Какие бывают подстанции: Назначение и классификация электрических подстанций

Назначение и классификация электрических подстанций

Назначение и классификация электрических подстанций — 4.2 из 5, основанный на 5 голосах

Рейтинг:  4 / 550Назначение и классификация электрических подстанций

Пожалуйста, оценитеОценка 1Оценка 2Оценка 3Оценка 4Оценка 5  

Человеческий мозг – уникальное явление, которое несмотря на свои ограниченные возможности и небольшие размеры может создавать невообразимые вещи и познавать необъятный окружающий мир. Жизненный опыт и простая логика подсказывают, что большие задачи надо делить на более мелкие: долгосрочные цели мы делим на промежуточные задания, выполнение крупного проекта – на этапы, а сложные технические системы – на подсистемы, и все это значительно облегчает нашу жизнь. Поговорим о последнем в контексте электрических подстанций.

Подстанции берут на себя функции распределения и преобразования электроэнергии с электростанций. Подстанция (в технической литературе – ПС) – это принимающая, преобразовывающая и распределяющая энергию электроустановка.

Понятно, что поступает энергия на ПС со стороны электростанции и преобразовывается в направлении потребителя. В зависимости от конструктивного исполнения подстанции бывают:

1. Трансформаторные – повышают или понижают напряжение с помощью трансформаторов;
2. Преобразовательные – изменяют частоту тока или число его фаз с помощью соответствующих преобразователей.

Фото 1: Главная понижающая подстанция

По назначению в системе электроснабжения подстанции делят на:

1. Главные понижающие подстанции (ГПП) получают питание от энергосистемы, понижают напряжение и распределяют электроэнергию по разрозненным потребителям (например, по всем электроприемникам предприятия). Используются трансформаторы на 32-80 МВ·А.
2. Подстанции глубокого ввода (ПГВ) применяют на мощных промышленных предприятиях, где нужны напряжения выше 10 кВ. ПГВ буквально встраивается в здание самого энергоемкого цеха, питается непосредственно от энергосистемы и дает энергию самой мощной электроустановке на предприятии; при питании от ПГВ соответственно снижаются потери электроэнергии и возрастает надежность электроснабжения.
   Мощности трансформаторов такие же, как в предыдущем случае.
3. Тяговые подстанции используют для питания трамваев, троллейбусов, поездов метро и электричек и прочего контактного электротранспорта. Такие ПС выполняют две функции: понижают напряжение и преобразовывают частоту тока. Напряжение высшей стороны от 6 до 220 кВ и мощности трансформаторов до 25 МВ·А.
4. Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) поставляются на уже собранными, так сказать, укомплектованными. КТП часто встречаются в селах и деревнях, мощности используемых трансформаторов до 2500 кВ·А.

Фото 2: Комплектная трансформаторная подстанция

По способу питания можно провести следующую классификацию:

1. Узловые подстанции связывают различные части энергосистемы помимо питания потребителей. На узловые подстанции питание приходит больше, чем с двух сторон;
2. Тупиковые питаются от одной или двух линий, но от одного источника, и «заканчиваются» потребителями;
3. Ответвительные получают питание отпайкой от близлежащей линии;
4. Проходные подстанции как бы рассекают ЛЭП и вставляются в получившийся разрыв, то есть ЛЭП проходит сквозь такую подстанцию.

Кроме этого, по исполнению и размещению можно обозначить открытые, закрытые, мачтовые, встроенные (в здание) подстанции.

В последнее время стала популярна тема «оцифровывания» всех областей науки и техники, естественно, что это коснулось и энергетики. Под оцифровыванием подразумевается глубокое внедрение цифровой вычислительной техники в некоторую область нашей жизни. Например, смарт-грид (smart-grid) – это сети, управляемые специальным программным обеспечением, позволяющим максимально эффективно регулировать потребление и распределение энергии. Цифровые подстанции позволят проводить полную телеметрию установленного оборудования и управление РЗА, что упростит эксплуатацию подстанции и повысит ее автономность, электромагнитную совместимость и безопасность. И если до полноценной реализации «умных сетей» еще далеко, то с цифровыми подстанциями дело обстоит гораздо лучше.

Если вы хотите провести электрофизические измерения на подстанции, мы в «ТМРсила-М» с радостью вам поможем!  

 

 

Социальные кнопки для Joomla

какие бывают основные типы, сфера применения

Трансформаторная электрическая станция — это особый вид энергетической установки, предназначенной для получения, преобразования и дифференцированного распределения электроэнергии по нуждающимся в ней объектам.

Существуют различные типы трансформаторных подстанций, отличающихся своей конструкцией, особенностями монтажа и эксплуатации.

