Что такое подстанция электрическая: Подстанция электрическая — это… Что такое Подстанция электрическая?

Что такое подстанция электрическая? Электрические подстанции и распределительные устройства

Специалисты по электротехнике знают, что собой представляют электрические станции и подстанции, для чего они предназначены и как устроены. Им известно, как рассчитать их мощность и все необходимые параметры, такие как число витков, сечение провода и размеры магнитопровода. Этому учат студентов в технических вузах и техникумах. Люди с гуманитарным образованием догадываются, что сооружения, часто стоящие особняком в виде домиков без окон (их любят раскрашивать любители граффити), нужны для энергоснабжения домов и предприятий, и проникать в них не следует, об этом красноречиво говорят устрашающие эмблемы в виде черепов и молний, прикрепленные к опасным объектам. Возможно, многим и не нужно больше знать, но информация лишней не бывает.

Немного физики

Электроэнергия — это товар, за который надо платить, и очень обидно, если она расходуется напрасно. А это, как при любом производстве, неизбежно, задача состоит лишь в том, чтобы напрасные потери уменьшить. Энергия равна мощности, умноженной на время, поэтому в дальнейших рассуждениях можно оперировать этим понятием, так как время течет постоянно, и повернуть его назад, как поется в песне, невозможно. Электрическая мощность же, в грубом приближении, без учета реактивных нагрузок, равна произведению напряжения на ток. Если рассматривать ее подробнее, в формулу попадет косинус фи, определяющий соотношение потребленной энергии с полезной ее составляющей, называемой активной. Но этот важный показатель не имеет прямого отношения к вопросу о том, зачем нужна подстанция. Электрическая мощность, таким образом, зависит от двух главных участников законов Ома и Джоуля-Ленца, напряжения и тока. Малый ток и высокое напряжение могут образовывать такую же мощность, как и наоборот, большой ток и низкое напряжение. Казалось бы, какая разница? А она есть, и очень большая.

Нагревать воздух? Увольте!

Итак, если воспользоваться формулой активной мощности, то получится следующее:

• P = U x I, где:

  U – напряжение, измеряемое в Вольтах;
  I – ток, измеряемый в Амперах;
  P – мощность, измеряемая в Ваттах или Вольт-амперах.

Но есть и еще одна формула, описывающая упоминавшийся уже закон Джоуля-Ленца, согласно которой тепловая мощность, выделяемая при прохождении тока, равна квадрату его величины, умноженной на сопротивление проводника. Нагревать окружающий линию электропередачи воздух — значит, зря расходовать энергию. А уменьшить эти потери можно теоретически двумя способами. Первый из них предполагает уменьшение сопротивления, то есть утолщение проводов. Чем больше сечение, тем меньше сопротивление, и наоборот. Но расходовать металл зря тоже не хочется, он дорогой, медь все-таки. К тому же двойной расход материала проводника приведет не только к удорожанию, но и к утяжелению, что, в свою очередь, повлечет увеличение трудоемкости монтажа высотных линий. И опоры потребуются более мощные. А потери снизятся только вдвое.

Решение

Чтобы уменьшить нагрев проводов при передаче энергии, нужно снизить величину проходящего тока. Это совершенно ясно, ведь его снижение вдвое приведет к уменьшению потерь вчетверо. А если в десять раз? Зависимость квадратичная, значит, убытки станут в сто раз меньше! Но мощность должна «качаться» та же, которая нужна совокупности потребителей, ожидающих ее на другом конце ЛЭП, идущей от электростанции иногда за сотни километров. Напрашивается вывод о том, что необходимо увеличить напряжение во столько же раз, во сколько уменьшен ток. Трансформаторная подстанция в начале линии передачи как раз для этого и предназначена. Из нее выходят провода под очень большим напряжением, измеряемым десятками киловольт. На протяжении всего расстояния, отделяющего ТЭС, ГЭС или АЭС от того населенного пункта, куда она адресована, энергия путешествует с малым (относительно) током. Потребителю же нужно получить мощность с заданными стандартными параметрами, которые в нашей стране соответствуют 220 вольтам (или 380 V межфазным). Теперь нужна не повышающая, как на входе ЛЭП, а понижающая подстанция. Электрическая энергия поступает на распределительные устройства для того, чтобы в домах горел свет, а на заводах крутились роторы станков.

Что в будке?

Из вышесказанного ясно, что самая главная деталь в подстанции — это трансформатор, причем обычно трехфазный. Их может быть несколько. Например, трехфазный трансформатор можно заменить тремя однофазными. Большее количество может быть обусловлено высокой мощностью потребления. Конструкция этого устройства бывает различной, но в любом случае она имеет внушительные размеры. Чем большая мощность отводится потребителю, тем серьезнее выглядит сооружение. Устройство электрической подстанции, тем не менее, сложнее, и включает в себя не только трансформатор. Здесь же находится оборудование, предназначенное для коммутации и защиты дорогостоящего агрегата, а также чаще всего и для его охлаждения. Еще электрическая часть станций и подстанций содержит распределительные щиты, снабженные контрольно-измерительной аппаратурой.

