Трансформаторные подстанции 6...10/0,38 кВ, которые часто называют потребительскими, предназначены для питания распределительных линий напряжением 0,38 кВ, в большинстве случаев трехфазных четырехпроводных с заземленной нейтралью.

В распределительных сетях используются как однотрансформаторные, так и двухтрансформаторные трансформаторные подстанции мощностью от 25 до 630 кВ-А в большинстве случаев наружной установки. При специальном обосновании могут устанавливаться закрытые трансформаторные подстанции (ЗТП). В настоящее время в большинстве случаев проектируются сети с комплектными трансформаторными подстанциями наружной установки, хотя для потребителей первой категории по надежности электроснабжения все более широко используются ЗТП. В эксплуатации находятся также мачтовые трансформаторные подстанции наружной установки.

Основные схемы первичных соединений распределительного устройства 10 кВ комплектной трансформаторной подстанции (КТП) приведены на рисунке 1 (в некоторых схемах не показаны дополнительные разъединители, которые могут устанавливаться на концевых опорах для присоединения КТП к линиям). Комплектная трансформаторная подстанция тупикового типа с одним трансформатором (рис. 3.1, а) широко применяется для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

Рисунок 3.1. Главные схемы соединений распределительного устройства РУ 10 кВ трансформаторных подстанций 10/0,38 кВ

Разъединитель, как правило, устанавливают на концевой опоре линии 10 кВ, а предохранители 10 кВ -- в КТП. Вместо разъединителя в цепи трансформатора при соответствующем обосновании может быть использован выключатель нагрузки. Схема б также с одним трансформатором и шинами с выключателями нагрузки может применяться в сетях 10 кВ, не только с односторонним, но и с двусторонним питанием, когда по условиям надежности допускаются ручные послеаварийные переключения. Трансформатор присоединяют к шинам через разъединитель и предохранители.

При включенных выключателях нагрузки может осуществляться питание от одного источника с транзитом мощности через шины подстанции. В этой схеме допускается один из выключателей нагрузки заменить на разъединитель с выполнением соответствующих блокировок.

Схема совмещает однотрансформаторную подстанцию с пунктом автоматического секционирования или пунктом автоматического включения резерва (АВР) линии 10 кВ. Схема применяется в сетях напряжением 10 кВ с односторонним и двусторонним питанием, в которых по условиям надежности электроснабжения требуются автоматическое и ручное секционирования линий 10 кВ.

Схема г - распределительное устройство с двумя трансформаторами и шинами 10 кВ, секционированными выключателем нагрузки и разъедителем применяется в основном в сетях 10 кВ с двусторонним питанием, где допускается ручное секционирование линий 10 кВ.

Основной режим работы подстанции -- питание каждого трансформатора от независимого источника по линии 10 кВ (секционный выключатель нагрузки отключен). При включенном секционном выключателе нагрузки можно осуществить питание от одного источника с транзитом мощности через шины трансформаторной подстанции. Вместо секционного выключателя нагрузки может быть установлен масляный выключатель (с заменой выключателя нагрузки на разъединитель с левой стороны от него, схема г). Такая схема (схема мостика с одним выключателем) совмещает двухтрансформаторную подстанцию с пунктом автоматического секционирования или пунктом АВР линии 10 кВ.

На рисунке 3.2 приведена главная схема соединений УЗТП 10/0,38 кВ, разработанная для электроснабжения ответственных сельскохозяйственных потребителей, где необходимо обеспечить АВР на стороне 10 кВ. Подстанция двухтрансформаторная, мощностью 2x400 кВ-А, с РУ 10 кВ узлового типа по схеме с секционированной системой шин, с четырьмя отходящими ВЛ 10 кВ и применением ячеек КРУ, с выключателями типа ВК-10 сооружается тупикового типа с применением КТП (рис. 3.2, а).

