[go: up one dir, main page]

RU2847767C1 - Mobile transformer substation with a quick-assembly electrical network - Google Patents

Mobile transformer substation with a quick-assembly electrical network

Info

Publication number
RU2847767C1
RU2847767C1 RU2024134967A RU2024134967A RU2847767C1 RU 2847767 C1 RU2847767 C1 RU 2847767C1 RU 2024134967 A RU2024134967 A RU 2024134967A RU 2024134967 A RU2024134967 A RU 2024134967A RU 2847767 C1 RU2847767 C1 RU 2847767C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
transformer
low
power
substation
Prior art date
Application number
RU2024134967A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Тульский
Галактион Владимирович Шведов
Дмитрий Николаевич Удинцев
Сергей Сергеевич Кочнев
Валерий Владимирович Черемисин
Сергей Николаевич Кутенев
Алексей Викторович Леонов
Алексей Юрьевич Секунов
Сергей Иванович Сметанников
Олег Валентинович Сметанин
Сергей Анатольевич Хромов
Егор Владимирович Черемисин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Кабельный Завод "ЭКСПЕРТ-КАБЕЛЬ"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Кабельный Завод "ЭКСПЕРТ-КАБЕЛЬ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Кабельный Завод "ЭКСПЕРТ-КАБЕЛЬ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2847767C1 publication Critical patent/RU2847767C1/en

Links

Abstract

FIELD: electric power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electric power engineering, namely to mobile transformer substations. The mobile transformer substation includes a transformer with high- and low-voltage switchgear. It is equipped with a transformer with a rated voltage of 10(6)/0.4 kV with a three-core steel core with primary and secondary windings of phases A, B and C, and a power cable comprising a single-wire copper conductor with a cross-section of 2.5 mm2, having a face-centred crystal lattice with unidirectional metal grain sizes, obtained by thermoplastic deformation, on top of which a silane-crosslinked composition based on an electrical insulating material with the addition of an aqueous crosslinking catalyst is applied, on top of which a copper foil screen is located, connected to a 6-10 kV overhead power line.
EFFECT: ensuring the possibility of rapid comprehensive organisation of power supply to consumers in conditions where it is impossible or there is insufficient time to connect to a stationary electrical network.
6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к мобильным трансформаторным подстанциям с быстровозводимой электрической сетью и может быть использовано для передачу, преобразования и распределения электрической энергии с номинальным напряжением 10(6)/0,4 кВ(номинальное напряжение 10(6)/0,4 кВ означает обозначение понижающей подстанции, где 10 киловольт — напряжение первичной обмотки, 0,4 киловольт — напряжение вторичной обмотки).The invention relates to the electric power industry, namely to mobile transformer substations with a quickly erected electric network and can be used for the transmission, conversion and distribution of electric energy with a nominal voltage of 10(6)/0.4 kV (nominal voltage 10(6)/0.4 kV means the designation of a step-down substation, where 10 kilovolts is the voltage of the primary winding, 0.4 kilovolts is the voltage of the secondary winding).

В условиях отсутствия возможности или недостаточного времени для подключения к стационарной электрической сети возникает необходимость электроснабжения потребителей. Такими потребителями могут являться абоненты небольшой мощности: вахтовые поселки на месторождениях природных ресурсов, строительные площадки, сельскохозяйственные объекты, временные объекты, развертываемые подразделениями в том числе в условиях чрезвычайных ситуаций МЧС, МО РФ. When connection to the fixed power grid is unavailable or time-consuming, it becomes necessary to supply electricity to consumers. Such consumers may include low-power customers, such as rotational camps at natural resource deposits, construction sites, agricultural facilities, and temporary facilities deployed by units, including those deployed during emergency situations by the Ministry of Emergency Situations and the Ministry of Defense of the Russian Federation.

Как правило, подобные потребители имеют преимущественно однофазную нагрузку, а для некоторых из них существуют повышенные требования ко времени развертывания. Электроснабжение исключительно от дизельных генераторных установок не всегда экономически целесообразно, затруднительно. Кроме того, дизельные генераторные установки имеют повышенные шумовые характеристики превосходящие требования таких потребителей как МЧС, МО РФ. Typically, such consumers have predominantly single-phase loads, and some have increased deployment time requirements. Power supply from diesel generators alone is not always economically feasible and is difficult. Furthermore, diesel generators have increased noise levels, exceeding the requirements of consumers such as the Ministry of Emergency Situations and the Ministry of Defense of the Russian Federation.

