RU165524U1

RU165524U1 - COMPLETE TRANSFORMER SUBSTATION WITH ELECTRIC CAR CHARGING FUNCTION

Info

Publication number: RU165524U1
Application number: RU2016114186/07U
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Пилюгин
Original assignee: Публичное акционерное общество "МРСК Центра"
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2016-10-20

Abstract

1. Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) с возможностью зарядки электромобилей, в которой корпус имеет проемы для вентиляции, ввода/вывода соединительных и питающих высоковольтных и низковольтных кабельных линий и разделен на отсек распределительных устройств высшего напряжения, отсек распределительных устройств низкого напряжения, отсек силового трансформатора, отличающаяся тем, что дополнительно в корпусе выполнен отсек зарядной станции, при этом упомянутые отсеки изолированы друг от друга и разделены перегородками, а на наружной поверхности корпуса расположен по меньшей мере один антивандальный терминал подключения электромобилей к зарядной станции, который выполнен в виде навесного щита с размещенным в нем блоком контроля и индикации зарядной станции, на наружной поверхности щита расположены разъемы для подключения электромобиля к зарядной станции, причем в отсеке зарядной станции размещен шкаф с зарядной станцией, автоматическим выключателем и блоком промышленного логического контроллера для ограничения загрузки зарядной станции, соединенный с автоматическим выключателем.2. КТП по п.1, отличающаяся тем, что в отсеке распределительных устройств высшего напряжения расположено распределительное устройство с верхним вводом шин от башни воздушного ввода или с нижним вводом при вводе от кабельной линии, имеющее в своем составе коммутационный аппарат.3. КТП по п.1, отличающаяся тем, что в отсеке распределительных устройств низкого напряжения расположено вводно-распределительное устройство с верхним или нижним вводом кабельных линий от силового трансформатора и с выводом кабельных линий от1. A complete transformer substation (KTP) with the possibility of charging electric vehicles, in which the housing has openings for ventilation, input / output of connecting and supplying high-voltage and low-voltage cable lines and is divided into a compartment of high voltage switchgear, a compartment of low voltage switchgear, a compartment of a power transformer characterized in that the compartment of the charging station is additionally provided in the housing, wherein said compartments are isolated from each other and separated by partitions, and into at least one anti-vandal terminal for connecting electric vehicles to the charging station, which is made in the form of a hinged shield with a control unit and indication of the charging station located on it, on the outer surface of the shield are connectors for connecting the electric vehicle to the charging station, and in the charging compartment the station has a cabinet with a charging station, a circuit breaker and an industrial logic controller unit to limit the loading of the charging station, connected to a vyklyuchatelem.2-automatic. KTP according to claim 1, characterized in that in the compartment of the switchgear of higher voltage there is a switchgear with an upper input of tires from the tower of the air input or with a lower input when entering from a cable line, comprising a switching apparatus. KTP according to claim 1, characterized in that in the compartment of the low voltage switchgear is located input-distribution device with upper or lower input of cable lines from the power transformer and with the output of cable lines from

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к электроустановкам для преобразования и распределения электроэнергии переменного тока, в частности, к трехфазным распределительным устройствам для электроснабжения промышленных предприятий, жилищно-коммунальных и общественных объектов с возможностью зарядки электроэнергией аккумуляторных батарей электромобилей.The utility model relates to electrical installations for converting and distributing alternating current electric power, in particular, to three-phase switchgears for power supply to industrial enterprises, housing and communal services and public facilities with the possibility of charging electric batteries of electric vehicles.

Уровень техникиState of the art

В настоящее время с ростом популярности электромобилей возникает потребность в их периодической подзарядке и создании инфраструктуры зарядных станций. При этом создание отдельной инфраструктуры зарядных станций приводит к увеличению финансовых затрат на создание и размещение таких станций на определенной территории. Также для отдельной инфраструктуры зарядных станций их необходимо обеспечить преобразователями энергии с увеличенной мощностью, что требует использования различных охлаждающих средств, чтобы предотвратить их перегрев. Таким образом, такие зарядные станции имеют излишний шум при низкой энергетической эффективности и существует потребность в преодолении указанных проблем.Currently, with the increasing popularity of electric vehicles, there is a need for their periodic recharging and the creation of the infrastructure of charging stations. Moreover, the creation of a separate infrastructure of charging stations leads to an increase in financial costs for the creation and placement of such stations in a certain territory. Also, for a separate infrastructure of charging stations, they must be provided with energy converters with increased power, which requires the use of various cooling means to prevent their overheating. Thus, such charging stations have excessive noise with low energy efficiency and there is a need to overcome these problems.

Известны конструкции трансформаторных подстанций монтируемые по типовым проектам. Например, комплектная трансформаторная подстанция типа "киоск" (КТП), представляет собой электротехническое устройство для приема, преобразования по уровню напряжения при помощи силовых трансформаторов, передачи и распределения электрической энергии. КТП предназначено для обеспечения электроснабжения городских, коммунальных, сельскохозяйственных объектов, газовых и нефтяных месторождений. К оборудованию КТП предъявляются высокие качественные требования, в частности, оно должно быть прочным и устойчивым к внешнему воздействию, обладать высокими техническими показателями, а также соответствовать экологическим, противопожарным нормам.Known designs of transformer substations mounted on standard designs. For example, a complete kiosk-type transformer substation (KTP) is an electrical device for receiving, converting in voltage level using power transformers, transmitting and distributing electric energy. KTP is designed to provide electricity to urban, municipal, agricultural facilities, gas and oil fields. High quality requirements are imposed on KTP equipment, in particular, it must be durable and resistant to external influences, have high technical indicators, and also comply with environmental and fire safety standards.

