Электрические трансформаторные подстанции являются промежуточным звеном в системах передачи электроэнергии от электростанций потребителям. Основными функциями трансформаторных подстанций являются повышение или понижение напряжения в сети.

 

В состав любой электроустановки специального назначения входят:

• Силовые трансформаторы;
• Распределительное устройство;
• Защитное устройство;
• Управляющее устройство;
• Вспомогательные сооружения.

Трансформаторные подстанции повышающие , как правило, устанавливаются при электрических станциях для преобразования напряжения, вырабатываемого генераторами, в более высокое. Это нужно для снижения потерь при передачи электроэнергии по высоковольтным линиям. Понижающие трансформаторные подстанции выполняют преобразование первичного напряжения электросети во вторичное и распределения его между потребителями электроэнергии.

Трансформаторные подстанции любого типа производятся в заводских условиях, после чего доставляются в разобранном или собранном виде в нужное место, где производится их установка.

Заземление — обязательная процедура при установке трансформаторной подстанции

Заземление - это важнейшая процедура при установке и эксплуатации какой-либо аппаратуры, работающей под высоким напряжением. Поэтому обязательным этапом монтажа любой трансформаторной подстанции является обустройство заземления.

Искусственное заземление представляет собой организацию контура заземления при помощи заземлителей и заземляющих проводников, посредством которых выполняется подсоединение электроустановки в целом или отдельного оборудования.

Основным фактором, который определяет качество заземления трансформаторной подстанции является величина сопротивления растеканию тока. Чем ниже его значение, тем лучше. Снизить сопротивление растеканию тока можно:

• Наращивая площадь заземлителей, увеличивая их количество;
• Уменьшая удельное электрическое сопротивление грунта, нагревая его или повышая концентрацию солей.

Согласно пункта 1.7.101 ПУЭ общее сопротивление заземляющего устройства, к которому подсоединяются нейтрали трансформатора должно быть не больше 4Ом при линейном напряжении 380В или 220В источников трехфазного и однофазного тока соответственно. В этих требованиях удельное сопротивления грунта принимается менее 100 Ом*м. При более высоком значении допускается увеличение общего сопротивления заземляющего устройства, но не более, чем в 10 раз.

Формула расчета сопротивления заземления одиночного вертикального заземлителя следующая:

Как правило, замкнутый контур заземления, обустраиваемый для трансформаторной подстанции, представляет определенное количество вертикальных электродов, соединенных горизонтальным заземлителем между собой. В качестве горизонтального заземлителя, чаще всего, используют полосовую сталь 4×40мм.

Чтобы получить нужное значение общего сопротивления контура заземления трансформаторной подстанции (4Ом) при удельном сопротивлением грунта 100Ом*м нужно забить в грунт приблизительно 8 вертикальных заземлителей длиной 5 м и диаметром 16мм.

Обустраивать наружный контур заземления следует на расстоянии как минимум 1 м от фундаментной плиты, на которой устанавливается трансформаторная подстанция, либо от стены сооружения, в котором находится электроустановка.

Полосный стальной горизонтальный заземлитель укладывается на ребро в траншее глубиной приблизительно 0,7 м.

1 — вертикальные заземлители;

2 — горизонтальный заземлитель;

3- заземляющий проводник.

Точность теоретических расчетов всегда невысока, так как зависит в существенной степени от удельного сопротивления грунта. В предлагаемых формулах очень сложно учесть неоднородность грунта, а для того, чтобы проводить расчёты в трёхмерной структуре, используя огромные вычислительные мощности требуется высокая квалификация специалистов. Кроме того, понадобится произвести большой объем геологических исследований грунта, что затратно.

В связи с этим расчёт обычно проводится по принципу достижения значения сопротивления заземления “не более, чем”. Поэтому в качестве исходных данных используются либо наибольшие величины удельного сопротивления грунта, либо их усредненные значения. Такой подход гарантирует необходимый “запас прочности” и позволяет на практике достичь заведомо более низких значений сопротивления заземления.