Из уровня техники известна мобильная трансформаторная подстанция (RU215931 U1, дата публ. 10.01.2023, МПК: H02B 7/01), смонтированная на колесном ходу, включающая трансформатор высокого напряжения с элегазовым вводом, подключающимся к высоковольтной линии электропередач, с элегазовой системой охлаждения, трансформатор низкого напряжения, соединенный посредством подвижных шин с элегазовым выводом трансформатора высокого напряжения, при этом подстанция выполнена с возможностью подключения к системе комплексного автоматического управления.A mobile transformer substation (RU215931 U1, published on 10.01.2023, IPC: H02B 7/01) mounted on a wheeled chassis is known from the prior art, including a high-voltage transformer with a gas-insulated bushing connected to a high-voltage power transmission line, with a gas-insulated cooling system, a low-voltage transformer connected by means of movable buses to the gas-insulated terminal of the high-voltage transformer, wherein the substation is designed with the possibility of connection to an integrated automatic control system.

Известна также мобильная трансформаторная комплектная подстанция 35 кв (RU145940, дата публ. 27.09.2014, H02B 7/01), содержащая силовой трансформатор, вводное комплектное устройство высшего напряжения и установленное в закрытом блок-контейнере комплектное устройство низшего напряжения, подсоединенные с помощью кабельных перемычек к силовому трансформатору, подключенному к высоковольтной линии через комплектное устройство высшего напряжения, снабженное вводным разъединителем. Комплектное распределительное устройство высокого напряжения и силовой трансформатор установлены в закрытых блок-контейнерах. Блок-контейнер состоит из двух отсеков, в одном из которых размещено оборудование высокого напряжения. Блок-контейнер с комплектным распределительным устройством низшего напряжения разделен перегородкой на два отсека, в одном из которых установлен щит управления подстанцией, а в другом комплектное распределительное устройство низшего напряжения. Полезная модель направлена на повышение удобства и надежности в эксплуатации, удобстве обслуживания и размещения.Also known is a 35 kV mobile transformer substation (RU145940, published on September 27, 2014, H02B 7/01), comprising a power transformer, a high-voltage input complete device, and a low-voltage complete device installed in a closed block container, connected by means of jumper cables to a power transformer connected to a high-voltage line through a high-voltage complete device equipped with an input disconnector. The high-voltage complete switchgear and the power transformer are installed in closed block containers. The block container consists of two compartments, one of which houses the high-voltage equipment. The block container with the low-voltage complete switchgear is divided by a partition into two compartments, one of which houses the substation control board, and the other the low-voltage complete switchgear. The utility model is aimed at improving the ease of use and reliability in operation, ease of maintenance and placement.

Известна также мобильная трансформаторная комплектная подстанция(RU2766318, H02B 7/00, дата публ. 2022.03.15), состоящая из двух блоков, размещенных на колесных полуприцепах. На первом полуприцепе размещается открытый блок-контейнер в котором установлены силовой трансформатор и вводное комплектное устройство высшего напряжения с высоковольтным выключателем; измерительным трансформатором тока; измерительным трансформатором напряжения; ограничителем перенапряжений; силовым трансформатором собственных нужд; разъединителем горизонтально-поворотного типа с приводом; открытое вводное комплектное устройство высшего напряжения 35 кВ с воздушной изоляцией и силовой трансформатор находятся внутри рамы каркаса и электрически связаны шинной перемычкой.На втором полуприцепе размещается комплектное устройство низшего напряжения в закрытом блок-контейнере в виде закрытого рамного каркаса. Электрическая связь между блоками осуществляется через кабель.Изобретение направлено на 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.Also known is a mobile complete transformer substation (RU2766318, H02B 7/00, publication date 2022.03.15), consisting of two units placed on wheeled semi-trailers. The first semi-trailer houses an open block-container in which a power transformer and a complete high-voltage input device with a high-voltage switch are installed; a measuring current transformer; a measuring voltage transformer; a surge suppressor; an auxiliary power transformer; a horizontal-rotary disconnector with a drive; an open 35 kV air-insulated high-voltage input complete device and a power transformer are located inside the frame of the frame and are electrically connected by a busbar jumper. The second semi-trailer houses a complete low-voltage device in a closed block-container in the form of a closed frame framework. Electrical communication between the units is accomplished via cable. The invention aims to simplify the transformation of a mobile transformer substation from operational to transport mode and vice versa, facilitating both road transportation on roads appropriate to the substation's dimensions and weight, as well as transportation in poor road conditions and off-road conditions, such as on wheels, by drag, or by helicopter.