Также из уровня техники, патент RU 130459 U1, известна зарядная станция, которая содержит: корпус, во внутренней полости которого расположены исполнительный и управляющий модуль, приемо-передающий модуль, устройство защитного отключения подачи электричества, средство для подключения зарядного кабеля электротранспорта, связанное с управляющим модулем, устройство идентификации пользователя, датчики перемещения и наклона корпуса станции для контроля и регистрации механического воздействия на корпус. Станция также содержит светодиодный модуль внешней индикации состояния станции, связанный с управляющим модулем и световое табло на внешней поверхности корпуса. Исполнительный модуль соединен с управляющим модулем и с розеткой для подключения зарядного кабеля электротранспорта к зарядной станции. Управляющий модуль выполнен как блок управления и блок анализа поступающей информации. На корпусе станции расположено гнездо для индивидуальной карты пользователя с устройством идентификации пользователя. Счетчик измеряет показатели электроэнергии в процессе зарядки электротранспорта и передает полученные значения на управляющий модуль и далее на удаленный сервер для обработки, учета и принятия диспетчерских решений для обеспечения возможности автоматического технологического управления зарядной станцией на основе данных о состоянии питающей электросети: перекос потребления по фазам, превышение реактивной составляющей заданного порога.Also, from the prior art, patent RU 130459 U1, a charging station is known which comprises: a housing in which an executive and a control module are located in an internal cavity, a transceiver module, a power cut-off protection device, means for connecting an electric vehicle charging cable connected to the control module, user identification device, displacement and tilt sensors of the station body for monitoring and recording mechanical effects on the body. The station also contains a LED module for external indication of the station status, associated with the control module and a light board on the outer surface of the housing. The executive module is connected to the control module and to a socket for connecting the charging cable of electric transport to the charging station. The control module is designed as a control unit and a block for analyzing incoming information. On the station case there is a slot for an individual user card with a user identification device. The meter measures electric power during charging of electric vehicles and transfers the obtained values to the control module and then to a remote server for processing, accounting and making dispatch decisions to enable automatic technological control of the charging station based on data on the state of the power supply network: phase imbalance, excess reactive component of a given threshold.

Недостатками такой зарядной станции является низкая эффективность и электробезопасность при эксплуатации.The disadvantages of such a charging station are low efficiency and electrical safety during operation.

Наиболее близким аналогом - прототипом по назначению и технической сущности к предложенной полезной модели является патент RU 2509667 С1, защищающий преобразовательную подстанцию электротранспорта, в которой зарядный терминал через канал связи дает запрос управляющему блоку на начало заряда. Управляющий блок через канал связи подает сигнал начала заряда блоку защиты и через канал связи источнику тока блока соответствующему зарядному терминалу. Напряжение, подаваемое на контактную сеть с выхода выпрямителя, попадает на рабочий вход источника тока через блок защиты. Инвертор источника тока преобразует постоянное напряжение в переменное с частотой, задаваемой сигналами на управляющем входе, подключенном по каналу связи к управляющему блоку, и на сигнальном входе, подключенном к датчику выходного тока. Переменное напряжение с выхода инвертора поступает на первичную обмотку развязывающего трансформатора и с его вторичной обмотки на вход выпрямителя, который преобразует переменное напряжение на входе в постоянное на выходе. Выход выпрямителя через датчик тока подключен к выходу источника тока. Уровень выходного постоянного напряжения на выходе источника тока задается сигналом на управляющем входе и сигналом от датчика тока на входе. Выход источника тока подключен к входу зарядного терминала. Зарядный ток задается управляющим блоком через управляющий вход и стабилизируется на заданном уровне по сигналу от датчика тока.The closest analogue - the prototype in purpose and technical nature of the proposed utility model is patent RU 2509667 C1, which protects the transformer substation of electric transport, in which the charging terminal through the communication channel requests the control unit to start charging. The control unit through the communication channel provides a signal of the beginning of charge to the protection unit and through the communication channel to the current source of the unit to the corresponding charging terminal. The voltage supplied to the contact network from the output of the rectifier goes to the working input of the current source through the protection unit. The inverter of the current source converts the direct voltage into alternating voltage with a frequency set by the signals at the control input connected via a communication channel to the control unit and at the signal input connected to the output current sensor. The alternating voltage from the inverter output goes to the primary winding of the decoupling transformer and from its secondary winding to the input of the rectifier, which converts the alternating voltage at the input to a constant at the output. The rectifier output through the current sensor is connected to the output of the current source. The level of the output DC voltage at the output of the current source is set by the signal at the control input and the signal from the current sensor at the input. The output of the current source is connected to the input of the charging terminal. The charging current is set by the control unit through the control input and stabilizes at a given level by a signal from the current sensor.

Такая подстанция хотя и использует инфраструктуру контактной сети, но также имеет низкую эффективность и электробезопасность при эксплуатации.Although this substation uses the contact network infrastructure, it also has low efficiency and electrical safety during operation.

Соответственно, необходимо разработать комплектную трансформаторную подстанцию с расширенными функциями зарядки для электромобилей на основе широко распространенной инфраструктуры распределительных электросетей. Это не требует создания инфраструктуры отдельно расположенных зарядных станций и позволяет обеспечить технический результат - высокий уровень безопасности эксплуатации, поскольку зарядная станция расположена максимально близко к преобразующему оборудованию электросети и не влияет на работу электрического оборудования потребителей. Таким образом, предложенная полезная модель позволяет устранить недостатки предшествующего уровня техники, расширить функциональные возможности и повысить равномерность энергопотребления.Accordingly, it is necessary to develop a complete transformer substation with advanced charging functions for electric vehicles based on the widespread distribution network infrastructure. This does not require the creation of infrastructure of separately located charging stations and allows to provide a technical result - a high level of operational safety, since the charging station is located as close as possible to the converting equipment of the mains and does not affect the operation of electrical equipment of consumers. Thus, the proposed utility model allows to eliminate the disadvantages of the prior art, expand the functionality and improve the uniformity of energy consumption.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Указанный технический результат достигается тем, что предложена КТП с возможностью зарядки электромобилей, где корпус состоит из крыши, основания и каркаса и имеет проемы: для вентиляции, ввода/вывода соединительных и питающих высоковольтных и низковольтных кабельных линий, при этом корпус разделен на отсек распределительных устройств высшего напряжения, отсек распределительных устройств низкого напряжения, отсек силового трансформатора, отличающаяся тем, что дополнительно в корпусе выполнен отсек зарядной станции, при этом упомянутые отсеки изолированы друг от друга и разделены перегородками, а наружной поверхности корпуса расположен по меньшей мере один антивандальный терминал подключения электромобилей к зарядной станции в виде навесного щита с размещенным в нем блоком контроля и индикации зарядной станции и с выведенными на наружную поверхность навесного щита разъемами для подключения электромобиля к зарядной станции.The specified technical result is achieved by the fact that KTP is proposed with the possibility of charging electric vehicles, where the case consists of a roof, base and frame and has openings: for ventilation, input / output of connecting and supplying high-voltage and low-voltage cable lines, while the case is divided into a switchgear compartment higher voltage compartment of the low voltage switchgear compartment of the power transformer, characterized in that in addition to the housing is made compartment of the charging station, while The compartments are isolated from each other and separated by partitions, and at least one anti-vandal terminal for connecting electric vehicles to the charging station is located in the form of a hinged shield with a control unit and display unit for the charging station and with connectors for the hinged shield connecting an electric vehicle to a charging station.

