Электрическая подстаниция — электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, распределительных и вспомогательных устройств[1].
Сам термин подстанция возник на заре формирования больших сетей, когда каждая подстанция была частью своей электростанции и полностью от неё зависела[источник не указан 278 дней].
Основные элементы электроподстанций:
- Силовые трансформаторы, автотрансформаторы.
- Вводные конструкции для воздушных и кабельных линий электропередачи.
- Открытые (ОРУ) и закрытые (ЗРУ) распределительные устройства, включая:
- Системы и секции шин;
- Силовые выключатели;
- Разъединители;
- Измерительное оборудование (измерительные трансформаторы тока и напряжения, измерительные приборы);
- Оборудование ВЧ-связи между подстанциями (конденсаторы связи, фильтры присоединения);
- Токоограничивающие, регулирующие устройства (конденсаторные батареи, реакторы, фазовращатели и пр.).
- Преобразователи частоты, рода тока (выпрямители).
- Система питания собственных нужд подстанции:
- Трансформаторы собственных нужд;
- Щит переменного тока;
- Аккумуляторные батареи;
- Щит постоянного (оперативного) тока;
- Дизельные генераторы и другие аварийные источники энергии (на крупных и особо важных подстанциях).
- Системы защиты и автоматики:
- Устройства релейной защиты и противоаварийной автоматики для силовых линий, трансформаторов, шин.
- Автоматическая система управления.
- Система телемеханического управления.
- Система технического и коммерческого учёта электроэнергии.
- Система технологической связи энергосистемы и внутренней связи подстанции.
- Система заземления, включая заземлители и контур заземления.
- Молниезащитные сооружения.
- Вспомогательные системы:
- Система вентиляции, кондиционирования, обогрева.
- Система автоматического пожаротушения.
- Система освещения территории.
- Система охранно-пожарной сигнализации, управления доступом.
- Система технологического и охранного видеонаблюдения.
- Устройства плавки гололёда на воздушных линиях.
- Системы аварийного сбора масла.
- Системы питания маслонаполненных кабелей.
- Бытовая, ливневая канализация, водопровод.
- Бытовые помещения, склады, мастерские и пр.
Классификация подстанций
Функционально
Делятся на трансформаторные и преобразовательные:
- Трансформаторные подстанции - подстанции, предназначенные
для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию
другого напряжения при помощи трансформаторов.
- Преобразовательные подстанции - подстанции, предназначенные для преобразования рода тока или его частоты.
Электрическое распределительное устройство, не входящее в состав подстанции, называется распределительным пунктом.
Преобразовательная подстанция, предназначенная для преобразования
переменного тока в постоянный и последующего преобразования постоянного
тока в переменный исходной или иной частоты называется вставкой постоянного тока.
По значению в системе электроснабжения
Делятся на главные понизительные подстанции, подстанции глубокого ввода, тяговые подстанции
для нужд электрифицированного транспорта, трансформаторные подстанции
10(6) кВ (ТП). Последние называются цеховыми подстанциями в
промышленных сетях, городскими - в городских сетях.
В зависимости от места и способа присоединения подстанции к электрической сети
Нормативные документы не устанавливают классификации подстанций по
месту и способу присоединения к электрической сети. Однако ряд
источников даёт классификацию исходя из применяющихся типов
конфигурации сети и возможных схем присоединения подстанций.
- тупиковые - питаемые по одной или двум радиальным линиям
- ответвительные - присоединяемые к одной или двум проходящим линиям на ответвлениях
- проходные - присоединяемые к сети путём захода одной линии с двухсторонним питанием
- узловые - присоединяемые к сети не менее чем тремя питающими линиями
Ответвительные и проходные подстанции объединяют понятием промежуточные,
которое определяет размещение подстанции между двумя центрами питания
или узловыми подстанциями. Проходные и узловые подстанции, через шины
которых осуществляются перетоки мощности между узлами сети, называют транзитными. Также используется термин "опорная подстанция",
который как правило обозначает подстанцию более высокого класса
напряжения по отношению к рассматриваемой подстанции или сети. В связи
с тем, что ГОСТ 24291-90 определяет опорную подстанцию как "подстанцию,
с которой дистанционно управляются другие подстанции электрической сети
и контролируется их работа", для указанного выше значения
целесообразнее использовать термин "центр питания".
По месту размещения
Делятся на открытые и закрытые.
- Открытой подстанцией называется подстанция, оборудование которой расположено на открытом воздухе.
- Закрытой - подстанция, оборудование которой расположено в здании.
Электроподстанции могут располагаться на открытых площадках, в
закрытых помещениях (ЗТП - закрытая трансформаторная подстанция), под
землёй и на опорах (МТП - мачтовая трансформаторная подстанция), в
специальных помещениях зданий-потребителей. Встроенные подстанции —
типичная черта больших зданий и небоскрёбов.
Повышающие и понижающие подстанции
Подстанция, в которой стоят повышающие трансформаторы, повышает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения силы тока, в то время как понижающая подстанция уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока.
Необходимость в повышении передаваемого напряжения возникает в целях экономии металла, используемого в проводах ЛЭП. Действительно, необходимая площадь сечения проводов определяется только силой проходящего тока и отсутствием возникновения коронного разряда.
Также уменьшение силы проходящего тока влечёт за собой уменьшение
потери энергии, которая находится в прямой квадратичной зависимости от
значения силы тока. С другой стороны, чтобы избежать высоковольтного
электрического пробоя, применяются специальные меры: используются
специальные изоляторы, провода
разносятся на достаточное расстояние и т. д. Основная же причина
повышения напряжения состоит в том, что чем выше напряжение, тем
большую мощность и на большее расстояние можно передать по линии
электропередачи.
|