КОМПЛЕКТНО-БЛОЧНАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)

Заявляемая полезная модель относится к электроэнергетике, а именно, к системам электроснабжения и может быть использована при сооружении трансформаторных подстанций любого типа, предназначенных для приема, преобразования и распределения электроэнергии и эксплуатируемых без постоянного обслуживания персонала.
Из уровня техники известна секция распределительного пункта высшего напряжения блочной распределительной трансформаторной подстанции, выполненной из двух сборных объемных П-образного сечения в плане блоков со смонтированными в ней, преимущественно в заводских условиях комплектом ячеек с коммутационной аппаратурой и устройством контроля, защиты и заземления, причем блоки на монтаже объединены между собой, по крайней мере, торцами поперечных стен с образованием помещения секции коробчатой конфигурации, при этом каждый блок выполнен с днищем, имеющим наружные ребра и, по крайней мере, один перекрытый съемной панелью пола проем, причем образующие секцию спаренные блоки, по крайней мере, частично оперты ребрами на ответные ребра установленных на фундаментную плиту фундаментных панелей, которые выполнены корытообразными, или на соответствующие им несущие конструкции фундамента, а под днищами блоков и в полостях, образованных в фундаменте, размещены кабельные подвалы, сообщенные через проемы в днищах блоков с помещением секции распределительного устройства (см. патент на изобретение №2219628 «Секция распределительного пункта высшего напряжения блочной распределительной трансформаторной подстанции», дата подачи 25.12.2002 г., опубликовано 20.12.2003 г.).
Известна блочная распределительная трансформаторная подстанция, содержащая присоединенное к силовым кабелям вводное устройство высшего напряжения, два силовых трансформатора и распределительное устройство низшего напряжения, при этом вводное устройство высшего напряжения выполнено в виде распределительного пункта, состоящего из двух секций, в каждой из которых смонтирован комплект ячеек с коммутационной аппаратурой и устройствами защиты и заземления. Каждая секция образована из спаренных при монтаже, имеющих П-образное сечение в плане блоков, образующих в совокупности общее помещение секции коробчатой конфигурации с одной общей дверью. Каждый силовой трансформатор смонтирован в отдельном блоке, выполненном в виде короба с потолочной панелью, продольными и выполненными с дверью поперечными стенами, а указанные спаренные блоки комплектов ячеек смонтированы с примыканием друг к другу и/или с примыканием одного из них к одному объемному блоку силового трансформатора (см. патент на изобретение №2219631 «Блочная распределительная трансформаторная подстанция», дата подачи 25.12.2002 г., опубликовано 20.12.2003 г.).
Кроме того, известна комплектно-блочная трансформаторная подстанция, состоящая из отдельных функциональных, защищенных от атмосферных воздействий транспортабельных модулей, в которых смонтировано электротехническое и вспомогательное оборудование, при этом подстанция комплектуется из модулей полной заводской готовности, оборудование и аппаратура внутри которых полностью смонтированы, отрегулированы и испытаны на предприятии-изготовителе в заводских условиях, а монтаж на строительной площадке в заданной последовательности по требуемой схеме сводится к их стыковке и соединению силовых и вторичных целей с помощью также смонтированных на предприятии-изготовителе унифицированных соединительных узлов, причем для облегчения монтажа и условий эксплуатации модули оснащены специальными опорно-регулировочными устройствами, позволяющими выполнять стыковку, при этом для компенсации воздействий в процессе эксплуатации различных функциональных модулей по окончании монтажа закрепляется на основании неподвижно, а у крайних модулей устанавливаются ограничители предельных перемещений в положении, при котором предотвращается опрокидывание модулей (см. патент на полезную модель №6092 «Комплектно-блочная трансформаторная подстанция», дата подачи 11.10.1996 г., опубликовано 16.16.02.1998 г.; патент на изобретение №2111595 «Комплектно-блочная трансформаторная подстанция», дата подачи 11.10.1996 г., опубликовано 20.05.1996 г.).
Из общего уровня техники известны комплектные трансформаторные подстанции, выполненные в металлическом корпусе, в котором размещено электрооборудование, рассчитанное на рабочее напряжение до 10 кВ.
