Что такое электрическая подстанция: Электрическая подстанция | это… Что такое Электрическая подстанция?

Содержание

Электрические подстанции: что это такое, характеристики и значение

Una электрическая подстанция устройство или группа электрооборудования, являющаяся частью электрической системы. Его основная функция – генерация, преобразование, регулирование и распределение электрической энергии. Подстанции должны изменить и установить уровни напряжения электрической инфраструктуры, чтобы можно было передавать и распределять электроэнергию.

В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать об электрических подстанциях, их характеристиках и важности.

Индекс

  • 1 Типы электрических подстанций
  • 2 Повышающие и понижающие электрические подстанции
  • 3 Типы неисправностей
  • 4 Системы защиты
    • 4.1 вырезы для предохранителей
    • 4.2 тепловое реле
    • 4.3 Автоматический переключатель
    • 4.4 Дифференциальный переключатель
    • 4.5 выключатель

Типы электрических подстанций

Электрическая подстанция — это установка, отвечающая за преобразование напряжения, частоты, количества фаз или соединений двух или более цепей. Они располагаются вблизи электростанций, на периферии зон потребления, внутри и снаружи зданий. Подстанции в городах часто располагают внутри зданий, чтобы сэкономить место и уменьшить загрязнение окружающей среды. Напротив, открытые объекты расположены на окраинах городских центров. Существует несколько типов электрических подстанций:

  • Трансформационные подстанции. Они преобразуют напряжение электрической энергии через один или несколько трансформаторов. Они могут быть повышающими или понижающими.
  • Коммутационная подстанция. Они соединяют две и более цепи и работают. На подстанции этого типа напряжение не преобразуется.
  • Повышающие трансформаторы: Этот тип подстанции повышает генерируемое напряжение до более высокого уровня для его преобразования.
  • Понижающие трансформаторы: Наконец, в отличие от повышающих подстанций, понижающие трансформаторы снижают высокое напряжение до умеренного уровня для распределения.

Повышающие и понижающие электрические подстанции

Лифты увеличивают генерируемое напряжение от среднего до высокого или очень высокого для его передачи. Они на открытом воздухе, рядом с электростанцией. Первичное напряжение трансформатора обычно составляет от 3 до 36 кВ.. Вторичное напряжение трансформатора определяется напряжением линии передачи или соединительной линии (66, 110, 220 или 380 кВ).

С другой стороны, редукторы — это подстанции, которые выполняют функцию снижения высокого или сверхвысокого напряжения до среднего напряжения для последующего распределения. Первичное напряжение трансформатора зависит от напряжения линии электропередачи (66, 110, 220 или 380 кВ). Вторичное напряжение трансформатора зависит от напряжения распределительной линии (между 6 и 30кВ).

Типы неисправностей

Наиболее распространенными неисправностями в цепи являются:

    Короткое замыкание: Это произвольное или случайное соединение, при котором существует разность потенциалов между двумя точками цепи. Эти неисправности должны быть устранены в течение 5 секунд.

Используемые системы защиты:

  • Изолирующий переключатель.
  • Соленоидный переключатель.

Перегрузка по току: Это сила, превышающая номинальную, которая со временем может вызвать перегрузку или короткое замыкание. Под перегрузкой понимается увеличение тока сверх номинального тока.

Используемые системы защиты:

  • Предохранитель
  • Электромагнитные и магнитокалорические переключатели.

  Прямой контакт: это контакт между человеком и движущимися частями устройства. Используемые системы защиты:

  • Изолировать активные части установки.
  • Обеспечение безопасной дистанции через препятствия.

косвенный контакт: контакт человека с неожиданно заряженной массой, как это часто бывает с корпусами двигателей. Наиболее широко используемой защитой от непрямого прикосновения является защита, сочетающая дифференциальный выключатель с заземляющим корпусом.

   Вмешательство:

  • перенапряжение: Напряжение выше максимального значения, которое может существовать между двумя точками электроустановки. Для предотвращения скачков напряжения используются реле защиты от перенапряжения.
  • пониженное напряжение: Напряжение ниже номинального рабочего напряжения цепи. Для предотвращения понижения напряжения установлено реле защиты от понижения напряжения.