Рисунок 3.2. Главная схема соединений подстанции УЗТП 10/0,38 кВ

Принципиальная электрическая схема комплектной трансформаторной подстанции 10/0,38 кВ мощностью 25... 160 кВ-А приведена на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3. Схема электрическая соединений КТП-25... 160/10

Распределительное устройство (РУ) 10 кВ состоит из разъединителя QS с заземляющими ножами, устанавливаемого на ближайшей опоре линии 10 кВ, вентильных разрядников FV1... FV3 для защиты оборудования от атмосферных и коммутационных перенапряжений на стороне 10 кВ и предохранителей F1... F3, установленных в водном устройстве высшего напряжения, обеспечивающих защиту трансформатора от многофазных коротких замыканий. Предохранители соединены соответственно с проходными изоляторами и силовым трансформатором. Остальная аппаратура размещается в нижнем отсеке (шкафу), то есть распределительное устройство 0,38 кВ.

На вводе распределительного устройства 0,38 кВ установлены рубильник S, вентильные разрядники FV4... FV6 для защиты от перенапряжений на стороне 0,38 кВ, трансформаторы тока ТА1... ТАЗ, питающие счетчик активной энергии PI, и трансформаторы ТА4, ТА5, к которым подключено тепловое реле КК, обеспечивающее защиту силового трансформатора от перегрузки. Включение, отключение и защита отходящих линий 0,38 кВ от коротких замыканий и перегрузки осуществляются автоматическими выключателями QF1... QF3 с комбинированными расцепителями. При этом для защиты линий от однофазных коротких замыканий в нулевых проводах воздушной линии N1... 3 установлены токовые реле КА1... КA3, которые при срабатывании замыкают цепь обмотки независимого расцепителя. Реле настраиваются на срабатывание при однофазных коротких замыканиях. в наиболее удаленных точках сети. Линия уличного освещения от коротких замыканий защищена предохранителями F4... F6.

При перегрузке силового трансформатора размыкающие контакты теплового реле КК, шунтирующие в нормальном режиме обмотку промежуточного реле KL, размыкаются, подавая на нее через резисторы R4 и R5 напряжение. В результате срабатывания реле KL отключаются линии № 1 и 3 и выводится из работы резистор R4, увеличивая сопротивление в цепи обмотки реле KL. Это необходимо для ограничения до номинального значения (220 В) напряжения, подаваемого на обмотку реле KL после притягивания якоря, что связано с увеличением сопротивления обмотки реле. Защита от перегрузки срабатывает не более чем через 1,3 ч при токе, составляющем 1,45 номинального тока силового трансформатора.

Линия № 2 и уличного освещения защитой от перегрузки не отключается. Автоматическое включение и отключение линии уличного освещения осуществляет фотореле KS, а при ручном управлении этой линией пользуются переключателем SA2. Фотореле и переключатель SA2 воздействуют на обмотку магнитного пускателя КМ.

Для поддержания нормальной температуры вблизи счетчика активной энергии PI в зимних условиях служат резисторы R1... R3, включаемые переключателем SA1.

Для контроля наличия напряжения и освещения РУ 0,38 кВ предназначена лампа EL, включаемая переключателем SA3. Напряжение измеряют переносным вольтметром, который включают в штепсельную розетку X, расположенную в РУ 0,38 кВ. Переключатель SA3 позволяет измерить напряжение всех фаз.

Для предотвращения отключения рубильника под нагрузкой предусмотрена блокировка, которая работает следующим образом. При открывании панели закрытия РУ 0,38 кВ замыкающие контакты выключателя блокировки SQ, шунтирующие обмотку промежуточного реле K.L, размыкаются и реле KL срабатывает, отключая автоматические включатели линий № 1 и 3. Одновременно снимается напряжение с обмотки магнитного пускателя КМ и отключается линия уличного освещения.

