Какво е подстанция? Основни функции, нива на напрежение и основно оборудване

 

 

Системата за захранване се състои от електроцентрали, подстанции, линии и потребители. Подстанцията е междинната връзка между електроцентралите и потребителите. Използва се главно за преобразуване на високо - електричество на напрежението в ниско - електричество на напрежението. В същото време той контролира, защитава, мерки, следи и обработва електричество, за да отговори на предаването на енергия, разпределението, предлагането и други свързани с тях нужди.

 

Основни функции на подстанциите

 

1. Преобразуване и регулиране на напрежението
Подстанциите преобразуват електричеството от едно ниво на напрежение в друго - или го засилват за дълго - предаване на разстояние, или го оттеглят за локално разпределение. В допълнение, подстанциите могат да регулират напрежението чрез TAP - Сменящи се трансформатори и реактивни устройства за захранване като кондензаторни банки и реактори.

2. Функции за контрол и защита
Подстанциите също могат да контролират и защитават електричеството. Например, подстанциите могат да гарантират безопасната работа на захранващата система чрез устройства като прекъсвачи, прекъсвачи и превключватели на заземяване. Ако захранващата система се провали, подстанцията може да прекъсне захранването навреме, за да избегне злополуки.

3. Функции за измерване и мониторинг
Подстанциите могат също да измерват и наблюдават електричеството. Например, подстанциите могат да наблюдават параметри като напрежение, ток и мощност на електричество и да запишат съответните данни. Тези данни могат да се използват за управление на операцията и оптимизиране на енергийната система.

4. Функция за разпределение
Подстанциите също могат да разпределят електричество. Например, подстанциите могат да разпределят електричеството в различни области и електропровода, за да задоволят различни нужди от енергия.

 

По ниво на напрежение

 

Ниско - подстанция на напрежението: Работа под 1 kV, обикновено разположена близо до крайните потребители.

 

Средна подстанция - напрежение: Работейки между 1 kV и 10 kV, често срещани в градовете и индустриалните райони.

 

Високо - подстанция на напрежението: Работи от над 10 kV до под 330 kV, образувайки гръбнака на регионалните мрежи.

 

Допълнително - високо - подстанция на напрежението: Работа при 330 kV и по -горе, използва се за дълги - предаване на разстояние и система - взаимовръзки.

 

По роля в силовата система

 

Подстанция Hub: Намира се на критични възли на захранващата мрежа, обикновено работеща при 330–500 kV или по -горе. Те свързват множество източници на енергия и подсистеми. Провалът в такава станция може да причини система - широки прекъсвания или затъмнения.

 

Междинна подстанция: Използва се главно за обмен на мощност и секциониране на дълги линии за пренос. Те често имат както роли на предаване, така и дистрибуция, обикновено работещи при 220–500 kV.

 

Регионална подстанция: Фокусиран върху доставката на електричество в конкретен град или регион, обикновено работещ при 110–220 kV. Прекъсването тук засяга само местната зона за разпространение.

 

Терминална подстанция: Намира се близо до центрове за натоварване в края на трансмисионните линии, обикновено работещи при 110 kV, доставяйки електричество директно на потребителите. Прекъсванията влияят главно на свързаните крайни потребители.

 

Компоненти на подстанция

 

Подстанция е съставена от няколко интегрирани системи:

 

 Електрическо оборудване: Основната част е отговорна за преобразуването, предаването и защитата на мощността.

 

 Гражданската инфраструктура и стоманени конструкции: Включително основи, контролни сгради и рамки за поддръжка.

 

 Система за захранване: Като DC Power Systems, осигуряващи непрекъснато мощност за оборудване за управление и защита.

 

 Система за комуникация и автоматизация: Поддържа обмен на данни, дистанционно управление и интелигентна работа.

 

 Видео система за наблюдение и сигурност: Осигурява безопасността на персонала и оборудването.

 

Система за защита и заземяване на мълния: Безопасно насочва повреда и мълния към земята.

