Трансформаторная подстанция что такое: Трансформаторная подстанция — это… Что такое Трансформаторная подстанция?

Содержание

Трансформаторная подстанция — это… Что такое Трансформаторная подстанция?

        Подстанция электрическая, предназначенная для повышения или понижения напряжения в сети переменного тока и для распределения электроэнергии. Повысительные Т. п. (сооружаемые обычно при электростанциях) преобразуют напряжение, вырабатываемое генераторами, в более высокое напряжение (одного или нескольких значений), необходимое для передачи электроэнергии (См. Передача электроэнергии) по линиям электропередачи (ЛЭП). Понизительные Т. п. преобразуют первичное напряжение электрической сети в более низкое вторичное. В зависимости от назначения и от величины первичного и вторичного напряжений понизительные Т. п. подразделяются на районные, главные понизительные и местные (цеховые). Районные Т. п. принимают электроэнергию непосредственно от высоковольтных ЛЭП и передают её на главные понизительные Т. п., а те (понизив напряжение до 6, 10 или 35 кв) — на местные и цеховые подстанции, на которых осуществляется последняя ступень трансформации (с понижением напряжения до 690, 400 или 230 в) и распределение электроэнергии между потребителями.
         В состав Т. п. входят трансформаторы силовые (См. Трансформатор силовой) (обычно 1 или 2), распределительные устройства (См. Распределительное устройство), устройства автоматического управления и защиты, а также вспомогательные сооружения. На ряде мощных понизительных Т. п. (на 220—330—500—750 кв) применяют Автотрансформаторы, что снижает потери электроэнергии (на 30—35%), расход меди (на 15—25%) и стали (на 50—60%). Распределительное устройство Т. п. может иметь 1 или 2 системы сборных шин либо не иметь их. Наиболее распространены Т. п. с одной системой сборных шин, обычно секционированной выключателями и разъединителями; на некоторых Т. п. дополнительно устанавливают обходную (байпасную) систему шин, позволяющую вести профилактические и ремонтные работы, не прекращая электроснабжение потребителей.

         Т. п. изготовляют, как правило, на заводах и доставляют на место установки в полностью собранном виде или же отдельными блоками. Такие Т. п. называют комплектными (

рис. 1). В СССР серийно выпускаются комплектные Т. п. мощностью от 20 до 31 500 ква с первичным напряжением 6, 10, 35, 110 и 220 кв и вторичным от 0,22 до 10 кв. Перспективно применение Т. п., у которых в качестве изоляции высоковольтных коммутационных аппаратов используется элегаз (SF6), обладающий высокой электрической прочностью и дугогасительной способностью. Применение элегаза позволяет значительно уменьшить габариты высоковольтных аппаратов и всей Т. п. в целом.

         Местоположение Т. п. определяется её назначением и характером нагрузок. Т. п. с вторичным напряжением 6, 10, 35 и 110 кв размещают, как правило, в центре территории, на которой находятся потребители электроэнергии, что сокращает потери электроэнергии при её передаче и расход материалов при устройстве электросетей. При размещении цеховых Т. п. учитываются конфигурация производственных помещений, расположение технологического оборудования, условия окружающей среды, требования пожарной безопасности и др.

Оборудование Т. п. может размещаться на открытой площадке (рис. 2) либо в закрытом помещении (например, в отдельном здании).

         Лит.: Ермилов А. А., Электроснабжение промышленных предприятий, 2 изд., М., 1971; Электротехнический справочник, 5 изд., т. 2, М., 1975.

         Б. А. Князевский.

        

        Рис. 1. Двухтрансформаторная комплектная трансформаторная подстанция (понизительная) 2 КТП-1600 на 10

кв (СССР).

        

        Рис. 2. Открытая часть мощной трансформаторной подстанции (понизительной) на 220 кв (СССР).

Трансформаторная подстанция: назначение, классификация, технические параметры

Трансформаторная подстанция (ТП) — это электрическая подстанция, предназначенная для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию другого напряжения с помощью трансформаторов (определение согласно ГОСТ 24291-90). В народе данный правильный термин часто некорректно подменяют жаргоном «трансформаторная будка».

Отдельно выделяют комплектные трансформаторные подстанции, которые соответствуют ГОСТ 14695-97 или ГОСТ 14695-80 и о которых дальше и пойдет речь в статье. Другими словами, в статье вы найдете информацию именно о комплектных трансформаторных подстанциях негерметизированных в металлических оболочках общего назначения на напряжение до 10 кВ, которые предназначены для приема, преобразования и распределения электроэнергии трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц, изготавливаемые для различных отраслей народного хозяйства и для экспорта.

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) — электрическая подстанция, состоящая из шкафов или блоков со встроенным в них трансформатором и другим оборудованием распределительного устройства, поставляемая в собранном или подготовленном для сборки виде (определение согласно ГОСТ 24291-90).

Рис. 1. Пример трансформаторной подстанции

Назначение

Если говорить простым и весьма упрощенным языком, то трансформаторные подстанции служат для приёма, преобразования и распределения электрической энергии.

Любая электрическая подстанция имеет силовой трансформатор, служащий для преобразования напряжения, распределительные устройства и устройства автоматического управления и защиты.

Принимая высоковольтное напряжение сети 6-10 кВ, понижающая ТП преобразует его и передает потребителям — то есть нам. Приём и преобразование напряжения обеспечивает силовой трансформатор, с выхода которого к потребителю уходит трёхфазное переменное напряжение 0,4 кВ. Для питания домашнего однофазного электрооборудования используется один из трёх фазных проводников L1; L2; L3, а также нейтральный проводник N.

КТП часто используют как источники питания в системах распределения электроэнергии (см. рисунок 2 ниже). На рисунке 2 показана система распределения энергии, соответствующая типу заземления системы TN-C-S. В качестве источника питания (ПС) используется трансформаторная подстанция.

Рис. 2. Система распределения электроэнергии (TN-C-S) (1 — заземляющее устройство источника питания;
2- заземляющее устройство электроустановки здания;)

Классификация

Классификация исполнений КТП должна соответствовать указанной в таблице 1 и предусматриваться в технических условиях на конкретные типы КТП.

Признак классификации КТПИсполнение
По виду силового трансформатораС масляным трансформатором; с герметичным масляным трансформатором;
с трансформатором, заполненным негорючим жидким диэлектриком; с сухим трансформатором.
По способу выполнения нейтрали обмотки трансформатора на стороне низшего напряжения (НН)С глухозаземленной нейтралью;
с изолированной нейтралью.
По взаимному расположению частей КТПОднорядное, двухрядное.
По числу применяемых силовых трансформаторовС одним трансформатором;
с двумя и более трансформаторами.
По выполнению вводов в УВН1Кабельный, шинный, воздушный
По выполнению выводов из РУНН2Шинный, воздушный, кабельный (верхнее или нижнее расположение)
По виду климатического исполненияУ1; ХЛ1; УХЛ1; Т1; У3; Т3 по ГОСТ 15150, ГОСТ 15543. 1 и в сочетании категорий размещения для исполнений У и Т (смешанная установка):
1 – для УВН, шинопровода и силового трансформатора;
3 – для РУНН.
По степени защиты оболочки
По ГОСТ 14254
По способу установки автоматических выключателейС выдвижными выключателями;
со стационарными выключателями.
По наличию коридора (тамбура) обслуживания в УБН и РУНН категории размещения 1Без коридора (тамбура) обслуживания;
с коридором (тамбуром) обслуживания.

Примечания к таблице 1 (согласно [2]):

  • 1) Устройство со стороны высшего напряжения (УВН): Негерметизированное устройство в металлической оболочке (или без оболочки для некоторых типов мачтовых КТП) со встроенными в него аппаратами для коммутации, управления и защиты (или без них – глухой ввод), служащее для приема электроэнергии и передачи ее по цепям, обусловленным схемой коммутации на стороне высшего напряжения трансформатора.
  • 2) Распределительное устройство со стороны низшего напряжения (РУНН): Устройство в металлической оболочке, служащее для распределения электроэнергии и состоящее из одного или нескольких шкафов со встроенными в них аппаратами для коммутации, управления, измерения и защиты.