Размыкающие контакты выключателя блокировки SQ при этом размыкаются и отключают автоматический выключатель линии № 2 (положение контактов выключателя SQ на рисунке 3 показано при открытой панели, закрывающей РУ 0,38 кВ). Предусмотрены также механические блокировки, не допускающие открывания двери вводного устройства высшего напряжении при отключенных заземляющих ножах разъединителя, а также отключения заземляющих ножей разъединителя при открытой двери вводного устройства 10 кВ. Блок-замок двери вводного устройства 10 кВ и блок-замок привода заземляющих ножей имеют одинаковый секрет. К ним имеется один ключ. Во включенном положении разъединителя ключ с привода заземляющих ножей снять невозможно. После отключения главных и включения заземляющих ножей разъединителя ключ свободно снимается с привода заземляющих ножей и им можно открыть дверь устройства ввода 10 кВ.

Для электроснабжения в первую очередь мощных производственных потребителей применяется также серия КТП 10/0,38 кВ с одним и двумя трансформаторами проходного типа КТПП и тупикового типа КТПТ мощностью 250... 630 и 2 (250... 630) кВ-А с воздушными вводами наружной установки. Конструктивно однотрансформаторные КТПП и КТПТ выполняют в виде одного блока, в котором в соответствующих отсеках размещены РУ 10 и 0,38 кВ, а также силовой трансформатор. Оболочка блока (шкаф) изготовлена из листовой стали и имеет двери для обслуживания РУ 10 кВ и 0,38 кВ. Предусмотрены блокировки для безопасного обслуживания.

Рисунок 3.4. Общий вид мачтовой трансформаторной подстанции 10/0,38 кВ: 1 - разрядник, 2 - предохранитель, 3 - трансформатор, 4 - площадка для обслуживания, 5 - шкаф РУ 0,38 кВ, 6 - выводы линии 0,38 кВ, 7 - лестница.

Рисунок 3.5. Общий вид разъединительного пункта на напряжение 10 кВ: 1 - опора, 2 - разъединитель, 3 - привод разъединителя

Двухтрансформаторный КТП состоит из двух однотрансформаторных блоков, соединенных между собой. РУ 10 кВ КТПП и КТПТ выполняют по схемам а, б и г (рис. 1). В частности, распределительное устройство 10 кВ КТПП мощностью 250... 630 кВ-А с одним трансформатором выполнено по схеме б (рис. 3.1). Схема распределительного устройства 0,38 кВ в основном аналогична схеме на рисунке 3, однако предусматривается также вариант с установкой блоков предохранитель-выключатель вместо автоматов на отходящих линиях, число которых увеличено до четырех. Мачтовые подстанции мощностью 25... 100 кВ-А монтируют на П-образной опоре, а 160... 250 кВ-А -- на АП-образной опоре. Подстанции в большинстве случаев выполняют тупиковыми. На рисунке 3.4 показан общий вид мачтовой трансформаторной подстанции 10/0,38 кВ. Все оборудование размещено на П-образной опоре.

Трансформатор 3 установлен на огражденной площадке 4 на высоте 3... 3,5 м. Напряжение к трансформатору подается через линейный разъединительный пункт и предохранители 2. Линейный разъединительный пункт включает разъединитель с приводом, установленный на концевой опоре. Распределительное устройство 0,38 кВ представляет собой металлический шкаф 5 брызгозащищенного исполнения с установленной внутри аппаратурой. Ввод в шкаф от трансформатора и выводы 6 к линиям 380/220 В выполнены в трубах. Для подъема на площадку 4 служит складная металлическая лестница 7, которая (в сложенном виде) так же, как дверцы шкафа и привод разъединителя, запирается на замок. Для защиты трансформаторной подстанции от перенапряжений установлены вентильные разрядники 1.

Определение напряжения на стороне низшего напряжения подстанции

Еcли надо вычислить напряжение на шинах низкого напряжения (НН) подстанций, то расчет должен быть дополнен еще одним этапом. Должны быть учтены потери напряжения в сопротивлениях трансформаторов и автотрансформаторов и наличие магнитной связи между их обмотками.

