Назначение и классификация электрических подстанций

Человеческий мозг – уникальное явление, которое несмотря на свои ограниченные возможности и небольшие размеры может создавать невообразимые вещи и познавать необъятный окружающий мир. Жизненный опыт и простая логика подсказывают, что большие задачи надо делить на более мелкие: долгосрочные цели мы делим на промежуточные задания, выполнение крупного проекта – на этапы, а сложные технические системы – на подсистемы, и все это значительно облегчает нашу жизнь. Поговорим о последнем в контексте электрических подстанций.

Подстанции берут на себя функции распределения и преобразования электроэнергии с электростанций. Подстанция (в технической литературе – ПС) – это принимающая, преобразовывающая и распределяющая энергию электроустановка. Понятно, что поступает энергия на ПС со стороны электростанции и преобразовывается в направлении потребителя. В зависимости от конструктивного исполнения подстанции бывают:

1. Трансформаторные – повышают или понижают напряжение с помощью трансформаторов;
2. Преобразовательные – изменяют частоту тока или число его фаз с помощью соответствующих преобразователей.

Фото 1: Главная понижающая подстанция

По назначению в системе электроснабжения подстанции делят на:

1. Главные понижающие подстанции (ГПП) получают питание от энергосистемы, понижают напряжение и распределяют электроэнергию по разрозненным потребителям (например, по всем электроприемникам предприятия). Используются трансформаторы на 32-80 МВ·А.
2. Подстанции глубокого ввода (ПГВ) применяют на мощных промышленных предприятиях, где нужны напряжения выше 10 кВ. ПГВ буквально встраивается в здание самого энергоемкого цеха, питается непосредственно от энергосистемы и дает энергию самой мощной электроустановке на предприятии; при питании от ПГВ соответственно снижаются потери электроэнергии и возрастает надежность электроснабжения. Мощности трансформаторов такие же, как в предыдущем случае.
3. Тяговые подстанции используют для питания трамваев, троллейбусов, поездов метро и электричек и прочего контактного электротранспорта. Такие ПС выполняют две функции: понижают напряжение и преобразовывают частоту тока. Напряжение высшей стороны от 6 до 220 кВ и мощности трансформаторов до 25 МВ·А.
4. Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) поставляются на уже собранными, так сказать, укомплектованными. КТП часто встречаются в селах и деревнях, мощности используемых трансформаторов до 2500 кВ·А.

Фото 2: Комплектная трансформаторная подстанция

По способу питания можно провести следующую классификацию:

1. Узловые подстанции связывают различные части энергосистемы помимо питания потребителей. На узловые подстанции питание приходит больше, чем с двух сторон;
2. Тупиковые питаются от одной или двух линий, но от одного источника, и «заканчиваются» потребителями;
3. Ответвительные получают питание отпайкой от близлежащей линии;
4. Проходные подстанции как бы рассекают ЛЭП и вставляются в получившийся разрыв, то есть ЛЭП проходит сквозь такую подстанцию.

Кроме этого, по исполнению и размещению можно обозначить открытые, закрытые, мачтовые, встроенные (в здание) подстанции.

В последнее время стала популярна тема «оцифровывания» всех областей науки и техники, естественно, что это коснулось и энергетики. Под оцифровыванием подразумевается глубокое внедрение цифровой вычислительной техники в некоторую область нашей жизни. Например, смарт-грид (smart-grid) – это сети, управляемые специальным программным обеспечением, позволяющим максимально эффективно регулировать потребление и распределение энергии. Цифровые подстанции позволят проводить полную телеметрию установленного оборудования и управление РЗА, что упростит эксплуатацию подстанции и повысит ее автономность, электромагнитную совместимость и безопасность. И если до полноценной реализации «умных сетей» еще далеко, то с цифровыми подстанциями дело обстоит гораздо лучше.

Если вы хотите провести электрофизические измерения на подстанции, мы в «ТМРсила-М» с радостью вам поможем!