Трансформатор

Главная задача этого сооружения – донести энергию до потребителя. Перед отправкой напряжение нужно повысить, а после ее получения понизить до стандартного уровня.

При всем том, что схема электрической подстанции включает множество элементов, главным из них является все же трансформатор. Принципиальной разницы между устройством этого изделия в обычном блоке питания бытового прибора и промышленными образцами высокой мощности нет. Трансформатор состоит из обмоток (первичной и вторичной) и магнитопровода, сделанного из ферромагнетика, то есть материала (металла), усиливающего магнитное поле. Расчет этого устройства – вполне стандартная учебная задача для студента технического вуза. Главное отличие трансформатора подстанции от его менее мощных аналогов, бросающееся в глаза, помимо размеров, состоит в наличии системы охлаждения, представляющей собой совокупность масляных трубопроводов, опоясывающих греющиеся обмотки. Проектирование электрических подстанций, однако, задача непростая, так как необходим учет многих факторов, начиная от климатических условий и заканчивая характером нагрузки.

Тяговые мощности

Не только жилые дома и предприятия потребляют электроэнергию. Здесь все ясно, нужно подать 220 Вольт переменного тока относительно нейтральной шины или 380 В между фазами с частотой 50 Герц. Но есть еще и городской электротранспорт. Трамваям и троллейбусам требуется напряжение не переменное, а постоянное. Причем разное. На контактном проводе трамвая должно быть 750 Вольт (относительно земли, то есть рельсов), а троллейбусу требуется на одном проводнике ноль и 600 Вольт постоянного тока на другом, резиновые протекторы колес являются изоляторами. Значит, нужна отдельная очень мощная подстанция. Электрическая энергия на ней преобразуется, то есть выпрямляется. Мощность ее очень большая, ток в цепи измеряется тысячами Ампер. Такое устройство называется тягловым.

Защита подстанции

И трансформатор, и мощное выпрямительное устройство (в случае с тягловыми источниками электропитания) стоит дорого. Если возникнет аварийная ситуация, а именно короткое замыкание, в цепи вторичной обмотки (а следовательно, и первичной) появится ток. Значит, сечение проводников не рассчитано. Электрическая трансформаторная подстанция начнет нагреваться за счет резистивного тепловыделения. Если не предусмотреть такой сценарий развития событий, то в результате короткого замыкания в любой из периферийных линий провод обмоток расплавится или сгорит. Чтобы этого не произошло, применяются различные методы. Это дифференциальная, газовая и максимальная токовая защиты.

Дифференциальная производит сравнение величин тока в цепи и вторичной обмотке. Газовая защита срабатывает при появлении в воздушной среде продуктов горения изоляции, масла и проч. Токовая защита отключает трансформатор при превышении током максимально установленного значения.

Трансформаторная подстанция автоматически должна отключиться также в случае удара молнии.

Виды подстанций

Они бывают разными по мощности, по назначению и устройству. Те из них, которые служат только для повышения или понижения напряжения, называются трансформаторными. Если требуется также изменение других параметров (выпрямление или частотная стабилизация), то подстанция называется преобразующей.

По своему архитектурному исполнению ПС бывают пристроенными, встроенными (примыкающими к основному объекту), внутрицеховыми (находящимися внутри производственного помещения) или представлять собой отдельно стоящее вспомогательное здание. В некоторых случаях, когда не требуется высокая мощность (при организации энергоснабжения небольших населенных пунктов), применяется мачтовая конструкция подстанций. Иногда для размещения трансформатора используются опоры ЛЭП, на которых монтируется все необходимое оборудование (предохранители, разрядники, разъединители и проч.).

Электрические сети и подстанции классифицируются по напряжению (до 1000 кВ или более, то есть высоковольтные) и мощности (например, от 150 ВА до 16 тыс. кВА).

По схематическому признаку наружного подключения подстанции бывают узловыми, тупиковыми, проходными и ответвительными.

Внутри камеры

Пространство внутри подстанции, в котором расположены трансформаторы, шины и аппаратура, обеспечивающая работу всего устройства, называется камерой. Она может быть огражденной или закрытой. Разница между способами отчуждения ее от окружающего пространства невелика. Закрытая камера представляет собой полностью изолированное помещение, а огражденная находится за несплошными (сетчатыми или решетчатыми) стенами. Изготавливаются они, как правило, промышленными предприятиями по типовым проектам. Обслуживание систем энергоснабжения производит обученный персонал, имеющий допуск и необходимую квалификацию, подтвержденную официальным документом о разрешении работать на высоковольтных линиях. Оперативное наблюдение за работой подстанции осуществляет дежурный электрик или энергетик, находящийся возле главного распределительного щита, который может располагаться удаленно от ПС.

