МОБИЛЬНАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ КОМПЛЕКТНАЯ ПОДСТАНЦИЯ Российский патент 2022 года по МПК H02B7/00 

Изобретение относится к электротехнике, к преобразованию и распределению электрической энергии, а именно к высоковольтным мобильным трансформаторным подстанциям, преимущественно к высоковольтным мобильным трансформаторным комплектным подстанциям 35 кВ.

Известна мобильная трансформаторная подстанция 35 кВ (патент RU на полезную Модель № 129309, МПК Н02В 7/01), содержащая силовой трансформатор с изоляционной средой, установленный вместе с открытым комплектным распределительное устройство высокого напряжения, комплектное распределительное устройство низкого напряжения установленное в блок-контейнере. Силовой трансформатор известной подстанции соединен с открытым комплектным распределительным устройством высокого напряжения посредством гибкой ошиновки и имеет воздушный ввод первичной и вторичной обмотки, который соединен гибкой ошиновкой с шинным вводом комплектного распределительного устройства низкого напряжения. Силовой трансформатор снабжен вводным разъединителем для подачи напряжения от высоковольтной линии на первичную обмотку силового трансформатора через открытое комплектное распределительное устройство. К недостаткам известной трансформаторной подстанции является ее стационарная установка, не позволяющая использовать ее в местах отсутствия электроэнергии при выполнении работ, например, в полевых условиях, требует подготовки специальной площадки с повышенными прочностными характеристиками, кроме того, возникает сложность с транспортировкой такой подстанции ввиду ее большого веса и невозможности ее транспортирования, например, воздушным транспортом, вертолетами.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является мобильная трансформаторная комплектная подстанция 35 кВ, см. патент РФ на полезную модель № 145940 (прототип), М. кл. Н02В 7/00, содержащая силовой трансформатор, комплектное устройство высшего напряжения и установленное в закрытом блок-контейнере комплектное устройство низшего напряжения, подсоединенное с помощью кабельных перемычек к силовому трансформатору, подключенному к высоковольтной линии через комплектное устройство высшего напряжения, снабженное вводным разъединителем для подачи напряжения на трансформатор, при этом комплектное распределительное устройство высокого напряжения и силовой трансформатор также установлены в закрытых блок-контейнерах, причем блок-контейнеры выполнены утепленными, при этом блок-контейнер с вводным комплектным распределительным устройством высшего напряжения состоит из двух отсеков, в одном из которых размещено оборудование высокого напряжения, а в другом установлены устройства противоаварийной автоматики, устройства управления собственными нуждами блок-контейнера и устройство гарантированного питания с аккумуляторами, а блок-контейнер с комплектным распределительным устройством низшего напряжения снабжен люками в стене с герметичными сальниковыми вводами для подключения внешних кабельных присоединений и разделен перегородкой на два отсека, в одном из которых установлен щит управления подстанцией, а в другом - комплектное распределительное устройство низшего напряжения.

В мобильной трансформаторной комплектной подстанции блок-контейнер с комплектным распределительным устройством высшего напряжения и блок-контейнер с силовым трансформатором установлены на одном прицепе, а блок-контейнер с комплектным распределительным устройством низшего напряжения - на другом прицепе.

Недостатками этого устройства является невозможность трансформации конструкции мобильной трансформаторной подстанции с высокоточным дорогим оборудованием, которая бы позволила транспортировать подстанцию в условиях недостаточной проходимости дорог, по которым она доставляется к месту функционирования, по причине недостаточности их ширины или качества, обусловленного грунтами с малой несущей способностью или пучинистыми грунтами, сложность трансформации подстанций для транспортировки переменным видом передвижения, например, попеременно: на колесном ходу, волоком, вертолетом. Транспортирование таких станций по неприспособленным для транспортирования дорогам всегда представляет собой опасность повреждения оборудования, а иногда и невозможность доставки оборудования к месту использования из-за наличия переменных условий транспортирования по качеству дорог, устойчивости грунта.

Техническим результатом заявляемого устройства является упрощение трансформации мобильной трансформаторной подстанции из рабочего состояния в транспортное и наоборот, удовлетворяющее, как возможной перевозке автомобильным транспортом по дорогам, соответствующих габаритам и весу подстанции, так и в условиях плохих дорог и полного бездорожья, то есть па колесном ходу, волоком, вертолетом.