Недостатки данного устройства обусловлены небольшим сроком службы из-за низкой коррозионной стойкости, и, как следствие, ненадежностью, повышенным уровнем шума и т.д.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является малогабаритная блочная трансформаторная подстанция в железобетонном корпусе, установленная на кабельное сооружение, включающая в себя стеновой железобетонный блок с полом, связанный с плитой крыши болтовым соединением, отсеки силового трансформатора, распределительных устройств высокого и низкого напряжения, проемы для ввода и вывода кабелей к распределительным устройствам и слива масла из силового трансформатора, при этом монтаж электротехнического оборудования выполняется в производственных условиях, после установки малогабаритной блочной трансформаторной подстанции в железобетонном корпусе на месте эксплуатации, производится подключение силового трансформатора и подключение питающих и отводящих кабелей высокого и низкого напряжения, внешнего контура заземления (см. патент на полезную модель №74012 «Малогабаритная блочная комплектная трансформаторная подстанция в железобетонном корпусе», дата подачи 18.01.2008 г., опубликовано 10.06.2008 г.).
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является упрощение монтажа, обслуживания и эксплуатации, снижение потерь электроэнергии, а также повышение срока службы, надежности и эффективности работы блочной подстанции с рабочим напряжением 10-35 кВ.
Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что комплектно-блочная трансформаторная подстанция, содержащая, по меньшей мере, один железобетонный корпус с проемами для вентиляции, ввода/вывода соединительных и питающих высоковольтных и низковольтных кабелей и проводов, установленный на кабельный блок и внутри которого размещено электротехническое оборудование, включающее распределительные устройства высокого и низкого напряжения, и расположенный в отсеке силовой трансформатор, согласно полезной модели в корпусе выполнено, по меньшей мере, два отсека и размещено электротехническое оборудование, рассчитанное на рабочее напряжение 10-35 кВ, устройства освещения, измерительные трансформаторы и вспомогательное оборудование, при этом распределительные устройства высокого и низкого напряжения смонтированы в одном отсеке и отделены друг от друга коридором.
Комплектно-блочная трансформаторная подстанция может содержать от двух до восьми связанных между собой посредством соединительных и питательных кабелей идентичных железобетонных блоков с размещенным в нем оборудованием.
Указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что комплектно-блочная трансформаторная подстанция, содержащая установленный на кабельный блок железобетонный корпус с проемами для вентиляции, ввода/вывода соединительных и питающих высоковольтных и низковольтных кабелей и проводов, внутри которого размещено электротехническое оборудование, включающее распределительные устройства высокого и низкого напряжения, и расположенный в отсеке силовой трансформатор, согласно полезной модели состоит из, по меньшей мере, двух связанных между собой посредством соединительных кабелей корпусов, в каждом из которых размещено электротехническое оборудование, рассчитанное на рабочее напряжение 10-35 кВ, устройства освещения, измерительные трансформаторы и вспомогательное оборудования, при этом в одном из корпусов размещены расположенные в разных отсеках силовой трансформатор и, по меньшей мере, одно распределительное устройство высокого напряжения, а в другом корпусе - силовой трансформатор и, по меньшей мере, одно распределительное устройство низкого напряжения.
Комплектно-блочная трансформаторная подстанция дополнительно может быть снабжена устройствами подогрева, в том числе, против образования конденсата, шкафом учета электроэнергии, а также устройством автоматического ввода резерва, блоком управления.
Кабельный блок оборудован крышкой люка и лестницей.
Отсеки отделены друг от друга перегородкой, изготовленной из негорючего материала и снабженной смотровым окном из взрывобезопасного стекла.
Отсеки оборудованы дверями с элементами фиксации в крайних положениях, кодовыми и навесными замками, а также вентиляционными жалюзи.
Отсек силового трансформатора снабжен воротами, наличие которых позволяет производить установку или замену силового трансформатора без демонтажа распределительных устройств высокого и низкого напряжения.
Внутренние и внешние поверхности железобетонного корпуса имеют защитно-декоративное покрытие, например, лакокрасочное, порошковое и т.п.
В заявляемом устройстве могут быть использованы, например, масляные, или герметичные масляные трансформаторы, или герметичные трансформаторы с негорючим жидким диэлектриком, или сухие трансформаторы с литой изоляцией обмоток.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели такому условию патентоспособности как «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления заявляемого устройства.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где
Фиг.1 - схема комплектно-блочная трансформаторная подстанция по первому варианту;
Фиг.2 - схема комплектно-блочная трансформаторная подстанция по второму варианту.