Предпочтительным вариантом осуществления является выполнение корпуса КТП из железобетона или сэндвич-панелей, состоящих из соединенных между собой двух внешних оцинкованных стальных профилей и промежуточного тепло и/или звукоизолирующего слоя между ними, а также в виде металлического корпуса.The preferred embodiment is the implementation of the housing of the transformer substation of reinforced concrete or sandwich panels, consisting of interconnected two external galvanized steel profiles and an intermediate heat and / or sound-insulating layer between them, as well as in the form of a metal case.

Предпочтительным вариантом осуществления является выполнение КТП, в которой отсеки имеют отдельные входы через двери с замками расположенными на соответствующей стороне корпуса.The preferred embodiment is the implementation of the KTP, in which the compartments have separate entrances through doors with locks located on the corresponding side of the housing.

Предпочтительным вариантом осуществления является выполнение КТП, в которой основание выполнено как цельносварная конструкция со сплошным настилом с жалюзи в отсеке силового трансформатора для естественного охлаждения трансформатора.The preferred embodiment is the implementation of KTP, in which the base is designed as an all-welded structure with a continuous flooring with shutters in the compartment of the power transformer for free cooling of the transformer.

Предпочтительным вариантом осуществления является выполнение КТП, в которой в отсеке распределительных устройств высшего напряжения расположено распределительное устройство с верхним вводом шин от башни воздушного ввода или с нижним вводом при вводе от кабельной линии, имеющее в своем составе коммутационный аппарат.The preferred embodiment is the implementation of the KTP, in which in the compartment of the switchgear of higher voltage there is a switchgear with an upper input of tires from the tower of the air input or with a lower input when entering from the cable line, which includes a switching device.

Предпочтительным вариантом осуществления является выполнение КТП, в которой в отсеке распределительных устройств низкого напряжения расположено вводно-распределительное устройство с верхним или нижним вводом кабельных линий от силового трансформатора и с выводом кабельных линий от распределительной секции как сверху так и снизу, имеющее в своем составе вводной коммутационный аппарат и коммутационные аппараты отходящих линий, шкафа питания зарядных станций, блока собственных нужд.The preferred embodiment is the implementation of the KTP, in which in the compartment of the low voltage switchgear is located the input-distribution device with the upper or lower input of cable lines from the power transformer and with the output of cable lines from the distribution section both above and below, incorporating an input switching apparatus and switching apparatus for outgoing lines, power cabinet for charging stations, auxiliary unit.

Предпочтительным вариантом осуществления является выполнение КТП, в которой зарядная станция выполнена как зарядная станция переменного и/или постоянного тока, питание зарядной станции производиться от шкафа питания зарядной станций, где расположен автоматический выключатель, соединенный с блоком промышленного логического контроллера для ограничения загрузки зарядной станции, а шкаф питания зарядной станций подключен кабельными линиями к вводно-распределительному устройству.The preferred embodiment is the implementation of the KTP, in which the charging station is designed as an AC and / or DC charging station, the charging station is supplied with power from the charging station power cabinet, where a circuit breaker is located, connected to the industrial logic controller unit to limit the loading of the charging station, and the power supply cabinet of the charging stations is connected by cable lines to the input-distribution device.

Таким образом, все отличительные от прототипа признаки предложенной полезной модели направлены на получение указанного технического результата.Thus, all the features distinguishing from the prototype of the proposed utility model are aimed at obtaining the specified technical result.

Проведенный анализ уровня техники и прототипа позволяет определить, что предложенное техническое решение, характеризующееся описанной совокупностью существенных признаков является новым, а возможность его использования в промышленности определяет его как промышленно применимым.The analysis of the prior art and the prototype allows us to determine that the proposed technical solution, characterized by the described set of essential features, is new, and the possibility of its use in industry defines it as industrially applicable.

Эти и другие аспекты предложенной полезной модели станут очевидными и будут объяснены со ссылками на чертеж и варианты осуществления, описанные в дальнейшем.These and other aspects of the proposed utility model will become apparent and will be explained with reference to the drawing and embodiments described hereinafter.

Перечень фигурList of figures

На фиг. 1-3 показан соответственно в разрезе спереди, сбоку и сверху КТП.In FIG. 1-3 are shown respectively in the context of the front, side and top of the KTP.

