкции, например, автокраном, поднимают силовой трансформатор 4 за штатные проушины, имеющиеся на его несущем корпусе 12, и крюками навешивают на выступы кронштейна 11, при этом горизонтальное положение трансформатора 4 обеспечивается упорами 10, выбранными соответствующей длиной и упирающимися в кронштейн 11. На этом монтаж силового трансформатора 4 заканчивается. Продолжительность этой операции порядка 10 мин.
Далее, после установки силового трансформатора 4 на опоре 1 осуществляют присоединение к наконечникам 17 (см. фиг.3) высоковольтных вводов 6 (см. фиг.1, 2) силового трансформатора 4 металлических втулок 15 (см. фиг.3). Затем осуществляется подключение самонесущих изолированных проводов 8 к высоковольтной воздушной электролинии 7 через предохранитель-разъединитель 2 (см. фиг.1).
Данная подстанция практически безопасна для людей, птиц и животных, которые могут оказаться в непосредственной близости, и не требует специальных ограждений и прочих мер, предотвращающих опасное приближение к частям, находящимся под высоким напряжением, так как последние находятся на значительном удалении от поверхности земли, и не имеет оголенных электроопасных участков.
Предлагаемая конструкция трансформаторной подстанции, выполненная в соответствии с полезной моделью, найдет широкое применение в области электроэнергетики, в частности, в области электроснабжения рассредоточенных по территории потребителей электроэнергии бытового, сельскохозяйственного и промышленного характера потребления электроэнергии. Применение полезной модели обеспечивает повышение надежности функционирования силового трансформатора, и как следствие, снижение эксплуатационных затрат на монтаж и демонтаж силового трансформатора на высоковольтной опоре.
Предлагаемая столбовая трансформаторная подстанция прошла испытания, которые подтвердили указанные выше достоинства.