Электрическая часть электростанций и подстанций: Электрическая часть электростанций | Архивы

Электрическая часть электростанций ⋆ Geoenergetics.ru

Рассказ о том, каким образом электроэнергия добирается до наших с вами розеток, не короток, поскольку проблема не проста. Не потому, что она не решена, а потому, что решения для каждой электростанции она решается индивидуально, всякий раз приходится создавать новые комбинации аппаратуры, оборудования, которые обеспечивают выдачу электроэнергии в сеть, доставку ее до населенных пунктов, распределения по жилым кварталам, по промышленным предприятиям.

Каждый город, каждый завод имеют свои особенности – свой «набор» потребителей. Вот тут дом в сто квартир, но на первом этаже – парикмахерская и магазин, а в соседнем дом 150 квартир, зато ничего дополнительного. И каждый такой вариант – это задача, которую приходится решать нашим энергетикам. Мало того – решение географически начинается не в распределительном щитке подъезда, а куда как раньше. Тут даже не очень понятно, в каком порядке описывать алгоритм решения – то ли идти от генератора электростанции к розетке, то ли от розетки «забираться внутрь» электростанции. Но, раз уж предыдущий рассказ был об электростанциях, то начнем с них.

Для того, чтобы не загромождать рассказ ворохом технических описаний, пропускаем все, что связано с проблемой нагревания используемого железа. Крутится ротор – греется, статор – греется, принимая потоки магнитного поля, греется каждая металлическая деталь, каждая деталь требует тщательно выстроенной системы охлаждения. Изменилась форма сердечника – изменился характер генерации, а сеть требует, чтобы частота оставалась неизменной, ей 50 герц отдай и не греши. Вот за этими тремя предложениями мы и спрячем содержание нескольких учебников, в которых рассказано и показано, какие методы решения проблем существуют на станциях разного типа (тепловые, атомные, гидроэнергетические и гидроакккумулирующие – у каждой из них свои требования к надежности турбин и генераторов), какие технические нормативы необходимо соблюдать, какие системы безопасности использовать. Пропустим, все это, просто пометив – проблема есть, проблема большая, способы решения имеются, для нормального функционирования электростанции энергетикам надо знать об этом всё.

Генератор как таковой «не интересует», как будет жить распределительная сеть – будучи составной частью турбины, он обеспечивает решение ею главной задачи электростанции. Напомним, что главное – забрать и преобразовать максимум возможного количества энергии, которая вырабатывается за счет того или иного энергетического ресурса. Еще часть этой задачи – обеспечить генерируемому току частоту в 50 герц, а все прочее уже вторично. То, как ведут себя турбина и генератор в момент их запуска, как они реагируют на отключение нагрузки (крупный город «ушел спать») или резкое ее увеличение («доброе утро, страна!») – это еще один учебник электротехники, который мы в этот раз пропустим, оставим «на следующий семестр».

Но то, что вторично для генератора – смысл существования трансформаторов электростанции. Да, чтобы не бояться такого страшного слова тем, кто его слышит в своей жизни раз в сто лет – нет в нем ничего страшного: трансформатор всего-навсего трансформирует ток, который он получает. Получил ток с определенными характеристиками, трансформировал в ток с другими характеристиками. Зачем такая трансформация нужна?

В предыдущих статьях мы уже не раз и не два касались основного постулата электропередачи – если не хотим понапрасну греть провода, теряя активную мощность, то нужно обеспечивать высокое напряжение. Генератор за этим «не следит», он вырабатывает тот ток, который обеспечивает ему турбина, которая борется за свой максимальный КПД. Электростанции никогда не строят «просто так», каждую из них рассчитывают под определенных потребителей. В 100 км от нее будет город, в котором 100 тысяч население, в 150 км уже строят огромный завод, в котором будут жужжать сто тысяч станков, а еще бы не забыть про городок самих энергетиков, что уже заканчивают в двух км от места будущей работы. Этим, в 100 км, надо 100 миллионов ватт, вот тем – 500 миллионов. Пример, конечно, совершенно с потолка, но принцип отражен более-менее точно – рассчитывая характеристики электростанции, ее проектировщики заранее учитывают нужды потенциальных потребителей, среди которых загодя определяют основных.