Покажем последовательность расчета на примере подстанции 1 предыдущей схемы.

На рисунке показана схема соединения элементов, учтенных при определении расчетной нагрузки этой подстанции 1 и указаны мощности, которые должны быть найдены и просуммированы при вычислении .

Так как напряжение U 1 известно (определено на предыдущем этапе расчета), то потеря напряжения в сопротивлении трансформатора Z т1 может быть найдена по величине напряжения U 1 и мощности , протекающей по сопротивлению Z т1 .

При этом потеря напряжения

,

а приведенные напряжения на шинах низкого напряжения подстанций

.

Искомое напряжение на шинах НН подстанции 1

.

Можно применять и способ, предусматривающий приведение параметров схемы и ее режима к одной ступени трансформации. В нашем примере целесообразно привести сопротивление линии ЛЧ к номинальному напряжению 110 кВ. В этом случае из схемы замещения исключается идеальный трансформатор, точки объединяются, а сопротивления Z 4 заменяется сопротивлением:

Напряжение в точке 3 при расчете также следует принимать приведенным к той же ступени трансформации, что и , т.е. считать, что . Оба подхода к расчету равноценны.

12.3. Расчеты режима линий с двусторонним питанием при различающихся напряжениях источников питания (по концам )

Для расчета схем с несколькими независимыми источниками питания широко используется принцип наложения.

Согласно этому принципу токи и мощности в ветвях могут рассматриваться как результат суммирования ряда слагающих, число которых равно числу независимых источников напряжения.

Каждый из этих токов определяется действием лишь одного из источников напряжения при равенстве нулю напряжений других источников.

Линии с двусторонним питанием при различающихся напряжениях по концам относятся к числу электрических цепей с независимыми источниками мощности. Для её расчета также может быть применен принцип наложения.

Заданы различные напряжения по концам линии, например U 1 >U 4 .

Известны мощности нагрузок S 2 и S 3 и сопротивления участков линии Z kj , где k – узел начала участка линии, j – узел конца участка линии.

Надо найти потоки мощности S kj .

В соответствии с известным из ТОЭ принципом наложения, линию можно представить двумя линиями (рисунок б) и в)).

Потоки мощности в исходной линии можно получить в результате наложения (суммирования) потоков в этих линиях. Потоки мощности в линии с равными напряжениями по концам (U н.) рисунок б) определяются известными выражениями:

где

где

В линии на рисунке в) в направлении от источника питания с большим напряжением к источнику с меньшим напряжением протекает сквозной уравнительный ток I ур. и уравнительная мощность S ур.

Соответственно в результате положения потоков, определенных по формулам (1), (2) и (3), определяются потоки мощности в линии с двусторонним питанием на рисунке а)

Определение потерь мощности DS kj осуществляется по формуле:

где k – узел начала участка линии;

j – узел конца участка линии;

Затем определяются напряжения.

Допустим точкой потокораздела является точка3,рисунок 2).Разрежем линию в узле 3, рис. д)

Теперь можно определить напряжения или падения напряжения
(DU нб) в двух разомкнутых сетях, т.е. в линиях 1–3 и 4–3 1 т.к. U 1 > U 4 , то DU 1-3 > DU 4-3 и DU нб = DU 1-3

a)

Послеаварийные режимы

B. Наиболее тяжелые – выход из строя и отключение участков 1-2 и 3-4 (ближайших к источнику питания). Проанализируем эти режимы и определим наибольшую потерю напряжения DU нб в режиме, когда отключен участок 4-3 рисунок е). Обозначим наибольшую потерю напряжения DU 1-3 ав.

Трансформаторные подстанции 6…10/0,38 кВ, которые нередко именуют потребительскими, созданы для питания распределительных линий напряжением 0,38 кВ, почти всегда трехфазных четырехпроводных с заземленной нейтралью.

