КТП: що це, з чого складається і які бувають види

КТП в енергетиці — це комплектна трансформаторна підстанція: готовий заводський блок, який приймає напругу 6–35 кВ, знижує її трансформатором і розподіляє 0,4 кВ між споживачами. Найпоширеніший варіант — КТП 10/0,4 кВ потужністю від кількох десятків до 2500 кВ·А, яку ставлять у селах, житлових кварталах, на підприємствах і будмайданчиках. Від підстанції, зібраної на місці з окремих апаратів, КТП відрізняється тим, що весь комплект проєктують, збирають і випробовують на заводі, а на об'єкті лишається встановити її на фундамент і підключити кабелі або повітряні лінії.

Розшифровка КТП і пов'язані абревіатури

КТП — комплектна трансформаторна підстанція (рос. «комплектная трансформаторная подстанция»). Слово «комплектна» означає, що підстанція постачається повним набором: високовольтна частина, силовий трансформатор і низьковольтний розподільний пристрій з'єднані між собою ще на заводі.

У проєктах і тендерах до абревіатури додають літери, які уточнюють виконання:

• КТПН — зовнішньої установки (літера Н — від рос. «наружная»);
• КТПК — кіоскова, у металевому корпусі-кіоску;
• КТПЩ — щоглова, на опорах повітряної лінії;
• БКТП — блочна, у бетонному або сендвіч-модулі з коридором обслуговування;
• 2КТП — двотрансформаторна, зазвичай з двома вводами ВН.

Після літер зазвичай пишуть потужність трансформатора і напруги, наприклад «КТП-400/10/0,4» — підстанція з трансформатором 400 кВ·А для мережі 10 кВ з виходом 0,4 кВ.

З чого складається КТП

Будь-яка КТП, від щоглової на 63 кВ·А до блочної на 2500 кВ·А, має три функціональні частини.

ПВН — пристрій вводу високої напруги

Через ПВН (у більших підстанціях — РУВН, розподільний пристрій високої напруги) підстанція підключається до мережі 6–10 кВ. Тут стоять апарати, які вмикають і відключають трансформатор і захищають його від короткого замикання. У невеликих КТП це роз'єднувач і запобіжники, у кіоскових і блочних — комбінація «вимикач навантаження — запобіжник» або вакуумний вимикач.

Приклад апарата для такого відсіку — вимикач навантаження FKN12-12 і комбінований FKRN12-12. Вимикач навантаження розрахований на 12 кВ і 630 А, а у варіанті із запобіжниками (FKRN12-12) комбінація відключає струм короткого замикання до 31,5 кА. Робочі струми відключає сам вимикач, струм КЗ — запобіжник, а ударник запобіжника, що перегорів, діє на розчеплення вимикача навантаження, і той відключає всі три фази. Так трансформатор не залишається працювати на двох фазах.

Силовий трансформатор

Трансформатор знижує напругу 6 або 10 кВ до 0,4 кВ. У КТП ставлять два типи:

• оливні (масляні) герметичні — дешевші, добре переносять перевантаження, підходять для вуличних підстанцій;
• сухі з литою ізоляцією — без оливи, тому їх обирають там, де жорсткі вимоги пожежної безпеки: у будівлях, торгових центрах, лікарнях, шахтах.

Для сухого варіанта в каталозі є сухі трансформатори SCB10 і SCB13 з литою епоксидною ізоляцією на 30–2500 кВ·А, з напругою ВН 6; 6,3; 6,6; 10; 10,5 або 11 кВ і НН 0,4 кВ, групи з'єднань Yyn0 або Dyn11. Напруга короткого замикання — 4 % до 500 кВ·А включно і 6 % від 630 кВ·А.

РПНН — розподільний пристрій низької напруги

У РПНН стоять головний автоматичний вимикач, вимикачі відхідних ліній, облік електроенергії і часто — компенсація реактивної потужності. Від кількості відхідних ліній і струму головного вимикача залежить, скільки споживачів підстанція зможе живити. Для внутрішніх розподільних пристроїв 0,4 кВ використовують шафи на кшталт низьковольтних шаф GGD: 380 В, номінальний струм до 3150 А, струм відключення КЗ 15, 30 або 50 кА залежно від виконання (GGD1, GGD2, GGD3). Вони розраховані на роботу з трансформаторами до 2000 кВ·А включно.

Види КТП

КТП класифікують за місцем встановлення, конструкцією корпусу і компонуванням обладнання.

Межі потужності в таблиці орієнтовні: їх визначає конкретний проєкт і тип трансформатора.

Щоглові та кіоскові

Щоглова КТП — найпростіше рішення для повітряних ліній 6–10 кВ. Трансформатор стоїть на майданчику між опорами, шафа 0,4 кВ закріплена нижче. Потужність щоглових КТП зазвичай обмежують 250 кВ·А: важчий трансформатор на опорах розмістити складно, та й обслуговувати апаратуру на висоті незручно.

Кіоскова КТП стоїть на землі на фундаменті. Корпус поділений на відсіки, двері кожного відкриваються ззовні, тому персонал не заходить усередину. Кіоскові КТП найчастіше ставлять у розподільних мережах 10/0,4 кВ.

