Электрические станции и трансформаторные подстанции: Принцип работы и устройство
На сегодняшний день трудно представить себе жизнь без электрических сетей. Они опутывают все населенные пункты - от мегаполиса до маленьких поселков. Благодаря электроэнергии, которая поступает через сети в наши дома и на предприятия, происходит работа разнообразной техники - освещения, систем климат-контроля и пр. Но по причине частых скачков напряжения современные электроприборы быстро выходят из строя, что не очень хорошо может сказаться на вашем бюджете.
Электрические установки, в которых происходит принятие, преобразование и передача электроэнергии, называются подстанциями систем электроснабжения. Существуют различные по конструкции, функциональности, значимости в системе электропередачи, месту присоединения, месту размещения и другим критериям установки. Также подстанции систем электроснабжения классифицируются по типу установки и защищенности оборудования от внешней среды.
Важность модернизации и обслуживания подстанций
Большинство подстанций, размещенных на территории России, нуждаются в серьезной модернизации, поскольку их оборудование и детали со временем не только изнашиваются, но и становятся морально устаревшими. Современные технологии позволяют осуществлять замену постепенно, без прекращения работы и полной остановки установок.
Подстанции систем электроснабжения имеют длительный срок эксплуатации при условии своевременного и качественного обслуживания. Постоянное наблюдение за состоянием всех элементов агрегата помогает предотвращать серьезные поломки, вовремя заменять морально устаревшие детали на новые, предупреждать аварии и минимизировать риск для здоровья людей.
Несмотря на то, что большинство уже построенных установок устраивает по своим показателям их владельцев, развитие и внедрение инноваций в этот сектор является обязательным. Прежде всего, обновлять подстанции систем энергоснабжения необходимо для повышения эффективности их работы. Существующие агрегаты могут выполнять больше функций с меньшими потерями, автоматизация управления может свести к минимуму риск для человека, замена устаревших элементов поможет продлить срок эксплуатации установок.
Основные компоненты трансформаторных подстанций
Электрические трансформаторные подстанции предназначены для получения, преобразования и дальнейшего распределения электроэнергии потребителям. Основными компонентами являются:
- Силовые трансформаторы. Это основное рабочее оборудование трансформаторных подстанций, которое осуществляет преобразование электрической энергии.
- Распределительные устройства. Эти элементы выполняют функции приема и распределения электроэнергии между всеми потребителями трансформаторной подстанции. Токоведущие части называются шинами и шинопроводами. Для их изготовления используются материалы с улучшенными токопроводящими свойствами. Это необходимо для того, чтобы электроэнергия передавалась через шины с минимальными потерями напряжения.
- Коммутационные аппараты. Эти элементы электрической подстанции коммутируют рабочие нагрузки, отключают аварийные токи, производят разрыв участка схемы за счет переключения.
- Приборы защиты, управления. Эти элементы применяются для предотвращения серьезных повреждений трансформаторной подстанции. Приборы защиты оснащаются чувствительными датчиками, фиксирующими начало аварийных процессов. Эта информация обрабатывается логическими блоками, затем на отключающие устройства передается исполнительная команда. Датчики приборов защиты могут реагировать на резкое возрастание давления, образование дыма, повышение температуры, возникновение вспышки света и т.
- Вспомогательное оборудование. В трансформаторной подстанции могут быть предусмотрены следующие системы: кондиционирования, обогрева, вентиляции, управления доступом, пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения, устройства плавки льда на воздушных линиях и т.
Трансформаторный завод ООО «Проектэлектротехника» выпускает сухие силовые трансформаторы с литой изоляцией мощностью до 6300 кВА напряжением до 35 кВ. Они производятся по АФИП.670120.001 ТУ и соответствуют требованиям ГОСТ Р 52719-2007.
Повышающие трансформаторные подстанции выполняют функцию повышения напряжения. Также изготавливаются универсальные агрегаты. Они имеют вид бетонного либо металлического сооружения, включающее в себя рабочие модули, находящие внутри него. Транспортировка оборудования выполняется в виде отдельных элементов, которые на месте монтажа собирают в единую конструкцию.
Коммутационные приборы и защита
Коммутационные приборы, также называемые автоматическими выключателями, работают в авторежиме и отключают аварийные ситуации. Для контроля исключительно рабочих порядков, имеющих только номинальные характеристики сети, создаются выключатели нагрузки. Их системная мощность и скорость дают возможность успешно переключаться в обычном положении схемы, но на них нельзя рассчитывать для устранения коротких замыканий.
Если электрическая цепь разрывается, под нагрузкой образовывается электрическая дуга, которая истребляется механизмом выключателя. В схеме, отключенной от напряжения, для того чтобы обесточить необходимые участки, применяют более простые приспособления:
- Отделители - за счет создания бестоковой паузы автоматически разделяют напряжение с защищаемого участка удаленным выключателем.
- Разъединители - ими оперируют вручную при обесточенной системе.
В комплектных трансформаторных подстанциях с двумя трансформаторами их работа рассчитывается по отдельности, что дает возможность снизить токи КЗ.
Таблица основных компонентов трансформаторной подстанции:
| Компонент | Функция |
|---|---|
| Силовые трансформаторы | Преобразование электрической энергии |
| Распределительные устройства | Прием и распределение электроэнергии |
| Коммутационные аппараты | Коммутация нагрузок, отключение аварийных токов |
| Приборы защиты и управления | Предотвращение повреждений, управление процессами |
| Вспомогательное оборудование | Обеспечение работы подстанции (кондиционирование, обогрев и т.д.) |