Население в городе в 75 км от турбины будет расти, но медленно, а вот тут уже идет строительство предприятия, владельцы которого подписываются забрать 39% мощности и до которого от турбины 233 км. Какие-то потребители имеют схожие параметры – два города рядом, пять заводов на северо-северо-восток, на северо-восток будут забирать по 1 ГВт – соответственно, на такие группы трансформатор или трансформаторы должны выдавать вот такие токи. Соответствующим образом, опять же заранее, рассчитываются параметры трансформаторов – заранее известно, какой ток им «вручат» генераторы, дальше надо подумать, как трансформаторы изменят параметры тока. И, разумеется, снова надо решить задачи отвода тепла, устойчивости при внезапных изменениях нагрузок, обезопасить аппаратуру от коротких замыканий. От этих задач сначала постанывают проектировщики, потом чешут затылки заводы, конструкторы которых получают технические задачи от этих проектировщиков. И все то время, пока жужжат турбины, искрят генераторы, гудят трансформаторы – дежурные смены электростанций изо дня в день готовы вот тут подкрутить, вот здесь перекоммутировать, вот там во время заменить, готовы сделать это быстро, слаженно, не перепутав ни одной инструкции. Это действительно по настоящему боевые дежурства, по другому не назовешь.

Электрики за работой, Фото: elektrika-24.narod.ru

Продолжаем следить за путешествием тока внутри электростанции. Вот он покинул генератор, вот трансформаторы его видоизменили, разделили и… ? А что «и» – надо его передавать дальше. Несколько видов тока, предназначенные для разных групп потребителей, расположенных на разных расстояниях и по разным направлениям. Бардак, который приводят в стройную систему приборы-аппараты, названия которых точно отражают суть того, для чего они придуманы – распределительные устройства. Да, достаточно часто, когда нам приходится читать про электрические токи и станции, мы видим слово «шина» применительно ко всем этапам передачи тока. Сбивает с толку, потому как профессионалы привычно пропускают прилагательные – «электрическая», «энергетическая». Эта шина совсем не похожа на шины автомобильные, она не из резины сделана, а вовсе наоборот, поскольку задача ее – передать ток с минимальными потерями. Шина в электроэнергетике – это проводник электричества с минимальным сопротивлением.

Понятие «сопротивление», если отбросить детали – это нежелание материала, из которого сделан тот или иной проводник пропускать через себя ток. Часть мощности тока уходит на разогрев материала проводника, снижая КПД электростанции, что, разумеется, никого из энергетиков не радует. Для борьбы с такими потерями и разрабатываются шины, при помощи которых соединены между собой все устройства электростанции, обеспечивающие выдачу электроэнергии в сеть и все устройства, обеспечивающие внутреннее электроснабжение. Гибкие и жесткие, в виде кабелей и пластин соответственно, изолированные и неизолированные, собранные в шинопроводы, выполненные из стали, алюминия, меди – шины являются неотъемлемой частью любой электростанции. Их тоже приходится рассчитывать заранее, а потом монтировать и содержать в безукоризненном порядке, они тоже входят в «комплект головной боли дежурной смены электростанции».

Продолжаем отслеживать путешествие электроэнергии внутри электростанции. Турбина-генератор – шина – трансформатор – шина. Куда теперь? На распределительное устройство. Давайте рассмотрим все это не теоретически, а на простом, незамысловатом примере – на энергетическом блоке Нововоронежской АЭС с реактором ВВЭР-1200. Вот трансформатор, на который приходит ток от турбины:

Трансформатор на Нововоронежской АЭС, Фото: muph.livejournal.com

Вес этого изящного изделия 340 тонн, турбину и генератор АЭС он «обслуживает» не в одиночку, таких трансформаторов там три, поскольку принять им надо 1’200 МВт мощности. Принимают, увеличивают напряжение с 24кВ до 500 кВ и передают на КРУЭ-500.

КРУЭ – «комплектное распределительное устройство элегазовое», еще одна абракадабра от энергетиков. Но прием все тот же – надо разобрать термин на отдельные слова, ларчик и откроется. «Комплектное» – потому, что его скомплектовали не на стройплощадке мужики с паяльниками, а тщательнейшим образом рассчитали и со всеми техническими предосторожностями самым аккуратным и тщательным образом сделали это на заводе, доставив на станцию в укомплектованном виде. «Элегаз» – электрический газ, типичный слэнг, поскольку выговаривать научное название удовольствие то еще. Этот газ химиками именуется «шестифтористой серой», SF6, главное его свойство как химического соединения – то, что он не реагирует с кислородом. В «переводе на человеческий» – не горит, не воспламеняется этот газ ни при каких условиях, даже если очень сильно нагрет. Почему приходится бояться возгораний?

