Требования ПУЭ к трансформаторным подстанциям
Правила устройства электроустановок (ПУЭ) являются основополагающим документом, определяющим требования к проектированию, монтажу и эксплуатации электроустановок, в том числе трансформаторных подстанций (ТП). Соблюдение этих правил обеспечивает безопасность персонала, надежность электроснабжения и предотвращение аварийных ситуаций.
Настоящая статья рассматривает основные требования ПУЭ к трансформаторным подстанциям напряжением выше 1 кВ, включая общие требования, установку оборудования, электропроводки, конструкции распределительных устройств и их размещение в различных типах помещений.
Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), от 20 июня 2003 г., вводится в действие с 1 ноября 2003 г.
Область применения настоящей главы Правил распространяется на стационарные РУ и подстанции переменного тока напряжением выше 1 кВ.
Общие требования к распределительным устройствам и подстанциям
Выбор проводов, шин, аппаратов, приборов и конструкций должен производиться как по нормальным условиям работы (соответствие рабочему напряжению и току, классу точности и т. д. Распределительные устройства и НКУ должны иметь четкие надписи, указывающие назначение отдельных цепей, панелей, аппаратов. Надписи должны выполняться на лицевой стороне устройства, а при обслуживании с двух сторон также на задней стороне устройства. Взаимное расположение фаз и полюсов в пределах всего устройства должно быть одинаковым, шины должны иметь окраску, предусмотренную в гл. 1.1.
Заземление и защитные меры безопасности должны быть выполнены в соответствии с гл. 1.7.
Установка приборов и аппаратов
Рубильники с непосредственным ручным управлением (без привода), предназначенные для включения и отключения тока нагрузки и имеющие контакты, обращенные к оператору, должны быть защищены несгораемыми оболочками без отверстий и щелей.
Должна быть предусмотрена возможность снятия напряжения с каждого автоматического выключателя на время его ремонта или демонтажа, для этой цели в необходимых местах должны быть установлены рубильники или другие отключающие аппараты. Резьбовые (пробочные) предохранители должны устанавливаться так, чтобы питающие провода присоединялись к контактному винту, а отходящие к электроприемникам - к винтовой гильзе.
Установку приборов и аппаратов на РУ и НКУ следует производить в зоне от 400 до 2000 мм от уровня пола, аппараты ручного оперативного управления (переключатели, кнопки), рекомендуется располагать на высоте не более 1900 мм и не менее 700 мм от уровня пола.
Шины, провода, кабели
В пределах панелей, щитов и шкафов, установленных в сухих помещениях, изолированные провода с изоляцией, рассчитанной на напряжение не ниже 660 В, могут прокладываться по металлическим, защищенным от коррозии поверхностям вплотную один к другому, в этих случаях для силовых цепей должны применяться снижающие коэффициенты на токовые нагрузки, приведенные в гл. 2.1.
Электропроводки цепей управления, измерения и другие должны соответствовать требованиям гл. 3.4, прокладка кабелей должна соответствовать гл. 2.3, проходы кабелей как снизу, так и сверху, внутрь панелей, шкафов и т. п. должны осуществляться через уплотняющие устройства, предотвращающие попадание внутрь пыли, влаги посторонних предметов и т. п.
Ошиновку РУ и ПС, как правило, следует выполнять из алюминиевых и сталеалюминиевых проводов, полос, труб и шин из профилей алюминия и алюминиевых сплавов электротехнического назначения.
Конструкции распределительных устройств
Поверхности гигроскопичных изоляционных плит, на которых непосредственно монтируются неизолированные токоведущие части, должны быть защищены от проникновения в них влаги (пропиткой, окраской и т. д.). Конструкции РУ и НКУ должны предусматривать ввод кабелей без нарушения степени защиты оболочки, места для прокладки разделки внешних присоединений, а также наименьшую в данной конструкции длину разделки кабелей.
Установка распределительных устройств в электропомещениях
В электропомещениях (см. 4.1.30) не должно быть трубопроводов (водопровод, отопление), за исключением трубопроводов системы отопления данного помещения, а также исключено проникновение в них пыли, газов и паров, вредно влияющих на изоляцию.
Установка распределительных устройств в производственных помещениях
В производственных помещениях РУ и НКУ должны быть защищены от механических воздействий, попадания воды, масла, эмульсии и т. п., а также от вредных газов и паров.
Установка распределительных устройств на открытом воздухе
Распределительные устройства, устанавливаемые на открытом воздухе (ОРУ), должны быть защищены от атмосферных осадков, ветра, гололеда, солнечной радиации и других неблагоприятных воздействий окружающей среды.