• Устройство и принцип действия
  • Основные типы сооружений
  • Мачтовые трансформаторные
• Киосковые подстанции

Устройство и принцип действия

С середины XX века мировые ученые изобретали, совершенствовали и испытывали энергоконструкции, позволяющие подать электрический ток необходимой мощности к промышленным объектам или населенным пунктам. Так появилась трансформаторная подстанция. Электроэнергия передается на большие расстояния и на пути от электростанции к месту назначения теряет свое напряжение. Для того чтобы эти потери были минимальными, используют подстанции.

Находятся они обычно на открытом воздухе, за проволочной оградой. В густонаселенных районах подстанция может располагаться и в закрытом помещении. Самый главный элемент в установке — это трехфазный трансформатор или несколько однофазных.

Имеется также оборудование для его защиты и охлаждения. Для охлаждения трансформаторов применяются особые масла, которые загружаются в охлаждающий механизм, связанный с заземлением и понижающим резистором.

Пространство в помещении, где находятся трансформаторы, шины и контрольно-измерительные приборы, называется камерой. Она бывает закрытой, когда представляет собой помещение, или огражденной, если располагается за сеткой или решеткой. Обслуживают подстанцию профессиональные электрики, имеющие доступ к работе на высоковольтных линиях. За работой приборов наблюдает дежурный энергетик, который должен постоянно находиться у главного распределительного щита.

Электричество поступает с электростанции, потом подается на передающий источник тока, где напряжение возрастает благодаря силовому трансформатору. Повышается оно для снижения потерь при передаче электроэнергии на большие расстояния.

Затем электричество идет на подстанцию, где напряжение снижается до необходимого уровня, пройдя через понижающие трансформаторы, и поступает в центр распределения. Здесь напряжение еще снижается для распределения через локальную сеть, откуда электричество с напряжением 220 вольт подается в трансформаторы жилых районов.

Основные типы сооружений

Всего существует 19 видов трансформаторных подстанций в зависимости от функции имеющихся там трансформаторов. Вот самые используемые:

1. Модульные блочные, мощность которых до 4000 киловатт. Применяются в подсобных помещениях.
2. Распределительные трансформаторные, подходящие для предприятий и больших супермаркетов.
3. Мачтовые (столбовые). Передают электрическую энергию для населенных пунктов и промышленных комплексов.
4. Комплектные трансформаторные подстанции. Берут ток трехфазный 10 киловатт и отдают напряжение 380/220.
5. Комплексные трансформаторные — проходные и тупиковые.
6. Трансформаторные однофазные комплектные подстанции.

По признаку удаления потребителя от источника электроэнергии и по количеству потребляемой мощности подстанции относятся к одному из следующих видов:

1. Узловая распределительная (УРП) — принимает энергию напряжением от 110 до 220 вольт, где она подлежит распределению по подстанциям глубокого ввода с напряжением от 35 до 220 вольт.
2. Главная понизительная — рассчитана на получение напряжения от 35 до 220 вольт, питание идет напрямую с районной электрической системы и распределяется по предприятию, но напряжение понижается.
3. Подстанция глубокого ввода — принимается напряжение от 35 до 220, снабжается питанием напрямую от системы или от распределительного пункта на предприятии.
4. Трансформаторный пункт — первичное напряжение от 6 до 35, питает напряжением 230 и 400 непосредственно потребителей.

По месту расположения трансформаторные станции подразделяются на открытые и закрытые. Открытые находятся на открытой территории, закрытые располагаются в производственных цехах и закрытых помещениях. Помимо основных трансформаторных подстанций, осуществляющих энергопитание крупных потребителей, энергетическая система использует и небольшие, тяговые подстанции, которые обслуживают электропитанием трамваи и троллейбусы.

Мачтовые трансформаторные

Мачтовые станции возводятся для электроснабжения отдаленных населенных пунктов, коттеджных поселков, садоводческих кооперативов. Второе их название — столбовые, так как они ставятся на опоры. Принцип работы у них несложен. От центрального распределительного центра электрический ток приходит на подстанцию, где он преобразуется и расходится по потребителям. При регулярном охлаждении система автоматически контролирует повышение и понижение нужного напряжения.

Имеются два варианта исполнения этих конструкций. Более проста комплектная трансформаторная подстанция, внешне похожая на букву «А», которая состоит из разрядных элементов, предохранителей и силового трансформаторного блока с распределяющим модулем. Второй подход, П-образный, сложнее при возведении, но более оправдывает себя при эксплуатации.

В состав этой конфигурации входят те же компоненты, но с небольшими отличиями. К примеру, модуль распределения энергии представлен здесь устройством низкого напряжения. Столбовой источник питания может работать с масляными и сухими трансформаторами.