Основные технические параметры

Основные параметры КТП должны соответствовать указанным в таблице 2.

Наименование параметраЗначение
Мощность силового трансформатора, кВ·А25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500
Номинальное напряжение на стороне высшего напряжения (ВН), кВ6; 10
Наибольшее рабочее напряжение на стороне ВН, кВ7,2; 12
Номинальное линейное напряжение на стороне НН, кВ0,23; 0,4; 0,69
Номинальный ток сборных шин на стороне ВН, А6; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250
Номинальный ток сборных шин на стороне НН, А63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000
Ток термической стойкости в течение 3 с на стороне ВН, кА4; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40
Ток электродинамической стойкости на стороне ВН, кА10; 16; 21; 26; 32; 41; 51; 64; 81; 102
Уровень изоляции по ГОСТ 1516. 1Нормальная изоляция;
облегченная изоляция.
Частота, Гц50; 60

Примечания к таблице 2 (согласно [2]):

  • 1) По заказу потребителя допускается исполнение КТП со временем протекания тока термической стойкости со стороны ВН 1 с.
  • 2) При частоте 60 Гц параметры КТП уточняются в технических условиях на конкретные типы КТП.
  • 3) По заказу потребителя допускаются исполнения КТП с другими значениями номинального напряжения на стороне НН, значения этого напряжения и параметры КТП должны уточняться в технических условиях на конкретные типы КТП.
  • 4) Значения токов термической и электродинамической стойкости на стороне НН должны указываться в технических условиях на конкретные типы КТП.

Номинальные токи вводов ВН и НН, а также сборных шин НН КТП, должны быть не менее номинальных токов силового трансформатора.

Сечение нейтральной шины в РУНН должно соответствовать 50 % номинального тока силового трансформатора. По заказу потребителя допускается применять нейтральные шины, соответствующие 70 % номинального тока.

В шкафах РУНН групповые ответвления от сборных шин к нескольким коммутационным аппаратам главной цепи должны выдерживать длительную нагрузку, равную сумме номинальных токов подключенных аппаратов, но не более номинального тока трансформатора. В технически обоснованных случаях допускается указанную нагрузку уменьшать до 70 % номинального тока.

Стойкость к токам короткого замыкания сборных шин РУНН и ответвлений от них в пределах КТП должна соответствовать стойкости к току короткого замыкания вводов со стороны НН трансформатора. Продолжительность тока термической стойкости – 1 с.

При установке на вводе НН КТП автоматического выключателя сборные шины и ответвления от них должны соответствовать термической и динамической стойкости выключателя, но не более стойкости к току короткого замыкания вводов со стороны НН силового трансформатора. Продолжительность действия тока термической стойкости должна быть равна времени верхнего значения срабатывания в зоне токов короткого замыкания выключателя.

Структура условного обозначения КТП

Рис. 3. Структура условного обозначения КТП

Пример условного обозначения типа КТП мощностью 400 кВ·А, класса напряжения 10 кВ, на номинальное напряжение на стороне НН 0,4 кВ, климатического исполнения ХЛ, категории размещения 1:

КТП-400/10/0,4 – ХЛ1

То же, двух трансформаторной КТП мощностью 1600 кВ·А, класса напряжения 6 кВ, на номинальное напряжение на стороне НН 0,69 кВ, климатического исполнения У, категории размещения 3:

2КТП-1600/6/0,69 – У3

То же, КТП мощностью 1000 кВ·А, класса напряжения 10 кВ, на номинальное напряжение на стороне НН 0,4 кВ, климатического исполнения У, категории размещения для вводного устройства со стороны высшего напряжения, шинопровода и трансформатора – 1, а распределительного устройства со стороны низшего напряжения – 3:

КТП-1000/10/0,4 – У1 (РУНН – У3)

В технических условиях на конкретные типы КТП допускается применять дополнительные буквенные обозначения после обозначения КТП, поясняющие тип или назначение КТП.

Список использованной литературы

  1. ГОСТ 24291-90
  2. ГОСТ 14695-97

Что такое трансформаторная подстанция?

Использование трансформаторных подстанций широко применимо практически в любой сфере человеческой деятельности. Подстанция – это некий комплекс устройств, в которые входят так же и трансформаторы. Главными задачами подстанций являются:

  • прием электроэнергии;
  • преобразование;
  • распределение.

В зависимости от местонахождения подстанций, они бывают закрытого типа (в помещении), открытого (на улице).

Стоит ответить на вопрос что такое трансформаторная подстанция и где она используется. Подстанция трансформаторного типа – это установки электрического типа, используемая для изменений напряжения в сторону большей либо меньшей мощности с последующим распределением переменного тока на объекты. Именно с этой целью в середине XX века учёные всего мира сначала создавали, а потом совершенствовали конструкции, которые позволили бы подать ток нужной мощности к тому либо иному объекту, имея возможность обеспечить одновременно целое селение или промышленный объект электрической энергией. Так возникла и трансформаторная подстанция комплектного типа, работающая в пределах 10 кВт напряжения с токовой частотой 50 Гц. Её использование применимо, прежде всего, в районах умеренного климата.

В зависимости от преобразования, используются трансформаторы повышающего или понижающего типов. В первом случае, подстанция увеличивает мощность передаваемой энергии. Это было придумало с целью экономии в передаваемых напряжения проводах металла, играющего роль электрический ток. Понижающие трансформаторы нашли своё использование во всех случаях подачи электроэнергии от основных линий на объекты потребления:

  • промышленные зоны, обеспечивая работу всех электромашин, моторов, элеваторов и прочей техники;
  • сельское хозяйство, электрифицируя фермы, зерноперерабатывающие пункты, бригады и т. д.;
  • населённые пункты, для освещения как домов гражданского типа, так и учебных, медицинских и прочих учреждений;
  • внутренние структуры многоэтажных жилых и офисных небоскрёбов, обеспечивая жизнедеятельность квартир, офисов, залов и множества коммуникаций, среди которых: система вентиляции, охранная система, использующая датчики охраны и безопасности, лифты, эскалаторы и прочие обслуживающие системы, обеспечивающие нормальные условия существования и, при этом, употребляющие для своего функционирования электрическую энергию;
  • городские коммуникации, где идёт речь об освещении улиц, работы насосов и других станций.

Строение подстанций

В состав подстанции входит множество различных элементов, позволяющих беспрерывно и стабильно работать всей системе продолжительное время. Все элементы можно разбить на несколько систем:

  1. автоматического управления;
  2. учёта электроэнергии;
  3. релейной и противоаварийной защиты;
  4. защиты от молний;
  5. заземления;
  6. вспомогательные, куда вошли системы по охранным функциям, плавки снега и льда на линиях, местного освещения, сбора масла и питания кабелей маслонаполненных, а так же системы бытового потребления.

Несмотря на такую внутреннюю многоструктурную систематизацию, состоят подстанции из таких основных устройств, обеспечивающих нормальную их функциональность:

  • преобразовывающие силовые трансформаторы определенных мощностных характеристик;
  • устройство распределения электроэнергии, в том числе и конструкции для электропередачи воздушного и кабельного исполнения;
  • устройства защиты;
  • устройства автоматического управления;
  • вспомогательные устройства, обеспечивающие стабильность работы подстанций при любых погодных и временных условиях.

Выбирая трансформаторные подстанции, часто стоит вопрос о цене и отличии более дорогих от более бюджетных. Прежде всего, они отличаются количественным составом трансформаторов, набором устройств ввода и распределения напряжения, так же устройствами ,позволяющими находить применение таким станциям в определённых условиях. Так, более дорогие подстанции могут быть снабжены устройствами защиты от молний, от погодных условий: гололёда, ветра, дождя, защиты от обрывов и резких перепадов напряжений в системе, а так же другими устройствами, позволяющими использовать подстанции на подвижных платформах, например, в шахтах, высокогорных предприятиях по добычи ископаемых, во влажных климатических зонах и других местах человеческой деятельности.

