З метою економії металу при виготовленні ЛЕП виникає необхідність у значному підвищенні напруги, що передається, і в свою чергу зменшення втрат на етапі активного опору. Що напруга, то більше вписувалося потужність, отже, тим більше відстань, яку може бути передана електроенергія. Електрична підстанція є установку, використовувану розподілу чи перетворення енергії. Електричні підстанції - це, безумовно, один із найважливіших конструктивних елементів будь-якої системи передачі та розподілу електроенергії. Наявність у пристрої трансформаторів дозволяє здійснювати зниження та підвищення величини напруги.

Пристрій електричної підстанції

Будь-яка електрична підстанція складається з кількох елементів, найбільш важливим з яких є трансформатор, завдання якого полягає у перетворенні електроенергії, розщепленні, підвищенні чи зниженні лінії. Працюючи на високих потужностях, трансформатор виділяє значну кількість тепла, яке відводиться і розсіюється завдяки конструкції, оснащеній радіатором. Для адекватної роботи всіх елементів конструкції важливо, щоб підстанцій здійснювалася фахівцями. Ще один важливий елемент пристрою електричної підстанції - вступні конструкції під кабельні лінії. Їхнє завдання - організовувати прийом вступної напруги, передаючи його на вхід трансформатора. Після перетворення енергія передається на розподільний пристрій (РУ), завдання якого - прийняти та розподілити електрику.

Крім основних компонентів обладнання підстанції включає кілька модулів, що виконують специфічне завдання.

• Роз'єднувачі

Здійснюють оперативне перемикання в електросхемі РУ та створення видимого розриву ланцюга. Роз'єднувачі не можна роз'єднувати під навантаженням, оскільки вони не мають дугогасних елементів. Складаються роз'єднувачі із нерухомих (закріплених на ізоляторах) та рухомих контактів.

• Вимірювальні компоненти

Трансформатори, що вимірюють електричні величини та живлять пристрій релейного захисту. При максимальному значенні величин, напруга та вихідний струм не перевищують 100 В та 5 А.

Поєднують окремі елементи РУ. Виготовляються із міді чи алюмінію.

• Регулюючі пристрої

Реактори, батареї, фазообертачі обмежують значення струму.

• Нелінійний обмежувач та розрядники

Здійснюють захист ліній від комутаційних та атмосферних перенапруг.

• Заземлювальні пристрої

З'єднують із землею частини обладнання, виготовлені з металу.

• Силові вимикачі

Комутаційні компоненти, що відповідають за включення та вимикання силового ланцюга в режимі струмового навантаження, перевантаження, холостого ходу, короткого замикання.

• Системи автоматики та захисту

Сюди входить система комерційного та технічного обліку електричної енергії, система управління тощо.

Класифікація підстанцій

Основні види електричних підстанційє розподільні та трансформаторні підстанції. Розподільна підстанція є вузловою і здійснює прийом та розподіл електричної енергії. Трансформаторна підстанція відповідає зменшення або підвищення значення напруги завдяки наявності вбудованого трансформатора.

Залежно від способу приєднання до мережі виділяють кілька видів підстанцій:

• Відгалужена

Може бути приєднана до двох або однієї лінії глухою відпайкою, що здійснюється за схемою 2-х блоків з короткозамикачами та відокремлювачами. Приєднується до ліній 35-220 кВ.

• Прохідна

Входить у розсічення двох або однієї лінії з одно-або двостороннім живленням. Застосовуються підстанцію цього у простих замкнутих мережах. Для прохідної підстанції може бути передбачена лінія, що відходить з роз'єднувачем. Транзит потужності здійснюється через нормально замкнуту перемичку з вимикачем.

• Проміжна

Підстанція, необхідна харчування споживачів. Проміжні підстанції можуть приєднуватися до двох або однієї ПЛ, що проходять, або приєднуватися шляхом заходу ПЛ з одно/двостороннім харчуванням.

• Транзитна

Використовується для живлення споживачів та передачі потоків потужності до суміжних мереж сусідніх енергосистем.

• Перетворювальна

Підстанція, що служить для прийому та передачі потужності на постійному струмі. Характеризується великою потужністю і значною кількістю випрямляючих, паралельно працюючих агрегатів.

• Вузлова

Тип підстанції, до якої може бути приєднано більше 2-х ліній, що надходять від кількох електроустановок.

• Тупикова

Цей різновид підстанції отримує електроенергію від електроустановки по кількох або одній лінії. Виконуються за схемою блоку: трансформатор - лінія із запобіжником та роз'єднувачем електричним.

Конструктивно РУ електричної підстанції може бути відкритого типу (коли обладнання розташоване просто неба) і закритого типу (як правило, в умовах міста).

Виходячи з призначення підстанції класифікуються на системні та споживчі. На системних підстанціях відбувається зв'язок різних енергосистем чи окремих районів енергосистеми. Розподіл електричної енергії між споживачами здійснюють споживчі підстанції. Потужність та призначення окремо взятої підстанції визначається конфігурацією та схемою мережі, в рамках якої підстанція підлягає експлуатації, а також характером навантажень, отриманих від приєднаних споживачів.

Визначення напруги на боці нижчої напруги підстанції

Якщо треба обчислити напругу на шинах низької напруги (ПН) підстанцій, то розрахунок має бути доповнений ще одним етапом. Повинні бути враховані втрати напруги у опорах трансформаторів та автотрансформаторів та наявність магнітного зв'язку між їх обмотками.

Покажемо послідовність розрахунку з прикладу підстанції 1 попередньої схеми.

На малюнку показано схему з'єднання елементів, врахованих при визначенні розрахункового навантаження цієї підстанції 1 та вказані потужності, які повинні бути знайдені та підсумовані при обчисленні .

Так як напруга U 1 відома (визначено на попередньому етапі розрахунку), то втрата напруги в опорі трансформатора Z т1 може бути знайдена за величиною напруги U 1 та потужності , що протікає з опору Z т1 .

При цьому втрата напруги

,

а наведені напруги на шинах низької напруги підстанцій

.

Шукана напруга на шинах ПН підстанції 1

.

Можна застосовувати і спосіб, що передбачає приведення параметрів схеми та її режиму до одного ступеня трансформації. У нашому прикладі доцільно привести опір лінії ЛЧ до номінальної напруги 110 кВ. У цьому випадку із схеми заміщення виключається ідеальний трансформатор, точки об'єднуються, а опори Z 4 замінюється опором:

Напруга в точці 3 при розрахунку слід приймати наведеним до тієї ж ступені трансформації, що і , тобто. рахувати, що . Обидва підходи до розрахунку рівноцінні.

12.3. Розрахунки режиму ліній з двостороннім живленням при напругах джерел живлення (по кінцях)

Для розрахунку схем із кількома незалежними джерелами харчування широко використовується принцип накладення.

Відповідно до цього принципу струми та потужності у гілках можуть розглядатися як результат підсумовування ряду складових, число яких дорівнює числу незалежних джерел напруги.

Кожен із цих струмів визначається дією лише з джерел напруги при рівності нулю напруг інших джерел.

Лінії з двостороннім живленням при різних напругах по кінцях відносяться до електричних ланцюгівіз незалежними джерелами потужності. Для її розрахунку також можна застосувати принцип накладення.

Задано різні напруги по кінцях лінії, наприклад U 1 >U 4 .

Відомі потужності навантажень S 2 і S 3 і опору ділянок лінії Z kj де k - вузол початку ділянки лінії, j - вузол кінця ділянки лінії.

Треба знайти потоки потужності S kj.

Відповідно до відомого з ТОЕ принципу накладання, лінію можна представити двома лініями (рисунок б) та в)).

Потоки потужності вихідної лінії можна отримати в результаті накладання (підсумовування) потоків у цих лініях. Потоки потужності лінії з рівними напругами по кінцях (U н.) малюнок б) визначаються відомими виразами:

де

де

У лінії малюнку в) у напрямі від джерела живлення з більшою напругою до джерела з меншою напругою протікає наскрізний зрівняльний струм I ур. та зрівняльна потужність S ур.

Відповідно в результаті положення потоків, визначених за формулами (1), (2) і (3), визначаються потоки потужності лінії з двостороннім живленням на малюнку а)

Визначення втрат потужності DS kj здійснюється за такою формулою:

де k - Вузол початку ділянки лінії;

j – вузол кінця ділянки лінії;

Потім визначаються напруги.

Допустимо точкою потокоподілу є точка 3, рисунок 2). Розріжемо лінію у вузлі 3, рис. д)

Тепер можна визначити напругу або падіння напруги
(DU нб) двох розімкнених мережах, тобто. в лініях 1-3 та 4-3 1 т.к. U 1 > U 4 , то DU 1-3 > DU 4-3 та DU нб = DU 1-3

a)

Післяаварійні режими

B. Найбільш важкі - вихід з ладу та відключення ділянок 1-2 та 3-4 (найближчих до джерела живлення). Проаналізуємо ці режими та визначимо найбільшу втрату напруги DU нб у режимі, коли відключено ділянку 4-3 малюнок е). Позначимо найбільшу втрату напруги DU 1-3 ав.

Фахівці з електротехніки знають, що являють собою електричні станції та підстанції, для чого вони призначені і як влаштовані. Їм відомо, як розрахувати їх потужність та всі необхідні параметри, такі як число витків, переріз дроту та розміри магнітопроводу. Цьому навчають студентів у технічних вузах та технікумах. Люди з гуманітарною освітою здогадуються, що споруди, що часто стоять особняком у вигляді будиночків без вікон (їх люблять розфарбовувати любителі графіті), потрібні для енергопостачання будинків і підприємств, і проникати в них не слід, про це красномовно говорять страхітливі емблеми у вигляді черепів та блискавок прикріплені до небезпечних об'єктів. Можливо, багатьом і більше не потрібно знати, але інформація зайвої не буває.

Трохи фізики

Електроенергія - це товар, за який треба платити, і дуже прикро, якщо вона марно витрачається. А це, як за будь-якого виробництва, неминуче, завдання полягає лише в тому, щоб марні втрати зменшити. Енергія дорівнює потужності, помноженої на якийсь час, тому в подальших міркуваннях можна оперувати цим поняттям, оскільки час тече постійно, і повернути його назад, як співається в пісні, неможливо. Електрична потужність, у грубому наближенні, без урахування реактивних навантажень, дорівнює добутку напруги на струм. Якщо розглядати її докладніше, у формулу потрапить косинус фі, що визначає співвідношення спожитої енергії з корисною її складовою, яка називається активною. Але цей важливий показник не має прямого відношення до питання, навіщо потрібна підстанція. Електрична потужність, таким чином, залежить від двох головних учасників законів Ома та Джоуля-Ленца, напруги та струму. Малий струм і висока напруга можуть утворювати таку потужність, як і навпаки, великий струм і низька напруга. Здавалося б, яка різниця? А вона є і дуже велика.

Нагрівати повітря? Звільніть!

Отже, якщо скористатися формулою активної потужності, то вийде таке:

• P = U x I, де:

  U - напруга, що вимірюється у Вольтах;
  I - струм, що вимірюється в Амперах;
  P - потужність, що вимірюється у Ваттах або Вольт-амперах.

Але є ще одна формула, що описує згадуваний вже закон Джоуля-Ленца, за якою виділяється під час проходження струму, дорівнює квадрату його величини, помноженої на опір провідника. Нагрівати навколишнє лінію електропередачі повітря - значить, даремно витрачати енергію. А зменшити ці втрати можна теоретично двома способами. Перший передбачає зменшення опору, тобто потовщення проводів. Чим більший перетин, тим менший опір, і навпаки. Але витрачати метал даремно теж не хочеться, він дорогий, мідь таки. До того ж подвійна витрата матеріалу провідника призведе не лише до подорожчання, а й до обтяження, що, своєю чергою, спричинить збільшення трудомісткості монтажу висотних ліній. І опори будуть потрібні потужніші. А втрати знизяться лише вдвічі.

Рішення

Щоб зменшити нагрівання проводів при передачі енергії, потрібно знизити величину струму, що проходить. Це зрозуміло, адже його зниження вдвічі призведе до зменшення втрат вчетверо. А якщо вдесятеро? Залежність квадратична, отже, збитки стануть у сто разів меншими! Але потужність повинна «качатися» та сама, яка потрібна сукупності споживачів, які чекають її на іншому кінці ЛЕП, що йде від електростанції іноді за сотні кілометрів. Напрошується висновок про те, що необхідно збільшити напругу в стільки ж разів, скільки зменшено струм. на початку лінії передачі якраз для цього і призначено. З неї виходять дроти під дуже великою напругою, що вимірюється десятками кіловольт. Протягом усієї відстані, що відокремлює ТЕС, ГЕС чи АЕС від того населеного пункту, куди вона адресована, енергія подорожує з малим (щодо) струмом. Споживачу потрібно отримати потужність із заданими стандартними параметрами, які в нашій країні відповідають 220 вольтам (або 380 V міжфазним). Тепер потрібна не підвищуюча, як на вході ЛЕП, а підстанція, що знижує. надходить на розподільчі пристрої для того, щоб у будинках горіло світло, а на заводах крутилися ротори верстатів.

Що у будці?

Зі сказаного вище ясно, що найголовніша деталь у підстанції - це трансформатор, причому зазвичай трифазний. Їх може бути кілька. Наприклад, можна замінити трьома однофазними. Більша кількість може бути зумовлена ​​високою потужністю споживання. Конструкція цього пристрою буває різною, але в будь-якому випадку вона має значні розміри. Чим більша потужність відводиться споживачеві, тим серйозніше виглядає споруда. Пристрій електричної підстанції, тим не менш, складніший, і включає не тільки трансформатор. Тут же знаходиться обладнання, призначене для комутації та захисту дорогого агрегату, а також найчастіше для його охолодження. Ще електрична частина станцій та підстанцій містить розподільні щити, забезпечені контрольно-вимірювальною апаратурою.

Трансформатор

Головне завдання цієї споруди – донести енергію до споживача. Перед відправкою напругу потрібно підвищити, а після її отримання знизити до стандартного рівня.

При всьому тому, що схема електричної підстанції включає безліч елементів, головним з них є все ж таки трансформатор. Принципової різниці між пристроєм цього виробу у звичайному блоці живлення побутового приладу та промисловими зразками високої потужності немає. Трансформатор складається з обмоток (первинної та вторинної) та магнітопроводу, зробленого з феромагнетика, тобто матеріалу (металу), що підсилює магнітне поле. Розрахунок цього пристрою - цілком стандартне навчальне завдання для студента технічного вишу. Головна відмінність трансформатора підстанції від його менш потужних аналогів, що кидається в очі, крім розмірів, полягає в наявності системи охолодження, що являє собою сукупність масляних трубопроводів, що оперізують обмотки, що гріються. Проектування електричних підстанцій, проте, завдання непросте, оскільки необхідний облік багатьох чинників, починаючи з кліматичних умов і до характеру навантаження.

Тягові потужності

Не лише житлові будинки та підприємства споживають електроенергію. Тут все ясно, чи потрібно подати 220 Вольт змінного струму щодо нейтральної шини або 380 В між фазами з частотою 50 Герц. Але є ще міський електротранспорт. Трамваям і тролейбусам потрібна напруга не змінна, а постійна. Причому, різне. На контактному дроті трамвая має бути 750 Вольт (щодо землі, тобто рейок), а тролейбусу потрібно на одному провіднику нуль та 600 Вольт постійного струмуна іншому, гумові протектори коліс є ізоляторами. Отже, потрібна окрема дуже потужна підстанція. у ньому перетворюється, тобто випрямляється. Потужність її дуже велика, струм у ланцюзі вимірюється тисячами Ампер. Такий пристрій називається тягловим.

Захист підстанції

І трансформатор, і потужний випрямляючий пристрій (у разі тяглових джерел електроживлення) коштує дорого. Якщо виникне аварійна ситуація, а саме в ланцюзі вторинної обмотки (а отже, і первинної) з'явиться струм. Отже, перетин провідників не розрахований. Електрична трансформаторна підстанція почне нагріватись за рахунок резистивного тепловиділення. Якщо не передбачити такий сценарій розвитку подій, то внаслідок короткого замикання у будь-якій з периферійних ліній провід обмоток розплавиться або згорить. Щоб цього не сталося, застосовуються різні методи. Це диференціальний, газовий і максимальний струмовий захист.

Диференціальна здійснює порівняння величин струму в ланцюзі та вторинній обмотці. Газовий захист спрацьовує при появі в повітряному середовищі продуктів горіння ізоляції, олії та ін. Струмовий захиствідключає трансформатор при перевищенні струмом максимально встановленого значення.

Трансформаторна підстанція автоматично повинна вимкнутись також у разі удару блискавки.

Види підстанцій

Вони бувають різними за потужністю, за призначенням та пристроєм. Ті, які служать лише підвищення чи зниження напруги, називаються трансформаторними. Якщо потрібна зміна інших параметрів (випрямлення або частотна стабілізація), то підстанція називається перетворюючої.

За своїм архітектурним виконанням ПС бувають прибудованими, вбудованими (примикаючими до основного об'єкта), внутрішньоцеховими (що знаходяться всередині виробничого приміщення) або являти собою окрему допоміжну будівлю. У деяких випадках, коли не потрібна висока потужність (при організації енергопостачання невеликих населених пунктів), застосовується щоглова конструкція підстанцій. Іноді для розміщення трансформатора використовують опори ЛЕП, на яких монтується все необхідне обладнання (запобіжники, розрядники, роз'єднувачі та ін.).

Електричні мережі та підстанції класифікуються за напругою (до 1000 кВ або більше, тобто високовольтні) та потужності (наприклад, від 150 ВА до 16 тис. кВА).

За схематичною ознакою зовнішнього підключення підстанції бувають вузловими, тупиковими, прохідними та відгалуженими.

Всередині камери

Простір усередині підстанції, в якому розташовані трансформатори, шини та апаратура, що забезпечує роботу всього пристрою, називається камерою. Вона може бути огородженою або закритою. Різниця між способами відчуження її від навколишнього простору невелика. Закрита камера є повністю ізольованим приміщенням, а огороджена знаходиться за несплошними (сітчастими або ґратчастими) стінами. Виготовляються вони, як правило, промисловими підприємствами типовим проектам. Обслуговування систем енергопостачання здійснює навчений персонал, який має допуск та необхідну кваліфікацію, підтверджену офіційним документом про дозвіл працювати на високовольтних лініях. Оперативне спостереження за роботою підстанції здійснює черговий електрик або енергетик, що знаходиться біля головного розподільчого щита, який може розташовуватись віддалено від ПС.

Розподіл

Є ще одна важлива функція, яку виконує силова підстанція. Електрична енергія розподіляється між споживачами відповідно до їх норм, а крім цього, завантаженість трьох фаз має бути якомога рівномірнішою. Для того, щоб це завдання успішно вирішувалося, існують розподільні пристрої. РУ працюють на одному напрузі і містять апарати, що здійснюють комутацію та захист ліній від перенавантаження. З трансформатором РУ з'єднані запобіжниками та переривачами (однополюсними, по одному на кожну фазу). Розподільні пристрої за місцем розміщення поділяються на відкриті (розташовані на відкритому повітрі) та закриті (що знаходяться усередині приміщення).

Безпека

Усі роботи, які виконуються в електричній підстанції, відносяться до розряду особливо ризикованих, тому вимагають надзвичайних заходів щодо безпеки праці. В основному ремонт та обслуговування здійснюються при повному або частковому знеструмленні. Після того, як напруга буде відключена (електрики говорять «знято»), за умови наявності всіх необхідних допусків, струмопровідні шини заземляються, щоб уникнути випадкового включення. Для цього ж призначені і запобіжні таблички «Працюють люди» та «Не вмикати!». Персонал, який обслуговує високовольтні підстанції, систематично проходить навчання, а навички та набуті знання періодично контролюються. Допуск №4 надає право виконувати роботи на електроустановках понад 1 кВ.

Підстанція електрична (ПС) є ключовим вузол, що дозволяє організувати систему енергопостачання на об'єктах різної величини, що визначається рівнем витримуваного навантаження самої установки. Залежно від виконання обладнання цього виду може підвищувати чи знижувати напругу, але це безпосередньо визначає цільове призначення ПС.

Основні напрямки застосування

Підстанція розподільна електрична відповідальна за прийом та перетворення електроенергії. При цьому напруга може знижуватися або підвищуватися, а при необхідності випрямлятися, що обумовлюється потребами споживача. На наступному етапі виконується розподіл одержаної енергії. У випадках, коли передбачається підвищення напруги, електроенергія приймається, наприклад, від генератора, а передається далі на ЛЕП.

Дивимося відео, звідки береться електрика:

Якщо електроенергія подається від ліній електропередач, то її подальшої відправки споживачеві необхідно здійснити зниження напруги. Як об'єкти, що обслуговуються, виступають виробничі цехи, населені типи селищного або міського типу, мікрорайони та інше.

Склад обладнання

Електричні станції та підстанції можуть поставлятися на ділянку монтажу в готовому, повністю зібраному вигляді або окремими блоками та вузлами, при цьому обладнання буде називатися комплектною. Основні елементи та вузли:

1. Камера для встановлення в ній апаратури, включаючи трансформатор, а також шинопровід. Зустрічаються два виконання: повністю закрите без сітчастих вставок і частково закрите з огорожею у вигляді сітки.
2. Збірні шини. Вони разом представляють цілу систему. Електричні станції та підстанції можуть містити також окремі секції, які є ті ж збірні шини, відокремлені комутаційним вузлом.
3. Струмопровідна система, що включає шини або кабелі, які з'єднуються з ізоляторами. Розташовуються такі конструкції на опорах, що підтримують. Саме за допомогою цього вузла здійснюється передача електроенергії.
4. Трансформатор у кількості від однієї до кількох одиниць.
5. Розподільний пристрій забезпечує прийом та подальший розподіл енергії. РУ складається з кількох вузлів: комутаційна апаратура, збірні шини, елементи керування та захисту.

Конструкція підстанції електричної

Таке електричне різнотипне обладнання підстанцій, як розподіл. пристрої, що зустрічаються в декількох виконаннях: відкриті, закриті, комплектні. Перші та другі з названих варіантів передбачають використання на відкритому повітрі або в приміщенні. А комплектні виконання, як і будь-яка техніка з такою назвою, є збірною установкою, що складається з готових для підключення вузлів.

Огляд існуючих видів

Класифікується обладнання такого роду насамперед за призначенням.

При цьому виділяють:

• Генеруючі;
• Споживчі;
• Перетворювально-розподільні.

Електричні генеруючі станції та підстанції представляють техніку, відповідальну вироблення енергії, тоді як споживчі виконання приймають електроенергію від ЛЕП та забезпечують потреби об'єктів різного цільового призначення. Перетворювально-розподільні аналоги виконують функцію перетворення напруги з метою подальшого розподілу.

Розрізняють обладнання такого роду за набором завдань, які з його допомогою вирішуються:

• Трансформаторні установки;
• Перетворювальні аналоги.

Електрична схема трансформаторної розподільної підстанції дозволяє знижувати або підвищувати напругу відповідно до потреб споживача, тоді як перетворювальна техніка відповідальна за зміну електричних параметрів(Рід струму, значення частоти).

Існує поділ таких установок і за рівнем значущості системи енергопостачання:

1. Основні низькі;
2. глибокого введення;
3. (живлять електротранспорт різного типу, чи то залізничні поїзди, наземні чи підземні засоби пересування);
4. Комплектні - є збірною установкою, що складається з повністю готових до підключення окремих вузлів.

Дивимося відео, що являє собою тягова підстанція:

Іншого роду класифікація, представляє електричні станції та підстанції, відмінні за схемою підключення:

• Тупикові – одержують харчування від однієї сусідньої ПС;
• Прохідні - обладнання, що є єдиною лінією з двостороннім живленням;
• Вузлові - є ключовою ланкою, так як крім установок, що живлять, з'єднуються ще і з транзитними;
• Відгалужувальні є частиною розведення системи енергопостачання.

Крім перелічених вище виконань існує особливий вид такої техніки - автономна різнотипна підстанція електрична. Її особливість полягає у здатності одночасно поєднувати дві важливі функції: вироблення електроенергії, а також її розподіл далі по мережі, звідки вона надходить до споживача.

Параметри та схема підключення

Існує кілька основних вимог, що пред'являються до складання схем з'єднання основних вузлів електрообладнання, які повинні виконуватись:

1. Надійність енергопостачання, безпека споживачів.
2. Мінімальні витрати при експлуатації та обслуговуванні обладнання.
3. Зручність роботи з технікою.
4. Мінімальний ризик помилки в надзвичайних ситуаціях, коли потрібне перемикання режимів роботи обладнання.

Головна схема електричних з'єднань розподільної підстанції має зображати основні вузли установки (РУ, силові трансформатори, комутаційні апарати, захисні елементи та системи керування).

Розрізняють два способи складання схем: багатолінійні та однолінійні. У першому випадку обов'язково показуються всі фази установки, тоді як другий варіант передбачає включення зображення лише однієї фази через ідентичність.

На малюнку 1 показано однолінійну електрична схемарозподільчої підстанції, що розкриває принцип роботи установки, що забезпечує потреби споживачів третьої категорії. Як основні параметри виступає значення напруги ВН і ПН (на вищій і нижчій стороні), а також потужність установки та тип трансформатора.

Норми розташування та вимоги

Головні низькі підстанції повинні розташовуватися в безпосередній близькості до найбільших навантажень, цехові установки завжди знаходяться якомога ближче до споживача. Більш кращим варіантом є комплектна підстанція, тому що в цьому випадку немає сильної залежності від будівельної частини під час її монтажу.

Окремі установки припускають додаткові витрати на організацію мереж, що підводять, а разом з тим зростають і втрати. Набагато кращим є вбудований варіант із винесеним трансформатором.

Існують допустимі межі розташування електроустаткування даного типущодо вибухонебезпечних об'єктів, що обслуговуються: від 0,8 до 100 м. Вибір певного значення з цього діапазону обумовлюється ступенем небезпеки, а також варіантом розташування (відкритий, закритий).

З метою забезпечити безпечну експлуатацію, а також достатній рівень надійності функціонування електроустаткування Урядом Російської Федераціївизначається охоронна зона електричної підстанції. Це означає, що на обумовленій території, що прилягає до таких установок, діють обмеження на використання земельних ділянок за прямим призначенням.

Таким чином, враховуючи широкий вибір виконань електропідстанцій, їх вибір має ґрунтуватися на відповідності основних параметрів обладнання умов експлуатації. Тільки так можна забезпечити безпеку функціонування установки, що є ключовим моментом у складанні схеми підключення такої техніки. Складність проекту щодо організації системи енергопостачання полягає у необхідності вибору великої кількостіустаткування, і навіть організації його злагодженої роботи. Тому нерідко кращим варіантом є комплектна підстанція.

Трансформаторна електрична станція - це особливий вид енергетичної установки, призначеної для отримання, перетворення та диференційованого розподілу електроенергії по об'єктах, що потребують її. Існують різні типитрансформаторних підстанцій, що відрізняються своєю конструкцією, особливостями монтажу та експлуатації.

З середини XX століття світові вчені винаходили, удосконалювали та випробовували енергоконструкції, що дозволяють подати електричний струм необхідної потужності до промислових об'єктів чи населених пунктів. Так виникла трансформаторна підстанція. Електроенергія передається великі відстані і по дорозі від електростанції до місця призначення втрачає свою напругу. Для того, щоб ці втрати були мінімальними, використовують підстанції.

Знаходяться вони зазвичай на відкритому повітрі, за дротяною огорожею. У густонаселених районах підстанція може розташовуватися у закритому приміщенні. Найголовніший елемент в установці – це трифазний трансформатор або кілька однофазних.

Є також обладнання для його захисту та охолодження. Для охолодження трансформаторів застосовуються спеціальні масла, які завантажуються в охолодний механізм, пов'язаний із заземленням та знижуючим резистором.

Простір у приміщенні, де знаходяться трансформатори, шини та контрольно- вимірювальні прилади, називається камерою. Вона буває закритою, коли є приміщення, або огородженою, якщо розташовується за сіткою або гратами. Обслуговують підстанцію професійні електрики з доступом до роботи на високовольтних лініях. За роботою приладів спостерігає черговий енергетик, який має постійно знаходитись у головного розподільчого щита.

Електрика надходить з електростанції, потім подається на джерело струму, що передає, де напруга зростає завдяки силовому трансформатору. Підвищується воно зниження втрат під час передачі електроенергії великі відстані.

Потім електрика йде на підстанцію, де напруга знижується до необхідного рівня, пройшовши через понижуючі трансформатори, і надходить до центру розподілу. Тут напруга ще знижується для розподілу через локальну мережу, Звідки електрика з напругою 220 вольт подається до трансформаторів житлових районів.

Усього існує 19 видів трансформаторних підстанцій залежно від функції наявних там трансформаторів. Ось найбільш використовувані:

За ознакою видалення споживача від джерела електроенергії та за кількістю споживаної потужності підстанції відносяться до одного з наступних видів:

За місцем розташування трансформаторні станції поділяються на відкриті та закриті. Відкриті знаходяться на відкритій території, закриті розміщуються у виробничих цехах та закритих приміщеннях. Крім основних трансформаторних підстанцій, що здійснюють енергоживлення великих споживачів, енергетична система використовує і невеликі тягові підстанції, які обслуговують електроживленням трамваї та тролейбуси.

Щогтові станції зводяться для електропостачання віддалених населених пунктів, котеджних селищ, садівницьких кооперативів. Друга їхня назва - стовпові, оскільки вони ставляться на опори. Принцип роботи вони нескладний. Від центрального розподільчого центру електричний струм приходить на підстанцію, де він перетворюється і розходиться споживачам. При регулярному охолодженні система автоматично контролює підвищення та зниження потрібної напруги.

Є два варіанти виконання цих конструкцій. Простіша комплектна трансформаторна підстанція, зовні схожа на букву «А», яка складається з розрядних елементів, запобіжників та силового трансформаторного блокуз розподільчим модулем. Другий підхід, П-подібний, складніше при зведенні, але виправдовує себе при експлуатації.

До складу цієї конфігурації входять самі компоненти, але з невеликими відмінностями. Наприклад, модуль розподілу енергії представлений тут пристроєм низької напруги. Стовпне джерело живлення може працювати з масляними та сухими трансформаторами.

Споруда оснащена автоматичним включеннямта вимкненням. Сучасні моделі передбачають захист від замикань, а також різного роду блокування з метою безпеки. Стовпові підстанції мають багато переваг, тому широко поширені. Для них не потрібно готувати майданчик, а це вже набагато знижує витрати під час монтажу. Крім того, їх установка абсолютно безпечна для довкілля та людини. При різкому зниженні температури на установці передбачені обігрівачі.

Один із видів підстанцій - комплектна електрична підстанція кіоскового типу - представляє складну електричну споруду, в якій відбувається перетворення та розподіл електричної енергії споживачам. Споруджується в місцях з помірним кліматом при температурі не нижче -40 градусів.

До складу конструкції входять силовий трансформатор, розподільний пристрій, захисні та допоміжні елементи (вимикачі, релейний захист, вимірювальні прилади). На станції здійснюється:

• прийом трифазного струму;
• передача електричної енергії;
• перетворення енергії;
• її розподіл.

Також схема має кабельні або повітряні комунікації для виведення напруги, сторона зниженої напруги містить заземлення. Кіоскові системи конструюються зі збірного корпусу та діляться на дві частини. В одній розміщується обладнання, в іншій – низьковольтні пристрої. Споруда герметично та надійно захищає електричну частину від снігу та дощу.

Установка кіоскових КП має бути виконана відповідно до правил улаштування електроустановок та пожежної безпеки:

• вільний під'їзд;
• доступ до ремонту;
• нормована відстань до житлових будинків
• рівень шумоізоляції;
• вентиляційні отвори та вільний повітрообмін.

Кіоскові КТП повинні використовуватися у звичайному середовищі, тому у пристрої неприпустимо вміст вибухонебезпечних речовин та агресивних пар. Їх не можна піддавати ударам і встановлювати на поверхні, що піддається вібрації.