 

Разбиране на първичното и вторичното оборудване в подстанциите

 

Можете да мислите за подстанция като „фабрика за електричество“.

Основното оборудване е като тежката машина на фабричния етаж - директно да върши работата по обработка на високи напрежения и големи токове.

Вторичното оборудване действа като мозъка и нервната система в контролната зала - мониторинг, командване и предупреждение, за да се гарантира, че цялата система работи безопасно, интелигентно и ефективно.

 

 

Силови трансформатори

Използва се за промяна на нивата на напрежение между различните части на силовата система.

Силовият трансформатор е статично електрическо устройство (т.е. въртяща се машина, която не е -), което прехвърля електрическата енергия от една верига в друга чрез електромагнитна индукция. Той стъпва на напрежението нагоре или надолу, за да отговори на изискванията за предаване и разпределение. Енергията се прехвърля от първичната намотка към вторичната намотка, което позволява ефективно дълъг - предаване на разстояние и надеждно разпределение на мощността.

 

 Прекъсвачи на вериги

Включете или изключете електрическите вериги по време на нормална работа или условия на повреда, защитавайки оборудването и осигуряване на безопасност.

Прекъсвачите на вериги са сред най -критичните и сложни компоненти в захранващата система. Оборудвани с усъвършенствана дъга - угасващи устройства и високи механизми за скорост на скорост, те могат да прекъснат високите - токове на напрежението при нормални и повредени условия. Те позволяват превключване на конфигурации, изолиране на неизправности бързо и поддържане на надеждността и безопасността на цялата мрежа.

 

Общите видове прекъсвачи включват:

SF₆ (газ - изолирани) прекъсвачи на вериги

Вакуумни прекъсвачи

Прекъсвачи на въздушните вериги

Прекъсвачи на маслена верига

Всеки тип се избира въз основа на нивото на напрежението, околната среда и нуждите на приложението.

 

 Изключете превключвателите (изолатори)

Осигурете видима и надеждна точка за прекъсване на връзката за поддръжка и експлоатационно превключване.

Прекъсващите превключватели са не - товар - Разрушителни устройства, използвани за изолиране на оборудването по време на поддръжка. Те създават ясно видима отворена пропаст при изключване, като гарантират безопасното отделяне на оборудването от живи вериги. Въпреки че не могат да нарушават товарните или повредените токове, те играят решаваща роля в:

Осигуряване на изолация- Осигуряване на ясно прекъсване за проверка и поддръжка.

Активиране на превключващи операции- Координиране с прекъсвачи, за да се даде възможност за прехвърляне на секции или шини.

Превключване на малки токове- Способни да изключват ограничени токове, като например токове на възбуждане на разтоварени трансформатори или кондензаторни токове.

 

 Инструментални трансформатори

 

 Пренапрежение арестуваните

Защитете оборудването за подстанция от преходни пренапрежения, причинени от удари на мълния или превключващи операции.

Арестувателите на пренапрежение действат като защитни бариери, отклонявайки пренапрежение безопасно към земята, преди да могат да повредят трансформатори, разпределителни уреди или други жизненоважни компоненти. Те са от съществено значение за поддържането на дълголетието на оборудването и предотвратяването на прекъсванията на електрозахранването.

 

 Автобури

Проводими ленти, които събират и разпределят мощността в различни вериги в подстанцията.

Шислите са метални ленти или пръти, обикновено изработени от мед или алуминий, използвани за консолидиране на електрическа мощност и разпределение на нея ефективно в множество изходящи вериги. Те позволяват гъвкаво превключване, лесен достъп до поддръжка и поддържане на висок ток - носещ капацитет с минимална загуба на енергия.

 

 Кабели и надземни линии

Проводници, които пренасят електрическа енергия до и от подстанцията.

Това са предавателните носители, свързващи подстанции към други части на мрежата или директно, за да завършат - потребители. Надземните линии са често срещани за дългото предаване на разстоянието-, докато подземните кабели се използват в градски или пространство - ограничени зони от естетически причини и съображения за безопасност.