Распределение

Есть еще одна важная функция, которую выполняет силовая подстанция. Электрическая энергия распределяется между потребителями согласно их нормам, а кроме этого, загруженность трех фаз должна быть как можно более равномерной. Для того чтобы эта задача успешно решалась, существуют распределительные устройства. РУ работают на одном напряжении и содержат аппараты, осуществляющие коммутацию и защиту линий от перенагрузки. С трансформатором РУ соединены предохранителями и прерывателями (однополюсными, по одному на каждую фазу). Распределительные устройства по месту размещения подразделяются на открытые (расположенные на открытом воздухе) и закрытые (находящиеся внутри помещения).

Безопасность

Все работы, производимые в электрической подстанции, относятся к разряду особо рискованных, поэтому требуют чрезвычайных мер по обеспечению безопасности труда. В основном ремонт и обслуживание производятся при полном или частичном обесточивании. После того как напряжение будет отключено (электрики говорят «снято»), при условии наличия всех необходимых допусков, токоведущие шины заземляются во избежание случайного включения. Для этого же предназначены и предупредительные таблички «Работают люди» и «Не включать!». Персонал, обслуживающий высоковольтные подстанции, систематически проходит обучение, а навыки и полученные знания периодически контролируются. Допуск № 4 дает право выполнять работы на электроустановках свыше 1 кВ.

Электрическая подстанция — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

ОРУ подстанции 110/35/6 кВ, г. Лянтор Комплектная трансформаторная подстанция мачтового типа (обычно используются в сельской местности) Абонентские трансформаторы, США. По классификации СНГ данная конструкция является столбовой трансформаторной подстанцией (СТП)

Электри́ческая подста́нция — электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, распределительных и вспомогательных устройств^[1].

Назначение

Подстанция, в которой стоят повышающие трансформаторы, повышает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения силы тока, в то время как понижающая (или понизительная) подстанция уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока.

Необходимость в повышении передаваемого напряжения возникает в целях многократной экономии металла, используемого в проводах ЛЭП, и уменьшения потерь на активном сопротивлении. 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.

Устройство

Основные элементы электроподстанций:

• Силовые трансформаторы, автотрансформаторы, шунтирующие реакторы.
• Вводные конструкции для воздушных и кабельных линий электропередачи.
• Открытые (ОРУ) и закрытые (ЗРУ) распределительные устройства, включая:
• 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:
• 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 подстанции делятся на:

• 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:

• Главные понижающие подстанции (ГПП).
• Подстанции глубокого ввода (ПГВ).
• Тяговые подстанции для нужд электрического транспорта, часто такие подстанции бывают трансформаторно-преобразовательными для питания тяговой сети постоянным током.
• Комплектные трансформаторные подстанции 10 (6)/0,4 кВ (КТП). 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^[2].

• 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»^[1], для указанного выше значения целесообразнее использовать термин «центр питания».

По месту размещения подстанции делятся на:

• Открытые — подстанции, оборудование которых расположено на открытом воздухе.
• Закрытые — подстанции, оборудование которых 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.

Цифровая подстанция

Цифровой называется такая электрическая подстанция, управление которой осуществляется с помощью цифровых методов и технических средств. Комплекс управления состоит из трех автономных частей в основе каждой из которых есть своя отдельная модель электроэнергетической системы:

• 1. Оперативно-диспетчерское управление. В этой части решаются задачи управления в нормальных и утяжеленных режимах работы. Для формирования управляющих воздействий используются модели электроэнергетических систем в нормальных режимах. Управляющие воздействия реализуются, в основном, оперативно-диспетчерским персоналом с использованием вспомогательных устройств автоматики. Быстродействие — от нескольких минут, до нескольких часов.
• 2. Противоаварийное управление. Эта часть комплекса обеспечивает управление при сильных возмущениях в условиях электромеханических переходных процессов (например, внезапное отключение линии, генератора, сброс или наброс значительной нагрузки). Цель управляющих воздействий — прекращение или ослабление аварийных режимов, обеспечение перехода к новому установившемуся режиму. Управляющие воздействия осуществляются, в основном, воздействием противоаварийной автоматики на регуляторы турбин, регуляторы возбуждения, регуляторы напряжения трансформаторов, коммутационные аппараты и др. Быстродействие — от долей секунды, до нескольких минут.
• 3. Релейная защита. Она выполняет локальное управление электроэнергетической системой путем быстрого выявления и отделения поврежденных элементов от исправной части электроэнергетической системы. Управляющие воздействия осуществляются, как правило, через коммутационные аппараты (выключатели). Быстродействие — от долей секунды, до нескольких секунд.