Системы защиты

Необходимо обеспечить различные электроустановки системами защиты, такими как:

вырезы для предохранителей

Это устройства, используемые для автоматического отключения цепей, когда ток, проходящий через них, очень высок. Предохранитель — это часть цепи, которая расплавится, если превысит заводскую прочность. Предохранитель — это просто токопроводящая пластина или провод, используемый для расплавления и, таким образом, разрыва цепи, в то время как предохранитель также включает в себя корпус, материал подложки и т. д.

тепловое реле

Устройство защиты с возможностью обнаружения недопустимого протекания тока. Саму по себе вину не уберешь, вам нужен еще один элемент, чтобы отключить раковину. Сигнальные лампы обычно используются при замыкании цепи, чтобы указать, что тепловое реле сработало из-за недопустимого перегрузки по току.

Автоматический переключатель

Электромеханическое оборудование, способное самостоятельно отключать недопустимые перегрузки по току и возможные короткие замыкания.

  • открытое короткое замыкание: Работает по принципу магнитного действия. Магнитная катушка создает усилие через систему рычагов, отвечающих за размыкание подвижных контактов (токовый ввод). Если ток через автоматический выключатель превышает номинальную силу в несколько раз, автоматический выключатель размыкается менее чем за 5 миллисекунд.
  • Поездка с перегрузкой: В этом случае он работает по принципу теплового режима. Биметалл изгибается при прохождении через него недопустимого сверхтока и создает усилие, передаваемое через рычаг, и размыкает подвижный контакт. Время действия определяется интенсивностью, через которую оно проходит: чем выше интенсивность, тем меньше времени длится действие.

Дифференциальный переключатель

Устройства защиты для обнаружения и устранения дефектов изоляции. Это устройство очень важно в электроустановках, Необходимо избегать перегрузок по току и коротких замыканий., поместите магнитотермический выключатель впереди.

При нормальной работе этого оборудования ток, входящий в приемник, имеет то же значение, что и ток, выходящий из приемника. Однако в случае пробоя изоляции возникнет дисбаланс между входным и выходным токами; текущее изменение не будет равно нулю. Когда дифференциальный переключатель обнаруживает, что это изменение тока не равно нулю, он действует, размыкая цепь.

выключатель

Устройство механического соединения и отключения, позволяющее изменять соединения электрической цепи для изоляции элемента или часть электрической сети от остальной сети. Перед использованием разъединителя ток в цепи должен быть отключен.

Я надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать об электрических подстанциях и их характеристиках.

Устройство трансформаторной подстанции — базовые модули электрической конструкции

Электрическая (трансформаторная) подстанция – техническая установка со сложным устройством, которое обеспечивает грамотное распределение электроэнергии между потребителями. Подстанция чаще всего обустраивается в специально возведенных одноэтажных строениях или во вместительных металлических корпусах для безопасности и удобства обслуживания. Независимо от формата конструкции устройство распределительного узла базируется на типовых схемах и включает несколько базовых модулей.

Силовой трансформатор

Трансформатор можно назвать “сердцем” электрической подстанции. Он выступает основным структурным элементом, который преобразует поступающее извне напряжение, повышая или понижая его показатели в диапазоне от 220 кВ до 220В. Устройство расположено в герметичном кожухе и контактирует с внешней средой посредством вводов, которые поставляют первичное напряжение. 

Простейший силовой трансформатор состоит из двух обмоток, надетых на стальной сердечник, а работа устройства выглядит так:

  1. Ток поступает на первичную обмотку трансформатора и видоизменяется гармониками.
  2. В магнитопроводах создается мощный поток магнитных полей.
  3. Магнитный поток энергии проникает сквозь витки вторичной обмотки, создавая электродвижущую силу устройства.
  4. С проходных изоляторов вторичной обмотки осуществляется съем энергонагрузки с заданными параметрами напряжения, которое поступает конечному потребителю.

Величина исходящего напряжения напрямую зависит от количества витков первичной и вторичной обмотки устройства. В понижающих трансформаторах вторичная обмотка будет содержать меньше витков, чем первичная, в повышающих – наоборот – число витков вторичной обмотки будет превышать первичные. Путем подбора количества витков удается точно подобрать и рассчитать мощность силового трансформатора электрической подстанции.

