- Що таке трансформаторна підстанція?
- Класифікація ТП
- Зниження витрат на будівництво та експлуатацію
- питання безпеки
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Електроенергія використовується у всіх сферах сучасного життя, де використовується для виконання таких функцій як:
- виконання механічної роботи (різні електродвигуни);
- освітлення за допомогою світильників на основі ламп розжарювання, електролюмінесцентних, світлодіодних джерел;
- обігріву електричними нагрівачами.
Доставка електроенергії до споживачів здійснюється електричними мережами, один з ключових компонентів якої - трансформаторна підстанція. Електричну мережу доцільно будувати за ієрархічним принципом з вузлами різного рівня, на яких виконується ряд функцій, в тому числі зміни напруги за допомогою трансформаторів.
Що таке трансформаторна підстанція?
Пристрій
Трансформаторна підстанція, як це прямо випливає з її назви, містить один або кілька трансформаторів, а також ряд інших вузлів і блоків. Останні необхідні для забезпечення виконання перетворення напруги, легкості, зручності поточного управління цього технічного об'єкта. Додаткове обладнання:
- забезпечує безпеку поточної експлуатації в штатних / нештатних режимах (обмежувачі напруги, розрядники);
- дозволяє управляти підстанцією, контролювати її поточні параметри (елементи телемеханіки, виконавчі пристрої, роз'єднувачі, прилади обліку);
- забезпечує розподіл електричної енергії по споживачам.
Для виконання службових функцій передбачено допоміжні пристрої. До таких відносять, наприклад, випрямлячі, акумуляторні батареї безперебійного живлення. Необхідну експлуатаційну надійність досягають установкою блискавкозахисту, впровадженням обладнання пожежогасіння, застосуванням сигналізації.
Нормальні умови експлуатації забезпечують установленням обладнання в окремій будові або безпосередньо в спеціально підготовленому приміщенні будівлі.
Принцип роботи
Основний компонент трансформаторної підстанції - силовий трансформатор, який забезпечує на виході отримання напруги необхідного рівня. Найпростіший трансформатор складається з двох обмоток, які одягнені на сердечник з м'якої електротехнічної сталі. Змінний струм, що протікає по первинній обмотці цього статичного пристрою, створює магнітний потік, який наводить струм у вторинній обмотці.
Трансформатор відрізняється більшим ККД, тому співвідношення між струмами / напруженнями первинної / вторинної обмоток пропорційні / обернено пропорційні кількості витків для напруги / струму, відповідно. Частота струму / напруги первинної / вторинної обмоток однакова.
При невеликої потужності застосовують т.зв. суху конструкцію, коли відсутність короткого замикання між обмотками і сердечниками забезпечено тільки ізоляцією проводів обмоток. Маслозаповнені конструкції характерні для високих потужностей. Вони містять залитий мінеральним маслом бак з встановленими обмотками, малюнок 1. Таке виконання покращує теплові параметри пристрою: масло ефективно відводить надлишки тепла, що виділяється.
Для регулювання вихідної напруги вторинну обмотку постачають кількома відводами.
призначення
Будь-яка підстанція по відношенню до електроенергії реалізує щонайменше одну з функцій:
- прийом;
- перетворення;
- розподіл.
Наявність підстанцій помітно зменшує втрати електроенергії. Для цього передачу здійснюють на високому напрузі, при якому знижуються втрати енергії на розігрів проводів. Забезпечення працездатності різних електричних пристроїв виконують на невеликій напрузі, що дозволяє збільшити струм і наростити потужність приймача.
Крім того, введення підстанцій до складу електророзподільної мережі нарощує експлуатаційну гнучкість системи електропостачання за рахунок можливості вибору маршрутів передачі електроенергії простим перемиканням ліній в штатному режимі функціонування, а також в аварійних ситуаціях.
Класифікація ТП
Об'єкти мереж електропостачання загального призначення
Трансформаторні підстанції можна класифікувати за різними ознаками, але найбільш часто для цієї мети залучають місце знаходження станції на рівні ієрархії електричної мережі. Відповідно, у міру зниження рівня відбувається зниження робочої напруги. Крім того, як засіб інженерного забезпечення нерухомості вони можуть перебувати поза підприємства або ж безпосередньо на його території. Загальноприйняті найменування таких підстанцій і їх основні параметри представлені в табл. 1.
