МОБИЛЬНАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ КОМПЛЕКТНАЯ ПОДСТАНЦИЯ
MOBILE TRANSFORMER COMPLETE SUBSTATION

Изобретение относится к электротехнике, к преобразованию и распределению электрической энергии, а именно к высоковольтным мобильным трансформаторным подстанциям, преимущественно к высоковольтным мобильным трансформаторным комплектным подстанциям 35 кВ.
Известна мобильная трансформаторная подстанция 35 кВ (патент RU на полезную Модель № 129309, МПК Н02В 7/01), содержащая силовой трансформатор с изоляционной средой, установленный вместе с открытым комплектным распределительное устройство высокого напряжения, комплектное распределительное устройство низкого напряжения установленное в блок-контейнере. Силовой трансформатор известной подстанции соединен с открытым комплектным распределительным устройством высокого напряжения посредством гибкой ошиновки и имеет воздушный ввод первичной и вторичной обмотки, который соединен гибкой ошиновкой с шинным вводом комплектного распределительного устройства низкого напряжения. Силовой трансформатор снабжен вводным разъединителем для подачи напряжения от высоковольтной линии на первичную обмотку силового трансформатора через открытое комплектное распределительное устройство. К недостаткам известной трансформаторной подстанции является ее стационарная установка, не позволяющая использовать ее в местах отсутствия электроэнергии при выполнении работ, например, в полевых условиях, требует подготовки специальной площадки с повышенными прочностными характеристиками, кроме того, возникает сложность с транспортировкой такой подстанции ввиду ее большого веса и невозможности ее транспортирования, например, воздушным транспортом, вертолетами.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является мобильная трансформаторная комплектная подстанция 35 кВ, см. патент РФ на полезную модель № 145940 (прототип), М. кл. Н02В 7/00, содержащая силовой трансформатор, комплектное устройство высшего напряжения и установленное в закрытом блок-контейнере комплектное устройство низшего напряжения, подсоединенное с помощью кабельных перемычек к силовому трансформатору, подключенному к высоковольтной линии через комплектное устройство высшего напряжения, снабженное вводным разъединителем для подачи напряжения на трансформатор, при этом комплектное распределительное устройство высокого напряжения и силовой трансформатор также установлены в закрытых блок-контейнерах, причем блок-контейнеры выполнены утепленными, при этом блок-контейнер с вводным комплектным распределительным устройством высшего напряжения состоит из двух отсеков, в одном из которых размещено оборудование высокого напряжения, а в другом установлены устройства противоаварийной автоматики, устройства управления собственными нуждами блок-контейнера и устройство гарантированного питания с аккумуляторами, а блок-контейнер с комплектным распределительным устройством низшего напряжения снабжен люками в стене с герметичными сальниковыми вводами для подключения внешних кабельных присоединений и разделен перегородкой на два отсека, в одном из которых установлен щит управления подстанцией, а в другом - комплектное распределительное устройство низшего напряжения.
В мобильной трансформаторной комплектной подстанции блок-контейнер с комплектным распределительным устройством высшего напряжения и блок-контейнер с силовым трансформатором установлены на одном прицепе, а блок-контейнер с комплектным распределительным устройством низшего напряжения - на другом прицепе.
Недостатками этого устройства является невозможность трансформации конструкции мобильной трансформаторной подстанции с высокоточным дорогим оборудованием, которая бы позволила транспортировать подстанцию в условиях недостаточной проходимости дорог, по которым она доставляется к месту функционирования, по причине недостаточности их ширины или качества, обусловленного грунтами с малой несущей способностью или пучинистыми грунтами, сложность трансформации подстанций для транспортировки переменным видом передвижения, например, попеременно: на колесном ходу, волоком, вертолетом. Транспортирование таких станций по неприспособленным для транспортирования дорогам всегда представляет собой опасность повреждения оборудования, а иногда и невозможность доставки оборудования к месту использования из-за наличия переменных условий транспортирования по качеству дорог, устойчивости грунта.
Техническим результатом заявляемого устройства является упрощение трансформации мобильной трансформаторной подстанции из рабочего состояния в транспортное и наоборот, удовлетворяющее, как возможной перевозке автомобильным транспортом по дорогам, соответствующих габаритам и весу подстанции, так и в условиях плохих дорог и полного бездорожья, то есть па колесном ходу, волоком, вертолетом.