Трансформаторные подстанции

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Схема и конструкция трансформаторной подстанции

Электрические сети сегодня, как паутина, опутывают все населенные пункты. По ним в дома и на предприятия поступает энергия, необходимая для работы различного оборудования, освещения, функционирования систем климат-контроля и другой техники. Однако, современные приборы весьма чувствительны к скачкам напряжения и если в вашей сети такие ситуации случаются часто, то приходится искать способы их устранения. Для этого используется специальное оборудование, которое входит в устройство подстанции трансформаторной. Применяется оно для городских районов, хозяйственных объектов и других потребителей.

Область их применения

В современном обществе ни одна отрасль промышленности и народного хозяйства не обходится без электричества. Оно необходимо для создания комфортных условий для жителей городов и сел, работы различного рода оборудования и техники. Но для того, чтобы обеспечить электроэнергией районы, удаленные от основных сетей, используют трансформаторные подстанции.

Область применения таких установок включает в себя самые различные объекты:

  • Сельскохозяйственные комплексы;
  • Предприятия;
  • Строительные площадки;
  • Железнодорожные;
  • Метрополитен;
  • Шахты;
  • Дачные поселки.

Виды подстанций и их особенности

Электрификация населенных пунктов и объектов, находящихся далеко от них является обязательным условием их функционирования. Но поскольку в электросетях очень часто случаются скачки напряжения, то подключенное к ним оборудование может выйти из строя. Избежать этого помогают трансформаторные подстанции – это здание или сооружение внутри которых размещается оборудование. Электроустановки, основным назначением которых является преобразование и распределение энергии между потребителями.

В состав таких подстанций включены следующие элементы:

  • Силовые трансформаторы;
  • Устройства управления и распределения напряжения;
  • Вспомогательные детали и конструкции.

Классификация электроустановок осуществляется с учетом производимой ими работы. Они делятся на два класса:

  1. Повышающие;
  2. Понижающие.

Первые служат для повышения входного напряжения. Трансформатор такой подстанции имеет первичную обмотку с меньшим количеством витков, чем у вторичной.

Понижающие подстанции используются в случае необходимости уменьшения входного напряжения. В них используются трансформаторы, у которых количество витков первичной обмотки больше, чем у вторичной.

Смотрим видео, устройство и описание характеристики комплексной подстанции:

Кроме функционального назначения подстанции отличаются и по способу изготовления. Они могут поставляться в виде отдельных блоков, которые затем собираются в единое целое на месте установки. Каждый элемент такой конструкции является полностью подготовленным к сборке. Исходя из этого параметра, трансформаторная подстанция может относиться к движимому или недвижимому имуществу.

Также производятся и комплексные установки. Этот тип оборудования представляет собой металлическую или бетонную конструкцию, внутри которой расположены рабочие узлы. Такие модели поставляются в собранном виде и находят самое широкое применение во всех сферах жизни и деятельности человека. Срок эксплуатации трансформаторной подстанции составляет около 25 лет.

Комплексные электроустановки могут отличаться по следующим критериям:

  1. Типу конструкции;
  2. Количеству трансформаторов;
  3. Способу ввода и вывода;
  4. Подсоединению к сети;
  5. Месту установки.

В зависимости от первого параметра подстанции бывают мачтовыми, которые устанавливаются на специальных опорах, а также подземными и выполненными в виде шкафов или киосков. В них может находиться один или два трансформатора.

Подключение трансформаторных подстанций осуществляется различными способами:

  • Проходным;
  • Узловым;
  • Ответвительным;
  • Тупиковым.

При этом ввод-вывод может быть воздушным или кабельным. В зависимости от места установки комплексные подстанции подразделяются на:

  • Внутренние;
  • Наружные;
  • Смешанные.

В первых применяются трансформаторы, имеющие масляное охлаждение.

Конструктивные особенности оборудования

Для того, чтобы правильно выбрать электроустановку необходимо четко представлять ее устройство и принцип работы. При транспортировке электроэнергии на большие расстояния происходит повышение-понижение напряжения, вызванное необходимостью снижения тепловых потерь в линии. Но для потребителя такие значения являются неприемлемыми, поэтому приходится использовать трансформаторные подстанции, которые повышают или понижают напряжение до потребляемого в 380 или 220 В.

В такие установки входят несколько объектов:

  • Силовые трансформаторы;
  • Распределительное устройство РУ;
  • Автоматическая защита и управление;
  • Вспомогательные конструкции.

Производится все оборудование на заводах и доставляется в место назначения в собранном или блочном виде.

В качестве защитных устройств в конструкцию подстанции включены разрядники. Они воздействуют на отключение оборудования и снижение нагрузки. Все элементы собраны в единую установку.

Схема трансформаторной установки

Схема небольшой и большой мощности

Решения по этому вопросу обычно принимаются с учетом системы электроснабжения объекта и перспектив его развития. Разрабатывая схему трансформаторной подстанции, производитель стремиться сделать ее максимально проще, чтобы количество коммутационных аппаратов было минимально возможным. Для этого применяются устройства автоматики.

Основными положениями для энергоустановок всех напряжений можно считать:

  • Использование шин одной системы;
  • Применение блочных схем;
  • Установка автоматических систем и телемеханики.

В подстанциях, где установлена пара трансформаторов, предусматривается раздельная их работа, что позволяет снизить токи КЗ. Кроме того, у них упрощенная коммутация и эффективная релейная защита на вводах.

Устройства с длительной параллельной работой используются редко. Но все же иногда такой подход является целесообразным. При таком решении понижающие трансформаторы работаю параллельно и при нарушении одной цепи выключатель автоматически отключается.

Но в большинстве случаев все же рекомендуется использовать раздельную работу. Разрабатывая такие схемы подстанций необходимо выбирать коммутационные аппараты с учетом назначения установки и ее мощности. Причем последний из перечисленных параметров должен соответствовать потребностям пользователей.

Выбор мощности

При проектировании электроустановки необходимо подобрать оборудование под расчетную нагрузку. При этом для выбора мощности прибора могут использоваться различные методики. А кроме того, следует опираться на нормативную документацию.

Обычно в подстанциях используются масляные трансформаторы и их количество зависит от категории объекта. Обычно для 1 и 2-ой используют двухтрансформаторные подстанции, а для 3-ей – установки с одним.

Мощность прибора обычно выбирается с учетом его перегрузочной способности в режиме аварии. Для этого сравнивается полная мощность подстанции с допустимой для различных видов потребителей нагрузкой. Расчеты выполняются по специальным формулам. В них используются значения дневной и вечерней нагрузок, а также коэффициент одновременности, зависящий от числа потребителей.

Например, для небольшого населенного пункта можно ограничиться подстанцией с трансформаторами мощностью до 63 кВА. Но только в случае, если в них преобладает коммунально-бытовая нагрузка. В противном случае потребуется более мощная электроустановка.

Особенности и сроки эксплуатации

Требования монтажа молнезащиты

Выбор любой системы электроснабжения должен выполняться в соответствии с планируемыми нагрузками. И в этом случае многие предпочитают перестраховаться, чем выбрать установку впритык.

В действительности возможны ситуации, в которых даже самая экономичная подстанция будет загружаться только частично. Это связано со спецификой изготовления оборудования. Так как трансформаторные электроустановки производятся с учетом неблагоприятных условий эксплуатации.

Например, большинство подстанций рассчитаны на работу при температуре от +40 до -40°C, но такие показатели являются довольно редкими для средней полосы. Да и аварии случаются в электросетях не столь часто. Поэтому срок службы даже самой маломощной трансформаторной подстанции составляет 25 лет, как заявляет производитель, даже если ей иногда придется работать в критических условиях.

Но чтобы оборудование использовалось эффективно его монтаж должны производитель специалисты. При этом на территории, где оно устанавливается должна быть безопасная окружающая среда с отсутствием тряски и вибраций.

Силовые трансформаторные подстанции: устройство электрических подстанций

Электрические трансформаторные подстанции предназначены для получения, преобразования и дальнейшего распределения электроэнергии потребителям. Установки могут оперировать различными мощностями, повышать и понижать входное напряжение.