Каждый из нас не единожды видел, как искрит проводка, каждый год происходят сотни пожаров из-за того, что она где-то в доме загорелась. В доме – это 220 вольт и 50 ампер, так и то горим. В КРУЭ приходит ток в 500’000 вольт и 800 ампер, вот и попробуйте себе представить, на сколько выше и страшнее риск пожара в таком устройстве. Согласитесь – воздуху тут не место, устройство заполнено элегазом и тщательно загерметизировано. «Распределительное» – это потому, что устройство не преобразует ток, а только распределяет. «Кашку варила, деток кормила. Этому дала, этому дала…» – помните детскую сказку? Вот очень похоже, только «кашку сварили» трансформаторы, а вместо деток – линии электропередач или какие-то другие потребители. «Устройство» – так это потому, что оно устройство, полюбуйтесь:

КРУЭ-220, Фото: muph.livejournal.com

КРЭУ-500, которое используется на НВАЭС, не поместилось в кадр, но фигура человека позволяет представить, какого масштаба эта «железяка».

Думаете – все? Это КРЭУ раздает токи напряжением 500 кВ и только, но мы уже в начале статьи размышляли о том, что потребители могут быть поближе и подальше от турбины и генератора, а на ближние расстояния тянуть ЛЭП в 500 кВ дороговато. Есть такие потребители и у этой конкретной АЭС – к ним по плану побегут провода с током в 220 кВ. Для того, чтобы обеспечить потребителям такое напряжение, КРЭУ-500 передает часть мощности на другой трансформатор – ведь трансформировать ток умеет только он. Энергетики не любят вычурных названий, они любят логику. Трансформатор на верхней картинке повышает напряжение – значит, это повышающий трансформатор. КРЭУ передает ток в 500 кВ на трансформатор, задача которого понизить напряжение до 220 кВ – он и будет понижающим. Изящный, японский, никакой нашенской брутальности, но весит он 350 тонн:

Трансформатор Hyundai на Нововоронежской АЭС, Фото: muph.livejournal.com

Конечно, пример был подобран с умыслом – чтобы показать самые мощные трансформаторы и самые сложные КРЭУ. И, разумеется, они еще и самые дорогие, поскольку требуют той самой хай-технологии, которую мы привычно ассоциируем с айфонами и прочими ноутбуками с нано-чем-то-там. Чем меньше мощность электростанции – тем более дешевые варианты комплектов электрооборудования, которые энергетикам надо каким-то образом окупать, не сдирая при этом три шкуры с конечных потребителей. Распределительные устройства далеко не всегда требуют использования элегаза, есть места, где их можно даже не прятать в закрытые помещения, они и на свежем воздухе исправно выполняют свои функции. ОРУ – открытое распределительное устройство, их на наших и не наших электростанциях полным полно, выглядят они, к примеру, вот так:

Открытое распределительное устройство, Фото: tulaavtomatika. ru

Конечно, расположение распределительных устройств на открытом воздухе накладывает дополнительные требования на изоляцию всех контактов, зато позволяет изрядно экономить на капитальном строительстве – выбирают обычно то, что экономически целесообразнее. Но технически, с точки зрения безопасности ОРУ можно использовать только в случае, если выдаче подлежит не очень большая электрическая мощность. КРУЭ дороги сами по себе, импортозамещение на них все еще не действует, хотя ирония судьбы заключается в том, что элегаз был впервые использован как раз нашими инженерами-энергетиками.

Потребитель бывает разный

Случай с НВАЭС-2 – это не самое сложное, что бывает на электростанциях. Иногда набор потребителей настолько разнообразен, что приходится использовать еще большее количество распределительных устройств и трансформаторов. Исходят при этом из простого принципа – потребитель всегда прав, то есть работа любой электростанции должна быть продумана так, чтобы нам, потребителям, было максимально удобно и комфортно. Сгорел трансформатор, оборвались провода, полярная лисица покусала какую-нибудь шину между трансформатором и распределительным устройством – а холодильник слесаря Иванова и кофеварка менеджера Сидорова должны продолжать работать.

