Мобильные трансформаторные подстанции: современное решение для электроснабжения
В современных условиях при строительстве и реконструкции подстанций нельзя не учитывать факторы, которые порой становятся важнее фактора надёжности, такие как экономическая составляющая, срок реализации и недолговременное использование. Какие они - подстанции сегодняшнего дня и ближайшего будущего, что можно улучшить с их помощью и какие задачи побуждают их создание?
Ответы на эти вопросы лежат в продолжении темы блочных подстанций. Современные подстанции можно разделить на три типа: открытые блочные, закрытые блочно-модульные и мобильные. Всех их объединяет компактность и сжатые сроки строительства, что зачастую позволяет сэкономить на капитальных затратах без снижения качества продукции. Они могут создаваться как независимо друг от друга, так и в различных взаимных сочетаниях.
Мобильные трансформаторные подстанции (МТП) - современное решение в сфере электроснабжения, отличающееся высокой мобильностью и быстротой развертывания. МТП - это компактная электростанция на колесах, способная быстро развернуться в любой точке и обеспечить электрической энергией разные объекты. Сердцем МТП является трансформатор, который преобразует высокое напряжение из внешней сети в более низкое, подходящее для потребителей. Распределительные устройства направляют электрический ток к точкам потребления.
При необходимости постоянного электроснабжения объекта мобильную трансформаторную подстанцию устанавливают на фундаменте по стационарной схеме.
Преимущества мобильных трансформаторных подстанций
- Быстрота развертывания.
- Гибкость и мобильность. МТП легко транспортируются, что позволяет использовать их в различных регионах в зависимости от потребностей.
- Экономическая эффективность. Передвижные подстанции сокращают затраты на строительство и монтаж стационарных объектов, особенно в ситуациях, когда требуется временное или резервное электроснабжение.
- Автономность.
- Модульность.
- Минимальные инфраструктурные требования. Для установки МТП не требуется строительство капитальных сооружений.
- Гибкость в подключении к различным уровням напряжения.
Экономически применение МПС оправдывается минимальной занимаемой площадью. Для сравнения: мобильная подстанция 35/10 кВ устанавливается на площадке 20х7 метров, такая же стационарная - от 36х25 метров. Также для неё не нужно проводить экспертизу проекта - она поставляется как готовое изделие, а нужно лишь получить акт от Ростехнадзора.
Подстанции с высшим напряжением 110 кВ располагаются на двух шасси, 35 и 10/6 кВ - на одном. В первом варианте КРУЭ-110 и силовой трансформатор занимают первый трал, ЗРУ-6(10) с ОПУ - второй. Мощность подстанций 110 кВ: от 16 до 25 МВА включительно; 35 кВ: 4 -10 МВА.
Высоковольтные соединения выполняются кабелем, комплектными токопроводами (КРУЭ 110 кВ), а также неизолированными проводами или шинами. РУ низшего напряжения может быть универсальным, применимым как на напряжение 6, так и 10 кВ.
Как указывалось выше, МПС создаются в том числе для трансформации напряжения 110/35 кВ, что применимо в случае резервирования трансформаторов такого же класса напряжений.
Компоновка оборудования должна учитывать нагрузочную способность трала, допустимую нагрузку на ось и транспортный габарит для передвижения по дорогам общего пользования.
Мобильные модульные подстанции предназначены для работы в одиночном режиме, в режиме комплекса двух и более трансформаторных подстанций, параллельной работы со стационарной подстанцией. Мобильные модульные подстанции могут быть объединены в каскады до 12 единиц для обеспечения потребителей аварийным, временным или основным электропитанием различной категории надежности суммарной мощностью до 160 МВА.
Области применения мобильных трансформаторных подстанций
- Аварийное электроснабжение.
- Временные объекты и строительные площадки.
- Отдаленные и труднодоступные регионы.
- Модернизация и реконструкция.
- Промышленность. МТП служат надежным резервным источником электроэнергии, обеспечивая непрерывность производства при сбоях в основной электросети. В часы пик МТП повышают общую мощность энергетической системы предприятия, снижая риск перегрузок оборудования.
- Мероприятия.
- Геологоразведка.
- Телекоммуникации.
- Поддержка сезонных нагрузок. В некоторых регионах потребление электроэнергии существенно меняется в зависимости от времени года (например, в туристической индустрии или сельском хозяйстве).
На просторах нашей страны с ее различными климатическими зонами мобильные трансформаторные подстанции играют особую роль. Они помогают оперативно решать проблемы электроснабжения отдаленных регионов и являются гибким и результативным инструментом для модернизации инфраструктуры. Кроме того, передвижные подстанции - важная составляющая развития энергетической инфраструктуры для возобновляемых источников энергии.
Особенности конструкции мобильных трансформаторных подстанций
Сегодня на территории Российской Федерации приняты в работу и эксплуатируются около 50-ти мобильных модульных подстанций напряжением 110 кВ. Порядка 80% из них выпущены на производстве «ПитерЭнергоМаш».
Конструктивными особенностями мобильных подстанций производства «ПитерЭнергоМаш» является полное отсутствие открытых токоведущих частей и транспортные габариты, не требующие специального сопровождения при транспортировке.
Широкое использование в конструкции мобильной модульной подстанции быстроразъемных межмодульных связей, сведенных к одному месту подключения, существенно упрощает и ускоряет процессы развертывания и наладки ММПС на объекте. ООО «ПитерЭнергоМаш» использует многополюсные разъемы HC-EVO производства Phoenix Contact.