На фиг. 4-5 показан общий вид в разрезе спереди и сбоку КТП с установкой на фундаменте с применением стандартных фундаментных блоков.In FIG. Figure 4-5 shows a general sectional view of the front and side of the transformer substation with installation on the foundation using standard foundation blocks.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

На фиг. 1-3 показан общий вид КТП с возможностью зарядки электромобилей, в которой корпус состоит из крыши (1), боковых панелей (2), основания (3) и разделен на: отсек распределительных устройств (РУ) высшего напряжения (РУВН) РУ-10(6)кВ (4), отсек распределительных устройств низкого напряжения (РУНН) РУ-0,4кВ (5), отсек силового трансформатора (6), отсек зарядных станций (ЗС) (7). Все отсеки изолированы друг от друга и разделены перегородками (8) из негорючего материала внутри корпуса и имеют отдельные входы через двери или ворота с замками, расположенные на соответствующей стороне корпуса.In FIG. 1-3 shows a general view of KTP with the possibility of charging electric vehicles, in which the housing consists of a roof (1), side panels (2), a base (3) and is divided into: compartment of switchgear (RU) of high voltage (RUV) RU-10 (6) kV (4), compartment for low-voltage switchgear (LVRF) RU-0.4kV (5), compartment for power transformer (6), compartment for charging stations (ZS) (7). All compartments are isolated from each other and separated by partitions (8) of non-combustible material inside the case and have separate entrances through doors or gates with locks located on the corresponding side of the case.

Крыша (1) может быть выполнена как цельносварной каркас, покрытый металлическими листами или выполнена из профилированных металлических листов с защитным цинковым покрытием, соединенные между собой заклепками. Боковые панели (2) представляют собой трехслойные сэндвич-панели, состоящие из склеенных между собой двух внешних слоев и одного промежуточного слоя. Внешние слои представляют собой оцинкованный стальной профиль, на который с лицевой стороны наносится слой полимерного покрытия. Промежуточный тепло и/или звукоизолирующий слой представляет собой наполнитель, например, пенополиуретан, минеральную базальтовую вату и др. Боковые панели (2) могут иметь разборную конструкцию в виде каркаса с боковыми и торцевыми стенками, который образует вышеуказанные отсеки. В корпусе предусмотрены дверные проемы для установки дверей. Благодаря выполнению корпуса из сэндвич-панелей снижается вес и обеспечивается удобство обслуживания. Основание (3) представляет цельносварную конструкцию, верхняя часть имеет сплошной настил с жалюзи для естественного охлаждения трансформатора и имеет проем для вывода кабельных линий (КЛ) КЛ-0,4кВ от РУ-0,4кВ, закрытый листовой резиной. Как вариант крыша (1), боковые панели (2) и основание (3) выполнены на заводе как единая монолитная оболочка - конструкция из монолитного бетона.The roof (1) can be made as an all-welded frame covered with metal sheets or made of profiled metal sheets with a protective zinc coating, interconnected by rivets. Side panels (2) are three-layer sandwich panels, consisting of two outer layers glued together and one intermediate layer. The outer layers are a galvanized steel profile, on which a polymer coating layer is applied from the front side. The intermediate heat and / or soundproof layer is a filler, for example, polyurethane foam, mineral basalt wool, etc. The side panels (2) can have a collapsible structure in the form of a frame with side and end walls, which forms the above compartments. In the case there are doorways for installing doors. Thanks to the implementation of the body of the sandwich panels reduces weight and provides ease of maintenance. The base (3) is an all-welded structure, the upper part has a continuous flooring with shutters for natural cooling of the transformer and has an opening for the output of cable lines (KL) KL-0.4kV from RU-0.4kV, covered with sheet rubber. As an option, the roof (1), side panels (2) and the base (3) are made at the factory as a single monolithic shell - a structure of monolithic concrete.

В отсеке РУВН (4) расположено распределительное устройство 10(6)кВ, типа камеры сборные одностороннего обслуживания серии КСО-201.3 с верхним вводом шин от башни воздушного ввода или с нижним вводом при вводе кабельной линии, имеющее в своем составе коммутационный аппарат и с выводом шин для питания силового трансформатора. Внутри отсека располагаются предохранители, разъединитель.In the RUVN compartment (4) there is a 10 (6) kV switchgear, type of camera, prefabricated one-way service series KSO-201.3 with the top bus inlet from the air inlet tower or with the bottom inlet when entering the cable line, which includes a switching device and with output busbar for power transformer. Inside the compartment are fuses, a disconnector.

В отсеке РУНН (5) расположено вводно-распределительное устройство РУ-0,4кВ с верхним или нижним вводом кабельных линий от силового трансформатора и с выводом кабельных линий от распределительной секции как сверху так и снизу, имеющее в своем составе вводной коммутационный аппарат и коммутационные аппараты отходящих линий, шкафа питания зарядных станций, блока собственных нужд. Также расположен блок учета потребляемой электрической энергии, блок питания собственных нужд КТП.In the RUNN compartment (5), there is an RU-0.4kV input-distribution device with upper or lower input of cable lines from the power transformer and with cable lines output from the distribution section both above and below, incorporating an input switching device and switching devices outgoing lines, power cabinet charging stations, auxiliary unit. Also located is a metering block for consumed electric energy, a power supply unit for KTP own needs.

Башня воздушного ввода (10) КТП выполнена со съемными листами, в ней расположены шины 10(6)кВ, например, шины алюминиевые, сечением 50×5 мм. В верхней части конструкции расположены проходные изоляторы 10(6)кВ для подключения к ВЛ-10(6)кВ. Ограничители перенапряжений (ОПН) располагаются в конструкции башни воздушного ввода, параллельно проходным изоляторам.The KTP air input tower (10) is made with removable sheets; 10 (6) kV buses are located in it, for example, aluminum tires with a cross section of 50 × 5 mm. In the upper part of the structure there are 10 (6) kV bushing insulators for connection to the VL-10 (6) kV. Surge arresters (arrester) are located in the design of the tower air input, parallel to the bushing.

В отсеке ЗС (7) расположено оборудование зарядной станции переменного тока (11) (шкаф ЗС переменного тока) соединенное кабельными линиями (КЛ) с выводом КЛ-0,4кВ от распределительной секции РУНН. Как вариант, на фиг. 3 показано пунктиром, предусмотрено место для установки блока зарядной станции постоянного тока (12) соединенного КЛ с выводом КЛ-0,4кВ от распределительной секции РУНН.In the compartment ЗС (7) is located the equipment of the charging station of alternating current (11) (cabinet ЗС of alternating current) connected by cable lines (КЛ) with the output of КЛ-0,4кВ from the distribution section of the RUNN. Alternatively, in FIG. 3 is shown by a dotted line, a place is provided for the installation of a DC charging station block (12) of a connected cable with a cable output of 0.4 kV from the distribution section of the RUNN.