Эти три части управляющего комплекса построены на основе принципиально разных моделей электроэнергетических систем, имеют существенно разные динамические характеристики и, поэтому, реализуются в виде отдельных управляющих систем.

См. также

Примечания

1. ↑ ^{1 2} ГОСТ 24291-90 «Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения»
2. ↑ Справочник по проектированию электрических сетей / Под редакцией Д. Л. Файбисовича. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006

Ссылки

Электрическая подстанция — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

ОРУ подстанции 110/35/6 кВ, г. Лянтор Комплектная трансформаторная подстанция мачтового типа (обычно используются в сельской местности) Абонентские трансформаторы, США. По классификации СНГ данная конструкция является столбовой трансформаторной подстанцией (СТП)

Электри́ческая подста́нция — электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, распределительных и вспомогательных устройств^[1].

Назначение

Подстанция, в которой стоят повышающие трансформаторы, повышает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения силы тока, в то время как понижающая (или понизительная) подстанция уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока.

Необходимость в повышении передаваемого напряжения возникает в целях многократной экономии металла, используемого в проводах ЛЭП, и уменьшения потерь на активном сопротивлении. 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.

Устройство

Основные элементы электроподстанций:

• Силовые трансформаторы, автотрансформаторы, шунтирующие реакторы.
• Вводные конструкции для воздушных и кабельных линий электропередачи.
• Открытые (ОРУ) и закрытые (ЗРУ) распределительные устройства, включая:
• 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:
• 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 подстанции делятся на:

• 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:

• Главные понижающие подстанции (ГПП).
• Подстанции глубокого ввода (ПГВ).
• Тяговые подстанции для нужд электрического транспорта, часто такие подстанции бывают трансформаторно-преобразовательными для питания тяговой сети постоянным током.
• Комплектные трансформаторные подстанции 10 (6)/0,4 кВ (КТП). 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^[2].

• 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»^[1], для указанного выше значения целесообразнее использовать термин «центр питания».

По месту размещения подстанции делятся на:

• Открытые — подстанции, оборудование которых расположено на открытом воздухе.
• Закрытые — подстанции, оборудование которых 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.

Цифровая подстанция

Цифровой называется такая электрическая подстанция, управление которой осуществляется с помощью цифровых методов и технических средств. Комплекс управления состоит из трех автономных частей в основе каждой из которых есть своя отдельная модель электроэнергетической системы:

• 1. Оперативно-диспетчерское управление. В этой части решаются задачи управления в нормальных и утяжеленных режимах работы. Для формирования управляющих воздействий используются модели электроэнергетических систем в нормальных режимах. Управляющие воздействия реализуются, в основном, оперативно-диспетчерским персоналом с использованием вспомогательных устройств автоматики. Быстродействие — от нескольких минут, до нескольких часов.
• 2. Противоаварийное управление. Эта часть комплекса обеспечивает управление при сильных возмущениях в условиях электромеханических переходных процессов (например, внезапное отключение линии, генератора, сброс или наброс значительной нагрузки). Цель управляющих воздействий — прекращение или ослабление аварийных режимов, обеспечение перехода к новому установившемуся режиму. Управляющие воздействия осуществляются, в основном, воздействием противоаварийной автоматики на регуляторы турбин, регуляторы возбуждения, регуляторы напряжения трансформаторов, коммутационные аппараты и др. Быстродействие — от долей секунды, до нескольких минут.
• 3. Релейная защита. Она выполняет локальное управление электроэнергетической системой путем быстрого выявления и отделения поврежденных элементов от исправной части электроэнергетической системы. Управляющие воздействия осуществляются, как правило, через коммутационные аппараты (выключатели). Быстродействие — от долей секунды, до нескольких секунд.

Эти три части управляющего комплекса построены на основе принципиально разных моделей электроэнергетических систем, имеют существенно разные динамические характеристики и, поэтому, реализуются в виде отдельных управляющих систем.

См. также

Примечания

1. ↑ ^{1 2} ГОСТ 24291-90 «Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения»
2. ↑ Справочник по проектированию электрических сетей / Под редакцией Д. Л. Файбисовича. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006

Ссылки

Электрическая подстанция — Википедия. Что такое Электрическая подстанция

ОРУ подстанции 110/35/6 кВ, г. Лянтор Комплектная трансформаторная подстанция мачтового типа (обычно используются в сельской местности) Абонентские трансформаторы, США. По классификации СНГ данная конструкция является столбовой трансформаторной подстанцией (СТП)

Электри́ческая подста́нция — электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, распределительных и вспомогательных устройств^[1].

Назначение

Подстанция, в которой стоят повышающие трансформаторы, повышает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения силы тока, в то время как понижающая (или понизительная) подстанция уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока.