Но энергетики, которым приходится управлять всем своим огромным парком аппаратов самого разного предназначения из-за постоянного риска, постоянной напряженности (не путать с напряжением!), будучи первоклассными специалистами – не всемогущи, гарантировать на 100%, что ничего не случится с бесперебойностью подачи электроэнергии они не могут. Пожары, наводнения, обледеневшие провода, взбесившийся из-за заводского брака трансформатор – всякое в их жизни случается. Мы, потребители, подразделяемся для них на три категории: очень важные электропотребители, вторая – просто важные электропотребители, третья – все остальные. И мы ни за что не скажем, как именно энергетики ради краткости называют третью категорию в разговорах между собой…

Первая категория

Ну, а если без смеха, то логика подсказывает, какие потребители относятся к первой категории. Противопожарные насосы, шахты, сигнализации, химические производства и, как ни удивительно на первый взгляд, городские системы водоснабжения и канализации – потребители, от бесперебойного питания которых зависят жизнь и здоровье людей. Ну и, само собой «мелким почерком» – еще и те, от которых зависит безопасность государства, потому, между прочим, мы с вами можем быть спокойны за наличие связи, телевидения и прочих интернетов.

Энергопотребители категории «номер раз» должны иметь два, а то и три независимых резервируемых источника питания, при этом перерыв для возобновления электроснабжения при отключении одного из них, должен быть лишь на время автоматического переключения на второй. Объект питается от трансформаторной подстанции? Прекрасно, только для резерва надо подвести электропитание и от второго. На город работает только одна электростанция и потому могут отключиться обе подстанции? Тогда должны иметься про запас и дизельные установки, последняя капля солярки в которых должна быть израсходована на зарядку аккумуляторной батареи.

Вторая категория

Энергопотребители, отключение которых могут привести к массовому возникновению брака или к недоотпуску продукции, но допускается некоторое время на переключение. Другими словами, допустимо время простоя до восстановления электроснабжение – дежурная смена электриков имеет хоть какое-то время на переключение, которое в этом случае доверено людям, а не автоматам. Но при этом наличие резервной линии питания также строго обязательно.

Третья категория

Все, кто не входит в первые две. Для нее допустимо электроснабжение от одного источника, но при условии, что на восстановление питания будет потрачено не более суток. Очевидно, что подразделение потребителей на эти категории проектируется изначально, но это уже не уровень электростанций. Резервные линии, обеспеченные автоматами переключения – это забота городской сети, до которой ток прибежит по ЛЭП.

Городами командуют вовсе не мэры

Разумеется, высоковольтные линии не несут поезда до подъездов домов – как-то нам без особой надобности сотни киловольт в розетках. Если посмотреть на наши города с высоты птичьего полета, то обнаружится, что по периметру их окружают замысловатые сооружения, имя которым – электрические подстанции.

Электрическая подстанция, Фото: wikimapia.org

Для населенных пунктов подстанции – пожалуй, самые важные электроустановки. Это, если коротко, некая комбинация трансформаторов и распределительных устройств, собранная на одной площадке. Подстанция способна сразу на все – понизить или повысить напряжение, увеличить или уменьшить силу тока, распределить напряжение одного класса на несколько потребителей или, допустим, на несколько городских кварталов. Городские подстанции – то, что обеспечивает все городские потребности, это и есть настоящий центр города, а не всяческие мэрии прочие гнезда чиновников, которые пытаются доказать, что без них никак. Завотделом может не выйти на работу по случаю отпуска или больничного, больших неудобств это не вызовет. Выходной или перерыв на обед для подстанции будет катастрофой для города, дежурные энергетики на них, как и на электростанциях, на наш взгляд, должны приравниваться к сотрудникам МЧС или военным, находящимся на боевом дежурстве. С учетом уровня ответственности, лежащего на них – каждый должен быть многократно проверенным профессионалом, получающим достойное вознаграждение за свой труд. Если кто-то считает, что Аналитический онлайн-журнал Геоэнергетика.ru ушел в агитацию и пропаганду, то переубедить заблуждающихся нам будет несложно. Вот совершенно реальный список основных элементов электрических подстанций:

• силовые трансформаторы, автотрансформаторы, шунтирующие реакторы;
• вводные конструкции для воздушных и кабельных линий электропередач;
• открытые и закрытые распределительные устройства, включающие системы и секции шин, силовые выключатели, разъединители, измерительное оборудование, оборудование ВЧ-связи между подстанциями, конденсаторы, фазовращатели, реакторы, преобразователи, выпрямители;
• система питания собственных нужд подстанции, состоящая из трансформаторов собственных нужд, щитов переменного тока, аккумуляторных батарей, щитов постоянного тока, дизельные генераторы и других аварийных источников питания;
• системы защиты и автоматики, в состав которых входят устройства релейной защиты, противоаварийная автоматика для силовых линий, трансформаторов и шин, автоматическая система управления, система телемеханического управления, система технологической связи энергосистемы и внутренней связи подстанции;
• система заземления , включая заземлители и контур заземления;
• молниезащитные сооружения.