Виды по конфигурации

  • Тупиковые подстанции – получают электроэнергию от одной или двух радиально подключенных линий электропередач, которые не питают другие установки.
  • Проходные (транзитные) подстанции – подключены к ЛЭП с разрывом линий питания и имеют высоковольтные вводы и выводы.
  • Ответвительные подстанции – получают электроэнергию через присоединенные к проходящим линиям электропередач отпайки (эти ЛЭП могут питать и другие установки).
  • Узловые подстанции – подключены не менее чем к трем линиям по принципу узла.

Конструкция

В устройстве трансформаторной подстанции можно выделить следующие основные элементы.

Силовые трансформаторы. Это основное рабочее оборудование трансформаторных подстанций, которое осуществляет преобразование электрической энергии. Конструкция трансформатора включает корпус (герметичный бак, заполненный маслом – у маслонаполненных трансформаторов), обмотки вводов высокого и низкого напряжения с переключателями регулировочных отводов, шихтованный магнитопровод и вспомогательные системы.

Распределительные устройства. Эти элементы выполняют функции приема и распределения электроэнергии между всеми потребителями трансформаторной подстанции. Токоведущие части называются шинами и шинопроводами. Для их изготовления используются материалы с улучшенными токопроводящими свойствами. Это необходимо для того, чтобы электроэнергия передавалась через шины с минимальными потерями напряжения. Распределительные устройства могут размещаться на открытом воздухе или в помещениях.

Коммутационные аппараты. Эти элементы электрической подстанции коммутируют рабочие нагрузки, отключают аварийные токи, производят разрыв участка схемы за счет переключения. Они обеспечивают возможность подключения установки под напряжение и вывода из работы в аварийных ситуациях, а также с целью технического обслуживания.

Приборы защиты, управления. Эти элементы применяются для предотвращения серьезных повреждений трансформаторной подстанции. Приборы защиты оснащаются чувствительными датчиками, фиксирующими начало аварийных процессов. Эта информация обрабатывается логическими блоками, затем на отключающие устройства передается исполнительная команда. Датчики приборов защиты могут реагировать на резкое возрастание давления, образование дыма, повышение температуры, возникновение вспышки света и т. д.

Вспомогательное оборудование. В трансформаторной подстанции могут быть предусмотрены следующие системы: кондиционирования, обогрева, вентиляции, управления доступом, пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения, устройства плавки льда на воздушных линиях и т. д.

Наше предложение

Трансформаторный завод ООО «Проектэлектротехника» выпускает сухие силовые трансформаторы с литой изоляцией мощностью до 6300 кВА напряжением до 35 кВ. Они производятся по АФИП.670120.001 ТУ и соответствуют требованиям ГОСТ Р 52719-2007. По вопросам поставок оборудования для трансформаторных подстанций на объекты в России, Казахстане и Беларуси обращайтесь по указанному на сайте контактному телефону.

Распределительная подстанция | Первый инженер

Задачи распределения электроэнергии на предприятии могут решаться с использованием 2 видов электрических установок:

  • Распределительная трансформаторная подстанция (РТП) – установка для приема электроэнергии, преобразования высокого (6-10 кВ) напряжения в низкое (до 1 кВ) и распределения по потребителям.
  • Распределительная подстанция (РП) — установка для приема электроэнергии от главной понизительной подстанции и ее распределения по потребителям.

В состав распределительной подстанции включают устройства приёма и распределения электроэнергии, приборы коммутации, соединительные шины, автоматические выключатели, контрольно-измерительные приборы, аппараты релейной защиты и автоматики. Распределительная трансформаторная подстанция помимо перечисленных устройств включает трансформаторы, отвечающие за преобразование напряжения.

Сегодня заказчикам РП и РТП доступен широкий выбор вариантов исполнения, а также возможность заказа установки, выполненной по типовому проекту или разработанной индивидуально под технические условия конкретного производственного объекта. Преимущество первого варианта – снижение сроков поставки и затрат на проектирование. Плюс распределительной подстанции по индивидуальному проекту – ее точное соответствие вашим техническим требованиям, и возможность оптимизировать стоимость за счет гибкого подхода к комплектации коммутационной аппаратуры, реализации определенного типа защит и автоматики управления.

«Первый инженер» осуществляет проектирование, поставку, монтаж и сервисное обслуживание распределительных трансформаторных подстанций и распределительных подстанций для нужд промышленных предприятий.

Для максимально эффективного выполнения задач энергоснабжения и абсолютной надежности в условиях промышленного объекта мы предлагаем исключительно установки индивидуальной разработки. Чтобы разработать проект РП или РТП для вашего предприятия нам потребуются следующие данные:

  • Предполагаемая схема электроснабжения.
  • Место размещения РП/РТП и выделяемая под объект площадь.
  • Нагрузки потребителей и потребляемые электрические мощности.
  • Перспектива развития на ближайшие 10 лет.

Распределительные подстанции от «Первого инженера». Ваши плюсы:

  • Качественное оборудование. Гибкие решения.

Мы работаем с широким кругом производителей трансформаторного оборудования и коммутационной аппаратуры (ABB, Schneider Electric, Siemens, Hyundai, OEZ и т. п.). И можем реализовать проект распределительной подстанции с применением оборудования перечисленных компаний в зависимости от ваших предпочтений и с учетом уже применяемого на вашем объекте оборудования, чтобы обеспечить полную интеграцию объекта в энергетическую инфраструктуру предприятия.

  • Абсолютная надежность. Честная цена.

Мы не используем низкокачественные и непроверенные устройства для снижения бюджета, но добиваемся оптимальной стоимости за счет разработки проекта распределительных подстанции строго под ваши нужды.

  • Промышленная специализация.

Все наши объекты — промышленного назначения, поэтому мы отлично умеем организовывать строительство на действующем производстве с учетом всех ограничений и повышенных требований безопасности.

Столбовая трансформаторная подстанция мощностью 25-250 кВА КТП столбовая

КТП столбовая

ТУ 3412-118-63919543-2015

Предназначена для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц в системах с изолированной нейтралью на стороне 6 (10) кВ и глухо-заземленной нейтралью на стороне 0,4 кВ. КТП столбового типа устанавливается на двух или четырех опорах. Ввод в КТП столбового типа выполняется только от ВЛ. Силовой трансформатор размещается открыто на направляющих. В качестве отходящих линий могут применяться как ВЛ, так и КЛ.

33

Габаритные размеры

Фотогалерея

Условия эксплуатации

  • Высота над уровнем моря до 1000 м
  • Температура окружающего воздуха не выше 45 °С и не ниже минус 45 °С
  • Относительная влажность воздуха до 80 % при температуре +15 °С
  • Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих материалы и изоляцию

Гарантии

  • Срок гарантии – 3,5 года со дня ввода в эксплуатацию, но не более 4,5 лет со дня отгрузки предприятием-изготовителем
  • Срок службы не менее 30 лет
Наименование параметра Значение параметра
Число применяемых силовых трансформаторов, шт. 1
По способу монтажа:
— при мощности 25; 40; 63 кВА;
— при мощности 100; 160; 250 кВА.

одностолбовая
двухстолбовая

Мощность силового трансформатора, кВА 25; 40; 63; 100; 160; 250
Номинальное напряжение на стороне высшего напряжения (на стороне ВН), кВ 6 или 10
Номинальное напряжение на стороне НН, кВ 0,4
Число отходящих линий РУНН по опросному листу
Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69 У1
Степень защиты по ГОСТ 14254-96 IP 34
СТП X ENRG Х XXX XX 0,4 У1

Климатическое исполнение по ГОСТ 15150 (У1)

Напряжение на стороне НН, кВ

Напряжение на стороне ВН, кВ (6; 10)

Мощность силового трансформатора, кВА (25 – 250)

Исполнение вводов низкого напряжения:

К – кабельный

В – воздушный

Отличительный индекс изделия

Исполнение трансформаторной подстанции:

1 – одностолбовая на мощность 25, 40, 63 кВА

2 – двухстолбовая на мощность 100, 160, 250 кВА

Столбовая трансформаторная подстанция

Похожие продукты

Какие бывают типы электрических трансформаторных подстанций?