Комплектное распределительное устройство, предназначенное для внутренней установки, сокращенно обозначается КРУ, а для наружной - КРУН. Комплектной трансформаторной (преобразовательной) подстанцией называется подстанция, состоящая из трансформаторов (преобразователей) и блоков (КРУ или КРУН и других элементов), поставляемых в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.
Требования к аппаратам, проводникам и изоляторам
Выбор аппаратов, проводников и изоляторов по условиям КЗ должен производиться в соответствии с гл. 1.4. Во всех цепях РУ должна быть предусмотрена установка разъединяющих устройств с видимым разрывом, обеспечивающих возможность отсоединения всех аппаратов (выключателей, отделителей, предохранителей, трансформаторов тока, трансформаторов напряжения и т. д.).
Выключатель или его привод должен иметь хорошо видимый и надежно работающий указатель положения ("включено", "отключено"). Применение сигнальных ламп в качестве единственных указателей положения выключателя не допускается.
Обозначение фаз электрооборудования и ошиновки РУ и подстанций должно выполняться в соответствии с требованиями гл. 1.1.
Для РУ с простыми схемами электрических соединений рекомендуется применять механическую (ключевую) оперативную блокировку, а во всех остальных случаях - электромагнитную.
Заземляющие ножи должны быть окрашены в черный цвет.
Сетчатые и смешанные ограждения токоведущих частей и электрооборудования должны иметь высоту над уровнем планировки для ОРУ и открыто установленных трансформаторов 2 или 1,6 м (с учетом требований 4.2.57 и 4.2.58), а над уровнем пола для ЗРУ и трансформаторов, установленных внутри здания, 1,9 м; сетки должны иметь отверстия размером не менее 10х10 мм и не более 25х25 мм, а также приспособления для запирания их на замок. Применение барьеров допускается при входе в камеры выключателей, трансформаторов и других аппаратов для осмотра камер при наличии напряжения на токоведущих частях. Барьеры должны устанавливаться на высоте 1,2 м и быть съемными.
В случае, когда деформации проводов (шин), обусловленные изменениями температуры, вибрацией и т. п., могут вызывать опасные механические напряжения в проводах или изоляторах, следует предусматривать меры, исключающие возникновение таких напряжений (компенсаторы, ослабленное тяжение и т. п.).
Размещение РУ и подстанций
Распределительные устройства и подстанции должны быть оборудованы электрическим освещением. Размещение РУ и подстанций, генеральный план и инженерная подготовка территории и защита их от затопления, оползней, лавин и т. п. должны соответствовать требованиям строительных норм и правил.
Для РУ и подстанций, размещаемых в районе жилой и промышленной застройки, должны предусматриваться мероприятия по снижению шума, создаваемого работающим электрооборудованием (трансформаторами, синхронными компенсаторами и т. п.).
Территория ОРУ и подстанции должны быть ограждены внешним забором высотой 1,8-2,0 м. Вспомогательные сооружения (мастерские, склады, ОПУ и т. п.) для столбовых подстанций (см. 4.2.40) допускается располагать за пределами ограды.
Соединение гибких проводов в пролетах должно выполняться, как правило, опрессовкой, а соединение в петлях у опор, присоединение ответвлений в пролете и присоединение к аппаратным зажимам - сваркой или опрессовкой.
Опоры для крепления шин ОРУ выполняются и рассчитываются как промежуточные или концевые в соответствии с требованиями, приведенными в гл. 2.5.
В случае, если в высокогорных установках расстояния между фазами увеличиваются по сравнению с приведенными в табл. 4.2.2 (рис. 4.2.1), расстояния между токоведущими частями и верхней кромкой внешнего забора должны быть не менее значений, приведенных в табл. 4.2.2 для размера Д (рис. 4.2.8).
Расстояния между элементами ОРУ
Наименьшие расстояния в свету между неизолированными токоведущими частями разных фаз, от неизолированных токоведущих частей до земли, заземленных конструкций и ограждений, а также между неизолированными токоведущими частями разных цепей следует принимать по табл. 4.2.5 (рис. 4.2.3 и 4.2.4).
Расстояния по горизонтали от токоведущих и незаземленных частей или элементов изоляции (со стороны токоведущих частей) до постоянных внутренних ограждений в зависимости от их высоты должны быть не менее значений, приведенных в табл. 4.2.2 для размера Б при высоте ограждения 1,6 м и для размера при высоте ограждения 2 м. При расположении этих частей или элементов выше ограждений эти расстояния должны быть выдержаны и выше ограждений до высоты 2,7 м в плоскости ограждения (рис. 4.2.3).