Этот технический результат достигается тем, что в мобильной трансформаторной комплектной подстанции, смонтированной на двух полуприцепах на колесном ходу, один из которых содержит открытый силовой трансформатор и комплектное открытое устройство высшего напряжения, соединенное между собой кабельными и шинными перемычками, а па другом полуприцепе установлено комплектное устройство низшего напряжения, причем, на первом из прицепов трансформатор и комплектное открытое устройство высшего напряжения размещены в открытом блок-контейнере в виде открытого рамного каркаса, а на втором полуприцепе размещено комплектное устройство низшего напряжения в закрытом блок-контейнере в виде закрытого рамного каркаса, при этом электрическая связь между блоками осуществляется через кабель, в соответстии с заявляемой полезной моделью к продольным нижним стержням рам оснований каркасов блок-контейнеров снизу прикреплены сани с амортизаторами, установленными в глухих отверстиях, выполненных в телах саней и в соосных с ними глухих отверстиях в телах продольных рам оснований каркасов, через отверстия в амортизационных настилах расположенных между санями и продольными стержнями рам оснований каркасов, причем, каждый из амортизаторов выполнен в виде полустаканов, обращенных друг к другу открытыми частями, с установленными в них подвижным, подпружиненным в неподвижной трубе-направляющей стержнем, который одним концом упирается в вибро- и ударогасящую прокладку, установленную в основании верхнего полустакана, а другим в основание нижнего полустакана, при этом дополнительно на каждом из блок контейнеров параллельно неподвижным саням установлены дополнительные подвижные сани с возможностью вертикального перемещения с помощью подъемно-удерживающих устройств, установленных на вертикальных боковых стойках рам блок-контейнеров, в виде двух телескопически соединенных труб, внешние из которых закреплены на боковых рамах блок контейнеров, а внутренние установлены с возможностью движения для поднимания и опускания подвижных саней, к которым они прикреплены, с помощью приводного механизма.
При этом основания каркасов блок-контейнеров могут быть дополнены продольными стержнями, проходящими через отверстия в поперечных стержнях рамы основания каркаса, а также поперечными стержнями, проходящими через отверстия в продольных дополнительных стержнях и продольных стержнях рамы основания каркаса, длина которых подобрана таким образом, чтобы выступала за габарит ширины полуприцепа, причем концы стержней выполнены с заплечиками для устранения соскальзывания строп при транспортировке вертолетом.
Заявляемая мобильная трансформаторная комплектная подстанция, которая устанавливается на полуприцепе на колесном ходу, и дополнена устройствами для трансформации при перевозке и после перевозки в рабочее состояние представлена на рисунках фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, где:
1 - первый колесный полуприцеп;
2 - второй колесный полуприцеп;
3 - силовой трансформатор с масляной изоляцией;
4 - открытое вводное комплектное устройством высшего напряжения 35 кВ с воздушной изоляцией;
5 - закрытый блок-контейнер в виде закрытого рамного каркаса с установленным в нем комплектным устройством низшего напряжения;
6 - электрический кабель;
7 - неподвижные сани;
8 - подвижные сани;
9 - открытый блок-контейнер в виде открытого рамного каркаса, в котором установлены силовой трансформатор и вводное комплектное устройство высшего напряжения;
10 - высоковольтный выключатель;
11 - измерительный трансформатор тока;
12 - измерительный трансформатор напряжения;
13 - ограничитель перенапряжений;
14 - силовой трансформатор собственных нужд;
15 - разъединитель горизонтально-поворотного типа с приводом;
16 - привод разъединителя;
17 - неподвижные сани;
18 - подвижные сани;
19 - шинная перемычка;
20 - основание блок-контейнера;
21 - амортизационный настил (например, пористая силиконовая резина);
22 - амортизатор;
23 - строповочные ушки для крепления канатных строп на неподвижных санях;
24 - нижний полустакан амортизатора;
25 - верхний полустакан амортизатора;
26 - подвижный стержень;
27 - вибро- и ударогасящая прокладка (например, пористая силиконовая резина);
28 - основание стакана;
29 - неподвижная труба-направляющая;
30 - пружина;
31 - подъемно-удерживающие устройства в виде двух телескопически соединенных труб, внешние из которых закреплены на боковых рамах блок-контейнеров, а внутренние установлены с возможностью движения для поднимания и опускания подвижных саней, с помощью приводного механизма;
32 - подъемно-удерживающие устройства, установленные на втором блок-контейнере;
33 - поперечные стержни нижней рамы основания;
34 - продольные стержни нижней рамы основания;
35 - заплечики.