В корпусе КТП устанавливаются РУ-10(6)кВ на базе ячейки КСО РУ 0,4 кВ и другие щиты 0,4кВ. На заводе также выполняется: внутренний контур заземления с двумя выводами для присоединения к наружному контуру; высоковольтные шинные перемычки для соединения РУВН с силовым трансформатором; кабельные перемычки (КЛ) 0,4 кВ от силового трансформатора до вводного автоматического выключателя РУ 0,4 кВ; цепи освещения и вторичной коммутации. Перемычка ВН между РУ-10(6) кВ и силовым трансформатором выполняется, например, одножильными кабелями марки АПвПуг-10. Кабели прокладываются в клипах от РУ-10(6)кВ КТП до отсека силового трансформатора. Перемычка 0,4 кВ выполняется, например, одножильным кабелем ВВГнг-LS с креплением его в клипах по потолку трансформаторного отсека и отсека РУ-0,4кВ.RU-10 (6) kV are installed in the KTP case on the basis of the KSO RU cell of 0.4 kV and other 0.4 kV switchboards. The factory also performs: an internal ground loop with two leads for connection to the outer loop; high-voltage bus jumpers for connecting the switchgear with a power transformer; cable jumpers (CL) 0.4 kV from the power transformer to the input circuit breaker RU 0.4 kV; lighting and secondary switching circuits. The VN jumper between the RU-10 (6) kV and the power transformer is performed, for example, by single-core cables of the APvPug-10 brand. Cables are laid in clips from RU-10 (6) kV KTP to the power transformer compartment. The 0.4 kV jumper is performed, for example, by a single-core cable VVGNG-LS with its fastening in clips on the ceiling of the transformer compartment and the RU-0.4kV compartment.

Внутренний контур заземления КТП также выполняется на заводе. В качестве внешнего защитного заземляющего устройства (ВЗЗУ) используется контур заземления, состоящий из 19-ми вертикальных заземлителей, глубинных электродов - металлический стержень соединенных между собой горизонтальными заземлителями. ВЗЗУ обеспечивает нормируемое сопротивление растеканию тока Rн=40m; 20 м; 1 Ом; 0,66 Ом (в зависимости от типа питающей сети). ВЗЗУ рассчитано для грунта с удельным сопротивлением 100 Ом*м и выполняется общим для КТП с устанавливаемой концевой опорой ВЛ-10(6)кВ с разъединителем. Защита от перенапряжений осуществляется ОПН 10(6)кВ в составе башни воздушного ввода.The KTP internal ground loop is also performed at the factory. As an external protective grounding device (VZZU), a ground loop is used, consisting of 19 vertical ground electrodes, deep electrodes - a metal rod interconnected by horizontal ground electrodes. VZZU provides a normalized resistance to current spreading Rн = 40m; 20 m; 1 ohm; 0.66 Ohm (depending on the type of mains supply). VZZU designed for soil with a resistivity of 100 Ohm * m and is common for KTP with installed end support VL-10 (6) kV with a disconnector. Surge protection is carried out by an arrester of 10 (6) kV as part of an air input tower.

Принимая во внимание повышенные требования к электробезопасности, допустимое значение нормируемого сопротивления растеканию тока ВЗЗУ рассчитано исходя из значения напряжения прикосновения Uпр=20B (в соответствии ГОСТ 12.1.038-82 и ПУЭ). При изменении значения удельного сопротивления фунта необходимо откорректировать состав заземляющего устройства в части количества вертикальных заземлителей, для обеспечения нормируемого сопротивления растеканию тока Rн=4 Ом; 2 Ом; 1 Oм; 0,66 Ом.Taking into account the increased requirements for electrical safety, the permissible value of the normalized current spreading resistance of the VZZU is calculated based on the value of the contact voltage Upr = 20B (in accordance with GOST 12.1.038-82 and PUE). When changing the value of the resistivity of the pound, it is necessary to adjust the composition of the grounding device in terms of the number of vertical earthing switches, in order to provide a normalized current spreading resistance Rн = 4 Ohms; 2 ohm; 1 Ohm; 0.66 ohm.

В электрической части КТП содержит следующее оборудование: РУВН, например, КСО-201.3; двухобмоточный силовой трансформатор, например, ТМГэ-160/10(6); РУНН; оборудование собственных нужд (СН); оборудование зарядной станции. Также могут использоваться дополнительные защитные средства, например, комплект резиновых ковриков; инвентарная подставка; штанга оперативная до 10 кВ с крючком, тип ШО-10У1.In the electrical part of the KTP contains the following equipment: RUVN, for example, KSO-201.3; two-winding power transformer, for example, TMGE-160/10 (6); RUNN; equipment of own needs (SN); charging station equipment. Additional protective equipment may also be used, for example, a set of rubber mats; inventory stand; operational rod up to 10 kV with a hook, type SHO-10U1.

В качестве РУВН применяется камера сборная одностороннего обслуживания типа КСО-201.3, которая состоит из выключателя нагрузки ВНА-10(6)/630, предохранителя ПКТ-10(6)-20. В камере используются блокировки: от открывания двери при включенных главных ножах выключателя нагрузки (механическая); от включения заземляющих ножей при включенных главных ножах выключателя нагрузки, от включения главных ножей выключателя нагрузки при включенных заземляющих ножах (механическая).A single-sided service chamber type KSO-201.3 is used as a RUVN, which consists of a VNA-10 (6) / 630 load switch, a PKT-10 (6) -20 fuse. The camera uses locks: from opening the door when the main knives of the load switch are on (mechanical); from turning on the grounding knives when the main knives of the load switch are on, from turning on the main knives of the switch when the grounding knives are on (mechanical).