Необходимость в повышении передаваемого напряжения возникает в целях многократной экономии металла, используемого в проводах ЛЭП, и уменьшения потерь на активном сопротивлении. 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.

Устройство

Основные элементы электроподстанций:

• Силовые трансформаторы, автотрансформаторы, шунтирующие реакторы.
• Вводные конструкции для воздушных и кабельных линий электропередачи.
• Открытые (ОРУ) и закрытые (ЗРУ) распределительные устройства, включая:
• 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:
• 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 подстанции делятся на:

• 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:

• Главные понижающие подстанции (ГПП).
• Подстанции глубокого ввода (ПГВ).
• Тяговые подстанции для нужд электрического транспорта, часто такие подстанции бывают трансформаторно-преобразовательными для питания тяговой сети постоянным током.
• Комплектные трансформаторные подстанции 10 (6)/0,4 кВ (КТП). 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^[2].

• 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»^[1], для указанного выше значения целесообразнее использовать термин «центр питания».

По месту размещения подстанции делятся на:

• Открытые — подстанции, оборудование которых расположено на открытом воздухе.
• Закрытые — подстанции, оборудование которых 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.

Цифровая подстанция

Цифровой называется такая электрическая подстанция, управление которой осуществляется с помощью цифровых методов и технических средств. Комплекс управления состоит из трех автономных частей в основе каждой из которых есть своя отдельная модель электроэнергетической системы:

• 1. Оперативно-диспетчерское управление. В этой части решаются задачи управления в нормальных и утяжеленных режимах работы. Для формирования управляющих воздействий используются модели электроэнергетических систем в нормальных режимах. Управляющие воздействия реализуются, в основном, оперативно-диспетчерским персоналом с использованием вспомогательных устройств автоматики. Быстродействие — от нескольких минут, до нескольких часов.
• 2. Противоаварийное управление. Эта часть комплекса обеспечивает управление при сильных возмущениях в условиях электромеханических переходных процессов (например, внезапное отключение линии, генератора, сброс или наброс значительной нагрузки). Цель управляющих воздействий — прекращение или ослабление аварийных режимов, обеспечение перехода к новому установившемуся режиму. Управляющие воздействия осуществляются, в основном, воздействием противоаварийной автоматики на регуляторы турбин, регуляторы возбуждения, регуляторы напряжения трансформаторов, коммутационные аппараты и др. Быстродействие — от долей секунды, до нескольких минут.
• 3. Релейная защита. Она выполняет локальное управление электроэнергетической системой путем быстрого выявления и отделения поврежденных элементов от исправной части электроэнергетической системы. Управляющие воздействия осуществляются, как правило, через коммутационные аппараты (выключатели). Быстродействие — от долей секунды, до нескольких секунд.

Эти три части управляющего комплекса построены на основе принципиально разных моделей электроэнергетических систем, имеют существенно разные динамические характеристики и, поэтому, реализуются в виде отдельных управляющих систем.

См. также

Примечания

1. ↑ ^{1 2} ГОСТ 24291-90 «Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения»
2. ↑ Справочник по проектированию электрических сетей / Под редакцией Д. Л. Файбисовича. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006

Ссылки

Подстанция электрическая (ПС) — это… Что такое Подстанция электрическая (ПС)?



Подстанция электрическая (ПС)

Электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, распределительных и вспомогательных устройств по ГОСТ 19431-84 (по ГОСТ 24291-90)
Источник: Термины и определения в электроэнергетике. Справочник

Строительный словарь.

• Подвесной изолятор
• Показатель использования установленной мощности электростанции (Показатель использования)

Смотреть что такое «Подстанция электрическая (ПС)» в других словарях:

• Подстанция электрическая — (ПС) или трансформаторная подстанция (ТП) электроустановки, предназначенные для преобразования и распределения электроэнергии и состоящие из трансформаторов и других преобразователей энергии, распределительных устройств (РУ), устройств управления …   Официальная терминология

• Подстанция электрическая — – электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии. [ГОСТ 19431 84] Рубрика термина: Энергетическое оборудование Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• Подстанция электрическая — КТП комплектная трансформаторная подстанция, используемая для питания в небольших населенных пунктах Электрическая подстанция часть системы передачи и распределения электрической энергии, в которой происходит повышение или понижение значения… …   Википедия

• Подстанция электрическая —         электроустановка или совокупность электрических устройств для преобразования напряжения (трансформаторная подстанция) или рода электрического тока (преобразовательная подстанция), а также для распределения электрической энергии между… …   Большая советская энциклопедия

• ПОДСТАНЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ — группа установок и оборудования, размещаемая в здании или на открытой площадке, предназначенная для преобразования параметров передаваемой электроэнергии или распределения её (Болгарский язык; Български) електрическа подстанция (Чешский язык;… …   Строительный словарь