В распределительных сетях употребляются как однотрансформаторные, так и двухтрансформаторные трансформаторные подстанции мощностью от 25 до 630 кВ-А почти всегда внешней установки. При особом обосновании могут устанавливаться закрытые трансформаторные подстанции (ЗТП). В текущее время почти всегда проектируются сети с комплектными трансформаторными подстанциями внешней установки, хотя для потребителей первой категории по надежности электроснабжения все более обширно употребляются ЗТП. В эксплуатации находятся также мачтовые трансформаторные подстанции внешней установки.

Главные схемы первичных соединений распределительного устройства 10 кВ комплектной трансформаторной подстанции (КТП) приведены на рисунке 1 (в неких схемах не показаны дополнительные разъединители, которые могут устанавливаться на концевых опорах для присоединения КТП к линиям). Комплектная трансформаторная подстанция тупикового типа с одним трансформатором (рис. 1, а) обширно применяется для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

Набросок 1. Главные схемы соединений распределительного устройства РУ 10 кВ трансформаторных подстанций 10/0,38 кВ

Разъединитель, обычно, устанавливают на концевой опоре полосы 10 кВ, а предохранители 10 кВ - в КТП. Заместо разъединителя в цепи трансформатора при соответственном обосновании может быть применен выключатель нагрузки. Схема б также с одним трансформатором и шинами с выключателями нагрузки может применяться в сетях 10 кВ, не только лишь с однобоким, да и с двухсторонним питанием, когда по условиям надежности допускаются ручные послеаварийные переключения. Трансформатор присоединяют к шинам через разъединитель и предохранители.

При включенных выключателях нагрузки может осуществляться питание от 1-го источника с транзитом мощности через шины подстанции. В этой схеме допускается один из выключателей нагрузки поменять на разъединитель с выполнением соответственных блокировок.

Схема е совмещает однотрансформаторную подстанцию с пт автоматического секционирования либо пт автоматического включения резерва (АВР) полосы 10 кВ. Схема применяется в сетях напряжением 10 кВ с однобоким и двухсторонним питанием, в каких по условиям надежности электроснабжения требуются автоматическое и ручное секционирования линий 10 кВ.

Схема г — распределительное устройство с 2-мя трансформаторами и шинами 10 кВ, секционированными выключателем нагрузки и разъедителем применяется в главном в сетях 10 кВ с двухсторонним питанием, где допускается ручное секционирование линий 10 кВ.

Основной режим работы подстанции - питание каждого трансформатора от независящего источника по полосы 10 кВ (секционный выключатель нагрузки отключен). При включенном секционном выключателе нагрузки можно выполнить питание от 1-го источника с транзитом мощности через шины трансформаторной подстанции. Заместо секционного выключателя нагрузки может быть установлен масляный выключатель (с подменой выключателя нагрузки на разъединитель с левой стороны от него, схема г). Такая схема (схема мостика с одним выключателем) совмещает двухтрансформаторную подстанцию с пт автоматического секционирования либо пт АВР полосы 10 кВ.

На рисунке 2 приведена основная схема соединений УЗТП 10/0,38 кВ, разработанная для электроснабжения ответственных сельскохозяйственных потребителей, где нужно обеспечить АВР на стороне 10 кВ. Подстанция двухтрансформаторная, мощностью 2×400 кВ-А, с РУ 10 кВ узлового типа по схеме с секционированной системой шин, с 4-мя отходящими ВЛ 10 кВ и применением ячеек КРУ, с выключателями типа ВК-10 сооружается тупикового типа с применением КТП (рис. 2, а).

Набросок 2. Основная схема соединений подстанции УЗТП 10/0,38 кВ

Принципная электронная схема комплектной трансформаторной подстанции 10/0,38 кВ мощностью 25 … 160 кВ-А приведена на рисунке 3.