 

 Оборудване за заземяване

Насочва безопасно токовете на повреда в земята, защитавайки както персонала, така и електрическите устройства.

Правилното заземяване гарантира, че всеки нежелателен ток - поради повреда на изолацията, мълния или повреда на оборудването - има нисък - път за съпротивление към Земята. Това свежда до минимум риска от токов удар, повреда на оборудването или пожар и е основен аспект на дизайна на безопасността на подстанцията.

 

 Защитни релета

Открийте неизправности в захранващата система и изпратете сигнали за пътуване до прекъсвачите, за да изолират дефектната секция.

Защитните релета служат като "нервна система" на подстанция, постоянно наблюдават параметри като ток, напрежение, честота и фазов ъгъл. Когато се появи повреда като късо съединение, претоварване или повреда на земята, релета незабавно анализира данните и издава команди за пътуване до прекъсвачи -, предотвратявайки повреда на оборудването и осигуряване на стабилност на системата. Съвременните релета често са програмируеми и поддържат множество функции за защита в едно устройство.

 

 Устройства за автоматизация

Включете цифрови релета, Auto - системи за възстановяване на рецидиви и интелигентни електронни устройства (IED), които дават възможност за интелигентен, автономен контрол.

Устройствата за автоматизация са от съществено значение за реализиране на интелигентна работа на подстанцията. Те изпълняват различни функции като диагностика на неизправности, балансиране на натоварването, дистанционно превключване и възстановяване на себе си - чрез автоматично - Reclosing. Тези устройства намаляват необходимостта от ръчна намеса, съкращават продължителността на прекъсването и подобряват общата оперативна ефективност. Интеграцията със стандартите на IEC 61850 позволява безпроблемно споделяне на данни и координация на системата.

 

 Измерване на инструменти

Използва се за непрекъснат мониторинг на електрически параметри като напрежение, ток, честота и мощност.

Измерване на инструменти -, включително Voltmeters, Ammeters, Power Ceters и честотни измервателни уреди -, предоставят реални данни за времето- както на операторите, така и на автоматизираните системи. Това гарантира точна оценка на системата, прогнозиране на натоварването и управление на енергията. Прецизността и надеждността са критични, особено във високи среди на напрежение -.

 

 Системи за мониторинг (напр. SCADA)

Системите за надзорно управление и събиране на данни (SCADA) позволяват дистанционно наблюдение, контрол, управление на аларми и исторически запис на данни.

SCADA системите служат като цифров интерфейс между полево оборудване и контролни зали. Операторите могат да наблюдават състоянието на подстанцията, да работят устройства, да анализират аларми и да преглеждат исторически тенденции - всички от централизирано местоположение. SCADA повишава времето за реакция, оперативната безопасност и диагностичните възможности, като същевременно дава възможност за реално - видимост на времето в мрежата.

 

 Комуникационно оборудване

Поддържа безпроблемен обмен на данни в подстанцията и между подстанциите и централните контролни центрове.

Комуникационното оборудване включва фибри - оптични връзки, превключватели, рутери и комуникационни процесори. Тези системи гарантират бързо, сигурно и надеждно предаване на контролни команди, измервания и отчети за състоянието. Те формират гръбнака на инфраструктурата на интелигентната мрежа и са жизненоважни за координирана работа и отдалечена диагностика.

 

 Системи за захранване (напр. DC панели, UPS единици)

Осигурете непрекъсната и стабилна мощност за контрол, защита и комуникационни устройства - дори по време на нарушения на мрежата.

В подстанциите критичните устройства трябва да останат захранвани, независимо от външните условия на мощност. DC Power Systems -, включващи батерии, токоизправители и разпределителни панели - предлагат надеждно архивиране по време на прекъсвания. Непрекъснатите захранвания (UPS) също се използват за поддържане на качеството и приемствеността на мощността, като се гарантира, че жизненоважните операции никога не се прекъсват.