Мобильная подстанция состоит из двух блоков, размещенных на колесных полуприцепах 1 и 2. На первом полуприцепе 1 размещается открытый блок-контейнер в виде открытого рамного каркаса 9, в котором установлены силовой трансформатор 3 и вводное комплектное устройство высшего напряжения с высоковольтным выключателем 10; измерительным трансформатором тока 11; измерительным трансформатором напряжения 12; ограничителем перенапряжений 13; силовым трансформатором собственных нужд 14; разъединителем горизонтально-поворотного типа 15 с приводом 16; открытое вводное комплектное устройство 4 высшего напряжения 35 кВ с воздушной изоляцией и силовой трансформатор 3 находятся внутри рамы каркаса 9 и электрически связаны шинной перемычкой 19.
На втором полуприцепе 2 размещается комплектное устройство низшего напряжения в закрытом блок-контейнере 5 в виде закрытого рамного каркаса. Электрическая связь между блоками осуществляется через кабель 6.
К продольным нижним рамам каркасов - основаниям 20 блок-контейнеров снизу прикреплены сани 7 и 17, причем, между санями и основанием размещены амортизационный настил 21 для гашения вибро- и ударных нагрузок (например, из пористой силиконовой резины).
Кроме того, для прикрепления саней к блок-контейнерам, а также для дополнительной амортизации и уменьшения ударных нагрузок в углублениях оснований 20 блоков и саней 7 и 17, и через отверстия в амортизационных настилах 21 установлены амортизаторы 22, каждый из которых состоит из жестко установленного в глухом отверстии саней нижнего 24 полустакана и жестко установленного в глухом отверстии основания верхнего 25 полустакана с установленным в них подвижным подпружиненным в неподвижной трубе-направляющей 29 стержнем 26, который одной стороной упирается в вибро- и ударогасящую прокладку 27 (например, из пористой силиконовой резины), установленную в верхнем полустакане, а с другой в основание 28 другого полустакана. Основную роль амортизатора играет пружина 30, и дополнительным средством амортизации является амортизационная прокладка 27.
В случае удара, который может возникнуть при транспортировке, основную силу удара гасит пружина 30. При этом стержень 6 упирается в верхний стакан через ударогасящую прокладку 27.
Дополнительному ударогасящему эффекту будет способствовать вибро- и ударогасящий настил 21 между санями и основанием блок-контейнера
Таким образом, каркас блок-контейнера и сани не имеют жесткого сцепления, а связаны между собой через ударогасящие средства.
Кроме того, в заявляемой конструкции в каждом из блок контейнеров установлены параллельно неподвижным саням установлены подвижные сани 8, 18 с возможностью вертикального перемещения с помощью подъемно-удерживающих устройств, например, домкратов, или двух труб, соединенных телескопически, причем внешние трубы жестко установлены на вертикальных стойках блок-котейнеров, а внутренние с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри другой трубы с помощью механизма привода.
Саморазгрузка/загрузка блок-контейнера может потребоваться перед подготовкой к воздушной транспортировке, либо для возможности перевода мобильной подстанции с колесного хода на транспортировку волоком в условиях полного бездорожья. Данное решение позволит снять блок-контейнер с колесного полуприцепа без крана.
Процедура состоит из нескольких этапов.
1 этап
Исходное состояние - рисунок на фиг. 1. В таком виде мобильная подстанция транспортируется на колесном полуприцепе.
2 этап
Подвижные сани - 18 и/или 8 опускаются до земли, а блок-контейнеры вместе с неподвижными санями приподнимаются над прицепами и фиксируются в таком положении с помощью подъемно-удерживающих механизмов, используя, например, строповочные ушки 23. При этом между блок-контейнером и полуприцепом появится зазор, что позволит прицепу отъехать. Блок-контейнер окажется в подвешенном состоянии. Но при этом так он может находиться сколько угодно времени, т.е. подстанция может работать в данном положении
3 этап
При помощи подъемно-удерживающего устройства блок опускается вниз и опирается на все сани (подвижные и неподвижные).
При необходимости в таком положении возможна транспортировка блока волоком, например трактором.
В заявляемом устройстве основания каркасов 20 блок-контейнеров могут быть выполнены с продольными стержнями 34, через отверстия которых проходят поперечные стержни 33, длина которых подобрана таким образом, чтобы выступала за габарит полуприцепа, а концы стержней выполнены с заплечиками 35 для возможности удобного крепления канатных строп для транспортировки вертолетом.
Такое выполнение подстанции увеличивает ее мобильность, так как позволяет в собранном виде, готовом к использованию, преодолеть весь путь до места назначения, не увеличивая расстояния и время в пути из-за непроходимых дорог и в условиях полного бездорожья, а также включить станцию в работу сразу по прибытию на место.