• Подстанция электрическая — – электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, распределительных и вспомогательных… …   Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

• подстанция — Электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии. [ГОСТ 19431 84] подстанция Подстанцией (ПС) называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из… …   Справочник технического переводчика

• подстанция — Электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии. [ГОСТ 19431 84] подстанция Подстанцией (ПС) называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из… …   Справочник технического переводчика

• подстанция — Электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии. [ГОСТ 19431 84] подстанция Подстанцией (ПС) называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из… …   Справочник технического переводчика

• электрическая подстанция — электроустановка или совокупность электрических устройств для преобразования электрического тока по напряжению (трансформаторная подстанция) или частоте (преобразовательная подстанция), а также для распределения электрической энергии между… …   Энциклопедический словарь

Назначение и классификация электроподстанций

Назначение и классификация электроподстанций 

Прайс-лист услуг электролаборатории Тест-лайн на 2020 год

Выделяют следующие виды электрических подстанций:

ТП — трансформаторная подстанция. Используется для преобразования электричества одного напряжения в электричество другого напряжения. Главное оборудование такой подстанции – это 2- и 3-обмоточные трансформаторы.

ПП – преобразовательная подстанция. Используется для преобразования электричества переменного тока в электричество постоянного тока. Для этого применяются специальные агрегаты – преобразователи, к примеру, выпрямительные установки.

ГПП — главная понизительная подстанция. Это основная подстанция предприятия, которая получает от районной энергетической системы электроэнергию с напряжением от 35 до 220 кВ и осуществляет ее распределение по подстанциям-потребителям или мощным электрическим приемникам с напряжением от 6 до 35 кВ.

ПГВ — подстанция глубокого ввода. Это подстанция, которая получает от районной энергетической системы электроэнергию с напряжением от 35 до 220 кВ. Ее отличительной особенностью является приближенность к мощным энергопотребителям предприятия.

ПП — потребительская подстанция. Это трансформаторная подстанция, которая получает электричество с напряжением от 6 до 20 кВ и распределяет его по потребителям с напряжением от 0,4 до 1 кВ. Если говорить о промышленных предприятиях, то к такому типу относятся цеховые подстанции.

РУ — распределительное устройство. Это открытая или закрытая электрическая установка, которая принимает и распределяет электроэнергию.

РП — распределительный пункт. Это распределительное устройство, которое принимает электричество от главной понизительной подстанции или районной подстанции с напряжением от 6 до 20 кВ и распределяет ее по мощным приемникам и потребительским подстанциям.

ЦРП — центральный распределительный пункт. Это распределительный пункт, который получает электричество от районной подстанции и распределяет ее по цеховым подстанциям.

Вышеперечисленные электроподстанции выполняют роль источников питания в энергетической системе предприятия. 

Чтобы обеспечить их бесперебойную работу, а значит не допустить аварий и остановок производственного процесса, нужно регулярно проводить испытания трансформаторов и прочего силового оборудования.

Перечень компонентов электрической подстанции

— схема, работа и функции

Электрическая подстанция представляет собой сеть электрического оборудования, которое структурировано подключено для подачи электроэнергии конечным потребителям. Существует множество компонентов электрических подстанций , таких как исходящие и входящие цепи, каждый из которых имеет свои автоматические выключатели, изоляторы, трансформаторы, систему шин и т. Д. Для бесперебойного функционирования системы. Система питания имеет множество компонентов, таких как системы распределения, передачи и генерации, а Подстанции выступают в качестве необходимого компонента для работы системы питания.Подстанции — это объекты, от которых потребители получают электропитание для работы своих нагрузок, в то время как требуемое качество электроэнергии может быть доставлено потребителям путем изменения частоты и уровней напряжения и т. Д.

Проекты электрических подстанций полностью зависят от потребности, например, одна шина или комплексная система шин и т. д. Кроме того, конструкция также зависит от применения, например, внутренние подстанции, генерирующие подстанции, передающие подстанции, полюсные подстанции, наружная подстанция, преобразовательная подстанция и коммутационная подстанция и т. д. ,Также существует необходимость в коллекторной подстанции в случае больших систем выработки электроэнергии, например несколько теплоэлектростанций и гидроэлектростанций, соединенных вместе, для передачи энергии в единый блок передачи от многочисленных расположенных рядом турбин.

Ниже приведены основные электрических компонентов подстанций и их работающих . Каждое компонентное функционирование подробно объясняется с оборудованием, компонентная схема компонентов также приведена выше для вашей справки.