Не устали читать? А электрики знают это не только наизусть, но и, что называется, наощупь – до любого устройства они должны уметь добираться с максимальной скоростью в любое время суток и при любой погоде, назубок знать, какие могут возникнуть неисправности…

ЕЭС России – самое колоссальное инженерное сооружение планеты

Кроме подстанций, обеспечивающих городское хозяйство, есть еще и такие, которые, пожалуй, можно назвать стратегическими – промежуточные подстанции единой энергосистемы России. Это узлы, связывающие воедино огромную страну, значимость которых не меньше, чем у генерирующих мощностей. Провода ЛЭП, тянутся на многие сотни километров, между ними, а также между ними и землей действуют достаточно высокие напряжения, поэтому на поверхности проводов накапливаются достаточно большие заряды. В электротехнике это – конденсатор, и при изменении напряжения от одного провода к другому текут так называемые токи смещения, а потому и ток, текущий по проводу, будет неодинаков в разных точках линии. Чем длиннее линия и чем выше в ней напряжение – тем больше значение этих токов смещения, тем больше разница между током в начале и в конце линии. Протекающий в проводах переменный ток, в свою очередь, создает между проводами переменное магнитное поле, которое наводит в проводах электродвижущую силу. Как следствие – в проводах кроме активного падения напряжения, появляется еще и индуктивное падение, которое, в силу неодинаковости мгновенных значений тока вдоль провода также не будет одно и то же на единицу длины в разных точках.

Но и это не все – в силу несовершенства изоляции, кроме токов смещения от одного провода к другому может еще проходить ток утечки. И нет никаких способов избавиться от этих трех проблем, кроме промежуточных подстанций, которые приходится строить через каждые 200-300 км для того, чтобы они компенсировали все сложности из-за всего перечисленного. «Узловые» подстанции обеспечивают подключение к сети генерирующих мощностей, совмещая и преобразуя их токи, подстанции обеспечивают реверсивные поставки электроэнергии между семью объединенными энергетическими системами, которые составляют ЕЭС России (напомним, что наша ЕЭС – это соединенные межрегиональными высоковольтными линиями энергосистемы Востока, Сибири, Урала, Средней Волги, Центра, Юг и Северо-Запада), подстанции обеспечивают синхронный режим работы ЕЭС. Впрочем, такие подстанции, как и рассказ о том, как функционирует Единая Энергетическая Система России выходят за рамки сегодняшней статьи.

Мы смогли проследить основную часть маршрута электроэнергии от турбины к нашим розеткам, остается совсем немного – понять, как распределяется электроэнергия внутри наших городов. Нам кажется, что теперь вы представляете, каких трудов и забот стоит энергетикам наш привычный уровень комфорта, чтобы энергия прошла каждый из этапов большого пути. Турбина, генератор, трансформатор, распределительное устройство, ЛЭП, подстанция – это общая схема, общая, «электрическая», часть электростанций любого типа (кроме солнечных). Это – то, что обязаны знать и уметь все наши энергетики вне зависимости от того, работают ли они на ГЭС, на атомной или любой тепловой электростанции. Это – то, что работает бесперебойно, без праздников и выходных, из года в год, не обращая внимания на то, какой там -изм на дворе. Электричество поступало к потребителям в годы войны, во время стихийных бедствий, в девяностые годы, когда энергетики годами сидели без зарплаты.

Статья выходит в преддверии Дня энергетика, к поздравлению с которым всех, кто так надежно работает, обеспечивая работу огромного энергетического хозяйства от Калининграда до Камчатки. Спасибо вам, уважаемые энергетики!