Трансформаторные подстанции — ключевой элемент любой системы электроснабжения, и они являются сердцем сети передачи. В основном ее можно разделить на четыре секции, такие как повышающая подстанция, первичная подстанция сети, вторичная подстанция и распределительная подстанция. Вы можете узнать больше об этой классификации ниже.

Трансформатор энергосистемы рассчитан на изменяющийся уровень напряжения, и поскольку трансформаторы являются ключевым элементом этой сетевой подстанции, известной как трансформаторные подстанции.

Трансформаторные подстанции также можно классифицировать следующим образом.

  1. Повышающая подстанция
  2. Первичная подстанция сети
  3. Вторичная подстанция
  4. Распределительная подстанция

Для лучшего понимания вышеупомянутые типы трансформаторных подстанций были описаны ниже.

Повышающие трансформаторные подстанции:

Подстанции такого типа можно увидеть на электростанциях, и основная цель таких подстанций — повышение уровня напряжения.

Таким образом, напряжение выработки электроэнергии с 11 кВ увеличивается до 220 кВ или 132 кВ, чтобы соответствовать мощности сети передачи.

Обычно повышающие подстанции бывают наружного типа и располагаются внутри или рядом с помещениями генерирующей станции.

Повышение означает увеличение, поэтому в трансформаторах этого типа напряжение увеличивается с целью снижения потерь в длинных линиях передачи.

Большинство повышающих трансформаторов были расположены рядом с генерирующей станцией, и это помогает обеспечивать подачу и передачу.

Подстанция первичной сети:

Первичная подстанция является сердцем передающей сети, в ней напряжение увеличивается на 220 кВ при понижении уровня подстанции или снижается до 66 кВ (эти уровни напряжения могут изменить страну на страну и другого поставщика услуг слишком).

Трехфазная передача электроэнергии 220 кВ, чем трехпроводная, встречается с опорой передачи, и большинство первичных кольцевых подстанций были наружного типа.

Первичная подстанция расположена по всей стране за счет подключения к передающей сети.

Основное назначение трансформаторов, расположенных на первичной сетевой подстанции, — распределить подачу электроэнергии по всему региону петиклура.

Вторичная подстанция:

Большинство вторичных подстанций располагалось в стратегической зоне городской черты.

На этой вторичной подстанции происходит мощность 33 кВ, которая передается с первичной подстанции на следующий шаг вниз до 11 кВ, поэтому этот уровень напряжения может эффективно распределяться по другим областям.

Иногда крупные промышленные компании, высотные здания получают такие источники питания напрямую из-за огромного спроса на электроэнергию.

Большинство подстанций вторичного типа относятся к категории внутренних.

Обычно электроснабжение трансформаторов вторичных подстанций осуществляется от сетевой подстанции, и она обеспечивает питание распределительных подстанций.

Распределительная подстанция:

Большая часть распределительных подстанций располагалась рядом с конечными потребителями.

В трансформаторах этого типа мощность 11 кВ понижается до 400 В, трехфазное, четырехпроводное питание потребителей.

Напряжение между фазой составляет 400 В, а напряжение между фазой и нейтралью составляет 230 В.

Большая часть распределительных трансформаторов относится к категории наружных трансформаторов, и большинство этих переключателей устанавливались на столбах.

Таким образом, расположение или классификация трансформаторной подстанции в основном обусловлены ее уровнями напряжения.

За исключением повышающей подстанции, почти все подстанции снижают напряжение передачи было звездой с 220 кВ до 230 В или 400 В

Мы сосредоточили внимание на различных требованиях передающей подстанции, таких как проводники, опоры, различные типы оборудования, которое используется для различные уровни напряжения.

Таким образом, генерирующая станция к центрам нагрузки проходит через башенные проводники, изоляторы, различные компоненты играют важную роль.

Итак, от передачи к распределительной подстанции осуществляется передача, а из локального распределения формируются подстанции высокого напряжения, следующая важная роль заключается в повышении или понижении напряжения до передачи к распределению. Это является важной частью сети передачи и распределения.

Заключение:

Итак, прочитав эту статью, вы сможете понять типы трансформаторных подстанций, которые используются в электротехнической промышленности. Здесь трансформаторы в основном можно разделить на повышающие и понижающие трансформаторы. В частности, повышающие трансформаторы используются рядом с генерирующими станциями для повышения уровней напряжения для соответствия передающим сетям. Тогда большая часть понижающих трансформаторов используется для сетей передачи и распределения.В передающей сети используются первичные подстанции (сетевая подстанция), а для вторичных подстанций распределительной сети и распределения используются подстанции.

Трансформаторные подстанции — обзор

8.1 Введение

Термин «сеть» обычно относится к сети, состоящей из проводов, подстанций, трансформаторов, переключателей и другого промышленного оборудования, используемого для передачи электроэнергии от источника к потребителям. . До недавнего времени сбор данных и управление устройствами в «сети» выполнялись вручную, при этом работники коммунальных служб физически посещали места в сети.Например, коммунальные работники посещают помещения потребителей, чтобы снять показания счетчиков, осмотреть неисправное оборудование, измерить напряжение и т. Д. Однако компьютеризация и автоматизация постепенно меняют отрасль. Эта компьютеризация сети привела к использованию термина «интеллектуальная сеть» во многом так же, как термин «смартфон» использовался для обозначения интеграции компьютера и телефона. 1

В широком смысле термин «интеллектуальная сеть» относится к компьютерным технологиям дистанционного управления и автоматизации, которые позволяют потребителям более эффективно использовать энергию.Интеллектуальная сеть полагается на цифровое управление, мониторинг и телекоммуникации для обеспечения двунаправленного потока энергии и информации различным заинтересованным сторонам в энергетической цепочке, включая электростанции, коммерческих, промышленных и бытовых конечных пользователей. Это обеспечивает ряд эффективных действий, таких как управление энергопотреблением в часы пик, «микросети», ценообразование в реальном времени, мобильные услуги и, в конечном итоге, позволяет клиентам лучше управлять своим потреблением и даже продавать неиспользованную электроэнергию собственного производства обратно в сеть. 2

Однако с компьютерами и связью возникает возможность для вреда и атак. По сути, злоумышленник, будь то правительство или другая могущественная организация, потенциально может запустить атаку, которая подорвет целостность системы интеллектуальной электросети или вызовет сбои от локальных до широко распространенных. Поскольку интеллектуальная сеть становится преобладающей инфраструктурой для выработки и распределения электроэнергии, последствия широкомасштабной атаки могут быть катастрофическими для экономики страны и ее инфраструктуры.

Фактически, недавние события подчеркивают потенциальное воздействие хорошо спланированных атак на компьютеризированные энергетические системы. В 2015 году было сообщено о заметной атаке на Управление персонала правительства США, в ходе которой киберпреступниками было украдено около 21,5 миллиона записей индивидуальных расследований (в том числе данные по отпечаткам пальцев). 3 Примером (теперь уже классическим) настоящей киберфизической атаки является компьютерный червь StuxNet, который, как полагают, был разработан для манипулирования системами ядерных центрифуг и их уничтожения. 4 Другой хорошо известной киберфизической атакой была недавняя демонстрация 5 удаленного манипулирования системами управления в автомобилях (которые в основном управляются микропроцессорами в сети контроллера), в результате которой было отозвано 1,4 миллиона автомобилей. 6

«Архитектура национальной цифровой инфраструктуры, основанной в основном на Интернете, не является безопасной или устойчивой. Без значительных достижений в области безопасности этих систем или значительных изменений в том, как они построены или эксплуатируются, сомнительно, что Соединенные Штаты смогут защитить себя от растущей угрозы киберпреступности и вторжений и операций, спонсируемых государством. Наша цифровая инфраструктура уже подверглась вторжениям, которые позволили преступникам украсть сотни миллионов долларов, а национальным государствам и другим организациям — украсть интеллектуальную собственность и конфиденциальную военную информацию. Другие вторжения угрожают повредить части нашей критически важной инфраструктуры. Эти и другие риски могут подорвать доверие страны к информационным системам, лежащим в основе наших экономических интересов и интересов национальной безопасности ». 7

Что такое трансформаторная подстанция? (с изображением)

Трансформаторная подстанция — это место, где электроэнергия преобразуется из основной в местную или наоборот.Эти тускло-серые станции находятся в центре множества электрических проводов, как над землей, так и под землей. Обычно они содержат различное электрическое оборудование и закрытые системы. Это оборудование преобразует электрический ток, чтобы позволить ему продолжать движение по основной энергосистеме или перемещаться в местную сеть, где он поступает к потребителям.

