Развитие территорий городских агломераций и промышленных площадок связано с интенсивным ростом энергопотребления - на 3-4% ежегодно, и нуждается в постоянном вводе новых мощностей распределения. Прежде всего, это понижающие трансформаторные подстанции. В условиях трансформаторного бума важно не ошибиться при выборе нового оборудования, технологий и материалов.

По мнению экспертов, подстанции нового поколения должны отвечать таким непременным требованиям, как: наличие систем дистанционного управления и контроля без постоянного обслуживающего персонала; компактность, комплектность и высокая степень заводской готовности; надежность при работе в различных климатических зонах; комплексная автоматизация, обеспечивающая создание интегрированной АСУТП с подсистемами РЗА, мониторинга состояния оборудования, диагностики и управления оборудованием.

К неотъемлемым атрибутам современных распределительных и трансформаторных подстанций средней мощности относят конденсаторные установки для регулирования реактивной мощности, а также вольтодобавочные трансформаторы на длинных линиях, не обеспечивающие качество электроэнергии у потребителей.

Новые ПС, как правило, оснащаются автоматическими устройствами РПН, в т.ч. с микропроцессорными (МП) блоками управления; современными необслуживаемыми устройствами защиты масла; применением твердых вводов при номинальных токах до 2000 А.

Леонид Истомин, зам гендиректора по технической политике “Пермэнерго” (в составе МРСК Урала):

- Согласно Положению о технической политике в распределительном сетевом комплексе ФСК ЕЭС предполагается отказаться от подстанций старого, шкафного, типа с вертикальной компоновкой оборудования. На практике в процессе их эксплуатации трансформаторы несколько раз проходят ремонты с заменой обмоток и расшихтовкой магнитопровода.

Поэтому в сетевой энергетике в настоящее время будут применяться преимущественно современные типы подстанций со сроком службы более 30 лет: столбовые небольшой мощности, в т. ч. киоскового типа, и подстанции закрытого типа с теплоизоляцией.

По мнению Юрия Сарапулова, директора ООО “Тяжпромэлектропроект Пермь”, на сегодняшний день при строительстве новых подстанций в большинстве случаев проекты ПС в технологическом плане инвариантны, применяются традиционные решения, “реформы” касаются лишь НВА элегазовых выключателей, новых типов ячеек КРУ.

В последнее время технологические решения чаще соотносятся со схемно-компоновочными из-за потребности в сокращении площадей подстанций. Оптимизация конструктива достигается за счет применения жесткой ошиновки, закрытых РУ 35–110 кВ, в том числе модульных; применения металлоконструкций порталов повышенной прочности и устойчивых к коррозии, в т. ч. новых материалов для защиты строительных конструкций от коррозии.

К примеру, в С.-Петербурге по заказу МРСК Северо-Запада строится углубленная подстанция 110/10/6,3 кВ, разместившаяся возле Казанского собора. Новый современный энергообъект - трехэтажное сооружение, один из этажей расположен под землей, а надземные этажи выполнены в стиле садово-паркового павильона начала XIX века.

Сегодня на рынке трансформаторных подстанций представлены различные вариации комплектных и блочных трансформаторных подстанций: в бетонном, стальном и даже алюминиевом, а также сэндвич-исполнении.

Например, ЗАО “Трансформер” (Подольск, Московская обл.) разработаны шесть серий для разных классов потребителей: “Абонент” и “Оптима” (для жилых микрорайонов); “Стандарт” (для промышленных объектов); “Гарант” (для административных зданий и социально значимых объектов); “Бизнес” (для торговых, деловых, выставочных центров, банков); “Регион” (для небольших населенных пунктов). Наиболее востребованы по мощности двухблочные ПС от 400 до 600 кВА.

Сегодня большую популярность завоевывают сухие силовые трансформаторы с литой изоляцией. Считается, что они более экологичны и пожаробезопасны, чем масляные, и поэтому особо актуальны там, где требуется повышенная безопасность (метро, шахты, кинотеатры, жилые и общественные здания). Однако в условиях частых перегрузок, которые случаются в российских сетях, для обеспечения пожаробезопасности традиционного набора защит (влагозащита, система вентиляции, автоматической сигнализации) явно недостаточно.

К примеру, Минский электротехнический завод им. В.И. Козлова предлагает целый спектр решений тепловых защит как для сухих, так и для маслонаполненных трансформаторов. С целью дополнительной защиты масляные трансформаторы оснащаются маслоуказателем поплавкового типа. Для предупреждения избыточного давления в баке в трансформаторах ТМГ устанавливается предохранительный клапан. Трансформаторы большой мощности комплектуются транспортными роликами, электроконтактными мановакуумметрами. Для измерения температуры верхних слоев масла и управления внешними электрическими цепями трансформатор ТМГ мощностью 1000 кВ^.А (по заказу потребителя) комплектуется манометрическим сигнализирующим термометром.

Для защиты сухих трансформаторов от перегрева предусматривают комплектацию устройством тепловой защиты, управляемыми термисторами, встроенными в обмотки, а также виброгасящими подкладками.

Для сухих трансформаторов с напряжением 6(10) кВ разработана литая изоляция из геафоля (эпоксидный компаунд с кварцевым наполнителем), дополнительно обмотки усилены стеклотканью, что исключает возникновение трещин при перегрузке трансформаторов и увеличивает долговечность трансформатора, также обмотки не требуют технического обслуживания.

Новые разработки для трансформаторостроения касаются и материалов, особенно анизотропных сталей.

Александр Коротков, главный конструктор ОАО “Тольяттинский трансформатор” (г. Тольятти, Самарская обл.):

- Совместно с ведущими проектными институтами внедрена разработка трансформаторов нового поколения. Свое воплощение она нашла в базовой модели трансформатора ТДТН-40000/110. За счет применения новых марок электротехнических сталей 3408-3409 толщиной 0,23-0,27 мм с пониженными удельными потерями и производства магнитных систем с полным косым стыком и схемой шихтовки “Step Lap” удалось снизить потери холостого хода трансформатора на 30%, весовые характеристики - на 8%.

Предусматривается модернизация системы охлаждения с заменой трубных гнутых радиаторов на панельные. Для обеспечения длительной стойкости покрытия от климатических воздействий внедряется новая система 2-3-слойного покрытия эмалями с цинковым протектором коррозии. Это принципиально новая по замыслу антикоррозионная защита, ее покрытие анодно по отношению к стали, что обеспечивает прямую электрохимическую защиту изделия.

Рис. 1. Современная трансформаторная подстанция

Денис Базыкин