Токоведущие части (выводы, шины, спуски и т. п.) могут не иметь внутренних ограждений, если они расположены над уровнем планировки или уровнем сооружения (например, плиты кабельных каналов или лотков, по которым могут ходить люди) на высоте не менее значений, приведенных в табл. 4.2.2 для размера Г (рис. 4.2.4). Неогражденные токоведущие части, соединяющие конденсатор устройств высокочастотной связи, телемеханики и защиты с фильтром должны быть расположены на высоте не менее 2,5. Трансформаторы и аппараты, у которых нижняя кромка фарфора изоляторов расположена над уровнем планировки или уровнем сооружения (плиты кабельных каналов или лотков и т. п.) на высоте не менее 2,5 м, разрешается не ограждать (рис. 4.2.4).
Расстояния между ближайшими неогражденными токоведущими частями разных цепей должны выбираться из условия обслуживания одной цепи при неотключенной второй. При расположении неогражденных токоведущих частей разных цепей в разных (параллельных или перпендикулярных) плоскостях расстояния должны быть по вертикали не менее значений, приведенных в табл. 4.2.2 для размера В, а по горизонтали - для размера Д (рис. 4.2.6). При наличии различных напряжений размеры В и Д принимаются по более высокому напряжению.
Расстояния между токоведущими частями ОРУ и зданиями или сооружениями (ЗРУ, щит управления, трансформаторная башня и др.) должны быть не менее значений, приведенных в табл. 4.2.2 для размера Д, а расстояния по вертикали между токоведущими частями и перечисленными выше сооружениями - не менее размера Г (рис. 4.2.10); см. также 4.2.65.
Расстояния от маслонаполненного оборудования с массой масла в единице оборудования 60 кг и более до зданий с производствами категорий В, Г, Д на территории промышленных предприятий и до вспомогательных сооружений (мастерские, склады) на территории электростанций и подстанций, а также до жилых и общественных зданий должны быть не менее указанных в табл. 4.2.7 (исключения для категорий Г и Д см. 4.2.68).
Расстояния от зданий ЗРУ до других производственных зданий электростанций и подстанций должны быть не менее 7 м.
Расстояния от складов водорода до зданий подстанции и опор ВЛ должны быть не менее указанных в табл. 4.2.8.
При установке у стен зданий с производствами категорий Г и Д (по противопожарным нормам) маслонаполненных трансформаторов, обслуживающих эти производства, на расстоянии от них более 10 м и вне пределов участков шириной Б (рис. 4.2.11) расстояния принимаются по табл. 4.2.7.
Габариты маслоприемника должны выступать за габариты единичного электрооборудования не менее чем на 0,6 м при массе масла до 2 т; 1 м при массе более 2 до 10 т; 1,5 м при массе более 10 до 50 т; 2 м при массе более 50 т.
На подстанциях, оборудованных совмещенными порталами, у трансформаторов (автотрансформаторов) железнодорожные пути для их перекатки, как правило, не предусматриваются.
Ширина проезжей части внутриплощадочных дорог должна быть не менее 3,5 м.
КРУН и КТП должны быть расположены на спланированной площадке на высоте не менее 0,2 м от уровня планировки с устройством около шкафов площадки для обслуживания.
Размещение ЗРУ и подстанций в зданиях
Расстояния от отдельно стоящих зданий ЗРУ до производственных зданий и сооружений промышленных предприятий, а также до жилых и общественных зданий следует принимать по СНиП II-89-80* (изд. 1994 г.). Специальные требования к сооружению встроенных и пристроенных подстанций в жилых и общественных зданиях см. в гл. 7.1.
Пристройка подстанции к существующему зданию с использованием стены здания в качестве стены подстанции допускается при условии принятия специальных мер, предотвращающих нарушение гидроизоляции стыка при осадке пристраиваемой подстанции.
ЗРУ напряжением до и выше 1 кВ, как правило, должны размешаться в отдельных помещениях. Помещения РУ, трансформаторов, преобразователей и т. п. должны быть отделены от служебных и других вспомогательных помещений (исключения см. в гл. 7.1) противопожарными перегородками и перекрытиями с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч.
Трансформаторные помещения не допускается размещать: 1) под помещением производств с мокрым технологическим процессом, под душевыми, уборными, ванными и т. п.; 2) непосредственно под и над помещениями, в которых может находиться более 50 чел. Требование п. 4.2.80 не распространяется на РУ, КРУ и КТП без трансформаторов.
Расстояния в свету между неизолированными токоведущими частями разных фаз, от неизолированных токоведущих частей до заземленных конструкций и ограждений, пола и земли, а также между неогражденными токоведущими частями разных цепей должны быть не менее значений, приведенных в табл. 4.2.5 (рис. 4.2.12 и 4.2.13).