Известные мобильные трансформаторные подстанцииимеют общие недостатки, обусловленные конструктивными особенностями: они не могут быть подключены к высоковольтной линии электропередачи (ЛЭП) 35кВ оперативно без предварительного отключения ЛЭП. Кроме того, подстанции могут быть установлены лишь на расстоянии не более 50 м от высоковольтной линии, так как иных способов подключения мобильной трансформаторной подстанции к высоковольтной линиииз уровня техники неизвестно (воздушных кабелей на 35кВ не существует, провода типа А, АС, МГи тд. не имеют защитную изоляцию).Все это приводит к ограничениям в использовании подстанций в тех случаях, когда существует потребность в быстром обеспечении электричеством, например, в зонах чрезвычайных ситуаций или в труднодоступных местах, где нет высоковольтных линий в радиусе за пределами 50 м. Known mobile transformer substations have common design flaws: they cannot be quickly connected to a 35 kV high-voltage power line (HVPL) without first disconnecting the line. Furthermore, substations can only be installed at a distance of no more than 50 meters from the HVPL, as no other method for connecting a mobile transformer substation to a HVPL is known from the state of the art (35 kV overhead cables do not exist, and type A, AC, MG cables, etc., lack protective insulation). All this limits the use of substations in situations where a rapid power supply is needed, such as in emergency zones or in hard-to-reach locations where there are no HVPLs within a radius of more than 50 meters.

Помимо сказанного,согласно санитарным нормам, высоковольтные провода должны находиться от жилой зоны на безопасном расстоянии.Подключениеподстанций к ЛЭП35кВ через гибкие шины требуетогораживания места подключения во избежании поражениемэлектрическим током или дуговым разрядом.In addition, according to sanitary regulations, high-voltage wires must be located at a safe distance from residential areas. Connecting substations to 35 kV power lines via flexible busbars requires fencing the connection point to prevent electric shock or arc discharge.

Техническими задачамиизобретения являетсясоздание усовершенствованной мобильной подстанции сбыстровозводимой электрической сетью без необходимости для этого отключения ЛЭП с возможностью передачи электричества на большие расстояния до 50 км от ЛЭП 6-10 кВ, и возможностью электроснабжения объектов в условиях отсутствия возможности подключения к стационарной электрической сети или невозможности доставки топлива для генерации электрической энергиив труднодоступных местах (водной, горной, лесистой местностях).The technical objectives of the invention are to create an improved mobile substation with a quickly erected electrical network without the need to disconnect the power transmission line, with the ability to transmit electricity over long distances of up to 50 km from the 6-10 kV power transmission line, and the ability to supply electricity to facilities in conditions where there is no possibility of connecting to a stationary electrical network or the impossibility of delivering fuel for generating electrical energy in hard-to-reach places (water, mountainous, wooded areas).

Технический результат при использовании изобретения заключается в повышении способности в быстрой комплексной организации электроснабжением потребителей в условиях отсутствия возможности или недостаточного времени для подключения к стационарной электрической сети с различным номинальным классом напряжения 10 кВ или 6 кВ. The technical result of using the invention consists in increasing the ability to quickly and comprehensively organize the supply of electricity to consumers in conditions where there is no possibility or insufficient time to connect to a stationary electrical network with a different nominal voltage class of 10 kV or 6 kV.

Технический результат достигается благодаря тому, что мобильная трансформаторная подстанция с быстровозводимой электрической сетью, включает трансформатор на колесной основе с распределительными устройствами высшего и низшего напряжения, оборудованным прибором учета электрической энергии и с установленной катушкой для намотки силового кабеля. Подстанция снабжена трансформатором с номинальным напряжением 10(6)/0,4 кВс трехстержневым стальным сердечником с расположенными первичной и вторичной обмотки фазы А, В и С и силовым кабелем, включающим медную однопроволочную токопроводящую жилу сечением 2,5 мм2, поверх которой нанесена силанольносшиваемая композиция на основе электроизоляционного материала с добавлением катализатора водной сшивки, поверх которой расположен экран из медной фольги, подключаемый напрямую к воздушной линии электропередачи 6-10 кВ, при этом кабель через распределительное устройство высшего напряжения подсоединено к контактным наконечникам вводов высшего напряжения трансформатора 10(6)/0,4 кВ, а распределительное устройство низшего напряжения подсоединено с контактными наконечниками вводов низшего напряжения трансформатора. The technical result is achieved due to the fact that the mobile transformer substation with a quickly erected electrical network includes a transformer on a wheeled base with high- and low-voltage distribution devices equipped with an electric energy meter and with an installed reel for winding a power cable. The substation is equipped with a transformer with a rated voltage of 10(6)/0.4 kV with a three-rod steel core with primary and secondary windings of phases A, B and C and a power cable including a copper single-wire conductive core with a cross-section of 2.5 mm2 , on top of which a silane-crosslinkable composition based on an electrical insulating material with the addition of a water crosslinking catalyst is applied, on top of which a copper foil screen is located, connected directly to an overhead power line of 6-10 kV, wherein the cable is connected through a high-voltage switchgear to the contact tips of the high-voltage inputs of the 10(6)/0.4 kV transformer, and a low-voltage switchgear is connected to the contact tips of the low-voltage inputs of the transformer.

Предлагаемое решение иллюстрируют следующие материалы.The proposed solution is illustrated by the following materials.