Набросок 3. Схема электронная соединений КТП-25 … 160/10

Распределительное устройство (РУ) 10 кВ состоит из разъединителя Q S с заземляющими ножиками, устанавливаемого на наиблежайшей опоре полосы 10 кВ, вентильных разрядников FV1 … FV3 для защиты оборудования от атмосферных и коммутационных перенапряжений на стороне 10 кВ и предохранителей F1 … F3, установленных в аква устройстве высшего напряжения, обеспечивающих защиту трансформатора от многофазных маленьких замыканий. Предохранители соединены соответственно с проходными изоляторами и силовым трансформатором. Остальная аппаратура располагается в нижнем отсеке (шкафу), другими словами распределительное устройство 0,38 кВ.

На вводе распределительного устройства 0,38 кВ установлены рубильник S, вентильные разрядники FV4 … FV6 для защиты от перенапряжений на стороне 0,38 кВ, трансформаторы тока ТА1 … ТАЗ, питающие счетчик активной энергии PI, и трансформаторы ТА4, ТА5, к которым подключено термическое реле КК, обеспечивающее защиту силового трансформатора от перегрузки. Включение, отключение и защита отходящих линий 0,38 кВ от маленьких замыканий и перегрузки осуществляются автоматическими выключателями QF1 … QF3 с комбинированными расцепителями. При всем этом для защиты линий от однофазовых маленьких замыканий в нулевых проводах воздушной полосы N1 … 3 установлены токовые реле КА1 … КA3, которые при срабатывании замыкают цепь обмотки независящего расцепителя. Реле настраиваются на срабатывание при однофазовых маленьких замыканиях. в более удаленных точках сети. Линия уличного освещения от маленьких замыканий защищена предохранителями F4 … F6.

При перегрузке силового трансформатора размыкающие контакты термического реле КК, шунтирующие в обычном режиме обмотку промежного реле KL, размыкаются, подавая на нее через резисторы R4 и R5 напряжение. В итоге срабатывания реле KL отключаются полосы № 1 и 3 и выводится из работы резистор R4, увеличивая сопротивление в цепи обмотки реле KL. Это нужно для ограничения до номинального значения (220 В) напряжения, подаваемого на обмотку реле KL после притягивания якоря, что связано с повышением сопротивления обмотки реле. Защита от перегрузки срабатывает менее чем через 1,3 ч при токе, составляющем 1,45 номинального тока силового трансформатора.

Линия № 2 и уличного освещения защитой от перегрузки не отключается. Автоматическое включение и отключение полосы уличного освещения производит фотореле KS, а при ручном управлении этой линией пользуются тумблером SA2. Фотореле и тумблер SA2 действуют на обмотку магнитного пускателя КМ.

Для поддержания обычной температуры поблизости счетчика активной энергии PI в зимних критериях служат резисторы R1 … R3, включаемые тумблером SA1.

Для контроля наличия напряжения и освещения РУ 0,38 кВ предназначена лампа EL, включаемая тумблером SA3. Напряжение определяют переносным вольтметром, который включают в бытовую розетку X, расположенную в РУ 0,38 кВ. Тумблер SA3 позволяет измерить напряжение всех фаз.

Для предотвращения отключения рубильника под нагрузкой предусмотрена блокировка, которая работает последующим образом. При открывании панели закрытия РУ 0,38 кВ замыкающие контакты выключателя блокировки SQ, шунтирующие обмотку промежного реле K.L, размыкаются и реле KL срабатывает, отключая автоматические включатели линий № 1 и 3. Сразу снимается напряжение с обмотки магнитного пускателя КМ и отключается линия уличного освещения.

