Электрическая подстанция

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
ОРУ подстанции 110/35/6 кВ, г. Лянтор
Комплектная трансформаторная подстанция мачтового типа (используются обычно 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 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.
  • 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 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 понизительные 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», для указанного выше значения целесообразнее использовать термин «центр питания».

По месту размещения подстанции делятся на:

  • Открытые — оборудование которой 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.

Примечания

  1. 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

<span id="interwiki-ja-ga" />