На фиг. 1 показана мобильная трансформаторная подстанция с подключением к воздушной линии электропередачи 6-10 кВ.Fig. 1 shows a mobile transformer substation connected to a 6-10 kV overhead power line.

На фиг. 2 показан вариант подключения подстанции к воздушной линии электропередачи 6-10 кВ через ячейки карьерной наружной установки.Fig. 2 shows a variant of connecting a substation to a 6-10 kV overhead power line through open-pit quarry cells.

На фиг. 3 показана схема реализации изобретения на примере прокладки линейной части электрической сети в труднодоступных местах на значительном расстоянии от высоковольтной линии электропередачи.Fig. 3 shows a diagram of the implementation of the invention using the example of laying a linear section of an electrical network in hard-to-reach places at a considerable distance from a high-voltage power line.

Мобильная трансформаторная подстанция с быстровозводимой электрической сетью включает трансформатор 10(6)/0,4 кВ (1)распределительные устройства высшего (2) и низшего (3)напряжений типа RME, прибор учёта электрической энергии (на схеме не изображён), установленные на колесной основе с увеличенным дорожным просветом (4) для транспортировки и с возможностью соединения с малогабаритными и высокомобильными транспортными средствами. The mobile transformer substation with a quickly erected electrical network includes a 10(6)/0.4 kV transformer (1), high (2) and low (3) voltage distribution devices of the RME type, an electric energy meter (not shown in the diagram), installed on a wheeled base with increased ground clearance (4) for transportation and with the ability to connect to small-sized and highly mobile vehicles.

Силовой трансформатор 6(10)/0,4 кВ имеет трехстержневой стальной сердечник с расположенными там первичной и вторичной обмотки фазы А, В и С. Магнитные потоки трех фаз в симметричных режимах циркулируют в сердечнике трансформатора и не выходят за его пределы.The 6(10)/0.4 kV power transformer has a three-rod steel core with the primary and secondary windings of phases A, B and C located there. The magnetic fluxes of the three phases in symmetrical modes circulate in the transformer core and do not go beyond its limits.

Для цели настоящей заявки под увеличенным просветом понимается расстояние от уровня земли (опорной плоскости) до наиболее низко расположенного элемента конструкции автомобиля, исключая колёса (обычно это расстояние до картера или его защиты) от 200 до 450 мм. Более высокий просвет облегчает езду транспортного средства по бездорожью. For the purposes of this application, increased ground clearance is defined as the distance from ground level (the supporting plane) to the lowest structural element of the vehicle, excluding the wheels (usually this is the distance to the crankcase or its guard) from 200 to 450 mm. Higher ground clearance facilitates off-road driving.

Для достижения технического результата мобильная трансформаторная подстанция снабжена также силовым кабелем (4) с заданными характеристиками. Используемый силовой кабель содержит медную однопроволочную токопроводящую жилу сечением 2,5 мм2, имеющую микроструктуру меди с однонаправленным расположением ее зерен, полученную термопластичной деформацией путем волочения при температуре в инструменте в точке контакта 200-250 °С с применение охлаждающе-смазочной жидкости для заготовки и инструментов, с последующей термообработкой на проход при плавающей температуре около 350 °С, при одновременном воздействии электрического тока, имеющего напряжение 12-24 В и силу тока 2500 – 3500 ампер, причем поверх медной однопроволочной токопроводящей жилы нанесена силанольносшиваемая композиция на основе электроизоляционного материала с добавлением катализатора водной сшивки, поверх которой расположен экран из медной фольги. In order to achieve the technical result, the mobile transformer substation is also equipped with a power cable (4) with the specified characteristics. The power cable used contains a single-wire copper conductive core with a cross-section of 2.5 mm2, having a copper microstructure with a unidirectional arrangement of its grains, obtained by thermoplastic deformation by drawing at a temperature in the tool at the contact point of 200-250 °C with the use of a cooling and lubricating liquid for the workpiece and tools, with subsequent heat treatment per pass at a floating temperature of about 350 °C, with the simultaneous effect of an electric current having a voltage of 12-24 V and a current of 2500 - 3500 amperes, wherein a silane-crosslinkable composition based on an electrical insulating material with the addition of an aqueous crosslinking catalyst is applied over the copper single-wire conductive core, over which a copper foil screen is located.