Раньше электричество не подавалось в общенациональную сеть; одна компания владела и обслуживала все линии в районе.В то время были электростанции, вырабатывающие электроэнергию, и подстанции, которые преобразовывали ее для использования. Термин «подстанция» относится к тому факту, что место преобразования энергии было подключено к одной главной станции. При современной электросети одна трансформаторная подстанция может быть подключена к нескольким электростанциям, но название осталось прежним.

Когда электростанция вырабатывает электричество, оно выходит из строя в такой форме, которую не могут использовать большинство электрических устройств. Этот формат мощности, часто называемый объемной мощностью, отлично подходит для движения тока, но не более того. Основная энергия проходит по высоковольтным линиям электропередачи и поступает на трансформаторную подстанцию. Эти станции преобразуют большую часть электроэнергии в мощность премиум-класса и отправляют ее в дома и на предприятия.

Помимо преобразования энергии для местного использования, трансформаторная подстанция будет отправлять большую часть энергии обратно в систему.Поскольку хранить электроэнергию такого типа практически невозможно, трансформатор забирает избыточную мощность из локальной системы и преобразует ее обратно в объемную мощность. Кроме того, когда в локальной системе будет достаточно энергии, трансформаторная подстанция будет отправлять всю получаемую ею большую мощность обратно в сеть.

Не все трансформаторные подстанции обладают одинаковыми возможностями.Некоторые могут преобразовывать энергию только для местного использования, в то время как другие могут только ретранслировать энергию. Это позволяет энергетической компании как уменьшить количество своего оборудования в любом месте, так и снизить вероятность того, что единственная авария нарушит работу всей местной системы.

Помимо основных функций трансформаторной подстанции, описанных выше, некоторые станции имеют особые специализированные функции. Коллекторные подстанции подключаются к системе выработки электроэнергии, которая зависит от спорадических или неравномерных факторов, таких как энергия ветра или воды. Эти станции принимают энергию, вырабатываемую в этих системах, и преобразуют ее для передачи большого объема энергии.

Железнодорожные подстанции принимают большую часть электроэнергии и используют ее для питания метро, ​​монорельсов и других электрических систем передвижения людей.Мощность, используемая этими большими машинами, намного ближе к форме, передаваемой оптом, поэтому они используют свою собственную подстанцию, а не локальную сеть. Эти трансформаторные подстанции действуют как стандартные.

Что такое подстанция и различные типы подстанций с использованием

В настоящее время потребность в электроэнергии быстро растет, и ее можно удовлетворить за счет генерирующих подстанций.Существуют разные типы подстанций: тепловые, атомные и гидроэлектрические. В зависимости от наличия разных ресурсов подстанции строятся в разных местах, но эти места могут быть не ближе к центрам нагрузки. Фактическое использование мощности может быть выполнено центром нагрузки. Поэтому очень важно передавать мощность от подстанции к центрам нагрузки. Таким образом, для этой функции требуются высокоскоростные и длинные сети передачи.

Электроэнергия вырабатывается достаточно на уровне низкого уровня напряжения; тем не менее, подача питания на уровне высокого напряжения является недорогой.Для сохранения высокого и низкого уровней напряжения необходимо создать ряд коммутационных и трансформирующих станций между местом генерации и потребителями. Обычно эти две станции называют электрическими подстанциями. В данной статье обсуждается различных типов подстанций

Что такое подстанция?

Подстанция — это электрическая система с высоковольтной мощностью, которая может использоваться для управления аппаратурой, генераторами, электрическими цепями и т. Д.Подстанции в основном используются для преобразования переменного (переменного тока) в постоянный (постоянный) ток. Некоторые типы подстанций имеют крошечные размеры со встроенным трансформатором, а также соответствующими переключателями. Другие типы подстанций очень большие с различными типами трансформаторов, оборудования, автоматических выключателей и переключателей.

Подстанция

Типы подстанций

Различные типы подстанций в основном включают в себя подстанцию ​​повышающего типа, понижающий трансформатор, распределение, подземное распределение, распределительное устройство, подстанцию ​​клиента и системную станцию.

Подстанция повышающего типа

Этот тип подстанции получает питание от ближайшего производственного объекта. Он использует большой силовой трансформатор для повышения уровня напряжения для передачи в удаленные места. На подстанции передача электроэнергии может осуществляться по шине передачи к линиям электропередачи. Эта подстанция также может быть источником входящей мощности, которую получает генерирующая установка. Полученная мощность может быть использована для питания оборудования на установке.Подстанция включает в себя автоматические выключатели для генерации переключателей, а также цепи передачи, работающие и не работающие по мере необходимости.

Повышающая подстанция

Подстанция заказчика

Подстанция этого типа работает как основной источник питания для одного конкретного бизнес-клиента. Бизнес-кейс, так же как и технические требования, во многом зависят от потребностей клиентов.

Системные станции

Эта подстанция включает в себя огромное количество энергии, передаваемой через станцию, и называется системной станцией.Эти станции не предлагают только силовые трансформаторы, в то время как другие также осуществляют обмен напряжением. Обычно эти станции снабжают конечные точки линиями электропередачи, создаваемыми из распределительных устройств, и поставляют электроэнергию для цепей, питающих трансформаторные станции. Они важны для долгосрочной стабильности. Эти станции представляют собой стратегические услуги, а также их строительство и обслуживание требуют больших затрат.


Распределительная подстанция

Подстанции распределительного типа размещаются там, где основные распределительные сети понижают напряжение для подачи напряжения потребителям по распределительной сети. Напряжение любых двух фаз будет 400 вольт, а напряжение между нейтралью и любой фазой будет 230 вольт.

Распределительная подстанция

Понижающая подстанция

Подстанция этого типа размещается в разных точках электрической сети. Они могут соединять различные части сети и являются источником дополнительных линий передачи или распределения. Этот тип подстанции может изменять напряжение передачи до напряжения дополнительной передачи (69 кВ).Линии преобразованного напряжения могут служить источником для распределительных подстанций. В некоторых случаях мощность отбирается из линии передачи для использования в промышленных мощностях по пути. Или же питание будет подаваться на распределительную подстанцию.

Подстанция РП

Установка подстанции в городских центрах требует большого пространства, но, как правило, там нет места для установки подстанции. Чтобы решить эту проблему, установка подстанции под землей снижает потребность в пространстве, а площадь поверхности также может использоваться для других построек, таких как здания, торговые центры и т. Д.Основная концепция подземной подстанции — предложить лучшую обычную подстанцию ​​за счет уменьшения занимаемого над землей пространства.

Подстанция

ОРУ

Распределительное устройство является посредником между передачей и генерацией, и на распределительном устройстве может поддерживаться одинаковое напряжение. Основная цель этого — подавать генерируемую энергию электростанции с определенным уровнем напряжения на близлежащую линию передачи или электрическую сеть.

ОРУ

Подстанция 11кВ

Основное назначение подстанции 11 кВ — сбор энергии, которая передается при высоком напряжении от производящей станции, затем снижает напряжение до подходящего значения для местного распределения и обеспечивает удобства для переключения. Эта подстанция включает в себя изолятор, грозозащитный разрядник, понижающий трансформатор, измеритель трансформатора тока, автоматический выключатель и конденсаторную батарею.

ПС 11кВ

ПС 220 кВ

Здесь подстанция 220 кВА — это мощность, используемая понижающим трансформатором на подстанции, и она показывает максимальную полную мощность, которую может обеспечить понижающий трансформатор.Получаемый уровень напряжения этой подстанции составит 220 кВ.