Перечень электрического подстанционного оборудования:

1. Измерительные трансформаторы
2. Трансформатор тока
3. Трансформатор напряжения
4. Проводники
5. Изоляторы
6. Изоляторы
7. Шины
8. Молниеотводы
9. Автоматические выключатели
Реле 22024
10. Реле 242424
Батареи
11. WaveTrapper
12. SwitchYard
13. Приборы учета и индикации
14. Оборудование для несущего тока
15. Защита от импульсных перенапряжений
16. Выходные фидеры

Измерительные трансформаторы:

Измерительный трансформатор является статическим устройством для снижения более высоких токов и напряжений для безопасного и практического использования, которое можно измерить с помощью традиционных инструментов, таких как цифровой мультиметр и т. д.Диапазон значений от 1А до 5А и напряжений, таких как 110V и т.д. Трансформаторы также используются для приведения в действие переменного тока защитного реле путем поддержки напряжения и тока. Измерительные трансформаторы показаны на рисунке ниже, и его два типа также обсуждаются ниже.

Измерительные трансформаторы

Трансформатор тока:

Трансформатор тока — это устройство, используемое для преобразования токов с более высокими значениями в более низкие значения.Он используется по аналогии с приборами переменного тока, аппаратурой управления и счетчиками. Они имеют более низкий номинальный ток и используются для обслуживания и установки реле тока в целях защиты на подстанциях.

Трансформатор тока

Трансформатор потенциала:

По своим характеристикам трансформаторы напряжения аналогичны трансформаторам тока, но используются для преобразования высоких напряжений в более низкие напряжения для защиты релейной системы и для более низкого номинального измерения измерений напряжения.

Потенциальный трансформатор

Проводники:

Проводники — это материалы, которые позволяют потоку электронов проходить через него. Лучшие проводники — медь, алюминий и т. Д. Проводники используются для передачи энергии с места на место по подстанциям.

Изоляторы:

Изоляторы — это материалы, которые не пропускают через них электроны. Изоляторы сопротивляются электрическим свойствам.Существует множество типов изоляторов, таких как сережка, тип деформации, тип подвески, паразитный тип и т. Д. Изоляторы используются на подстанциях для предотвращения контакта с людьми или короткого замыкания.

Изолятор

Изоляторы:

Изоляторы на подстанциях представляют собой механические выключатели, которые используются для изоляции цепей при обрыве тока. Они также известны под названием отключенных выключателей, работающих в условиях холостого хода, и не подкрепляются устройствами дугогашения.Эти переключатели не имеют конкретного значения отключения по току, а также не имеют значения создания тока. Это механические выключатели.

Изолятор

Шинопроводы:

Шина является одним из наиболее важных элементов подстанции и является проводником, который подводит ток к точке, имеющей многочисленные соединения с ней. Шина является своего рода электрическим соединением, которое имеет пути исходящего и входящего тока. Всякий раз, когда в шине возникает неисправность, все компоненты, подключенные к этой конкретной секции, должны быть отключены для обеспечения полной изоляции в течение короткого времени, например, 60 мс во избежание повышения опасности из-за нагрева проводника.Они бывают разных типов, такие как кольцевая шина, двойная шина, одиночная шина и т. Д. На рисунке ниже показана простая шина, которая считается одним из наиболее важных компонентов электрической подстанции .

Шинопровод на подстанции

Молниеотводы:

Молниеотводы можно считать первыми в истории компонентами подстанции. Они имеют функцию защиты оборудования подстанции от высоких напряжений, а также ограничивают амплитуду и длительность потока тока.Они соединены между землей и линией, то есть соединены с оборудованием на подстанции. Они предназначены для отвода тока на землю, если возникает какой-либо скачок тока, за счет защиты изоляции и проводника от повреждений. Они бывают разных типов и различаются в зависимости от обязанностей.

Молниезащитный разрядник

Автоматические выключатели:

Автоматические выключатели — это такие типы выключателей, которые используются для замыкания или размыкания цепей во время возникновения неисправности в системе.Автоматический выключатель имеет 2 подвижных контакта, которые в нормальных ситуациях находятся в состоянии ВЫКЛ. В то время, когда в системе возникает какой-либо сбой, реле посылает сработавшую команду на автоматический выключатель, который раздвигает контакты, таким образом избегая любого повреждения схемы.

Автоматический выключатель на подстанции

Реле:

Реле являются выделенным компонентом электрического оборудования подстанции для защиты системы от нештатных ситуаций e.грамм. разломы. Реле — это в основном чувствительные устройства, которые предназначены для обнаружения неисправностей и определяют его местоположение, а также отправляют сообщение о прерывании сработавшей команды в конкретную точку цепи. Автоматический выключатель распадается на контакты после получения команды от реле. Они защищают оборудование от других повреждений, таких как пожар, риск для жизни человека и устранение неисправностей в определенной части подстанции. Ниже приведена схема компонентов подстанции, называемая реле.