Медная однопроволочная токопроводящая жила имеет гранецентрированную кристаллическую решетку с однонаправленными размерами зерна металла. На токопроводящую часть нанесена способом экструзии силанольносшиваемая композиция на основе электроизоляционного материала (например, полиэтилена) с добавлением катализатора водной сшивки, содержащего комплекс стабилизаторов, за счет чего обеспечивается стойкость к воздействию агрессивных факторов внешней среды, окислительной деструкции, а также высокая термостабильность при переработке, в зависимости от толщины изоляционного слоя от расчетной величины напряжения. Использование металла меди, имеющей микроструктуру с однонаправленным расположением ее зерен, полученную термопластичнойдеформацией путем волочения при температуре в инструменте в точке контакта 200-250 °С с применение охлаждающе смазочной жидкости для заготовки и инструментов, с последующей термообработкой на проход при плавающей температуре около 350 °С, при одновременном воздействии электрического тока, имеющего напряжение 12-24 В и силу тока 2500 – 3500 ампер.The single-wire copper conductive core has a face-centered crystal lattice with unidirectional metal grain sizes. A silane-crosslinkable composition based on an electrical insulating material (e.g., polyethylene) is extruded onto the conductive portion. This composition incorporates an aqueous crosslinking catalyst containing a complex of stabilizers. This ensures resistance to aggressive environmental factors, oxidative degradation, and high thermal stability during processing, depending on the thickness of the insulating layer and the calculated voltage. The use of copper metal, which has a microstructure with a unidirectional arrangement of its grains, obtained by thermoplastic deformation by drawing at a temperature in the tool at the point of contact of 200-250 °C with the use of a cooling lubricating liquid for the workpiece and tools, followed by heat treatment per pass at a floating temperature of about 350 °C, with the simultaneous action of an electric current having a voltage of 12-24 V and a current of 2500 - 3500 amperes.

Благодаря использованию данного силового кабеля обеспечивается возможность передачи мощности до 250 кВт по однопроволочной медной жиле диаметром 2,5 мм2 на расстояния до 10 км. Это возможно за счет того, что пропускается по токопроводящей части кабеля увеличенный электрический ток, зависящий от принятой величины напряжения, и передается большая мощность по проводнику малого сечения. То есть электрический ток, зависящий от высокой величины напряжения (10 000 Вольт) и минимальной силы тока (меньше 1 ампера) при постоянном сопротивление токопроводящей жилы. Тем самым осуществляется возможность передачи большой мощности через малое сечение токопроводящей жилы. This power cable enables transmission of up to 250 kW of power over a single-wire copper conductor with a diameter of 2.5 mm² over distances of up to 10 km. This is possible because the cable's conductive portion carries an increased electric current, dependent on the applied voltage, and transmits high power through a small-gauge conductor. This means that the electric current depends on a high voltage (10,000 volts) and minimal current (less than 1 ampere) with a constant conductor resistance. This enables the transmission of high power through a small conductor cross-section.

В статическом состоянии силовой кабель намотан на катушку облегченной конструкции (5), для осуществления прокладки электрической сети. In a static state, the power cable is wound onto a lightweight reel (5) to enable the installation of an electrical network.

Трансформатор (1), распределительные устройства высшего (2) и низшего (3) напряжений с прибором учёта электрической энергии выполнены с возможностью соединения друг с другом посредством силового кабеля (4). The transformer (1), high (2) and low (3) voltage distribution devices with an electric energy meter are designed with the possibility of being connected to each other by means of a power cable (4).

Распределительное устройство низшего напряжения (3) содержит внутри герметичного корпуса устройство автоматического ввода резерва (АВР) для резервирования потребителя и повышения надежности электроснабжения, и устройство перевода потребителей на стороне низшего напряжения на линейное напряжение при подключении к сети 6 кВ.The low-voltage distribution device (3) contains, inside a sealed housing, an automatic transfer switch (ATS) for consumer backup and increased reliability of power supply, and a device for transferring consumers on the low-voltage side to line voltage when connected to a 6 kV network.

Благодаря описанным характеристикам силового кабеля, его подключают непосредственно к линиям электропередачи (6) без их отключения (фиг.1). Due to the described characteristics of the power cable, it is connected directly to the power lines (6) without disconnecting them (Fig. 1).

Другой возможный вариант подключения силового кабеля подстанции к ЛЭП показан на фиг. 2, когда подключение осуществляют через ячейки карьерной наружной установки (7), включающей в состав выключатель и релейную защиту линии, к воздушной линии электропередачи. Another possible option for connecting the substation power cable to the power transmission line is shown in Fig. 2, when the connection is made through the cells of the open-pit mine installation (7), which includes a switch and relay protection for the line, to the overhead power transmission line.

Кроме того, подстанция выполнена с возможностью подключения с помощью кабеля (4) к нагрузке (8). In addition, the substation is designed with the possibility of connection via a cable (4) to a load (8).

Изобретение используют следующим образом. The invention is used as follows.