Размыкающие контакты выключателя блокировки SQ при всем этом размыкаются и отключают автоматический выключатель полосы № 2 (положение контактов выключателя SQ на рисунке 3 показано при открытой панели, закрывающей РУ 0,38 кВ). Предусмотрены также механические блокировки, не допускающие открывания двери вводного устройства высшего напряжении при отключенных заземляющих ножиках разъединителя, также отключения заземляющих ножей разъединителя при открытой двери вводного устройства 10 кВ. Блок-замок двери вводного устройства 10 кВ и блок-замок привода заземляющих ножей имеют однообразный секрет. К ним имеется один ключ. Во включенном положении разъединителя ключ с привода заземля-тощих ножей снять нереально. После отключения основных и включения заземляющих ножей разъединителя ключ свободно снимается с привода заземляющих ножей и им можно открыть дверь устройства ввода 10 кВ.

Для электроснабжения сначала массивных производственных потребителей применяется также серия КТП 10/0,38 кВ с одним и 2-мя трансформаторами проходного типа КТПП и тупикового типа КТПТ мощностью 250 … 630 и 2 (250 … 630) кВ-А с воздушными вводами внешней установки. Конструктивно однотрансформаторные КТПП и КТПТ делают в виде 1-го блока, в каком в соответственных отсеках расположены РУ 10 и 0,38 кВ, также силовой трансформатор. Оболочка блока (шкаф) сделана из листовой стали и имеет двери для обслуживания РУ 10 кВ и 0,38 кВ. Предусмотрены блокировки для неопасного обслуживания. ). А именно, распределительное устройство 10 кВ КТПП мощностью 250 … 630 кВ-А с одним трансформатором выполнено по схеме б (рис. 1 ). Схема распределительного устройства 0,38 кВ в главном подобна схеме на рисунке 3 , но предусматривается также вариант с установкой блоков предохранитель-выключатель заместо автоматов на отходящих линиях, число которых увеличено до 4. Мачтовые подстанции мощностью 25 … 100 кВ-А монтируют на П-образной опоре, а 160 … 250 кВ-А - на АП-образной опоре. Подстанции почти всегда делают тупиковыми. На рисунке 4 показан вид мачтовой трансформаторной подстанции 10/0,38 кВ. Все оборудование расположено на П-образной опоре.

Трансформатор 3 установлен на огражденной площадке 4 на высоте 3 … 3,5 м. Напряжение к трансформатору подается через линейный разъединительный пункт и предохранители 2. Линейный разъединительный пункт включает разъединитель с приводом, установленный на концевой опоре. Распределительное устройство 0,38 кВ представляет собой железный шкаф 5 брызгозащищенного выполнения с установленной снутри аппаратурой. Ввод в шкаф от трансформатора и выводы 6 к линиям 380/220 В выполнены в трубах. Для подъема на площадку 4 служит раскладная железная лестница 7, которая (в сложенном виде) так же, как дверцы шкафа и привод разъединителя, закрывается на замок. Для защиты трансформаторной подстанции от перенапряжений установлены вентильные разрядники 1.

В целях экономии металла при изготовлении ЛЭП возникает необходимость в значительном повышении передаваемого напряжения и в свою очередь уменьшения потерь на этапе активного сопротивления. Чем выше напряжение, тем больше мощность, а значит, тем больше расстояние, на которое может быть передана электроэнергия. Электрическая подстанция представляет собой установку, используемую для распределения либо преобразования энергии. Электрические подстанции - это, безусловно, один из самых важных конструктивных элементов любой системы передачи и распределения электроэнергии. Наличие в устройстве трансформаторов позволяет осуществлять понижение и повышение величины напряжения.

Устройство электрической подстанции

Любая электрическая подстанция состоит из нескольких элементов, наиболее важным из которых является трансформатор, задача которого состоит в преобразовании электроэнергии, расщеплении, повышении или понижении линии. Работая на высоких мощностях трансформатор выделяет значительное количество тепла, которое отводится и рассевается благодаря конструкции, оснащенной радиатором. Для адекватной работы всех элементов конструкции важно, чтобы и подстанций осуществлялась специалистами. Еще один важный элемент устройства электрической подстанции - вводные конструкции под кабельные линии. Их задача - организовывать прием вводного напряжения, передавая его на вход трансформатора. После преобразования энергия передается на распределительное устройство (РУ), задача которого - принять и распределить электричество.