В КТП применяется силовой трансформатор 160 кВА; 250 кВА, например, серии ТМГэ (трехфазный, герметичный, с масляным охлаждением), схема соединения Y/Zh-11, что обеспечивает уменьшение потерь при несимметричном режиме работы трансформатора. Трансформатор предназначен для работы в электросетях 10(6)кВ в электроустановках в условиях умеренного климата и служат для понижения высокого напряжения питающей электросети до установленного уровня потребления.In KTP, a power transformer of 160 kVA is used; 250 kVA, for example, TMGE series (three-phase, hermetic, oil-cooled), Y / Zh-11 connection diagram, which ensures loss reduction during asymmetric operation of the transformer. The transformer is designed to operate in 10 (6) kV power grids in electrical installations in a temperate climate and are used to lower the high voltage of the power supply network to a specified level of consumption.

В качестве РУНН применяется сборка НН 380/220 В с вводом верхним КЛ-0,4кВ от силового трансформатора и с выводом КЛ-0,4кВ от распределительной секции как сверху так и снизу шкафа. РУ-0,4кВ комплектуется автоматическими выключателями, например, типа ВА04-31 Про и др., трансформаторами тока для учета потребляемой электрической энергии. В состав РУ-0,4кВ входит оборудование блока собственных нужд СН-ЭСС.As LVRN, the LV 380/220 V assembly is used with the input of the upper KL-0.4kV from the power transformer and with the output of KL-0.4kV from the distribution section both above and below the cabinet. RU-0.4kV is equipped with circuit breakers, for example, type VA04-31 Pro and others, current transformers for metering consumed electric energy. RU-0.4kV includes equipment of the auxiliary unit SN-ESS.

Основные компоненты зарядных стаций расположены во внутреннем объеме специального отсека и защищены от внешних факторов, в том числе от проявлений вандализма. В отсеке установлена зарядная станция (ЗС) (11), оборудование которой размещается в отдельном металлическом шкафу. Питание оборудования зарядной станции производиться от шкафа питания зарядной станций (ШПЗС), который соединен кабельными линиями (КЛ) с выводом КЛ-0,4кВ от распределительной секции РУНН. В ШПЗС установлен автоматический выключатель совместно с устройством ограничения загрузки зарядной станции (блок промышленного логического контроллера (ПЛК)).The main components of the charging stations are located in the internal volume of the special compartment and are protected from external factors, including from manifestations of vandalism. A charging station (ZS) (11) is installed in the compartment, the equipment of which is located in a separate metal cabinet. The charging station equipment is powered from the charging station power cabinet (ШПЗС), which is connected by cable lines (КЛ) to the КЛ-0,4кВ output from the distribution section of the LVFH. An automatic circuit breaker is installed in the ШПЗС together with the charging station load limiting device (industrial logic controller (PLC) block).

На фасаде КТП устанавливается терминал подключения электромобилей (9), представляющий из себя металлический щит, например, навесной с размещенным в нем оборудованием контроля и индикации и с выведенными на поверхность щита разъемами для подключения электромобилей. Зарядная станция предназначена для зарядки электромобилей через штепсельные разъемы под переменным напряжением до 240/400В, силой тока до 32/80А, частотой 50 Гц. Штепсельные разъемы зарядной станции оснащены современными элементами защиты от поражения электрическим током и блокировками от ошибочных действий. При этом возможно применение других зарядных станций имеющих функцию внешнего проводного управления.On the facade of the KTP, an electric vehicle connection terminal (9) is installed, which is a metal shield, for example, a hinged one with the monitoring and indication equipment located in it and with connectors for connecting electric vehicles brought to the surface of the shield. The charging station is designed to charge electric vehicles through plug-in connectors under alternating voltage up to 240 / 400V, current up to 32 / 80A, frequency 50 Hz. The plug connectors of the charging station are equipped with modern elements of protection against electric shock and interlocks from erroneous actions. In this case, it is possible to use other charging stations having the function of external wire control.

Зарядная станция обеспечивает регулирование потребляемой электромобилем мощности в зависимости от загрузки КТП. Так ПЛК зарядной станции получает информацию о токах, протекающих в цепи на выходе силового трансформатора. Информация поступает в ПЛК от токовых трансформаторов, измеряющих величины этих токов. ПЛК вычисляет мощность в общей цепи и сравнивает ее с заранее заданным максимальным значением. Если при зарядке электромобиля мощность на выходе трансформатора превышает заранее заданное максимальное значение, ПЛК посылает в зарядную станцию управляющий сигнал о снижении зарядного тока на такую величину, чтобы мощность на выходе трансформатора была меньше или равна максимальному значению. Снижение осуществляется дискретными значениями вплоть до полного отключения станции. При дальнейшем снижении мощности на выходе трансформатора из-за падения нагрузки на других фидерах ПЛК увеличит зарядный ток, но без превышения общей мощностью максимального значения.The charging station provides regulation of the power consumed by the electric vehicle depending on the load of the transformer substation. So the PLC of the charging station receives information about the currents flowing in the circuit at the output of the power transformer. Information is supplied to the PLC from current transformers that measure the magnitude of these currents. The PLC calculates the power in the common circuit and compares it with a predetermined maximum value. If, when charging an electric vehicle, the power at the transformer output exceeds a predetermined maximum value, the PLC sends a control signal to the charging station to reduce the charging current by such a value that the power at the transformer output is less than or equal to the maximum value. The reduction is carried out by discrete values until the station is completely turned off. With a further decrease in power at the transformer output due to a load drop on other feeders, the PLC will increase the charging current, but without exceeding the maximum power by the total power.