Силовым кабелем высокого напряжения (4)осуществляют прокладку кабельной линиипутем размотки с катушки (5) кабеля высокого напряжения на землю с одновременной транспортировкой подстанции к месту развертывания. Непосредственно в месте установки подстанции кабельнуюлинию через распределительное устройство высшего напряжения (2) подключаютпосредствомсоединения кконтактным наконечникам вводов высшего напряжения трансформатора 10(6)/0,4 кВ(1).Распределительное устройство низшего напряжения(3)соединяют с контактными наконечниками вводов низшего напряжения трансформатора(1)с помощью кабельной линии. Далее силовым кабелем(4)происходит подсоединение необходимой нагрузки(8) и осуществляется электроснабжение потребителей.The high-voltage power cable (4) is used to lay the cable line by unwinding the high-voltage cable from the reel (5) to the ground, while simultaneously transporting the substation to the deployment site. Directly at the substation installation site, the cable line is connected via the high-voltage switchgear (2) by connecting it to the high-voltage terminals of the 10(6)/0.4 kV transformer (1). The low-voltage switchgear (3) is connected to the low-voltage terminals of the transformer (1) via a cable line. The required load (8) is then connected via the power cable (4), and power is supplied to consumers.

Устройство автоматического ввода резерваосуществляет свою работу совместно с дизельными генераторными установками. В случае, когда подключение дизельных генераторных установок невозможно, устройство автоматического ввода резерва может быть выведено из работы персоналом.The automatic transfer switch operates in conjunction with diesel generator sets. If connecting to diesel generator sets is impossible, the automatic transfer switch can be disabled by personnel.

В случае необходимости подключения к электрической сети номинальным напряжением 6 кВ персоналом осуществляется переключение устройства в распределительном устройстве низшего напряжения (3)в режим перевода однофазных потребителей на линейное напряжение для нормального функционирования электрооборудования.If it is necessary to connect to an electrical network with a nominal voltage of 6 kV, personnel switch the device in the low-voltage switchgear (3) to the mode of transferring single-phase consumers to line voltage for the normal functioning of electrical equipment.

Устройствопредставляетсобой системумагнитных пускателей в едином корпусном исполнении, подключающее нейтральные провода ячеек распределительного устройства низшего напряжения к фазным проводам А, В и С таким образом, чтобы однофазные потребители электроснабжались соответствующим линейным напряжением (например, потребители, подключавшиеся к фазному проводу А и нейтральному проводу, при вводе в работу устройства будут подключены на разность фазных напряжений А и В). The device is a system of magnetic starters in a single housing design, connecting the neutral wires of the low-voltage distribution device cells to the phase wires A, B and C in such a way that single-phase consumers are supplied with the corresponding line voltage (for example, consumers connected to the phase wire A and the neutral wire, when putting the device into operation, will be connected to the difference in phase voltages A and B).

Прибор учета электрической энергии, расположенный на вводе в распределительное устройство низшего напряжения, используют для фиксации количества потреблённой электроэнергии.An electricity meter located at the input to a low-voltage switchgear is used to record the amount of electricity consumed.

После утраты потребности в электроснабжении мобильная подстанция может быть свернута в обратной последовательности после её отключения от стационарной электрической сети, например, воздушной линии электропередачи.After the loss of the need for power supply, the mobile substation can be shut down in the reverse order after it is disconnected from the stationary electrical network, for example, an overhead power line.

На фиг. 3 показан пример реализации изобретения. Представленные данные получены при проведении опытного тестирования подстанции. Fig. 3 shows an example of the invention's implementation. The data presented were obtained during experimental testing of the substation.

Модульная мобильная трансформаторная подстанция установлена на автомобильном прицепе размером 3500х1500 мм общим весом 1200 кг и состоит из:The modular mobile transformer substation is mounted on a 3500x1500 mm vehicle trailer with a total weight of 1200 kg and consists of:

высоковольтной ячейки РУ-10 кВ;high-voltage cell RU-10 kV;

трансформатора напряжения 10/0,4 кВ мощностью от 25 до 250 кВА;voltage transformer 10/0.4 kV with a capacity from 25 to 250 kVA;

распределительного силового щита 0,4 кВ; 0.4 kV power distribution board;

устройства быстрой размотки с кабельными барабанами;fast unwinding devices with cable drums;

кабеля Expert Class МИП-10 кВ 1х2,5 кв.мм. общей длиной 3000 м;Expert Class MIP-10 kV cable 1x2.5 sq.mm. with a total length of 3000 m;

сборных опор высотой 6 м – 20 шт. – комплекта заземления;prefabricated supports 6 m high – 20 pcs. – grounding kit;

комплекты соединительных и концевых муфт;sets of connecting and end couplings;

комплекта подключения под напряжением.live connection kit.

По сравнению с известными аналогами из уровня техники предлагаемая мобильная трансформаторная подстанция с быстровозводимой электрической сетьюбыла установленав сложнодоступных местах на расстоянии до точки подключения более 1 км. Compared to known analogues from the state of the art, the proposed mobile transformer substation with a quickly erected electrical network was installed in hard-to-reach places at a distance of more than 1 km from the connection point.

При этом запротоколированы следующие результаты:The following results were recorded:

подключение комплекта под напряжением 10/6/0,4 кВ;connection of the kit under voltage of 10/6/0.4 kV;

электрическая подключаемая мощность от 25 кВт до 250 кВт;electrical connected power from 25 kW to 250 kW;

скорость монтажа сети 10/6 кВ бригады из 4-6 чел. комбинированным способом составляет 5-10 км в день;the installation speed of a 10/6 kV network by a team of 4-6 people using a combined method is 5-10 km per day;

передача мощности 250 кВт напряжением 10 кВ – на расстояние до 5 км;transmission of 250 kW power at 10 kV voltage – over a distance of up to 5 km;

передача мощности 25 кВт напряжением 10 кВ – на расстояние до 50 км.transmission of 25 kW power at 10 kV voltage – over a distance of up to 50 km.

Крепление силового кабеля осуществлялось к ЛЭП без ее отключения при помощи предохранителя-разъединителя ПРВТ-10кВ, к стволам деревьев - на поддерживающих зажимах, через водные преграды при помощи поплавков, в других местах использовались сборные опоры Н=6000.The power cable was attached to the power transmission line without disconnecting it using a PRVT-10 kV fuse-disconnector, to tree trunks using support clamps, across water obstacles using floats, and in other places prefabricated supports of H=6000 were used.

Таким образом, предлагаемая конструкция мобильной трансформаторной подстанции с быстровозводимой электрической сетью обеспечивает организацию электроснабжением потребителей, при этом комплексно решены одновременно следующие вопросы: оперативность (без отключения линии электропередачи),подключение мобильной трансформаторной подстанции непосредственно к высоковольтной линии, проложение кабельной линии в труднодоступных местах, возможность подключение к стационарной электрической сети с различным номинальным классом напряжения 10 кВ или 6 кВ, исключена необходимость организации санитарной зоны, реализована возможность обеспечивать электричеством потребителя на расстоянии до точки подключения более 1 км. Thus, the proposed design of a mobile transformer substation with a quickly erected electrical network ensures the organization of electricity supply to consumers, while the following issues are comprehensively resolved simultaneously: efficiency (without disconnecting the power line), connection of the mobile transformer substation directly to the high-voltage line, laying of the cable line in hard-to-reach places, the possibility of connection to a stationary electrical network with different nominal voltage classes of 10 kV or 6 kV, eliminating the need to organize a sanitary zone, and the ability to provide electricity to consumers at a distance of more than 1 km from the connection point.

Claims (6)

1. Мобильная трансформаторная подстанция с быстровозводимой электрической сетью, включающая трансформатор на колесной основе с распределительными устройствами высшего и низшего напряжения, оборудованный прибором учета электрической энергии и с установленной катушкой для намотки силового кабеля, отличающаяся тем, что снабжена трансформатором с номинальным напряжением 10(6)/0,4 кВ с трехстержневым стальным сердечником с расположенными первичной и вторичной обмотками фаз А, В и С и силовым кабелем, включающим медную однопроволочную токопроводящую жилу сечением 2,5 мм2, имеющую гранецентрированную кристаллическую решетку с однонаправленными размерами зерна металла, полученную термопластичной деформацией, поверх которой нанесена силанольносшиваемая композиция на основе электроизоляционного материала с добавлением катализатора водной сшивки, поверх которой расположен экран из медной фольги, подключаемый к воздушной линии электропередачи 6-10 кВ, при этом кабель через распределительное устройство высшего напряжения подсоединен к контактным наконечникам вводов высшего напряжения трансформатора 10(6)/0,4 кВ, а распределительное устройство низшего напряжения подсоединено с контактными наконечниками вводов низшего напряжения трансформатора.1. A mobile transformer substation with a quickly erected electrical network, including a wheeled transformer with high and low voltage switchgear, equipped with an electric energy meter and with an installed reel for winding a power cable, characterized in that it is equipped with a transformer with a rated voltage of 10 (6) / 0.4 kV with a three-rod steel core with primary and secondary windings of phases A, B and C and a power cable including a copper single-wire conductive core with a cross-section of 2.5 mm 2 , having a face-centered crystal lattice with unidirectional metal grain sizes obtained by thermoplastic deformation, on top of which a silane-crosslinkable composition based on an electrical insulating material with the addition of an aqueous crosslinking catalyst is applied, on top of which a copper foil screen is located, connected to an overhead power line of 6-10 kV, wherein the cable through a higher voltage switchgear voltage is connected to the contact tips of the high-voltage inputs of the 10(6)/0.4 kV transformer, and the low-voltage switchgear is connected to the contact tips of the low-voltage inputs of the transformer. 2. Подстанция по п. 1, отличающаяся тем, что установлена на колесной основе с увеличенным дорожным просветом и с возможностью соединения с малогабаритными и высокомобильными транспортными средствами.2. A substation according to paragraph 1, characterized in that it is installed on a wheeled base with increased ground clearance and with the ability to connect to small-sized and highly mobile vehicles. 3. Подстанция по п. 1, отличающаяся тем, что на вводе в распределительное устройство низшего напряжения расположен прибор учёта электрической энергии.3. A substation according to paragraph 1, characterized in that an electric energy meter is located at the input to the low-voltage distribution device. 4. Подстанция по п. 1, отличающаяся тем, что распределительное устройство низшего напряжения оборудовано устройством автоматического ввода резерва.4. A substation according to paragraph 1, characterized in that the low-voltage distribution device is equipped with an automatic reserve input device. 5. Подстанция по п. 1, отличающаяся тем, что распределительное устройство низшего напряжения оборудовано устройством перевода однофазных потребителей на стороне низшего напряжения на линейное напряжение при подключении к сети 6 кВ, а также соединённым параллельно устройством автоматического ввода резерва.5. A substation according to paragraph 1, characterized in that the low-voltage distribution device is equipped with a device for transferring single-phase consumers on the low-voltage side to line voltage when connected to a 6 kV network, as well as an automatic reserve input device connected in parallel. 6. Подстанция по п. 1, отличающаяся тем, что силовой кабель подсоединен к нагрузке.6. A substation according to paragraph 1, characterized in that the power cable is connected to the load.
RU2024134967A 2024-11-22 Mobile transformer substation with a quick-assembly electrical network RU2847767C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2847767C1 true RU2847767C1 (en) 2025-10-15