Расстояние от контактов и ножей разъединителей в отключенном положении до ошиновки своей фазы, присоединенной ко второму контакту, должно быть не менее значений, приведенных в табл. 4.2.5 для размера Ж (см. рис. 4.2.11).
Неизолированные токоведущие части должны быть защищены от случайных прикосновений путем помещения их в камеры, ограждения сетками и т. п. При размещении неизолированных токоведущих частей вне камер и расположении их ниже размера Д по табл. 4.2.5 от пола они должны быть ограждены. Высота прохода под ограждением должна быть не менее 1,9 м (см. рис. 4.2.5). Токоведущие части, расположенные выше ограждений до высоты 2,3 м от пола, но ниже размера Д, должны находиться от плоскости ограждения на расстояниях, приведенных в табл. 4.2.5 для размера В (см. рис. 4.2.5).
Для обеспечения безопасности персонала и защиты его от светового и теплового воздействия дуги над ручными приводами отделителей и разъединителей устанавливать козырьки или навесы из негорючего материала.
Размещение встроенных ТП в зданиях
В общественных зданиях разрешается размещать встроенные и пристроенные трансформаторные подстанции (ТП) … при условии соблюдения требований [4] (здесь идет ссылка на ПУЭ - Правила устройства электроустановок), соответствующих санитарных и противопожарных норм, требований настоящего свода правил.
В жилых зданиях в исключительных случаях допускается размещение встроенных и пристроенных подстанций с применением сухих трансформаторов по согласованию с органами государственного надзора, при этом, в полном объеме должны быть выполнены санитарные требования по ограничению уровня шума и вибрации в соответствии с СанПиН 2.1.2.2645 (Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях) и действующими стандартами.
В спальных корпусах различных учреждений, в школьных и других учебных заведениях не допускается сооружение встроенных и пристроенных подстанций.
Для встроенных ТП … напряжением до 10 кВ в дополнение к требованиям 4.2 [4] (Глава 4.2 Распределительные устройства и подстанции напряжением выше 1 кВ ПУЭ) необходимо предусматривать следующее: не размещать их под помещениями с мокрыми технологическими процессами - под душевыми, ванными и уборными; выполнять надежную гидроизоляцию над помещениями ТП…, исключающую возможность проникания влаги в случае аварии систем отопления, водоснабжения и канализации.
Подстанции с масляными трансформаторами, как правило, должны размещаться на первом этаже или в цокольной части здания (выше уровня планировочной отметки земли). Двери камер трансформаторов должны располагаться на одном из фасадов здания.
При наличии технико-экономических обоснований допускается установка подстанций (примечание: с сухими трансформаторами) на верхних этажах здания, если обеспечивается возможность транспортирования трансформаторов. В этом случае отделения помещения подстанции от наружных стен не требуется.
Для встроенных ТП… полы камер трансформаторов … со стороны входов должны быть выше полов примыкающих помещений не менее чем на 10 см. Если вход в ТП предусмотрен снаружи здания, отметка пола помещения ТП должна быть выше отметки земли не менее чем на 30 см.
Расположение и компоновка ТП должны предусматривать возможность круглосуточного беспрепятственного доступа в них персонала эксплуатирующей организации.
Для встроенных ТП… необходимо предусматривать следующее: устраивать дороги для подъезда автотранспорта к месту расположения подстанции.
… трансформаторные подстанции с трансформаторами, не имеющими масляного заполнения, могут располагаться внутри здания в отдельном помещении. При этом должна быть обеспечена возможность транспортировки оборудования … для замены и ремонта.
Полы помещений РУ рекомендуется выполнять по всей площади каждого этажа на одной отметке. Конструкция полов должна исключать возможность образования цементной пыли. Устройство порогов в дверях между отдельными помещениями и в коридорах не допускается.
Главные распределительные щиты (ГРЩ) при применении встроенных ТП должны размещаться, как правило, в смежном с трансформаторами помещении.
В заключение, соблюдение требований ПУЭ при проектировании и эксплуатации трансформаторных подстанций является необходимым условием обеспечения надежного и безопасного электроснабжения. Регулярный контроль и своевременное выполнение профилактических мероприятий позволяют поддерживать оборудование в исправном состоянии и предотвращать аварийные ситуации.
В таблице ниже приведены основные требования к расстояниям в свету от токоведущих частей до различных элементов ОРУ (подстанций) 10-750 кВ, защищенных разрядниками, и ОРУ 220-750 кВ, защищенных ограничителями перенапряжений.
| Элемент ОРУ | Расстояние в свету, м |
|---|---|
| Токоведущие части до земли | В зависимости от напряжения |
| Токоведущие части до заземленных конструкций | В зависимости от напряжения |
| Токоведущие части до ограждений | В зависимости от напряжения и высоты ограждения |