Еще одним из инновационных решений является возможность выпуска мобильных модульных подстанций, преобразующих входное напряжение в два и более различных уровня выходного напряжения без необходимости замены ячеек отходящих линий.
При разработке мобильных модульных подстанций основой являются требования ФСК ЕЭС (соответствие высоковольтных схем основным типовым решениям - Стандарт ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.240.30.010-2008).
При производстве «ПитерЭнергоМаш» применяет самые современные материалы, низковольтное и высоковольтное оборудование ведущих производителей, а также собственные инновационные технические решения, минимизирующие как вес, так и габариты мобильных подстанций.
Мобильные модульные подстанции, выпускаемые в период 2008 - 2015 гг. компания условно именует мобильными подстанциями первого поколения, а начиная с 2016 года - ММПС второго поколения, так как с этого времени в конструкцию были внесены весомые изменения. Сейчас предприятие запускает опытные образцы цифровых мобильных подстанций третьего поколения (ЦММПС).
Инновационной особенностью новых мобильных модульных подстанций является соответствие их функционала современной концепции «умных сетей», в том числе, реализация функций полного удаленного мониторинга и управления всеми системами в соответствии со стандартом МЭК 61850 и протоколами передачи данных MMS по стандартам ИСО/МЭК 9506 и ИСО/МЭК 8802-3.
Мобильные модульные подстанции изготавливаются в виде нескольких самостоятельных модулей с возможностью перевозки автомобильным транспортом на полуприцепах длиной до 17 м, шириной 3 м.
Модульные и мобильные подстанции различных классов напряжения и различной мощности производства «ПитерЭнергоМаш» в сравнении с открытыми и закрытыми стационарными решениями позволяют в 2-3 раза сократить сроки и в 1,5-2 раза уменьшить стоимость строительства объектов, строить мощные подстанции в условиях плотной городской застройки.
К примеру, общий габарит стандартной подстанции на напряжение 110\10(6) кВ мощностью 25 МВА без учета охранной зоны составляет 1500 кв.м (а в мобильном исполнении два модуля такой подстанции занимают всего 82 кв.м).
Предлагаемые «ПитерЭнергоМаш» сроки производства соответствующего комплекта мобильной модульной подстанции «под ключ» - порядка одного года с момента получения технического задания. При этом ввиду высокой заводской готовности модулей сроки монтажа и пуско-наладки на объекте составляет примерно месяц.
Требуемый комплект мобильных модульных подстанций может быть подключен к сети в любой момент, и пока основной источник электроснабжения строится, обеспечить потребителей электроэнергией в необходимом объеме с заданными параметрами присоединений. Кроме того, такой подход позволяет точно спрогнозировать и рассчитать результирующий объем потребления, что повышает эффективность итогового проектного решения.
Стандартом «ПитерЭнергоМаш» является соблюдение всех самых строгих требований качества к выпускаемым изделиям, при этом компания стремится к поэтапной полной локализации изделий, на данный момент локализация производства мобильных модульных подстанций доведена до 95%.
ООО «ПитерЭнергоМаш» сотрудничает с основными производителями силового и контрольно-измерительного оборудования.
Мобильные трансформаторные подстанции (не путать с мобильными дизельными генераторами) предназначены для временного энергоснабжения объектов от линии электропередачи.
Мобильность комплектных трансформаторных подстанций, как правило, ограничивается их установкой на полозья (салазки), что позволяет перетащить подстанцию на несколько сотен метров.
Между тем, иногда возникает потребность перемещения подстанций на сравнительно большие расстояния, на десятки километров.
При этом обнаруживается, что производители прицепов на автомобильном шасси различают "автомобильные" и "тракторные" прицепы.
Автомобильные прицепы используют в качестве тягача автомобильный седельный тягач. При этом автомобильные прицепы являются полуприцепами, то есть у них отсутствует передняя ось. Скорость транспортировки подстанции на автомобильном прицепе - до 80 км/ч. Грузоподъёмность до 50 т и более.
Тракторные прицепы используют в качестве тягача трактор или грузовой автомобиль. При этом передняя ось тракторного прицепа является поворотной. Скорость транспортировки подстанции на тракторном прицепе - до 30 км/ч. Грузоподъемность у тракторных прицепов меньше, чем у автомобильных, но вполне достаточно для перевозки киосковых или утепленных однотрансформаторных подстанций мощностью до 630 кВА. По цене тракторные прицепы более доступны.
Необходимо обратить внимание, что и автомобильные и тракторные прицепы требуют регистрации в ГИБДД, как транспортного средства.
ВЫВОД. Подстанцией может быть не только капитальное сооружение, которое нужно спроектировать, пройти экспертизу проекта, затратить силы и средства на закупку и строительство. В роли подстанции может выступать временное сооружение, такое как мобильная электрическая подстанция.
Итак, благодаря гибкости и оперативности развертывания, мобильные трансформаторные подстанции позволяют обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей в любых условиях.
Таблица сравнения мобильных и стационарных подстанций:
| Характеристика | Мобильная подстанция | Стационарная подстанция |
|---|---|---|
| Площадь | Минимальная (например, 20х7 м для 35/10 кВ) | Значительная (например, 36х25 м для 35/10 кВ) |
| Сроки строительства | Минимальные (поставляется как готовое изделие) | Длительные (требуется проектирование и строительство) |
| Затраты | Сниженные (за счет минимальной площади и сроков строительства) | Высокие (за счет проектирования, строительства и занимаемой площади) |
| Мобильность | Высокая (возможность транспортировки и быстрого развертывания) | Отсутствует |
| Необходимость экспертизы проекта | Не требуется | Требуется |