Таблиця 1. Різновиди підстанцій
| рівень ієрархії | Назва підстанції | Типове робоча напруга, кВ | Місце розташування |
| 1 | вузлова розподільча | 110 - 220 | На території, що обслуговується |
| 2 | Головна знижує (інакше знижувальних) | 35 - 110 | |
| 3 | глибокого введення | 6 - 35 | На території підприємства |
| 4 | трансформаторний пункт | 0, 22 - 0, 4 |
Трансформаторні пункти, що знаходяться на нижньому рівні ієрархії електричної мережі, - відрізняються найбільшою численністю. Залежно від категорії обслуговується об'єкта їх обладнають одним (3-ю категорію) або двома (категорії 1 і 2) трансформаторами. Крім того, при їх створенні таких пунктів масово застосовують типові рішення.
По виду взаємодії з електророзподільної мережею підстанції ділять на кілька різновидів, табл. 2. Крім того, ГОСТ 24291-90 додатково вводить поняття опорної підстанції, яка забезпечує функціонування інших об'єктів зазвичай нижчого рівня.
Таблиця 2. Різновиди підстанцій по виконанню
| Найменування | Місце розташування в мережі і особливості підключення |
| Тіпіковая | Отримання енергії від одного джерела |
| прохідна | Знаходиться в розриві однієї або двох ліній |
| Розгалужувальна (відгалужувальна) | Обслуговує дві або більше виходять лінії |
| вузлова | Взаємодіє з двома або більше вхідними та вихідними лініями |
За конструктивним виконанням розрізняють відкриті (виконані як окремий об'єкт) і закриття (змонтовані в будівлі) підстанції.
За місцем розташування підстанції зовнішньої установки додатково ділять на наземні, підземні і щоглові.
Останні монтують прямо на опорах, для чого застосовують спеціальні конструкції і арматуру, малюнок 2.
Тягові підстанції електрифікованого наземного транспорту
Тягові підстанції електрифікованого транспорту дещо відрізняються від звичайних.
Їх головні особливості:
- забезпечують балансування навантаження при паралельному включенні;
- можуть подавати на контактні дроти як постійний, так і змінний струми.
Специфіка залізниці, метрополітену, міських видів електротранспорту врахована конструктивним виконанням. Підключення до мережі можливо за повітряним або кабельних лініях. Приклад повітряного введення показаний на малюнку 3.
Зниження витрат на будівництво та експлуатацію
Відомо, що повна вартість володіння будь-якого технічного об'єкта (інакше, наведені витрати) складається з капітальних витрат і поточних експлуатаційних витрат.
Для зниження капітальних витрат на створення підстанцій залучається кілька основних прийомів.
Перший з них - реалізація за типовими проектами. Часто зустрічаються кіоскових підстанції зі звареним металевим корпусом - хороший приклад його практичного використання, малюнок 4. Найбільший ефект дають в місцевостях з помірним кліматом.
Другий прийом - поставка готового для установки обладнання на місце монтажу безпосередньо з підприємства-виготовлювача.
Економія на експлуатаційних витратах досягається впровадженням сучасної мікропроцесорної і комп'ютерної техніки, максимально повно бере на себе вирішення рутинних завдань автоматичного управління. Такі об'єкти, що відрізняються помітно більш високими функціональними можливостями, називають цифровими.
питання безпеки
Підстанції незалежно від їх призначення функціонують при високому небезпечному для життя напрузі. Ця особливість визначає необхідність жорсткого дотримання норм ТБ та інших правил при їх поточному експлуатаційному обслуговуванні. Основні з них зводяться до наступного.
Для робіт будь-якого виду допускають тільки персонал, що пройшов навчання з додатковим попередніми інструктажем. Крім того, навички безпечної роботи постійно підтримуються на належному рівні такими заходами як:
- щомісячні повторні інструктажі;
- щоквартальні протиаварійні тренування;
- протипожежні тренування (двічі на рік);
- щорічні перевірки професійних знань;
- медогляди (раз на два роки).
Роботи будь-якого виду можуть:
- проводитися виключно в спецодязі і взутті, в касці, з монтерським поясом (при необхідності);
- здійснюватися тільки справним інструментом, якість ізоляції якого проходить періодичну повірку.
При виконанні будь-яких дій потрібна гранична концентрація, акуратність, відсутність поспіху.
Підстанція - об'єкт підвищеної небезпеки. Обмеження доступу до них сторонніх осіб при відкритій установці досягається огорожами, а при закритій - надійними замикаються металевими дверима, які додатково обладнають сигналізацією. Всі об'єкти обов'язково забезпечуються добре розрізнюваними написами, що попереджають про смертельну небезпеку.
Для запобігання шкідливого впливу на людину потужних електричних і магнітних полів підстанції слід розміщувати на певній відстані від житлових будинків. Конкретні норми з розбивкою по типу об'єкта і потужністю міститися в законі 52-ФЗ від 1999 року. Мінімальні відстані встановлені в межах від 50 до 1000 м.