Этот технический результат достигается тем, что в мобильной трансформаторной комплектной подстанции, смонтированной на двух полуприцепах на колесном ходу, один из которых содержит открытый силовой трансформатор и комплектное открытое устройство высшего напряжения, соединенное между собой кабельными и шинными перемычками, а па другом полуприцепе установлено комплектное устройство низшего напряжения, причем, на первом из прицепов трансформатор и комплектное открытое устройство высшего напряжения размещены в открытом блок-контейнере в виде открытого рамного каркаса, а на втором полуприцепе размещено комплектное устройство низшего напряжения в закрытом блок-контейнере в виде закрытого рамного каркаса, при этом электрическая связь между блоками осуществляется через кабель, в соответстии с заявляемой полезной моделью к продольным нижним стержням рам оснований каркасов блок-контейнеров снизу прикреплены сани с амортизаторами, установленными в глухих отверстиях, выполненных в телах саней и в соосных с ними глухих отверстиях в телах продольных рам оснований каркасов, через отверстия в амортизационных настилах расположенных между санями и продольными стержнями рам оснований каркасов, причем, каждый из амортизаторов выполнен в виде полустаканов, обращенных друг к другу открытыми частями, с установленными в них подвижным, подпружиненным в неподвижной трубе-направляющей стержнем, который одним концом упирается в вибро- и ударогасящую прокладку, установленную в основании верхнего полустакана, а другим в основание нижнего полустакана, при этом дополнительно на каждом из блок контейнеров параллельно неподвижным саням установлены дополнительные подвижные сани с возможностью вертикального перемещения с помощью подъемно-удерживающих устройств, установленных на вертикальных боковых стойках рам блок-контейнеров, в виде двух телескопически соединенных труб, внешние из которых закреплены на боковых рамах блок контейнеров, а внутренние установлены с возможностью движения для поднимания и опускания подвижных саней, к которым они прикреплены, с помощью приводного механизма.

При этом основания каркасов блок-контейнеров могут быть дополнены продольными стержнями, проходящими через отверстия в поперечных стержнях рамы основания каркаса, а также поперечными стержнями, проходящими через отверстия в продольных дополнительных стержнях и продольных стержнях рамы основания каркаса, длина которых подобрана таким образом, чтобы выступала за габарит ширины полуприцепа, причем концы стержней выполнены с заплечиками для устранения соскальзывания строп при транспортировке вертолетом.

Заявляемая мобильная трансформаторная комплектная подстанция, которая устанавливается на полуприцепе на колесном ходу, и дополнена устройствами для трансформации при перевозке и после перевозки в рабочее состояние представлена на рисунках фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, где:

1 - первый колесный полуприцеп;

2 - второй колесный полуприцеп;

3 - силовой трансформатор с масляной изоляцией;

4 - открытое вводное комплектное устройством высшего напряжения 35 кВ с воздушной изоляцией;

5 - закрытый блок-контейнер в виде закрытого рамного каркаса с установленным в нем комплектным устройством низшего напряжения;

6 - электрический кабель;

7 - неподвижные сани;

8 - подвижные сани;

9 - открытый блок-контейнер в виде открытого рамного каркаса, в котором установлены силовой трансформатор и вводное комплектное устройство высшего напряжения;

10 - высоковольтный выключатель;

11 - измерительный трансформатор тока;

12 - измерительный трансформатор напряжения;

13 - ограничитель перенапряжений;

14 - силовой трансформатор собственных нужд;

15 - разъединитель горизонтально-поворотного типа с приводом;

16 - привод разъединителя;

17 - неподвижные сани;

18 - подвижные сани;

19 - шинная перемычка;

20 - основание блок-контейнера;

21 - амортизационный настил (например, пористая силиконовая резина);

22 - амортизатор;

23 - строповочные ушки для крепления канатных строп на неподвижных санях;

24 - нижний полустакан амортизатора;

25 - верхний полустакан амортизатора;

26 - подвижный стержень;

27 - вибро- и ударогасящая прокладка (например, пористая силиконовая резина);

28 - основание стакана;

29 - неподвижная труба-направляющая;

30 - пружина;

31 - подъемно-удерживающие устройства в виде двух телескопически соединенных труб, внешние из которых закреплены на боковых рамах блок-контейнеров, а внутренние установлены с возможностью движения для поднимания и опускания подвижных саней, с помощью приводного механизма;

32 - подъемно-удерживающие устройства, установленные на втором блок-контейнере;

33 - поперечные стержни нижней рамы основания;

34 - продольные стержни нижней рамы основания;

35 - заплечики.