В структуру устройства также включены:

  • магнитопровод из электротехнической стали;
  • масляная система;
  • переключатель регулировочных отводов у обмоток;
  • охладители;
  • поглотители влаги;
  • устройства сброса давления;
  • защитные агрегаты;
  • детектор горючих газов, воспламенений, задымленности и прочее вспомогательное оборудование.

Поскольку силовой трансформатор выступает ключевым элементом электрической подстанции, его поломка чревата выходом из строя всей энергосистемы, запитанной данным устройством. 

Шины подстанции

Шины и ошиновка электрической подстанции предназначены для подведения и отведения преобразованного напряжения без потери мощности. Они изготавливаются из стальных, алюминиевых или медных сплавов и делятся на:

  • главные;
  • ответвительные.

Сечение шин подстанции зависит от тока нагрузки – для передачи мощного потока энергии требуется бóльшее поперечное сечение. В зависимости от габаритов подстанции шины могут размещаться внутри сооружения или на открытом воздухе. Наружные шины, как правило, изготавливаются из многожильных алюминиевых проводов, защищенных слоем изоляции. 

Для разделения ошиновки и шин используется силовой выключатель, при этом ошиновка подключается к трансформаторным вводам напрямую, минуя коммутационные элементы. Здесь применяют пластины или кабели, закрепленные на медных шпильках трансформаторных вводов через переходники или наконечники.

Силовые коммутационные аппараты

В аварийных ситуациях и при обнаружении неполадок электрическая подстанция нуждается в безопасном отключении и последующем подключении после ремонта, диагностики или профилактики. Для решения этих задач трансформаторные подстанции снабжаются коммутационными аппаратами. Они отключают линии, проводящие максимальное напряжение, ликвидируют короткие замыкания и обеспечивают разрыв участка электросети при снятом с устройства подстанции напряжении.

Для быстрого реагирования в аварийных ситуациях используются коммутационные аппараты автоматического типа – автоматические переключатели. Конструктивные особенности этих элементов позволяют обеспечивать разные режимы и способы коммутации. 

В классификации защитных устройств выделяют 2 группы:

  • по принципу применения запасенной энергии – аппараты давления, электромагнитные, грузовые, пружинные переключатели;
  • по методам гашения электродуги – масляные, вакуумные, автопневматические, воздушные, электромагнитные аппараты.

В штатном режиме работы электрической подстанции для управления базовыми параметрами используются выключатели нагрузки, но короткие замыкания эти устройства ликвидировать не способны.

В случаях, когда нужно разъединить определенные участки цепи в сети без нагрузки, используются простые устройства, такие как отделители и разъединители.

Измерительные трансформаторы

От стандартных трансформаторов электрической подстанции измерительные отличаются возможностью снимать показатели токов при сверхвысоком напряжении – до нескольких сотен киловольт. Обычные измерительные приборы в таких условиях неприменимы, а их эксплуатация сопровождается огромными рисками для обслуживающего персонала. 

Измерительные трансформаторы служат промежуточным звеном между поступающим напряжением и стандартными приборами фиксации параметров электросети. Они снижают первичное напряжение до оптимального уровня, позволяющего подключать унифицированные измерительные устройства – электросчетчики, амперметры. К тому же использование трансформаторов этого типа минимизирует риски, связанные с обслуживанием электрической подстанции.

Типы конструкций измерительных трансформаторов:

  • катушечная – в структуру включены первичная и вторичная обмотки;
  • стержневая – одновитковое электрическое устройство;
  • шинная – с токопроводящей шиной в качестве первичной обмотки;
  • разъемная – магнитопровод, разделенный на две части и стянутый специальными шпильками.

Показания, которые снимают измерительные трансформаторы, тут же интерпретируются и сверяются с базовыми физическими параметрами системы. Значительные отклонения от номинальных значений расцениваются как неисправность или аварийная ситуация. В ответ запускаются автоматические выключатели, которые размыкают электрическую сеть.

Системы защиты, автоматики и управления

Оборудование, которым оснащена электрическая подстанция, функционирует в автоматическом режиме, при этом работа блока контролируется специалистами дистанционно. Основным типом агрегатов, которые предотвращают серьезные поломки внутри распределительной подстанции, выступают автоматические защитные устройства. Их конструкция включает сверхчувствительные датчики, которые реагируют на малейшие изменения в работе электрической системы и передают сведения на защитное устройство.