Фото: rushydro.ru

ЭБ СПбПУ — Электрическая часть систем электроснабжения станций и подстанций: учебное пособие

Название: Электрическая часть систем электроснабжения станций и подстанций: учебное пособие Авторы: Черновец Александр Кузьмич; Лапидус Александр Анатольевич Организация: Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Выходные сведения: Санкт-Петербург: Изд-во Политехн. ун-та, 2006 Электронная публикация: Санкт-Петербург, 2020 Коллекция: Учебная и учебно-методическая литература; Общая коллекция Тематика: Электрические станции — Электрооборудование; Электрические подстанции — Электрооборудование УДК: 621.311.2.0025(075.8) Тип документа: Учебник Тип файла: PDF Язык: Русский Код специальности ФГОС: 13. 00.00 Группа специальностей ФГОС: 130000 — Электро- и теплоэнергетика DOI: 10.18720/SPBPU/2/si20-171 Права доступа: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование) Ключ записи: RU\SPSTU\edoc\62723 Разрешенные действия: – Действие ‘Прочитать’ будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети Действие ‘Загрузить’ будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети Группа: Анонимные пользователи Сеть: Интернет

Аннотация

Учебное пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Электрическая часть электростанций и подстанций» направления 551700 (140200) «Электроэнергетика». В пособии изложена методика проектирования систем электроснабжения электрических станций и подстанций с расчетными примерами. Рассмотрены принципы построения схем рабочего и резервного питания системы электроснабжения ТЭС, АЭС и ГЭС на напряжениях 6 и 0,4 кВ. Описана методика расчета параметров основных переходных процессов в сетях собственных нужд (СН): коротких замыканий, пусков и самозапусков электродвигателей, индивидуального и группового выбега электродвигателей, совместного выбега турбогенераторов с механизмами СН. Анализируется проблематика обеспечения термической стойкости и невозгораемости кабелей СН. Освещены вопросы выбора и проверки основного электрооборудования собственных нужд: трансформаторов, токоограничивающих реакторов, коммутационной аппаратуры, токоведущих частей, аккумуляторных батарей, агрегатов бесперебойного питания, дизельных агрегатов, обратимых двигателей-генераторов. Рассмотрено проектирование цепей освещения территории электростанции. Пособие предназначено для студентов пятого курса электромеханического факультета, изучающих дисциплину «Электрическая часть электростанций и подстанций».

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

Права на использование объекта хранения

Оглавление

• Содержание
• Список условных обозначений
• Введение
• Раздел 1. Выбор рабочих и резервных трансформаторов СН посоставу нагрузки на секции 6 кВ и 0,4 кВ
• Раздел 2. Определение токов КЗ и тепловых импульсов на секциях СН первой и второй ступеней трансформации
• Раздел 3. Токоограничивающие реакторы в схемах СН ТЭЦ при наличии и отсутствии ГРУ
• Раздел 4. Выбор выключателей и ячеек КРУ на напряжение 6 кВ
• Раздел 5. Выбор токопроводов: генераторного, к рабочему ТСН, отрабочего ТСН на напряжении 6 кВ, магистрали резервного питания 6 кВ, токопроводов 0,4 кВ
• Раздел 6. Выбор автоматических выключателей на напряжение 0,4 кВ
• Раздел 7. Определение температуры нагрева жил кабелей током КЗ
• Раздел 8. Предварительная оценка успешности самозапуска асинхронных электродвигателей по величине начального напряжения на секциях СН при восстановлении питания
• Раздел 9. Определение скольжений электродвигателей к моменту восстановления питания
• Раздел 10. Определение времени пуска агрегатов СН с асинхронными электродвигателями
• Раздел 11. Выбор мощности дизель-генераторов систем безопасности
• Раздел 12. Расчет режима совместного выбега
• Раздел 13. Выбор аккумуляторных батарей, зарядных устройств, обратимых двигатель-генераторов, агрегатов бесперебойного питания
• Раздел 14. Проектирование цепей освещения
• Список литературы

Статистика использования

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 дополнительно снижают напряжение подсистемы передачи до уровня, который можно использовать для снабжения большинства промышленных, коммерческих и жилых нужд с помощью распределительного трансформатора, прежде чем мощность будет окончательно доставлена. к нагрузке. ^[6] Эти сооружения 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. ↑ Enmax. (По состоянию на 28 июля 2015 г.). Подстанции [Онлайн], доступно: https://www.enmax.com/generation-wires/transmission-and-distribution/our-system/substations
5. ↑ «Электрическая подстанция» Втшимански в en.wikipedia — Лицензия под общественным достоянием через Wikimedia Commons — https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electrical_Substation.JPG#/media/File:Electrical_Substation.JPG
6. ↑ ^{6.0 6.1 6.2} Министерство труда США. (По состоянию на 28 июля 2015 г.). Иллюстрированный глоссарий: Подстанции [Онлайн]. Доступно: https://www.osha.gov/SLTC/etools/electric_power/illustrated_glossary/substation.html.

Что такое электрическая подстанция и для чего она нужна?

Электричество проникает повсюду, от городов и больших городов до гор, пустынь и морских платформ. И все это возможно благодаря распределительной сети, линиям электропередач и трансформаторным подстанциям.

Так называемые линии электропередач или высоковольтные линии передают электроэнергию от электростанции или генераторного парка в сеть, которая распределяет электроэнергию по регионам. И здесь в игру вступают электрические подстанции.

Что такое электрическая подстанция?

Электрическая подстанция представляет собой установку, предназначенную для установления подходящих уровней напряжения для производства, преобразования, регулирования и распределения электроэнергии.

Обычно они располагаются на периферии зон потребления, внутри или снаружи зданий для экономии места, хотя их также можно найти возле электростанций, на окраинах городских центров с наружными установками.

Основное различие, которое мы находим между трансформаторной станцией и электрической подстанцией, заключается в величине установок. В то время как трансформаторные подстанции связаны с системами передачи высокого/среднего напряжения, электрические подстанции предназначены для поддержки и преобразования более низких напряжений.

Функционирование электрической подстанции

Электрические подстанции служат для производства, преобразования, преобразования, регулирования и распределения энергии. Благодаря этой инфраструктуре электроэнергию можно распределять и достигать различных географических районов.

Электричество, поступающее в наш дом, должно иметь соответствующую мощность, чтобы мы могли безопасно пользоваться электронными устройствами. Это возможно благодаря различным типам электрических подстанций, которые выравнивают мощность, преобразуют и распределяют электроэнергию.

В таких странах, как Испания, есть эталонные компании, такие как Eiffafe Energía, Grupo Elecnor и ABB, которые произвели революцию в технологии подстанций, учитывая их конструкцию, размер, производительность и передовые технологии.

Детали электрической подстанции

• Трансформатор:  Это статическая электрическая машина, которая служит для увеличения или уменьшения электричества в электрической цепи переменного тока при сохранении постоянной частоты и мощности.
• Автоматический выключатель:  Размыкает и восстанавливает непрерывность электрической цепи. Такое прерывание производится током нагрузки или короткого замыкания.
• Реклоузер:  Это электромеханическая деталь, которая прерывает ток при избытке электроэнергии и срабатывает при возникновении неисправности в цепи. Реклоузеры рассчитаны на работу с 3-мя замыканиями и 4-мя размыканиями с интервалом между ними.
• Плавкие предохранители:  Являются соединительными и разъединяющими элементами электрических цепей с двойной функцией. С одной стороны, как блейд-отключение, он включается и выключается. С другой стороны, он действует как предохранительный элемент защиты и используется при регистрации перегрузки по току.
• Разъединители и контрольные выключатели:  Они служат для физического отключения электрической цепи, поэтому обычно работают бесплатно. Эти переключатели работают механически, а также вручную.
• Молниеотводы:  Отвечают за защиту от ионизированных лучей. При перенапряжении определенной величины молниезащитные разрядники образуют электронную дугу, которая приводит к разряду тока на землю, а не на людей или оборудование и установки.
• Измерительные трансформаторы:  Это устройства, отвечающие за измерение электрического тока. Существует два типа: трансформаторы тока (ТТ) для изменения значения тока и трансформаторы напряжения (ТН) для преобразования значений напряжения без учета тока. Оба значения используются в режиме реального времени для измерительных, контрольных и защитных приборов, которым требуются сигналы тока или напряжения.
• Соединительные коробки:  Это соединительные клеммы на каждую фазу, которые позволяют нам выполнять отводы и достигать определенных областей.
• Конденсаторы:  Они позволяют нам сохранять электроэнергию, вырабатываемую в электрическом поле. Через два проводника, разделенных изоляционным материалом, временно накапливается энергия.

Типы электрических подстанций

По функциональному назначению электрические подстанции бывают разных типов:

• Трансформаторная подстанция

Имеют один или несколько трансформаторов, повышающих или понижающих напряжение.