Європейського типу

У підстанції європейського типу апаратура ВН, трансформатор і РПНН займають окремі відсіки одного корпусу. Корпус часто роблять двошаровим, з теплоізоляцією і вентиляцією, щоб трансформатор не перегрівався влітку, а апаратура не відсиріла взимку.

Так влаштована збірна трансформаторна підстанція YB-12/0,4 європейського типу. На боці 12 кВ у неї стоїть комбінація «вимикач навантаження — запобіжник» з вибором середовища дугогасіння (повітря, вакуум або елегаз), для трансформаторів понад 800 кВ·А можна поставити вакуумний вимикач. Трансформатор — оливний герметичний або сухий, може стояти на візку, щоб його було простіше викочувати. На боці 0,4 кВ — головний автоматичний вимикач до 3200 А і до 30 відхідних ліній. Корпус виготовляють з нержавної сталі, алюмінієвого сплаву або сталевого листа з покриттям. Підстанція розрахована на температуру від −25 до +40 °C і висоту до 1000 м.

Для мереж, які автоматизують, комірку ВН цієї підстанції можна доповнити термінальним пристроєм FTU, який визначає коротке замикання і однофазне замикання на землю та передає телевимірювання і телесигналізацію.

Американського типу

Комбінована підстанція американського типу компактніша: вимикач навантаження і запобіжники високої напруги занурені в оливу в баку трансформатора, а відсіки вводу ВН і виводу НН розташовані з одного боку. Площа під такою підстанцією помітно менша, але ремонт апаратури ВН вимагає зливу оливи. Такі підстанції є в нашому модельному ряді КТП разом з підстанціями європейського типу.

КТП 10/0,4 кВ: на які параметри дивитися

Щоб отримати коректну пропозицію на КТП 10/0,4 кВ, у технічному завданні вказують:

1. Потужність трансформатора з урахуванням розрахункового навантаження і запасу. Стандартний ряд: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500 кВ·А.
2. Напруга ВН і діапазон регулювання. Для мереж 10 кВ найчастіше 10 або 10,5 кВ з регулюванням ±2×2,5 %.
3. Тип трансформатора: оливний чи сухий. Сухий потрібен усередині будівель і там, де цього вимагають норми пожежної безпеки.
4. Група з'єднань. Dyn11 краще працює з несиметричним навантаженням 0,4 кВ, ніж Yyn0, тому для житлових і змішаних мереж її обирають частіше.
5. Схема вводу ВН: тупикова, прохідна або кільцева; кабель чи повітряна лінія; вимикач навантаження із запобіжниками чи вакуумний вимикач.
6. РПНН: струм головного вимикача, кількість і струми відхідних ліній, облік, потреба в компенсації реактивної потужності.
7. Умови встановлення: мінімальна температура, висота, забруднення атмосфери, вимоги до корпусу.

Приклад: для трансформатора 630 кВ·А номінальний струм на боці 0,4 кВ становить близько 910 А, тому головний вимикач НН обирають на 1000 А, а шини і трансформатори струму обліку — під цей струм. На боці 10 кВ той самий трансформатор споживає лише близько 36 А, і для його захисту зазвичай ставлять запобіжники на 63–80 А; точний номінал плавкої вставки беруть з таблиці узгодження виробника запобіжників.

Часті запитання

Що таке КТП простими словами?

Це заводська «коробка» з трансформатором усередині, яка перетворює 10 кВ з лінії на 0,4 кВ (380/220 В) для будинків і підприємств. Усі апарати вже змонтовані й з'єднані, на місці підстанцію лише встановлюють і підключають.

Як розшифровується КТП?

Комплектна трансформаторна підстанція. Додаткові літери уточнюють виконання: Н — зовнішньої установки, К — кіоскова, Щ — щоглова, Б на початку — блочна, цифра 2 — двотрансформаторна.

Чим КТП відрізняється від ТП?

ТП — загальна назва трансформаторної підстанції, зокрема збудованої на місці в капітальній будівлі з окремо змонтованим обладнанням. КТП приходить на об'єкт готовою, тому роботи на місці зводяться до фундаменту, встановлення і підключення.

Яку потужність КТП обрати для котеджного містечка?

Потужність рахують за кількістю будинків, дозволеною потужністю на будинок і коефіцієнтом одночасності. Для 50 будинків по 10 кВт з коефіцієнтом близько 0,3 виходить приблизно 150 кВт, і з запасом на розвиток зазвичай ставлять трансформатор 250 кВ·А. Точний розрахунок робить проєктувальник.

Можна поставити сухий трансформатор у вуличну КТП?

Можна, якщо корпус захищає трансформатор від вологи і пилу та має вентиляцію. Сухі трансформатори SCB розраховані на мінімальну температуру −30 °C для внутрішньої установки, тому для вуличної КТП в Україні умови в корпусі треба узгодити окремо.

Перед тим як замовляти КТП, зберіть дані про навантаження, схему вводу і місце встановлення: від них залежить майже вся конфігурація. Опитувальний лист або технічне завдання можна надіслати на info@llenergo.com, і ми підберемо комплектацію під ваші умови.