Реле

Батареи конденсаторов:

Батарея конденсаторов определяется как набор из множества идентичных конденсаторов, которые соединены параллельно или последовательно внутри корпуса и используются для коррекции коэффициента мощности, а также защита схемы подстанции. Они действуют как источник реактивной мощности и, таким образом, уменьшают разницу фаз между током и напряжением. Это увеличивает мощность пульсации тока питания и позволяет избежать нежелательных «я» в системе подстанции.Использование конденсаторных батарей является экономичным методом для поддержания коэффициента мощности и для устранения проблем, связанных с отставанием мощности.

Банк конденсаторов на подстанции

Батареи:

Некоторые из важных частей подстанции , такие как аварийное освещение, релейная система и схемы автоматического управления, работают от батарей. Размер батареи зависит от напряжения, необходимого для работы цепи постоянного тока соответственно.Аккумуляторы бывают двух основных типов: кислотно-щелочные и свинцово-кислотные. Свинцово-кислотные батареи относятся к наиболее распространенному типу и используются в изобилии на подстанциях, поскольку они обеспечивают высокое напряжение и дешевле в стоимости.

Батарейки для подстанций

Устройство захвата волн:

Устройство захвата волн — это один из компонентов подстанции , который расположен на входных линиях для захвата высокочастотных волн. Высокочастотные волны, которые исходят от близлежащих подстанций или других населенных пунктов, нарушают ток и напряжения, поэтому их улавливание имеет большое значение.Волновой ловушка в основном отключает высокочастотные волны, а затем направляет волны на телекоммуникационную панель.

Волновой захват на подстанции

Распределительная станция:

Распределительные устройства, выключатели, автоматические выключатели и трансформаторы для подключения и отключения трансформаторов и автоматических выключателей. У них также есть ограничители освещения для защиты подстанции или электростанции от ударов естественного освещения.

SwitchYard

Приборы измерения и индикации:

На каждой подстанции имеется множество приборов для измерения и индикации, таких как ваттметры, вольтметры, амперметры, измерители коэффициента мощности, кВтч, вольтамперметры, и KVARH метров и т. д.Эти приборы установлены в разных местах подстанции для контроля и поддержания значений тока и напряжения. Например, оборудование подстанции 33/11 кВ будет содержать цифровые мультиметры для различных показаний токов и напряжений.

Оборудование для тока несущей:

Оборудование тока несущей устанавливается на подстанции для связи, диспетчерского управления, телеметрии, и / или ретрансляции и т. Д.Такое оборудование часто монтируется в помещении, известном как несущее помещение, и подключается к силовой цепи высокого напряжения.

Предотвращение перенапряжения:

Переходные процессы в системе подстанций перенапряжений обусловлены внутренними и естественными характеристиками. Существует несколько причин перенапряжения, которые могут быть вызваны внезапным изменением условий системы, например отклонение нагрузки, неисправности или операции переключения и т. д. или из-за освещения и т. д.Типы перенапряжений могут быть классифицированы на два, то есть генерируемые переключения или генерируемые молнии. Однако шкала перенапряжений может превышать максимально допустимые уровни напряжения, поэтому их необходимо защищать и снижать, чтобы избежать повреждения приборов, оборудования и линий подстанции. Таким образом, производительность системы подстанции может быть улучшена.

Исходящие фидеры:

Существует множество исходящих фидеров, которые подключены к подстанциям.По сути, соединение осуществляется с шиной подстанции для передачи энергии от подстанции к точкам обслуживания. Фидеры могут обнимать надземные улицы, под землей, под улицами и подавать электрическую энергию на распределительные трансформаторы в ближних или дальних помещениях. Изолятор на подстанции и выключатель фидера рассматриваются как объекты подстанции и обычно имеют металлическую оболочку. Всякий раз, когда происходит сбой в фидере, защита обнаруживает, и автоматический выключатель размыкается.После обнаружения неисправности ручным или автоматическим способом предпринимается более одной попытки возобновить подачу питания.

Элементы подстанции

Изображение: Kiddle

Элементы подстанции A: сторона первичных линий электропередач B: сторона вторичных линий электропередач

1. Первичные линии электропередач
2. Заземляющий провод
3. Воздушные линии
4. Трансформатор для измерения электрического напряжения
5. Разъединитель
6. Автоматический выключатель
7. Трансформатор тока
8. Молниеотвод
9. Главный трансформатор
10. Здание управления
11. Защитное ограждение
12. Вторичные линии электропередачи

В то время как выше приведены некоторые стандартные компоненты, которые видны на электрических подстанциях, в зависимости от типа подстанции и их функционирования компоненты электрической подстанции могут незначительно изменяться.Также с развитием технологии многие компоненты постоянно обновляются, чтобы соответствовать последним достижениям для обеспечения постоянной выходной мощности.

Электрическая подстанция