СТОЛБОВАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ МАЛОЙ МОЩНОСТИ Российский патент 1995 года по МПК H02B5/02 

Изобретение относится в электротехнике и может быть использовано для приема электрической энергии трехфазного переменного тока частоты 50 Гц напряжением 10 кВ, преобразования и распределения на напряжении 380 и 220 В.

Известны конструкции мачтовых трансформаторных подстанций.

Известна столбовая трансформаторная подстанция тупикового типа [1] Она скомпонована на опоре, имеющей внутри полость, в которой проложены провода низшего напряжения. У нас в стране в каталоге опор такой стойки не существует. Другой вариант по [1] высоковольтное оборудование размещено у подножия опор в металлических шкафах.

Прототипом изобретения может служить столбовая трансформаторная подстанция напряжением 10/0,4 кВ мощностью 25-100 кВА [2] Оборудование подстанции устанавливается на П-образнй конструкции, состоящей из двух железобетонных типовых стоек, связанных между собой поперечными металлическими конструкциями для установки силового трансформатора, высоковольтного и низковольтного оборудования. Прототип имеет высокую металлоемкость 400 кг и для компоновки использованы две железобетонные стойки.

Задачей изобретения является обеспечение существенной экономии металлопроката, а также экономии одной железобетонной стойки.

Поставленная задача выполняется за счет компоновки оборудования подстанции на одной железобетонной стойке трапецеидального сечения с установкой силового трансформатора на специально изготовленной металлической платформе. Расход стали на одну подстанцию не превышает 180 кг против 400 кг в прототипе, т.е. более чем в 2 раза.

На фиг. 1 изображена подстанция, общий вид; на фиг. 2 представлен разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показано крепление кронштейна в нижней части.

Подстанция состоит из трех узлов: устройства высокого напряжения, силового трансформатора, распределительного устройства низкого напряжения.

Оборудование подстанции скомпоновано на железобетонной стойке 1 трапецеидального сечения. С высоковольтной линии 11 напряжение подается с металлической траверсы 2, на которой установлены разрядники 10, на предохранители 4 и далее на силовой трансформатор 3. С силового трансформатора через полиэтиленовые трубы 13, через ввод 14 напряжение подается в распределительное устройство 5 низкого напряжения, а через полиэтиленовую трубу 13 к низковольтным линиям 12.

Силовой трансформатор 3 устанавливается на платформе из стальных швеллеров 6, поддерживаемой кронштейном из стальных труб 7. Кронштейн в нижней части прикреплен к опоре хомутом 8, а в верхней крепится к швеллерам 6. Швеллеры стягиваются к телу трапецеидальной железобетонной стойки шпильками 9, позволяющими создать требуемую прочность положения швеллеров 6.

Столбовая трансформаторная подстанция малой мощности создана в соответствии со служебным заданием в части научно-исследовательских разработок и создании опытно-конструкторской документации.

Установка столбовой трансформаторной подстанции малой мощности предполагается в распределительных электрических сетях сельскохозяйственного назначения, но может быть использована в любой отрасли народного хозяйства России. Конструкция подстанции изготавливается в заводских условиях и поставляется потребителю в комплектном виде. Сборка элементов производится на месте установки подстанции специализированными монтажными предприятиями.

В настоящее время проводимая в России политика в части землепользования и ведения сельского хозяйства фермерским способом заставляет искать пути упрощения сельских трансформаторных подстанций со снижением стального металлопроката и железобетонных конструкций. Одновременно ведутся работы по снижению расхода строительных конструкций при строительстве низковольтных сетей. Ориентировочно для одного индивидуального хозяйства в селе величина установленной мощности хозяйства 10 кВа. Решение задачи состоит в том, чтобы обеспечить электроснабжение потребителей по воздушной линии напряжением 10 кВ, построенной вдоль населенного пункта (хутора, фермы), с установкой на опорах (столбах) силовых трансформаторов с приемными высоковольтными устройствами и распределительными устройствами для передачи электроэнергии по проводам низкого напряжения непосредственно потребителю, возможно с использованием самонесущих изолированных проводов. Сооружение таких электросетей требует очень компактного расположения трансформаторной подстанции на столбе. Обслуживание высоковольтного оборудования подстанции обеспечивается с телескопической вышки или бортового автомобиля, оборудованного устройством для подъема на высоту 3,5-4 м.

Основной целью создания подстанции 10/0,4 кВ является разработка конструкции с существенной экономией металлопроката и железобетона. Столбовая подстанция располагается на одной железобетонной стойке СВ 105.

Изобретение обладает существенными отличиями по сравнению с известными техническими решениями в части снижения объемов металлопроката и железобетонных конструкций за счет установки на одной стойке.

Технические преимущества.

В качестве базового объекта принята столбовая трансформаторная подстанция напряжением 10/0,4 кВ мощностью 25-100 кВА. Она скомпонована на двух железобетонных стойках трапецеидального сечения общим объемом 1 м³. Таким образом, расход железобетона сокращается вдвое, т.е.

1 м³:2=0,5 м³.

Вес металлопроката в столбовой подстанции на одной стойке составляет 180 кг, а у базового изделия 400 кг.

2,22 где М_б вес металлопроката базового изделия;
М_м вес металлопроката новой подстанции.

Общественно-полезные преимущества.

Применение новой столбовой подстанции позволяет существенно, в 2,2 раз, снизить расход металла на создание одной подстанции. Площадь отчуждения земли под столбовую одностоечную подстанцию ниже, чем на подстанцию П-образной конструкции (базовой). Удельный расход металла не превышает
М_уд.100= = 1,8 кг/кВА, где М_уд удельный расход металла, кг/кВА;
М_н веc металлоконструкций новой подстанции;
Р_н минимальная мощность новой подстанции, кВА, принята 100 кВА.

При минимальной мощности Рм=25 кВА
М_уд.25= =7,2кг/кВА.

На изобретение созданы научно-исследовательские разработки и создается опытно-конструкторская документация по плану Минтопэнерго РФ. Намечено к использованию в действующих электрических сетях напряжением 10 кВ Минтопэнерго РФ для электроснабжения сельского хозяйства.

Использование: для приема электрической энергии трехфазного переменного тока частоты 50 Гц напряжением 10 кВ, преобразования и распределения на напряжении 380 и 220 В. Сущность изобретения: силовой трансформатор 3 устанавливается на платформе из стальных швеллеров 6, поддерживаемой кронштейном из стальных труб 7. Кронштейн в нижней части прикреплен к опоре 1 хомутом, а в верхней к швеллерам 6. Швеллеры стягиваются к телу трапецеидальной опоры 1 шпильками, позволяющими создать требуемую прочность положения швеллеров. Данная конструкция позволяет расположить на высоте 3,5 м оборудование весом до 700 кг. 3 ил.

СТОЛБОВАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ МАЛОЙ МОЩНОСТИ, содержащая железобетонную опору, соединенную с ней платформу, на которой установлен силовой трансформатор, и высоковольтное распределительное устройство низкого напряжения, отличающаяся тем, что платформа выполнена в виде двух швеллеров, один конец каждого из которых разъемно закреплен на опоре с помощью шпилек, а свободный конец соединен с кронштейнами болтовым соединением, при этом кронштейны закреплены на опоре хомутами.