Заявляемая полезная модель по первому варианту состоит из, по меньшей мере, одного функционального модуля заводской готовности в виде железобетонного корпуса 1 с проемами для вентиляции, ввода и вывода соединительных и питающих высоковольтных и низковольтных кабелей и проводов (на чертеже не показаны). В корпусе 1 смонтирована дверь 2, снабженная элементами фиксации, замками, как кодовыми, так и навесными (на чертеже не показаны). На внутреннюю и внешнюю поверхность корпуса нанесено защитное покрытие, например, лакокрасочное, порошковое и т.п.
Внутри корпуса выполнено, по меньшей мере, два отсека 3 и 4, в которых размещено электротехническое оборудование, рассчитанное на рабочее напряжение 10-35 кВ и включающее расположенные в одном отсеке, например, в отсеке 3, распределительное устройство высокого напряжения 5 (РУВН) и распределительное устройство низкого напряжения 6 (РУНН), отделенные друг от друга общим коридором обслуживания 7.
В отсеке 4 установлен силовой трансформатор 8.
Комплекс оснащен устройствами освещения (на чертеже не показаны).
В корпусе могут быть дополнительно размещены устройство автоматического ввода резерва, блок управления, трансформаторы безопасности, и вспомогательное оборудование, например, ящик собственных нужд 9.
Помимо этого, в корпусе дополнительно могут быть установлены устройства подогрева, в том числе, против образования конденсата (на чертеже не показаны), шкаф учета электроэнергии 10.
Отсек силового трансформатора оборудован воротами 11, наличие которых позволяет автономно осуществлять установку и замену силового трансформатора без демонтажа распределительных устройств.
Устройство оснащено соединительными и питающими высоковольтными и низковольтными кабелями и проводами.
Электротехническое оборудование смонтировано, установлено, отрегулировано и испытано в заводских условиях.
Железобетонный корпус 1 устанавливают на кабельном блоке (на чертеже не показан), оснащенном крышкой для люка и лестницей, служащих для доступа в кабельный блок. При этом монтаж комплекса осуществляют путем стыковки соответствующих модулей (корпуса и кабельного блока) и соединения силовых и питающих цепей с помощью унифицированных узлов.
Заявляемый комплекс может содержать от одного до восьми соединенных между собой идентичных железобетонных корпусов с размещенным в них оборудованием.
Конструкция по второму варианту отличается тем, что содержит, по меньшей мере, два железобетонных корпуса 1.1., 1.2, при этом в одном из них, например, 1.1, установлены, по меньшей мере, одно распределительное устройство низкого напряжения (РУВН) 6 и силовой трансформатор 8, которые расположены в разных отсеках, а в другом корпусе 1.2 в разных отсеках размещены силовой трансформатор 8 и, по меньшей мере, одно распределительное устройство высокого напряжения (РУНН) 5.
Железобетонные корпуса связаны между собой кабелями связи и изолированными сборными шинами в соответствии с проектом электрической схемы. Высоковольтный ввод/вывод в РУВН осуществляется с помощью одножильных и трехжильных кабелей на напряжение, соответствующее номинальному напряжению комплекса через кабельный блок непосредственно через штатные разъемы РУВН.
Полезная модель может быть установлена в системах электроснабжения населенных пунктов, в том числе, городах и сельской местности, эксплуатируемых без постоянного контроля обслуживающим персоналом.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Комплектно-блочная трансформаторная подстанция встроена в общую систему электроснабжения, например, населенного пункта. Наличие в устройстве установленного электрооборудования, рассчитанного на рабочее напряжение 10-35 кВ, позволяет сетевой компании при распределении электроэнергии использовать напряжение по высокой стороне, в частности 10-35 кВ. Далее в комплексе происходит трансформация напряжения в 0,4 кВ (380 В), которое передается уже потребителям и распределяется, по этажам, например, жилого или коммерческого сектора.
Благодаря использованию заявляемой полезной модели, значительно снижаются потери электроэнергии, повышается надежность, срок службы и эффективность работы блочной подстанции с рабочим напряжением 10-35 кВ. Кроме того, упрощается ее монтаж и эксплуатация.
Заявляемая комплектно-блочная трансформаторная подстанция осуществлена на базе ООО «Модуль», г.Екатеринбург.