Мобильная подстанция состоит из двух блоков, размещенных на колесных полуприцепах 1 и 2. На первом полуприцепе 1 размещается открытый блок-контейнер в виде открытого рамного каркаса 9, в котором установлены силовой трансформатор 3 и вводное комплектное устройство высшего напряжения с высоковольтным выключателем 10; измерительным трансформатором тока 11; измерительным трансформатором напряжения 12; ограничителем перенапряжений 13; силовым трансформатором собственных нужд 14; разъединителем горизонтально-поворотного типа 15 с приводом 16; открытое вводное комплектное устройство 4 высшего напряжения 35 кВ с воздушной изоляцией и силовой трансформатор 3 находятся внутри рамы каркаса 9 и электрически связаны шинной перемычкой 19.

На втором полуприцепе 2 размещается комплектное устройство низшего напряжения в закрытом блок-контейнере 5 в виде закрытого рамного каркаса. Электрическая связь между блоками осуществляется через кабель 6.

К продольным нижним рамам каркасов - основаниям 20 блок-контейнеров снизу прикреплены сани 7 и 17, причем, между санями и основанием размещены амортизационный настил 21 для гашения вибро- и ударных нагрузок (например, из пористой силиконовой резины).

Кроме того, для прикрепления саней к блок-контейнерам, а также для дополнительной амортизации и уменьшения ударных нагрузок в углублениях оснований 20 блоков и саней 7 и 17, и через отверстия в амортизационных настилах 21 установлены амортизаторы 22, каждый из которых состоит из жестко установленного в глухом отверстии саней нижнего 24 полустакана и жестко установленного в глухом отверстии основания верхнего 25 полустакана с установленным в них подвижным подпружиненным в неподвижной трубе-направляющей 29 стержнем 26, который одной стороной упирается в вибро- и ударогасящую прокладку 27 (например, из пористой силиконовой резины), установленную в верхнем полустакане, а с другой в основание 28 другого полустакана. Основную роль амортизатора играет пружина 30, и дополнительным средством амортизации является амортизационная прокладка 27.

В случае удара, который может возникнуть при транспортировке, основную силу удара гасит пружина 30. При этом стержень 6 упирается в верхний стакан через ударогасящую прокладку 27.

Дополнительному ударогасящему эффекту будет способствовать вибро- и ударогасящий настил 21 между санями и основанием блок-контейнера

Таким образом, каркас блок-контейнера и сани не имеют жесткого сцепления, а связаны между собой через ударогасящие средства.

Кроме того, в заявляемой конструкции в каждом из блок контейнеров установлены параллельно неподвижным саням установлены подвижные сани 8, 18 с возможностью вертикального перемещения с помощью подъемно-удерживающих устройств, например, домкратов, или двух труб, соединенных телескопически, причем внешние трубы жестко установлены на вертикальных стойках блок-котейнеров, а внутренние с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри другой трубы с помощью механизма привода.

Саморазгрузка/загрузка блок-контейнера может потребоваться перед подготовкой к воздушной транспортировке, либо для возможности перевода мобильной подстанции с колесного хода на транспортировку волоком в условиях полного бездорожья. Данное решение позволит снять блок-контейнер с колесного полуприцепа без крана.

Процедура состоит из нескольких этапов.

1 этап

Исходное состояние - рисунок на фиг. 1. В таком виде мобильная подстанция транспортируется на колесном полуприцепе.

2 этап

Подвижные сани - 18 и/или 8 опускаются до земли, а блок-контейнеры вместе с неподвижными санями приподнимаются над прицепами и фиксируются в таком положении с помощью подъемно-удерживающих механизмов, используя, например, строповочные ушки 23. При этом между блок-контейнером и полуприцепом появится зазор, что позволит прицепу отъехать. Блок-контейнер окажется в подвешенном состоянии. Но при этом так он может находиться сколько угодно времени, т.е. подстанция может работать в данном положении

3 этап

При помощи подъемно-удерживающего устройства блок опускается вниз и опирается на все сани (подвижные и неподвижные).

При необходимости в таком положении возможна транспортировка блока волоком, например трактором.

В заявляемом устройстве основания каркасов 20 блок-контейнеров могут быть выполнены с продольными стержнями 34, через отверстия которых проходят поперечные стержни 33, длина которых подобрана таким образом, чтобы выступала за габарит полуприцепа, а концы стержней выполнены с заплечиками 35 для возможности удобного крепления канатных строп для транспортировки вертолетом.

Такое выполнение подстанции увеличивает ее мобильность, так как позволяет в собранном виде, готовом к использованию, преодолеть весь путь до места назначения, не увеличивая расстояния и время в пути из-за непроходимых дорог и в условиях полного бездорожья, а также включить станцию в работу сразу по прибытию на место.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтным мобильным трансформаторным подстанциям. Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение трансформации мобильной трансформаторной подстанции из рабочего состояния в транспортное и наоборот, удовлетворяющее как возможной перевозке автомобильным транспортом по дорогам, соответствующих габаритам и весу подстанции, так и в условиях плохих дорог и полного бездорожья, то есть на колесном ходу, волоком, вертолетом. Этот технический результат достигается тем, что мобильная трансформаторная комплектная подстанция смонтирована на двух полуприцепах на колесном ходу, один из которых содержит открытый силовой трансформатор и комплектное открытое устройство высшего напряжения, которые размещены в открытом блок-контейнере в виде открытого рамного каркаса, а на другом полуприцепе установлено комплектное устройство низшего напряжения в закрытом блок-контейнере в виде закрытого рамного каркаса и к продольным нижним стержням рам оснований каркасов блок-контейнеров снизу прикреплены сани с амортизаторами, установленными в глухих отверстиях, выполненных в телах саней и в соосных с ними глухих отверстиях в телах продольных рам оснований каркасов, через отверстия в амортизационных настилах, расположенных между санями и продольными стержнями рам оснований каркасов. Электрическая связь между блоками осуществляется через кабель. Каждый из амортизаторов выполнен в виде полустаканов, обращенных друг к другу открытыми частями, с установленными в них подвижным, подпружиненным в неподвижной трубе-направляющей стержнем, который одним концом упирается в вибро- и ударогасящую прокладку, установленную в основании верхнего полустакана, а другим – в основание нижнего полустакана. Дополнительно на каждом из блок-контейнеров параллельно неподвижным саням установлены дополнительные подвижные сани с возможностью вертикального перемещения с помощью подъемно-удерживающих устройств, установленных на вертикальных боковых стойках рам блок-контейнеров, в виде двух телескопически соединенных труб, внешние из которых закреплены на боковых рамах блок-контейнеров, а внутренние установлены с возможностью движения для поднимания и опускания подвижных саней, к которым они прикреплены, с помощью приводного механизма. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Мобильная трансформаторная комплектная подстанция 35 кВ, смонтированная на двух колесных полуприцепах на колесном ходу, один из которых содержит открытый силовой трансформатор и комплектное открытое вводное устройство высшего напряжения 35 кВ с воздушной изоляцией, соединенные между собой кабельными и шинными перемычками, а на другом полуприцепе установлено комплектное устройство низшего напряжения, причем на первом из прицепов размещены трансформатор и комплектное открытое устройство высшего напряжения в открытом блок-контейнере в виде открытого рамного каркаса, в котором установлены также измерительный трансформатор тока; измерительный трансформатор напряжения, ограничитель перенапряжений; силовой трансформатор собственных нужд, разъединитель горизонтально-поворотного типа с приводом, а на втором полуприцепе размещено комплектное устройство низшего напряжения в закрытом блок-контейнере в виде закрытого рамного каркаса, при этом электрическая связь между блоками осуществляется через кабель, отличающаяся тем, что к продольным нижним рамам оснований каркасов блок-контейнеров снизу неподвижно прикреплены сани с амортизаторами, установленными в глухих отверстиях, выполненных в телах саней и в соосных с ними глухих отверстиях в телах продольных рам оснований каркасов, через отверстия в амортизационных настилах, расположенных между санями и продольными рамами оснований каркасов, причем каждый из амортизаторов выполнен в виде полустаканов, обращенных друг к другу открытыми частями, с установленными в них подвижным, подпружиненным в неподвижной трубе-направляющей стержнем, который одним концом упирается в вибро- и ударогасящую прокладку, установленную в основании верхнего полустакана, а другим – в основание нижнего полустакана, при этом дополнительно на каждом из блок контейнеров параллельно неподвижным саням установлены дополнительные подвижные сани с возможностью вертикального перемещения с помощью подъемно-удерживающих устройств, установленных на вертикальных боковых стойках рам блок-контейнеров, в виде двух телескопически соединенных труб, внешние из которых закреплены на боковых рамах блок контейнеров, а внутренние установлены с возможностью движения для поднимания и опускания подвижных саней, к которым они прикреплены, с помощью приводного механизма.

2. Мобильная подстанция по п. 1, отличающаяся тем, что основания каркасов блок-контейнеров могут быть дополнены продольными стержнями, проходящими через отверстия в поперечных стержнях рамы основания каркаса, а также поперечными стержнями, проходящими через отверстия в продольных дополнительных стержнях и продольных стержнях рамы основания каркаса, длина которых подобрана таким образом, чтобы выступала за габарит ширины полуприцепа, причем концы стержней выполнены с заплечиками для устранения соскальзывания строп при транспортировке вертолетом.