ПС 220 кВ

ПС 132 кВ

132 кВ — это номинал понижающего трансформатора, который имеет первичное напряжение 132 кВ. Как правило, эти трансформаторы используются на подстанциях передающего типа, где напряжение должно быть понижено до дополнительного распределения.

Подстанция 132 кВ

Аналогичным образом, некоторые подстанции классифицируются в зависимости от характера обязанностей, предоставляемых услуг, рабочего напряжения, важности и конструкции.

  • По характеру обязанностей подстанции повышающие, первичные сетевые подстанции, понижающие.
  • Предоставляемые услуги на базе подстанций — это оказываемые услуги, в том числе трансформаторная, коммутационная и преобразовательная подстанции.
  • Подстанции на базе рабочего напряжения — это подстанции высокого, сверхвысокого и сверхвысокого напряжения.
  • Подстанции значимости: сетевые и городские.
  • Подстанции на основе проектирования бывают закрытыми, открытыми, фундаментными и опорными.

Таким образом, это все о различных типах подстанций, и вы можете найти дополнительную информацию в разделе «Схема подстанции и линейная схема». Из приведенной выше информации, наконец, мы можем сделать вывод, что подсистема является неотъемлемой частью энергосистемы и образует значительную связь между передачей, генерацией, распределением, а также точкой нагрузки. Вот вам вопрос, что такое ПС 66кв?

Как работают подстанции? — Практическая инженерия

Когда вы подключаете электрическое устройство, легко даже не учитывать, откуда на самом деле происходит электричество.Простой ответ — электростанция, также известная как электростанция, обычно где-то далеко. Но на самом деле все гораздо сложнее. Генерация — это только первый из многих шагов, которые наша энергия совершает на своем почти мгновенном пути от производства к потреблению. Поведение электричества не всегда следует нашей интуиции, а это означает, что проблемы, связанные со строительством, эксплуатацией и обслуживанием энергосистемы, часто бывают сложными, а иногда и неожиданными. Многие из этих проблем решаются на предприятии, которое на первый взгляд часто выглядит как беспорядочная и опасная путаница из проводов и оборудования, но на самом деле выполняет ряд важных функций в нашей электросети, на подстанции.

Как бы просто это ни было представить, энергосистема — это не просто соединенный ряд проводов, к которым все производители и потребители электроэнергии коллективно подключаются. В действительности, электричество обычно проходит через серию дискретных этапов в сети, обычно разделенных на три части: генерация или производство электроэнергии; передача или перемещение этой электроэнергии от централизованных электростанций в населенные пункты; и распределение, или доставка электроэнергии каждому отдельному потребителю.Если вы считаете энергосистему гигантской машиной (и многие так считают), подстанции — это звенья, которые соединяют различные компоненты вместе. Одна из замечательных особенностей нашей электрической инфраструктуры заключается в том, что большая ее часть находится под открытым небом, так что любой может посмотреть. Я в некотором роде турист по инфраструктуре, регулярно наблюдаю за созданной средой, и моя цель — чтобы вы тоже смогли мысленно распутать этот лабиринт современной электротехники, чтобы в следующий раз, когда вы полюбуетесь подстанцией, вы Я смогу оценить это так же, как и я.Первоначально названный для небольших электростанций, которые были преобразованы для других целей, «подстанция» теперь является общим термином для объекта, который может выполнять широкий спектр критических ролей в энергосистеме. Эти роли зависят от того, какие части электрической сети подключаются друг к другу, а также от типов, количества и требований к надежности конечных потребителей, находящихся ниже по течению. И первая и часто самая простая из этих ролей — это смена ролей.

Общий план подстанции состоит из некоторого количества электрических линий (называемых проводниками, если вы хотите соединиться с инженерами-электриками), входящих в объект.Эти высоковольтные проводники подключаются к серии из некоторых или многих единиц оборудования, прежде чем перейти к следующему этапу в электросети. В качестве узловой точки в сети подстанция часто служит завершением многих отдельных линий электропередач. Это создает избыточность, гарантируя, что подстанция останется под напряжением, даже если одна из линий передачи данных выйдет из строя. Но это также создает сложность. Соединения с этими различными устройствами называются шинами, часто жесткими, воздушными проводниками, которые проходят вдоль всей подстанции.Расположение шины — важная часть конструкции любой подстанции, поскольку она может иметь большое влияние на общую надежность.

Как и все оборудование, на подстанциях иногда возникают неисправности или что-то, что просто требует регулярного обслуживания. Чтобы избежать отключения всей подстанции, нам нужны переключатели, которые могут изолировать оборудование, переключать нагрузку и контролировать поток электроэнергии по шине. Это может показаться очевидным, но включить и выключить высоковольтные линии не так просто, как щелкнуть выключателем.При высоком напряжении даже воздух может действовать как проводник, а это означает, что даже если вы создадите разрыв в линии, электричество может продолжать течь в виде явления, известного как дуга. Электрическая дуга не только не действует на выключатель, но и чрезвычайно опасна для оборудования. Таким образом, переключение на подстанции — это тщательно контролируемая процедура с использованием специально разработанного оборудования для работы с высокими напряжениями. Выключатели-разъединители часто называют просто распределительными устройствами в дополнение к оборудованию, которое выполняет еще одну важную роль на подстанции: защиту.

Ранее я упоминал, что большая часть нашей электрической инфраструктуры находится на открытом воздухе. Это приятно для таких людей, как я, которым нравится смотреть, но это также означает, что они уязвимы перед бесконечным количеством вещей, которые могут пойти не так. От ударов молнии до ветвей деревьев, ураганов и белок — операторы сетей изо дня в день борются с множеством угроз своей инфраструктуре. Когда что-то вызывает короткое замыкание в электросети, также называемое неисправностью, это может серьезно повредить линии электропередач и другое оборудование.Мало того, из-за огромной сложности энергосистемы сбои могут и действительно каскадируются неожиданным, а иногда и неконтролируемым образом, оставляя огромное население без электричества на часы или дни. Многие способы защиты оборудования от неисправностей реализуются на подстанции. Одним из наиболее распространенных типов неисправностей в электрической цепи является короткое замыкание на массу. Этот тип короткого замыкания создает путь с низким сопротивлением для прохождения тока и приводит к перегрузке линий электропередач и оборудования. Самый простой способ защиты от этого типа неисправности — использовать предохранитель, устройство, которое физически перегорает при определенном пороге тока.Предохранители очень просты и не требуют особого обслуживания, но у них есть и недостатки. Они предназначены для одноразового использования и не могут использоваться для отключения тока при других типах неисправностей. С другой стороны, автоматические выключатели — это класс устройств, которые выполняют те же функции, что и предохранители, но обеспечивают более сложный подход к устранению широкого спектра неисправностей.

Как и разъединители, автоматические выключатели должны быть тщательно спроектированы, чтобы без повреждений прерывать большие напряжения и токи. Как только контакты в автоматическом выключателе раздвигаются друг от друга, образуется электрическая дуга.Эту дугу необходимо погасить как можно быстрее, чтобы предотвратить повреждение выключателя или создание небезопасных условий для рабочих. Гашение дуги достигается с помощью материала, называемого диэлектриком, который не проводит электричество. Для более низких напряжений автоматические выключатели могут быть расположены в герметичном контейнере под вакуумом, чтобы избежать прохождения электричества в воздухе между контактами. Для более высокого напряжения выключатели часто погружают в резервуары, заполненные непроводящим маслом или плотным диэлектрическим газом. Эти выключатели дают операторам сети больше контроля над тем, как и когда прерывается ток.Не все неисправности одинаковы, и иногда операторы даже заранее знают о неисправности и могут активировать выключатели на ранней стадии, чтобы предотвратить каскадные отказы. Многие неисправности носят временный характер, например, удары молнии или раскачивание ветвей деревьев. Особый вид автоматического выключателя, называемый реклоузером, может прерывать ток на короткое время и повторно подавать питание на линию, чтобы проверить, исчезла ли неисправность. Повторно закрывающие устройства обычно отключаются и повторно включаются несколько раз, в зависимости от их программирования, прежде чем решить, что неисправность постоянная и заблокироваться.Если спрос на электроэнергию в сети становится настолько высоким, что коммунальное предприятие не может его удовлетворить, подстанции также могут использоваться для сброса нагрузки. Периодические отключения электроэнергии используются для снижения общего спроса на электроэнергию, чтобы избежать серьезных сбоев в сети.