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4562360A (en) * 1981-10-13 1985-12-31 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Mobile substation
RU145940U1 (en) * 2014-04-29 2014-09-27 Закрытое акционерное общество "ЧЕБОКСАРСКИЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАВОД" 35KW MOBILE TRANSFORMER COMPLETE SUBSTATION
RU2766318C1 (en) * 2020-10-18 2022-03-15 Акционерное общество "Чебоксарский электромеханический завод" Mobile transformer complete substation
RU215931U1 (en) * 2022-11-08 2023-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" MOBILE TRANSFORMER SUBSTATION

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4562360A (en) * 1981-10-13 1985-12-31 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Mobile substation
RU145940U1 (en) * 2014-04-29 2014-09-27 Закрытое акционерное общество "ЧЕБОКСАРСКИЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАВОД" 35KW MOBILE TRANSFORMER COMPLETE SUBSTATION
RU2766318C1 (en) * 2020-10-18 2022-03-15 Акционерное общество "Чебоксарский электромеханический завод" Mobile transformer complete substation
RU215931U1 (en) * 2022-11-08 2023-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" MOBILE TRANSFORMER SUBSTATION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11050357B2 (en) Modular multilevel power converter in which electronic components of the converter are arranged on different vehicles
RU2847767C1 (en) Mobile transformer substation with a quick-assembly electrical network
Cinieri et al. Deicing of the contact lines of the high-speed electric railways: Deicing configurations. Experimental test results
Chilvers et al. The use of 11 kV distance protection to increase generation connected to the distribution network
CN112102984A (en) Novel steel core ice melting insulated wire and ice melting system and method thereof
RU2824457C1 (en) Fast-deployed single-wire network
RU41201U1 (en) INSTALLATION FOR GLASS MELTING ON THE ELECTRIC TRANSMISSION AIR-LINES
Paul MV Cable Shield Grounding-Save Energy, Mitigate Cable Derating, and Avoid Cable Shield Corrosion
Al Riyami et al. Impact of installation of 400 kV shunt reactors on Oman grid
Alao et al. FAULTS ANALYSIS OF 33KV ELECTRICITY DISTRIBUTION SYSTEM IN THE ABEOKUTA BUSINESS HUB
Holm Economic aspects of DC power transmission
CN108281917B (en) An ultra-high voltage AC substation and its design method
Wikkerink et al. DC secondary distribution grids on future naval ships: a comparison with conventional AC distribution systems and their safety aspects
RavnÖU Recent modifications and additions to the johannesburg municipality's electricity distribution system
Thury et al. Discussion on “The transmission of electrical energy by continuous current on the series system”
D'Ajuz et al. Supplying small loads at reasonable cost
Mao et al. Design of grounding scheme for mobile substation
RU46979U1 (en) DEVICE FOR ELECTRIC SUPPLY OF NON-TRAFFIC CONSUMERS OF ELECTRIFIED RAILWAYS
Benato et al. 43 km double-circuit AC 380 kV submarine-land cables in Italy between Sicily and Calabria
Fairman et al. Recent Progress in Distribution Practise of the Brooklyn Edison Company, Inc.
Rokotyan et al. 400 kV transmission systems in the Soviet Union
Buck The buffalo high-tension cable distribution system
RU65303U1 (en) STATIONARY TRANSFORMER SUBSTATION
Spencer High voltage DC for resource development
Fennell Rural distribution