Сооружение оснащено автоматическим включением и выключением. Современные модели предусматривают защиту от замыканий, а также разного рода блокировки в целях безопасности. Столбовые подстанции имеют многие преимущества, поэтому широко распространены. Для них не нужно подготавливать площадку, а это уже намного снижает затраты при монтаже. Кроме того, их установка совершенно безопасна для окружающей среды и человека. При резком понижении температуры на установке предусмотрены обогреватели.

Киосковые подстанции

Один из видов подстанций — комплектная электрическая подстанция киоскового типа — представляет сложное электрическое сооружение, в котором происходит преобразование и распределение электрической энергии потребителям. Сооружается в местах с умеренным климатом при температуре не ниже -40 градусов.

В состав конструкции входят силовой трансформатор, распределительное устройство, защитные и вспомогательные элементы (выключатели, релейная защита, измерительные приборы). На станции осуществляется:

• прием трехфазного тока;
• передача электрической энергии;
• преобразование энергии;
• ее распределение.

Также схема снабжена кабельными или воздушными коммуникациями для вывода напряжения, сторона пониженного напряжения содержит заземление. Киосковые системы конструируются из сборного корпуса и делятся на две части. В одной размещается оборудование, в другой — низковольтные устройства. Сооружение герметично и надежно защищает электрическую часть от снега и дождя.

Установка киосковых КП должна быть выполнена в соответствии с правилами устройства электроустановок и пожарной безопасности:

• свободный подъезд ;
• доступ к осуществлению ремонта;
• нормируемое расстояние до жилых домов
• уровень шумоизоляции;
• вентиляционные отверстия и свободный воздухообмен.

Киосковые КТП должны использоваться в обычной среде, поэтому в устройстве недопустимо содержание взрывоопасных веществ и агрессивных паров. Их нельзя подвергать ударам и устанавливать на поверхности, подверженной вибрации.

Что такое электрическая подстанция?

Электрические подстанции играют ключевую роль в эффективной передаче электроэнергии через нашу национальную систему. Узнайте, что они делают, как они работают и где они вписываются в нашу электрическую сеть.

В нашей системе электроснабжения есть нечто большее, чем место, где вырабатывается электроэнергия, или кабели, которые доставляют ее к нашим домам и предприятиям. Фактически, национальная электросеть представляет собой хитроумную сеть специализированного оборудования, которое обеспечивает безопасную и эффективную передачу и распределение электроэнергии.

Подстанции являются неотъемлемой частью этой сети и позволяют безопасно и эффективно передавать электроэнергию с различным напряжением.

 

Как работает электрическая подстанция?

Одной из основных функций подстанций является преобразование электроэнергии в различные напряжения. Это необходимо для того, чтобы электроэнергия могла передаваться по всей стране и в наши дома, предприятия и здания.

Подстанции содержат специальное оборудование, позволяющее преобразовывать (или «переключать») электрическое напряжение. Напряжение повышается или понижается с помощью оборудования, называемого трансформаторами, которое находится на территории подстанции.

Трансформаторы представляют собой электрические устройства, которые передают электрическую энергию посредством изменяющегося магнитного поля. Они состоят из двух или более катушек проволоки, и разница в том, сколько раз каждая катушка обвивается вокруг своего металлического сердечника, будет влиять на изменение напряжения. Это позволяет увеличивать или уменьшать напряжение.

Трансформаторы подстанций выполняют различные задачи по преобразованию напряжения в зависимости от того, где электричество находится на пути передачи.
 

Где подстанции входят в электрическую сеть?

Двумя наиболее распространенными типами подстанций являются передающие подстанции и распределительные подстанции.
 

Передающие подстанции

Передающие подстанции находятся там, где электричество поступает в энергосистему. Поскольку выходная мощность генераторов, таких как электростанции или ветряные электростанции, различается по напряжению (от 130 киловольт (кВ) до 400 кВ в Великобритании и до 600 кВ в США), ее необходимо преобразовать до уровня, который соответствует ее возможностям. передачи.

Затем электричество обычно передается по высоковольтным воздушным линиям электропередач, поддерживаемым электрическими опорами , и может передаваться на огромные расстояния. В Великобритании они работают на 275 кВ или 400 кВ. Повышение или понижение напряжения в соответствии с потребностями гарантирует, что оно безопасно поступит в местные распределительные сети без значительных потерь энергии.
 

Распределительные подстанции

Затем электроэнергия направляется из системы передачи на распределительную подстанцию, которая снизит напряжение – примерно до 11 кВ в Великобритании – чтобы она могла поступать в наши дома и на предприятия на пригодном для использования уровне. Это осуществляется через распределительную сеть небольших воздушных линий или подземных кабелей в здания на 240 В.
 

Что еще делают подстанции?

Подстанции содержат оборудование, которое помогает поддерживать бесперебойную работу наших систем передачи и распределения электроэнергии без повторяющихся сбоев или простоев.

Специальное оборудование на территории подстанции может помочь предотвратить сбои в локальной сети или отключение электроэнергии. Это происходит при перегрузке по току в сети, что может быть вызвано механическими неисправностями или неблагоприятными погодными условиями.

Кому принадлежат подстанции в Великобритании?

National Grid владеет более чем 300 крупными подстанциями, на которых коммутируются воздушные линии электропередач 275 кВ и 400 кВ или подземные кабели и где электроэнергия преобразуется для распределения в близлежащие районы.

Небольшие подстанции принадлежат и обслуживаются местными распределительными сетями, включая наш бизнес Распределение электроэнергии (ранее Western Power Distribution).

Узнайте, кто является оператором вашей распределительной сети
 

Безопасно ли жить рядом с подстанцией?

В последние годы велись споры о том, безопасно ли жить рядом с подстанциями и линиями электропередач из-за создаваемых ими электромагнитных полей (ЭМП).

К таким опасениям относятся серьезно, и нашим приоритетом является обеспечение безопасности населения, наших подрядчиков и сотрудников. Все подстанции спроектированы таким образом, чтобы создавать электромагнитные поля ниже независимых норм безопасности, призванных защитить всех нас от облучения. После десятилетий исследований масса доказательств свидетельствует о том, что электромагнитные поля ниже рекомендуемых пределов не представляют опасности для здоровья.

Узнайте больше об электромагнитных полях и подстанциях

Однако подстанция может представлять реальную опасность поражения электрическим током, серьезной травмы или смерти в случае вмешательства в работу оборудования. Ни при каких обстоятельствах представители общественности не должны входить на территорию подстанции или прикасаться к находящемуся на ней оборудованию.

Все подстанции огорожены от посторонних и снабжены желтыми и черными треугольными знаками, предупреждающими о поражении электрическим током.

 

Больше энергии объяснил

Что такое пилон?

Что такое SF6? Описание гексафторида серы

История энергетики

Электрическая подстанция — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рис. 1. Крупная электрическая подстанция. ^[1]

Электрические подстанции являются интерфейсом между частями распределительной сети и системами передачи. Эти огороженные участки (см. рис. 1 и 2) снижают напряжение в линиях электропередачи до уровня, подходящего для распределительной сети. Они также оснащены автоматическими выключателями для защиты системы распределения и могут использоваться для управления потоком тока в различных направлениях. ^{[2] [3]} Они также сглаживают и фильтруют колебания напряжения, вызванные, например, повышенной нагрузкой. ^[4]

Компоненты

Рис. 2. Распространенный тип электрической подстанции в городах и их окрестностях. ^[5]

Трансформаторы понижают очень высокое напряжение передачи до напряжения менее 10 000 вольт, что подходит для распределительных систем. Подстанции также часто оснащены шиной, которая разделяет ток в нескольких направлениях, а также автоматическими выключателями и переключателями, которые позволяют изолировать и напрямую управлять определенными частями систем передачи и распределения. ^[2] Многие подстанции также включают конденсаторы для сглаживания выходного напряжения.

Типы

Подстанции можно классифицировать по различным функциям и ролям.

• Повышающая подстанция — Эти подстанции повышают напряжение от генераторов (обычно на электростанциях) для эффективной передачи электроэнергии. Для получения дополнительной информации о том, почему более высокие напряжения более эффективны для передачи энергии, см. Электрическая передача. ^[6]

• Понижающая подстанция . Эти устройства снижают напряжение на линиях электропередач до так называемого субпередающего напряжения, которое иногда используется в промышленных целях. В противном случае выход направляется на распределительную подстанцию. ^[6]

• Распределительная подстанция — Эти подстанции еще больше снижают напряжение подсистемы передачи до уровня, который можно использовать для снабжения большинства промышленных, коммерческих и жилых нужд, с помощью распределительного трансформатора до окончательной подачи электроэнергии. к нагрузке. ^[6] Эти объекты иногда располагаются под землей. Посетите распределительную сетку для получения дополнительной информации.

Для дополнительной информации

Для получения дополнительной информации см. соответствующие страницы ниже:

• Электротрансмиссия
• Электрическая сеть
• Электрическая розетка
• Распределительная сеть
• Или исследуйте случайную страницу!

Ссылки

1. ↑ Дэвид Нил [CC BY-SA 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)], через Wikimedia Commons
2. ↑ ^{2.0 2.1} Брейн, Маршалл и Дэйв Рус. (По состоянию на 28 июля 2015 г.). How Power Grids Work [Онлайн], доступно: http://science.howstuffworks.com/environmental/energy/power.htm
3. ↑ Альстом. (28 июля 2015 г.). Что такое электрическая подстанция? [Онлайн]. Доступно: http://www.alstom.com/grid/about-us/understanding-electrical-grids/What-is-an-electric-substation/
4. ↑ Энмакс.