Одной из наиболее важных частей энергосистемы является то, что разные сегменты имеют разное напряжение. Напряжение — это мера электрического потенциала, в некоторой степени эквивалентная давлению жидкости в трубе. На крупных электростанциях электричество производится при несколько низком напряжении около 10-30 киловольт или кВ.Оттуда напряжение повышается намного выше с помощью трансформаторов, чтобы оно могло перемещаться по линиям передачи. Использование более высокого напряжения снижает потери в пути, делая их более эффективными, но также и более опасными. Вот почему воздушные линии электропередачи такие высокие — чтобы они не мешали деревьям и деятельности людей. Но когда линии электропередачи достигают населенных пунктов, которые они обслуживают, невозможно удерживать их так высоко в воздухе. Таким образом, перед распределением напряжение в сети необходимо снизить, опять же с помощью трансформаторов, расположенных на подстанции.

Трансформатор — это чрезвычайно простое устройство, функционирование которого зависит от переменного тока сети. Он состоит из двух соседних катушек проволоки. Когда напряжение в одной катушке изменяется, она создает магнитное поле. Это поле соединяется с другой катушкой, вызывая напряжение. Невероятная часть трансформатора связана с количеством петель в каждой катушке. Индуцированное напряжение будет пропорционально количеству петель. Например, если на передающей стороне трансформатора 1000 петель, а на распределительной — 100, напряжение на распределительной стороне будет в 10 раз меньше.Этот простой, но невероятный факт позволяет нам повышать или понижать напряжение по мере необходимости, чтобы сбалансировать безопасность и эффективность в каждой части энергосистемы.

Трансформаторы просты во многих отношениях, но это также означает, что может быть трудно выполнить точную регулировку мощности, покидающей подстанцию. По этой причине многие подстанции включают оборудование для контроля и управления мощностью в сети. Измерительные трансформаторы — это небольшие трансформаторы, используемые для измерения напряжения или тока в сети или обеспечения питания устройств мониторинга системы.В зависимости от различных потерь при передаче и распределении напряжение в сети может выходить за допустимые пределы. Регуляторы — это устройства с несколькими ответвлениями, которые могут вносить небольшие корректировки — вверх или вниз — в напряжение распределения на фидерных линиях, покидающих подстанцию ​​по направлению к потребителям. Если присмотреться, иногда можно увидеть циферблат регулятора, указывающий положение крана.

Все это различное оборудование требует серьезного ухода. Последняя и наиболее важная роль подстанции состоит в том, чтобы электрики и линейные мастера могли безопасно проверять, ремонтировать и заменять оборудование.Подстанции обычно являются единственными местами, где линии электропередач сверхвысокого напряжения подходят близко к земле, поэтому безопасность абсолютно критична. Шинопровод, идущий вдоль подстанции, защищен от короткого замыкания большими изоляторами, чтобы избежать дугового замыкания на землю. Даже соединения с каждым элементом оборудования выполняются через устройство, называемое проходным изолятором, которое поддерживает безопасное расстояние между линиями под напряжением и заземленными металлическими корпусами. Некоторые подстанции имеют большие бетонные стены, которые служат противопожарными преградами между оборудованием.Все подстанции построены с сеткой заземляющих стержней и проводов, заглубленных под поверхностью. В случае неисправности подстанция должна иметь возможность пропускать большой ток в землю, чтобы отключать выключатели как можно быстрее. Эта сеть заземления также гарантирует, что вся подстанция и все ее оборудование поддерживаются на одном уровне напряжения, называемом эквипотенциальным, так что прикосновение к любому элементу оборудования не создает электрический ток через человека. Наконец, подстанции окружены большими заборами и предупреждающими знаками, чтобы быть уверенным, что любые своенравные граждане знают, что им следует держаться подальше.

Во многих отношениях сетка представляет собой универсальную систему — гигантскую машину, к которой мы все подключаемся, вращая в идеальной синхронности, в некоторых случаях, на всем континенте. С другой стороны, наши потребности в электроэнергии, в том числе когда она нам нужна, сколько нам нужно и насколько надежно она должна быть доставлена, сильно различаются. Требования к питанию сильно различаются между чувствительным исследовательским центром и пригородным жилым районом, между военной базой и полем для гольфа загородного клуба, а также между сталелитейным заводом и боулингом.Точно так же каждая электрическая подстанция настраивается для удовлетворения потребностей инфраструктуры, которую она связывает вместе. По мере того, как сеть становится умнее, по мере изменения структуры спроса и по мере того, как мы (будем надеяться!) Продолжаем заменять производство ископаемого топлива источниками возобновляемой энергии для сдерживания глобального потепления, управление нашей электрической инфраструктурой будет становиться все сложнее. Таким образом, подстанции будут продолжать играть важную роль в управлении и защите энергосистемы.

Электрическая подстанция — Энергетическое образование

Рисунок 1.Масштабная электрическая подстанция. [1]

Электрические подстанции — это интерфейс между частями распределительной сети и систем передачи. На этих отгороженных участках (см. Рисунки 1 и 2) напряжение в линиях электропередачи понижается до уровня, подходящего для распределительной сети. Они также оснащены автоматическими выключателями для защиты распределительной системы и могут использоваться для управления протеканием тока в различных направлениях. [2] [3] Они также сглаживают и фильтруют колебания напряжения, вызванные, например, повышенной нагрузкой. [4]

Компоненты

Рисунок 2. Распространенный тип электрических подстанций, встречающийся в городах и их окрестностях. [5]

Трансформаторы понижают очень высокие напряжения передачи до напряжения менее 10 000 вольт, что подходит для систем распределения. 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 разделить на категории по их различным функциям и ролям.

  • Понижающая подстанция — Эти объекты понижают напряжение на линиях электропередачи до так называемого субпередающего напряжения, которое иногда используется в промышленных целях. В противном случае выход направляется на распределительную подстанцию. [6]
  • Распределительная подстанция — Эти подстанции дополнительно снижают напряжение субпередачи до того, которое можно использовать для обеспечения 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 дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

Безопасность подстанций и трансформаторов | Союз Пауэр

Безопасность подстанций

Все мы знаем, что дети любят лазить по вещам, на них и на них. Особенно привлекательны заборы.Когда ваши дети находятся на летних каникулах, это идеальное время, чтобы поговорить с ними о электрических подстанциях и о том, почему они никогда не должны лазить по окружающим их заборам. Ваш электротехнический кооператив повесил знаки «Опасно — держитесь подальше» или «Предупреждение — высокое напряжение» на ограждениях подстанций для вашей защиты. Убедитесь, что ваш ребенок понимает этот факт.

Если ваш ребенок немного старше, он может задать множество вопросов о связанных с ним опасностях. Если более подробный ответ поможет донести мысль, вот простое объяснение, которое должно помочь вашему ребенку уважать забор подстанции и силу электричества.Электрическая подстанция изменяет чрезвычайно высокое напряжение, передаваемое по линиям передачи на большие расстояния, на более низкое напряжение распределения, которое обслуживает дома и предприятия. Для выполнения этой задачи подстанция нуждается в прямом питании от линии электропередачи в структуру подстанции. Оборудование подстанции всегда находится под высоковольтной электрической нагрузкой. Техники подстанций, линейные монтажники и бригады технического обслуживания обучены работать в условиях высокого напряжения, а также распознавать и избегать потенциальных опасностей на подстанции.Насколько велико электрическое напряжение? На некоторые части оборудования подстанции может подаваться напряжение более 100 000 вольт. Помните, что заборы подстанций отмечают для вас опасную зону. Вы в безопасности, если держитесь от них подальше.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *