Строительство подстанций

Подстанция (ПС) — это установка, которая преобразует электроэнергию и распределяет ее между потребителями. В зависимости от предназначения, она понижает или повышает выходное напряжение. Прежде чем приступить к строительству подстанции, необходимо разобраться в ее типах и особенностях.

---

Назначение электрической подстанции

Главная цель подстанции — организация энергоснабжения. Она принимает и распределяет электроэнергию по потребителям с требуемым параметром тока, а также упрощает управление и обслуживание энергосистемы.

Чаще всего электросети делят на районы с собственными трансформаторными подстанциями, к которым прикрепляют свои диспетчерские и ремонтные службы. Поэтому электроустановка — важный составной элемент системы обеспечения энергией, который одновременно решает несколько задач:

• уменьшает потерю мощности;
• гарантирует потребителю постоянство напряжения;
• осуществляет глубокий ввод высокого напряжения в центр нагрузки.

Подстанция состоит из:

• распределительных устройств;
• трансформаторов;
• модулей управления;
• вспомогательных приборов для защиты и контроля.

Монтаж осуществляют по утвержденным проектам поэтапно. В зависимости от номинального значения мощности и типа, ПС может быть компактным или масштабным сооружением.

Этапы строительства ПС

Мероприятия по строительству подстанции разделяют на 3 стадии:

1. Подготовительная. На данном этапе осуществляют проектирование, подбирают оборудование и перевозят требуемые элементы
2. Строительство объекта по заранее утвержденному плану
3. Пуско-наладочные работы

В зависимости от вида подстанции и ее назначения, этапы строительства могут отличаться.

Планирование подстанций

В первую очередь подрядчик изучает потребности клиента. В техническом задании прописывают информацию о:

• нагрузке;
• стоимости;
• параметрах ПС;
• требованиях к участку;
• сроках строительства;
• подборе составного оборудования.

Важное условие проектирования — учет действующих и прогнозируемых параметров электрической сети и нагрузок по потребителям. Это важно, так как электроустановку монтируют не отдельно, а совместно с общей системой снабжения.

Конфигурации сетей диктуют параметры ПС:

• возможность питания потребителей при отключении отопительных систем в летний период;
• плотность суммарной и удельной нагрузки (учитывая коэффициенты перезагрузки и загрузки станции);
• необходимость в резервировании питания во время предела, когда выходит из строя генератор, присоединенный к ГРУ (главному распределительному устройству);
• собственные необходимости ПС.

После сбора информации инженеры формулируют требования к электрической подстанции и подготавливают технико-экономические обоснования. Итог проектирования — создание проекта по строительству ПС, который сочетает технологичность, экономичность, надежность и современное оборудование.

Выбор площадки

Площадку под подстанцию выбирают значительного размера, так как для изоляции токопроводящих частей и безопасности необходимо соблюдать между элементами конструкции большое расстояние. На участке не должно быть препятствий:

• антропогенных;
• природных.

Для обеспечения безопасности при строительстве исключают заболоченные местности. Участок должен быть максимально удален от жилых зон, чтобы не причинять вред здоровью людей и окружающей среде.

Определяют подходящую площадку, ориентируясь на акты:

• по охране окружающей среды;
• земельного и водного законодательства;
• по природопользованию.

При выборе участка изучают:

• схему развития сетей района или предприятия;
• картосхемы городской, а также районной планировки;
• методические указания по выбору участка для подстанции до 35 кВт и более.

Также специалисты используют методы технико-экономических сравнений всех вариантов.

При выборе площадки руководствуются обоснованными принципами использования земель, учитывая планируемое развитие объекта в будущем. Размещая подстанцию, оставляют возможность подведения воздушной линии электропередачи по коридорам необходимой ширины.

Тонкости вертикальной планировки строительства подстанций

Используя вертикальную планировку территории, применяют:

• сплошную систему планирования, выполняя работы на всей территории участка;
• местную (выборочную) систему, проводя работы на участке с расположенными зданиями, сохраняя естественный рельеф на оставшейся территории.

Выборочную систему используют на территории со скальным грунтом, где необходимо сохранять деревья. При вертикальной планировке чаще всего применяют естественный рельеф с нулевым балансом земляных масс.

В таблице указаны допустимые уклоны поверхности вдоль ячеек открытых распределительных устройств:

Грунт	Максимально допустимый уклон
Глинистый	0,05
Песчаный	0,03
Вечномерзлый	0,03
Легкоразмываемый	0,01
Посадочный (второго типа)	0,005

На горной и пересеченной местности планируют участок террасами. Их сопряжение проводят откосами. Если условия стесненные, то их заменяют подпорными стенками, высотой не более 2,5 метра.

Подготовительные работы

После того, как проект утвердили, приступают к непосредственной подготовке к монтажу ПС. Для этого:

• подготавливают расписание доставки частей оборудования и конструкции;
• на территории оборудуют место для хранения модулей и трансформаторов;
• определяются с видом транспорта, который будет перевозить трансформаторы и другие части конструкции;
• проверяют подъездные пути и состояние мостов;
• изучают допустимые габариты транспортных средств, которые разрешены знаками дорожного движения на пути следования.

После этого приступают к планированию территории на месте будущей подстанции. На первом этапе заливают фундамент. Чаще всего выбирают компанию, которая предоставляет комплексное обслуживание: проектирует, выполняет земельные работы, доставляет оборудование и осуществляет монтаж.

Следующие этапы строительства определяют по типу и размеру электрической подстанции. Все работы производят по утвержденному плану.

Классификация подстанций

Тип подстанций определяют, исходя из параметров и предназначения по:

• функциям (повышающая или понижающая подстанция);
• номиналу (максимальное или минимальное напряжение сети);
• мощности и числу трансформаторов;
• нахождению ПС, исходя из всей сети;
• методу присоединения;
• количеству ступеней, по которым проходит пониженное напряжение.

Чтобы определиться с алгоритмом дальнейших действий по монтажу подстанции, необходимо учесть ее конструкцию, которая бывает трех видов.

Мачтовая трансформаторная подстанция

Мачтовая трансформаторная подстанция (МТП) бывает закрытая и открытая. Во время монтажа все оборудование располагается на опорах воздушной ЛЭП. Для обеспечения ее целостности и безопасности (без применения дополнительного ограждения) подбирают оптимальную высоту установки.

Открытая подстанция состоит из:

• шкафов, выполненных из металла, в которых находятся элементы для подключения к сети с высоким напряжением (6, 10 или 35 кВт);
• модулей распределительных блоков.

В закрытой подстанции такие же составные части монтируются в здании.

Блок, в котором сосредоточено оборудование для приема и распределения энергии, называется РУ (распределительное устройство). Модуль содержит:

• несколько коммутационных аппаратов;
• оборудование для защиты;
• устройства автоматики;
• измерительные приборы;
• шины соединения;
• вспомогательную аппаратуру.

Чаще всего в МТП используют комплектные распределительные устройства, которые располагаются на открытом воздухе. Их относят к наружному типу. Также бывают и закрытые РУ.

Применение комплектных распределительных устройств помогает минимизировать время строительства, сэкономить трудозатраты, повысить безопасность во время эксплуатации и обслуживания подстанции.

Закрытая подстанция

Закрытая подстанция — это отдельное кирпичное строение. Чаще всего его возводят в 1 или 2 этажа. Фундамент обычно делают из блоков, а также допускается применять ленточную бутобетонную заливку. Для перекрытий используют сборные железобетонные панели. В сооружении устанавливают:

• силовые трансформаторы;
• щиты низкого напряжения;
• модули РУ.

Закрытые подстанции строят для потребителей, требующих большое количество мощности. Например:

• сельскохозяйственный комплекс;
• птицефабрика;
• промышленное предприятие.

Иногда подстанцию закрытого типа монтируют в здании объекта, к которому ее подключают. Для этого подготавливают четыре помещения: каждое из них должно иметь отдельных вход, располагающийся с улицы. Комнаты запирают на замок, для ограничения доступа посторонним людям.

Чтобы во время строительства и монтажа конструкции была обеспечена безопасность, делают заземление. Процедуру осуществляют совместно с каждым металлическим корпусом, кожухом аппаратуры и обмоткой самого низкого напряжения.

Комплектная подстанция (КПС)

Электрическая установка поступает с завода собранной или подготовленной для строительства.

В таблице указаны преимущества КПС:

Преимущество	Описание
Безопасность, повышенная стабильность	У корпуса замкнутая конструкция, что предупреждает прикосновение людей к токоведущим элементам конструкции.
Минимальные сроки монтажа, экономия	·         цены на строительство комплектной подстанции ниже, чем других типов; ·         сокращается время монтажа; ·         новый объект быстрее вводится в эксплуатацию.
Возможность быстро выполнить ремонт	·         если из строя выйдет один из элементов, то его проверка и замена проведутся в минимальные сроки; ·         работы по обслуживанию не потребуют трудоемкого демонтажа, а также отключения электроприемников.

Чаще всего комплектные подстанции устанавливают для понижения напряжения потребителей:

• бытовых;
• промышленных;
• коммунальных.

Подстанции данного типа бывают нескольких видов, которые зависят от:

• расположения;
• первичного напряжения;
• схем подключения;
• числа трансформаторов;
• адаптации к климату;
• параметров трансформаторов;
• метода установки.

Поставляют подстанцию с завода в составе отдельных блоков. В каждой части предусмотрены отверстия, предназначенные для крепления и установки. Компания, которая занимается монтажом, обустраивает фундамент, проводит сборочные работы, затем запускает подстанцию и налаживает работу оборудования. В комплекте идут системы вентиляции, связи, отопления, освещения.

Особенности строительства подстанций в зависимости от вида

Монтаж конструкции напрямую зависит от вида подстанции, которая бывает мачтовой, закрытой и комплектной. У каждой есть свои особенности.

Мачтовые

Мачтовая подстанция — наиболее компактная из всех конструкций. Для установки используют железобетонные и деревянные опоры. Форму конструкции определяет мощность. Бывают подстанции:

• А-образные;
• АП-образные;
• П-образные.

По расположению в электрической сети мачтовые ПС бывают концевыми или тупиковыми. Чтобы удобно было их обслуживать, устанавливают площадку с лестницей. Конструкцию всегда держат под замком.

Закрытые

Монтаж закрытой подстанции проходит в несколько этапов:

• транспортировка составных частей на участок;
• установка на фундамент блоков;
• крепление болтами;
• электроподключение модулей;
• прокладывание сборных шин;
• подсоединение кабелей;
• настройка и проверка.

Прежде чем устанавливать закрытую подстанцию, подготавливают помещения. Для этого в комнатах проводят отделочные работы, делают необходимые отверстия, проемы и кабельные каналы, соблюдая условия, указанные в чертежах. При размещении подстанции необходимо 4 помещения для:

• РУ высокого напряжения;
• двух силовых трансформаторов;
• РУ низкого напряжения.

Для всех преобразователей обустраивают фундамент. Затем, используя погрузочные механизмы, поднимают и устанавливают трансформаторы.

Комплектные

В список работ во время строительства входят:

• транспортировка;
• прием оборудования на участке;
• сопоставление по уровню;
• крепежные работы;
• сварка основания с модулями;
• подключение электричества;
• пусконаладочная работа.

Методы доставки определяют, исходя из габаритов подстанции и возможностей участка. Необходимо убедиться, что у площадки есть несколько подъездных путей. Лучший вариант транспортировки — обеспечивающий сохранение груза без промежуточной выгрузки.

Подготавливают помещения так же, как и при монтаже закрытой подстанции. Перемещение каждого блока производят с максимальной аккуратностью, используя специальную технику и подъемные механизмы. Основание делают из нескольких ЖБИ блоков или стоек.

После завершения монтажа КТП осуществляют заземление необходимых элементов. Затем запускают и налаживают работу оборудования. Каждый этап проводят при соблюдении техники безопасности.

Обустройство территории

Ограждают территорию подстанции в объеме, который предусмотрен проектом на расчетный период. Территорию участка, предусмотренную для последующего расширения, оговаривают в проекте и оформляют как не подлежащую застройке. Ограждать ее не надо. Разрешается использовать территорию под сельскохозяйственные нужды.

Свободную от застройки территорию озеленяют, засевая травами. Площадь ОРУ (открытого распределительного устройства) засыпают щебнем; допускается использовать гравий. За пределами ОРУ разрешено высаживать деревья и кустарники.

Чтобы обеспечить доступ дежурного персонала для обхода подстанции, на территории открытого распределительного устройства сооружают простые конструкции и пешеходные дорожки. Если ПС размещают в лесном массиве, то в обязательном порядке производят вырубку леса.

Отвод атмосферных вод

Воду отводят с площадки поверхностным методом, предварительно согласовывая систему с заинтересованной организацией. Трансформатор оборудуют системой аварийного маслосборника и маслостока. Дождеприемники используют только при условии технико-экономических обоснований.

Отметка пола первого этажа должна быть выше границы участка, который примыкает к сооружению, не меньше, чем на 15 сантиметров. Если подстанцию устанавливают на подтопляемых или заболоченных территориях, то предусматривают защиту от затопления.

Чтобы предотвратить заливание территории атмосферными осадками, которые притекают с нагорных сторон, устанавливают водозащитные сооружения (нагорные канавы).

Необходимые документы для запуска подстанции

Монтаж подстанции завершают оформлением актов, которые соответствуют требованиям нормативно-технической документации. После их подписания на объект отправляют бригаду наладчиков, которые:

• проверяют подключение оборудования;
• проводят испытания подстанции в условии реальной работы.

Во время работы наладчики проверяют:

• правильно ли подключено высоковольтное и низковольтное оборудование;
• каждую цепь учета;
• установку сигнализации;
• релейную защиту;
• автоматику.

Если все показания соответствуют проекту, то в протокол выполненных работ вносят результаты испытаний и измерения.

Чтобы ввести объект в эксплуатацию застройщику необходимо обратиться в федеральный орган исполнительной власти. Также разрешается подавать документацию в орган местного самоуправления, который выдал разрешение на строительство.

Необходимый пакет документов включает:

• проектную документацию;
• разрешение на строительство;
• заключения экспертизы проектных документов;
• правоустанавливающую документацию на земельный участок;
• акт приемки монтажных, строительных, пусконаладочных работ;
• технические документы на комплектующие и материалы, которые предусмотрены договором на поставку;
• градостроительный план площадки;
• заявление о выдаче разрешения на ввод подстанции в эксплуатацию;
• протокол измерения и испытания.

Разрешение на ввод в эксплуатацию — это документ, удостоверяющий:

• выполнение монтажа в полном объеме, согласно разрешению строительства;
• соответствие построенной конструкции градостроительному плану и проектной документации, соответствующей Градостроительному кодексу.

После утверждения документов разрешается официально вводить подстанцию в эксплуатацию. На устройство подают номинальное напряжение, а конструкция переходит в распоряжение пользователя.

Стоимость строительства подстанций

Стоимость монтажа подстанции зависит от:

• выбранного вида оборудования;
• сложности проектной документации;
• объема выполняемых работ;
• особенности площадки.

Выгоднее всего заказывать услугу «под ключ», так как получится сэкономить время и упростить процесс взаимодействия. При выборе одной компании заказчик будет уверен, что работы осуществятся оперативно и последовательно.

При выборе подрядчика обращайте внимание на:

• профессиональный опыт специалистов (оценивайте его по выполненным проектам);
• стаж руководителя, осуществляющего контроль над работами;
• соответствующие допуски сотрудников к выполняемым задачам.

Помните, что в каждом случае нагрузка и функционирование подстанции отличаются. Поэтому важно уделять повышенное внимание этапам подготовки и составления проектов. Благодаря современным технологиям получается просчитывать все нюансы и устанавливать подстанцию в запланированные сроки без изменения инженерного вида. Это повышает время эксплуатации, безопасность и надежность конструкции.

Техническое обслуживание

Для работы подстанции не требуется обслуживающий персонал. Управление объектом происходит на расстоянии при использовании компьютеризованной системы. После ввода в эксплуатацию на подстанцию сотрудникам необходимо приезжать только для проверки и осуществления планового обслуживания.