Зарядка электромобилей осуществляется предпочтительно: в режиме Mode 1, который использует «медленную» зарядку электромобилей (до 10 часов) посредством подключения через разъем к электросети переменного тока с напряжением до 230В и силой тока до 16А при однофазном подключении; и режиме Mode 3, который использует «медленную» или «стандартную» зарядку электромобилей в зависимости от способа подключения к электросети переменного тока с напряжением (до 230В и силой тока до 16А при однофазном подключении; до 400В силой тока до 32А при трехфазном подключении). Контроль процесса зарядки электромобиля осуществляется системой контроля, находящейся внутри зарядной станции.Charging electric vehicles is preferably carried out: in Mode 1, which uses “slow” charging of electric vehicles (up to 10 hours) by connecting through an outlet to an electrical outlet with voltage up to 230V and current up to 16A for single-phase connection; and Mode 3 mode, which uses “slow” or “standard” charging of electric vehicles, depending on the method of connecting to an AC mains with voltage (up to 230V and current up to 16A for single-phase connection; up to 400V current up to 32A for three-phase connection). The process of charging an electric vehicle is monitored by a control system located inside the charging station.

Для обеспечения безопасности пользователей зарядная станция соответствует ГОСТ Р МЭК 61851-1-2013 и ГОСТ Р МЭК 62196-1-2013. Оборудование зарядной станции позволяет производить работу при отклонениях значения напряжения питающей сети в диапазоне от 90В до 264В. Составляющие компоненты зарядной станции отвечают требованиям по устойчивости к воздействию помех в соответствии с ГОСТ Р 51318.22; ГОСТ Р 51357.6.2; ГОСТ Р 51527. Таким образом, зарядная станция обеспечивает: надежную измерительную систему потребления энергии для пользователя; доступ к зарядке конечного потребителя осуществляется посредством идентификационной карточки RFID; программируемое время работы зарядной станции с учетом анализа пиковых нагрузок городской электросети; защиту от превышения максимально допустимого тока кабеля, что предохраняет электромобиль от перегрузки, определяя тип подключенного к ЗС электромобиля.To ensure the safety of users, the charging station complies with GOST R IEC 61851-1-2013 and GOST R IEC 62196-1-2013. The equipment of the charging station allows you to work with deviations of the supply voltage in the range from 90V to 264V. The components of the charging station meet the requirements for immunity to interference in accordance with GOST R 51318.22; GOST R 51357.6.2; GOST R 51527. Thus, the charging station provides: a reliable measuring system of energy consumption for the user; access to end-user charging is through an RFID identification card; programmable operating time of the charging station, taking into account the analysis of peak loads of the urban power grid; protection against exceeding the maximum permissible cable current, which protects the electric vehicle from overload, determining the type of electric vehicle connected to the AP.

Оборудование собственных нужд (СН) КТП состоит из: блока питания СН КТП, систем электроосвещения, отопление и вентиляция и учета электроэнергии в КТП.Equipment for auxiliary needs (CH) KTP consists of: power supply CH KTP, electric lighting systems, heating and ventilation, and electricity metering in KTP.

Блок питания собственных нужд КТП (СН-ЭСС) располагается в составе РУ-0,4кВ КТП и осуществляет питание 220/380/12 В всех цепей собственных нужд подстанции, а также оборудования для осуществления пуско-наладочных работ (предусмотрена возможность присоединения внешних потребителей с номинальным током до 63А, подключаемых к лабораторным клеммам СН (клеммы выведены на фасад шкафа РУ-0,4кВ). Для защиты подключаемых к блоку СН цепей от перегрузки и коротких замыканий установлены автоматические выключатели на номинальные токи 63, 25, 16 и 6А. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала, розетка 220В подключена через устройство защитного отключения. Питание блока СН осуществляется от автоматического выключателя, расположенного в РУ-0,4кВ.The KTP auxiliary power supply unit (SN-ESS) is located as part of the RU-0.4kV KTP and supplies 220/380/12 V to all auxiliary circuits of the substation, as well as equipment for commissioning (it is possible to connect external consumers with rated current up to 63A, connected to laboratory SN terminals (the terminals are placed on the front of the RU-0.4kV cabinet). To protect the circuits connected to the CH unit against overload and short circuits, circuit breakers for rated currents 63, 25, 16 and 6A are installed. providing security staff, socket 220 is connected through a disconnecting device. CH Power unit carried by the circuit breaker disposed in the EN-0.4 kV.

Электроосвещение в КТП выполняется по схеме: а) рабочее напряжение ~ 220В, с настенными светильниками типа НПП03 со светодиодными лампами мощностью 6,5 Вт, типа 6,5 W Е27; б) ремонтное и переносное напряжение ~ 12В (проектом предусмотрено наличие переносного светильника, типа РВО-42, со шнуром 10 м). Питание внутреннего освещения отсеков КТП осуществляется от блока питания СН в составе РУ-0,4кВ.Electric lighting in the KTP is performed according to the scheme: a) operating voltage ~ 220V, with wall lamps of NPP03 type with LED lamps with a power of 6.5 W, type 6.5 W E27; b) repair and portable voltage ~ 12V (the project provides for a portable lamp, type RVO-42, with a cord of 10 m). The internal lighting of the KTP compartments is powered from the power supply unit SN as part of the RU-0.4kV.

Отопление и вентиляция в отсеках КТП осуществляется печами, например, типа Etalon 05UB, управление которыми осуществляется в автоматическом режиме, посредством встроенных электронных термостатов или в ручном режиме обслуживающим персоналом. Предпочтительно печи устанавливаются в отсек РУНН и отсек зарядных станций. Режим работы системы отопления должен обеспечивать температуру в отсеках не ниже 5°C. Вентиляция трансформаторной камеры КТП выполнена естественной с жалюзийными решетками для притока холодного и оттока горячего воздуха.Heating and ventilation in the compartments of the KTP is carried out by furnaces, for example, of the Etalon 05UB type, which are controlled automatically, by means of built-in electronic thermostats or manually by maintenance personnel. Preferably, the furnaces are installed in the RUNN compartment and the charging station compartment. The operating mode of the heating system must ensure that the temperature in the compartments is not lower than 5 ° C. The ventilation of the transformer chamber of the KTP is made natural with louvres for the influx of cold and outflow of hot air.

Учет электроэнергии в КТП производится на вводе в РУ 0,4 кВ, где устанавливаются сертифицированные и рекомендованные к применению энергосбытовыми организациями для учета трансформаторы тока. Вторичные выводы трансформаторов тока подключаются к счетчику электрической энергии, который установлен в отдельном шкафу учета (напольного исполнения ШУ), который устанавливается отсеке РУНН. Для подключения счетчика электрической энергии в шкафу учета установлена испытательная коробка.Electricity metering in KTP is made at the input of 0.4 kV in the RU, where certified and recommended for use by energy sales organizations for metering current transformers are installed. The secondary terminals of current transformers are connected to an electric energy meter, which is installed in a separate metering cabinet (floor-mounted version ШУ), which is installed in the RUNN compartment. To connect an electric energy meter, a test box is installed in the metering cabinet.

Также учет потребляемой электрической энергии производится на отходящих линиях к зарядным станциям, на отходящих линиях, питающих потребителей 0,4кВ КТП, где устанавливаются сертифицированные и рекомендованные энергосбытовыми организациями для коммерческого учета трансформаторы тока.The metering of consumed electric energy is also carried out on the outgoing lines to charging stations, on the outgoing lines supplying consumers with 0.4 kV KTP, where current transformers certified and recommended by energy sales organizations for commercial metering are installed.

Вторичные выводы трансформаторов тока подключаются к счетчикам электрической энергии (счетчику ЗС переменного тока и к счетчику ЗС постоянного тока соответственно при использовании ЗС постоянного тока; к счетчику отходящей линии 1, 2, 3, которые установлены в шкафу учета (ГПУ) напольного исполнения), совместно с прибором учета потребляемой электроэнергии на вводе КТП. Для подключения счетчиков в щите учета установлены испытательные коробки. Подвод электроэнергии к электротехническому оборудованию осуществляется через указанные кабели и системы сборных шин.The secondary terminals of current transformers are connected to electric energy meters (AC AC meter and DC DC meter, respectively, when using DC DC); to the meter of the outgoing line 1, 2, 3, which are installed in the metering cabinet (GPU), floor-mounted), together with a metering device for consumed electricity at the input of KTP. To connect the meters, test boxes are installed in the metering board. The supply of electricity to electrical equipment is carried out through these cables and busbar systems.

На фиг. 4 и 5 показан общий вид КТП установленной на фундаменте с применением стандартных фундаментных блоков. КТП на объекте устанавливается на заранее подготовленном фундаменте, выполненном в соответствии с проектом. В подземно-цокольном пространстве могут размещаться технологические полости для обслуживания КТП и размещения элементов оборудования. Под конструкцией КТП необходимо предусмотреть вводной котлован для вывода отходящих КЛ-0,4кВ в трубы.In FIG. 4 and 5 show a general view of the transformer substation installed on the foundation using standard foundation blocks. KTP at the facility is installed on a pre-prepared foundation, made in accordance with the project. In the underground basement space technological cavities can be placed for maintenance of the transformer substation and placement of equipment items. Under the design of KTP, it is necessary to provide an input pit for the output of the outgoing KL-0.4kV into the pipes.

Характерными особенностями КТП являются: применение современного, надежного и безопасного в эксплуатации электрооборудования; предмонтажная проверка и наладка электрооборудования; относительно малые габариты; высокая прочность конструкции при сравнительно небольшом весе; простота конструкции и удобство монтажа на объекте.Characteristic features of KTP are: the use of modern, reliable and safe electrical equipment in operation; pre-installation inspection and adjustment of electrical equipment; relatively small dimensions; high structural strength with relatively low weight; simplicity of design and ease of installation at the facility.

Вышеупомянутые варианты осуществления полезной модели не являются исчерпывающими и приведены только с целью пояснения и подтверждения возможности ее промышленной применимости. Специалисты в данной области техники способны создавать альтернативные варианты ее осуществления без отрыва от объема приложенной формулы, но в пределах сущности полезной модели, отраженной в описании.The above-mentioned embodiments of the utility model are not exhaustive and are given only for the purpose of explaining and confirming the possibility of its industrial applicability. Specialists in the art are able to create alternative options for its implementation without interruption from the scope of the applied formula, but within the essence of the utility model reflected in the description.

Claims

1. A complete transformer substation (KTP) with the possibility of charging electric vehicles, in which the housing has openings for ventilation, input / output of connecting and supplying high-voltage and low-voltage cable lines and is divided into a compartment of high voltage switchgear, a compartment of low voltage switchgear, a compartment of a power transformer characterized in that the compartment of the charging station is additionally provided in the housing, wherein said compartments are isolated from each other and separated by partitions, and into at least one anti-vandal terminal for connecting electric vehicles to the charging station, which is made in the form of a hinged shield with a control unit and indication of the charging station located on it, on the outer surface of the shield are connectors for connecting the electric vehicle to the charging station, and in the charging compartment the station has a cabinet with a charging station, a circuit breaker and an industrial logic controller unit to limit the loading of the charging station, connected to a -automatic switch.

2. KTP according to claim 1, characterized in that in the compartment of the switchgear of higher voltage there is a switchgear with an upper input of tires from the tower of the air input or with a lower input when entering from the cable line, which includes a switching device.

3. KTP according to claim 1, characterized in that in the compartment of the low voltage switchgear is located an input-distribution device with upper or lower input of cable lines from the power transformer and with the output of cable lines from the distribution section both above and below, having The composition includes an introductory switching device and switching devices of outgoing lines, a cabinet of power supply for charging stations, an auxiliary unit.

4. KTP according to claim 3, characterized in that the cabinet from the charging stations is connected by cable lines to the input-distribution device.

5. KTP according to claim 1, characterized in that the charging station is designed as a charging station of alternating and / or direct current.

6. KTP according to claim 1, characterized in that the said compartments have separate entrances through doors with locks, which are located on the corresponding side of the housing.

7. KTP according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the housing is made of concrete.

8. KTP according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the housing is made of sandwich panels.

9. KTP according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the housing is made of metal.

10. KTP under item 8, characterized in that the sandwich panels consist of interconnected two external galvanized steel profiles and an intermediate heat and / or sound insulating layer between them.