Датчики приборов способны распознавать:

  • изменения температуры;
  • задымленность;
  • световые вспышки, искрения;
  • резкое повышение давления в замкнутых полостях;
  • газообразование в жидких средах.

Одним из таких защитных устройств выступает измерительный трансформатор электрической подстанции, рассмотренный выше. В группу защитных агрегатов также входят:

  • нелинейные ограничители перенапряжения – предотвращают нарастание напряжения с последующим переводом электроразряда на землю, также выступают в роли молниезащиты;
  • высоковольтные разрядники – защищают оборудование электрической подстанции от импульсных всплесков напряжения и предупреждают пробои изоляции с последующим коротким замыканием;
  • заземляющие устройства – предотвращают нанесение травм обслуживающему персоналу подстанции, связанных с пиковыми значениями токов при коротком замыкании;
  • плавкие высоковольтные предохранители – обеспечивают надежное гашение электродуги и снижение перенапряжений в электросети;
  • токоограничивающие реакторы – устраняют действие ударного тока при возникновении короткого замыкания, противодействуют формированию электродуги при появлении внештатной ситуации на электрической подстанции;
  • системы телемеханики – отвечают за прием и передачу сигналов, поступающих от датчиков и измерительных приборов, обеспечивают управление электрооборудованием трансформаторного пункта;
  • системы сигнализации – оповещают о возникновении внештатных ситуаций на электрической подстанции, показывают положения выключателей и разъединителей, обеспечивают передачу стандартных команд дежурному персоналу.

В современных электрических подстанциях вместо систем автоматической релейной защиты все чаще используются микропроцессорные малогабаритные модули и системы управления на основе программного обеспечения.

Наиболее совершенным типом устройств электрических подстанций считается комплектная трансформаторная подстанция, предназначенная как для наружной, так и для внутренней установки. Она состоит из полностью укомплектованного оборудования, которое остается только смонтировать на месте и подключить к сети.

Заказать расчет и разработку электрических подстанций вы можете на нашем предприятии. Мы располагаем собственной производственной и испытательной базой, позволяющей выполнять все типы работ по энергообеспечению объекта заказчика в кратчайшие сроки.

Что такое электрическая подстанция?

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

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

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

 

Как работает электрическая подстанция?

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

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

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

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

Где подстанции входят в электрическую сеть?

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

Передающие подстанции

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

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

Распределительные подстанции

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

Что еще делают подстанции?

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

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

Кому принадлежат подстанции в Великобритании?

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

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

Узнайте, кто является оператором вашей распределительной сети
 

Безопасно ли жить рядом с подстанцией?

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

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

Узнайте больше об электромагнитных полях и подстанциях

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

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

 

Больше энергии объяснил

Что такое пилон?
Что такое SF6? Описание гексафторида серы
История энергетики

Электрическая подстанция — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рис. 1. Крупная электрическая подстанция. [1]

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

Компоненты

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

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

Типы

Подстанции можно классифицировать по различным функциям и ролям.

  • Повышающая подстанция — Эти подстанции повышают напряжение от генераторов (обычно на электростанциях) для эффективной передачи электроэнергии. Для получения дополнительной информации о том, почему более высокие напряжения более эффективны для передачи энергии, см. Электрическая передача. [6]
  • Понижающая подстанция . Эти устройства снижают напряжение на линиях электропередач до так называемого субпередающего напряжения, которое иногда используется в промышленных целях. В противном случае выход направляется на распределительную подстанцию. [6]
  • Распределительная подстанция — Эти подстанции еще больше снижают напряжение подсистемы передачи до уровня, который можно использовать для снабжения большинства промышленных, коммерческих и жилых нужд, с помощью распределительного трансформатора до окончательной подачи электроэнергии. к нагрузке. [6] Эти объекты иногда располагаются под землей. Посетите распределительную сетку для получения дополнительной информации.

Для дополнительной информации

Для получения дополнительной информации см. соответствующие страницы ниже:

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

Ссылки

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

Опубликовано

в

от

Метки:

Комментарии

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *