Substație electrică

Substație electrică  - o instalație electrică destinată să primească, să transforme și să distribuie energie electrică , constând din transformatoare sau alte convertoare de energie electrică, dispozitive de control, dispozitive de distribuție și auxiliare [1] [2] .

Numire

O substație în care există transformatoare crescătoare, crește tensiunea electrică cu o scădere corespunzătoare a intensității curentului , în timp ce substația descendente (sau descendente ) reduce tensiunea de ieșire cu o creștere proporțională a intensității curentului.

Necesitatea creșterii tensiunii transmise apare pentru a economisi de mai multe ori metalul folosit în firele liniilor electrice și pentru a reduce pierderile la rezistența activă. Într-adevăr, aria de secțiune transversală necesară a firelor este determinată numai de puterea curentului care trece și de absența unei descărcări corona . De asemenea, o scădere a puterii curentului care trece implică o scădere a pierderii de energie, care este în dependență pătratică directă de valoarea puterii curentului. Pe de altă parte, pentru a evita defecțiunile electrice de înaltă tensiune, se iau măsuri speciale: se folosesc izolatori speciali , firele sunt distanțate la o distanță suficientă etc. Principalul motiv pentru creșterea tensiunii este că cu cât tensiunea este mai mare, puterea este mai mare și distanța poate fi transmisă mai mare pe linia electrică.

Dispozitiv

Principalele elemente ale stațiilor electrice:

• Transformatoare de putere , autotransformatoare , reactoare shunt.
• Structuri introductive pentru liniile electrice aeriene și de cablu .
• Aparatură deschisă (ORU) și închisă (ZRU) , inclusiv:
  • Sisteme și secțiuni de anvelope .
  • Întrerupătoare de alimentare .
  • Separatoare .
  • Echipamente de masura (transformatoare de masurare curent si tensiune , instrumente de masura).
  • Echipamente de comunicații HF între substații (condensatoare de comunicații, bariere HF , filtre de conectare).
  • Dispozitive de limitare a curentului, reglare (bancuri de condensatoare, reactoare , defazatoare etc.).
  • Convertizoare de frecvență, tip de curent ( redresoare ).
• Sistem de alimentare auxiliară a substației:
  • Transformatoare pentru nevoi proprii.
  • Scut AC.
  • Baterii reîncărcabile.
  • Scut de curent continuu (de operare).
  • Generatoare diesel și alte surse de energie de urgență (în stații mari și critice).
• Sisteme de protectie si automatizare:
  • Dispozitive de protectie cu relee si comanda in caz de urgenta pentru linii electrice, transformatoare, anvelope.
  • Sistem de control automat .
  • Sistem de control telemecanic.
  • Sistemul de contabilitate tehnico- comercială a energiei electrice.
  • Sistem tehnologic de comunicare a sistemului de alimentare și comunicare internă a substației.
• Sistem de împământare , inclusiv întrerupătoare de împământare și buclă de împământare.
• Structuri de protecție împotriva trăsnetului .
• Sisteme auxiliare:
  • Ventilație, aer condiționat, sistem de încălzire.
  • Sistem automat de stingere a incendiilor.
  • Sistem de iluminare a teritoriului.
  • Sistem de securitate si alarma incendiu , control acces.
  • Sistem de supraveghere video tehnologic si de securitate.
  • Dispozitive de topire a gheții pe liniile aeriene.
  • Sisteme de recuperare a uleiului de urgență.
  • Sisteme de alimentare pentru cabluri umplute cu ulei.
  • Menaj, canalizare pluviala, alimentare cu apa.
• Localuri casnice, depozite, ateliere etc.

Clasificarea posturilor

Din punct de vedere funcțional , substațiile sunt împărțite în:

• Stațiile de transformare sunt substații concepute pentru a transforma energia electrică a unei tensiuni în energia unei alte tensiuni folosind transformatoare.
• Substații de conversie - substații concepute pentru a converti tipul de curent sau frecvența acestuia.

Un tablou electric care nu face parte dintr-o substație se numește punct de distribuție . O substație de conversie concepută pentru a converti curentul alternativ în curent continuu și apoi pentru a converti curentul continuu în curent alternativ sau altă frecvență se numește inserție de curent continuu .

După valoare în sistemul de alimentare :

• Principalele substații descendente (GPP).
• Substații de intrare adâncă (PGV).
• Substații de tracțiune pentru nevoile de transport electric , adesea astfel de substații sunt transformatoare pentru a alimenta rețeaua de tracțiune cu curent continuu.
• Posturi de transformare 10 (6) / 0,4 kV (KTP). Acestea din urmă sunt numite substații de atelier în rețelele industriale, substații de oraș în rețelele de oraș.

În funcție de locul și modalitatea de racordare a postului la rețeaua electrică, actele normative nu stabilesc clasificarea posturilor după locul și modalitatea de racordare la rețeaua electrică. Totuși, o serie de surse oferă o clasificare pe baza tipurilor de configurații de rețea utilizate și a schemelor posibile pentru conectarea stațiilor substațiilor [3] .

• Punct mort - alimentat de una sau două linii radiale.
• Linii de ramificație - conectate la una sau două linii de trecere pe ramuri.
• Pass-through - conectat la rețea introducând o linie cu alimentare bidirecțională.
• Nodal - conectat la rețea prin cel puțin trei linii de alimentare.

Substațiile de ramificare și trecere sunt combinate cu conceptul de intermediar , care determină amplasarea unei substații între două centre de putere sau substații nodale. Stațiile de trecere și noduri, prin autobuzele cărora curge puterea între nodurile rețelei, se numesc tranzit .

Se folosește și termenul „ substație de referință ”, care desemnează în general o substație cu o clasă de tensiune mai mare decât stația sau rețeaua în cauză.

Datorită faptului că GOST 24291-90 definește o substație de referință ca „o substație de la care alte substații ale rețelei electrice sunt controlate de la distanță și funcționarea lor este monitorizată” [1] , este mai potrivit să se folosească termenul „ centru de putere ” pentru valoarea de mai sus .

După locație, substațiile sunt împărțite în:

• Deschise - substații, al căror echipament este situat în aer liber.
• Închis - substații, al căror echipament se află în clădire.

Soiuri separate :

• O stație de transformare completă este o substație care conține toate componentele necesare pentru includerea în rețeaua electrică și se livrează asamblată sau complet pregătită pentru asamblare [4] .
• Stație de transformare catarg - stație de post destinată a fi instalată pe suporturi suficiente pentru a nu necesita instalarea de garduri, înălțime [4] .

Stațiile electrice pot fi amplasate în spații deschise, în interior (ZTP - stație de transformare închisă), subterane și pe suporturi (MTP - stație de transformare catarg), în spații speciale ale clădirilor de consum. Substațiile încorporate sunt o caracteristică tipică a clădirilor mari și a zgârie-norilor.

Substație digitală

Digital este o astfel de substație electrică, care este controlată prin metode digitale și mijloace tehnice. Complexul de control este format din trei părți autonome, fiecare având propriul său model separat al sistemului de energie electrică:

1. Controlul operațional al dispecerelor. În această parte, sarcinile de control sunt rezolvate în modurile de funcționare normale și grele. Pentru formarea acțiunilor de control, se folosesc modele de sisteme de energie electrică în moduri normale. Acțiunile de control sunt implementate în principal de către personalul de dispecerat operațional folosind dispozitive auxiliare de automatizare. Viteza - de la câteva minute la câteva ore.
2. Managementul urgențelor. Această parte a complexului asigură controlul în cazul unor perturbări puternice în condițiile tranzitorii electromecanice (de exemplu, o oprire bruscă a unei linii, a generatorului, a vărsării sau a creșterii unei sarcini semnificative). Scopul acțiunilor de control este încetarea sau slăbirea modurilor de urgență, asigurând trecerea la o nouă stare de echilibru. Acțiunile de control sunt efectuate în principal prin acțiunea automatelor de urgență asupra regulatoarelor de turbină, regulatoarelor de excitație, regulatoarelor de tensiune a transformatorului, dispozitivelor de comutare etc. Viteza - de la fracțiuni de secundă la câteva minute.
3. Protecție releu. Efectuează controlul local al sistemului de alimentare prin identificarea și separarea rapidă a componentelor deteriorate de partea sănătoasă a sistemului de alimentare. Acțiunile de control sunt efectuate, de regulă, prin intermediul dispozitivelor de comutare (întrerupătoare). Viteza - de la fracțiuni de secundă la câteva secunde.

Aceste trei părți ale complexului de control sunt construite pe baza unor modele fundamental diferite de sisteme de energie electrică, au caracteristici dinamice semnificativ diferite și, prin urmare, sunt implementate ca sisteme de control separate.

Note

1. ↑ 1 2 GOST 24291-90 „Partea electrică a centralei electrice și rețeaua electrică. Termeni și definiții"
2. ↑ Krasnik, 2011 , p. 9.
3. ↑ Manual pentru proiectarea rețelelor electrice / Editat de D. L. Faibisovich. - M .: Editura NC ENAS, 2006
4. ↑ 1 2 Krasnik, 2011 , p. zece.

Literatură

• Krasnik V.V. Exploatarea stațiilor electrice și a aparatelor de distribuție. - M. : ENAS, 2011. - 320 p. - ISBN 978-5-4248-0005-4 .