Кроме основных компонентов оборудование подстанции включает несколько модулей, выполняющих специфическую задачу.

• Разъединители

Осуществляют оперативное переключение в электросхеме РУ и создание видимого разрыва цепи. Разъединители нельзя разъединять под нагрузкой, так как они не имеют дугогасительных элементов. Состоят разъединители из неподвижных (закрепленных на изоляторах) и подвижных контактов.

• Измерительные компоненты

Трансформаторы, измеряющие электрические величины и питающие устройство релейной защиты. При максимальном значении величин, напряжение и выходной ток не превышают 100 В и 5 А.

Соединяют отдельные элементы РУ. Изготавливаются из меди либо алюминия.

• Регулирующие устройства

Реакторы, батареи, фазовращатели ограничивают значения тока.

• Нелинейный ограничитель и разрядники

Осуществляют защиту линий от коммутационных и атмосферных перенапряжений.

• Заземляющие устройства

Соединяют с землей части оборудования, изготовленные из металла.

• Силовые выключатели

Коммутационные компоненты, отвечающие за включение и выключение силовой цепи в режиме токовой нагрузки, перегрузки, холостого хода, короткого замыкания.

• Системы автоматики и защиты

Сюда входит система коммерческого и технического учета электрической энергии, система управления и так далее.

Классификация подстанций

Основные виды электрических подстанций являются распределительные и трансформаторные подстанции. Распределительная подстанция является узловой и осуществляет прием и распределение электрической энергии. Трансформаторная подстанция отвечает за уменьшение либо повышение значения напряжения благодаря наличию встроенного трансформатора.

В зависимости от способа присоединения к сети выделяют несколько видов подстанций:

• Ответвительная

Может быть присоединена к двум или одной линии глухой отпайкой, осуществляется по схеме 2-х блоков с короткозамыкателями и отделителями. Присоединяется к линиям 35-220 кВ.

• Проходная

Входит в рассечку двух или одной линии с одно- или двухсторонним питанием. Применяются подстанцию этого типа в простых замкнутых сетях. Для проходной подстанции может быть предусмотрена отходящая линия с разъединителем. Транзит мощности осуществляется через нормально замкнутую перемычку с выключателем.

• Промежуточная

Подстанция, необходимая для питания потребителей. Промежуточные подстанции могут присоединяться к двум или одной проходящим ВЛ, либо присоединяться путем захода ВЛ с одно/двухсторонним питанием.

• Транзитная

Используется для питания потребителей и передачи потоков мощности в смежные сети соседних энергосистем.

• Преобразовательная

Подстанция, служащая для приема и передачи мощности на постоянном токе. Характеризуется большой мощностью и значительным числом выпрямительных, параллельно работающих, агрегатов.

• Узловая

Тип подстанции, к которой может быть присоединено более 2-х линий, которые приходят от нескольких электроустановок.

• Тупиковая

Данная разновидность подстанции получает электроэнергию от электроустановки по нескольким или одной линии. Выполняются по схеме блока: трансформатор - линия с предохранителем и разъединителем электрическим.

Конструктивно РУ электрической подстанции может быть открытого типа (когда оборудование расположено под открытым небом) и закрытого типа (как правило, в условиях города).

Исходя из назначения подстанции классифицируются на системные и потребительские. На системных подстанциях происходит связь различных энергосистем или отдельных районов энергосистемы. Распределение электрической энергии между потребителями осуществляют потребительские подстанции. Мощность и назначение отдельно взятой подстанции определяется конфигурацией и схемой сети, в рамках которой подстанция подлежит эксплуатации, а также характером нагрузок, полученных от присоединенных потребителей