Что такое подстанция? Ключевые функции, уровни напряжения и основное оборудование

 

 

Силовая система состоит из электростанций, подстанций, линий и пользователей. Подстанция - это промежуточная связь между электростанциями и пользователями. В основном он используется для преобразования высокого - электричества напряжения в низкий - электричество напряжения. В то же время он контролирует, защищает, измеряет, контролирует и обрабатывает электроэнергию для удовлетворения передачи электроэнергии, распределения, снабжения и других связанных с этим потребностей.

 

Основные функции подстанций

 

1. Преобразование и регулирование напряжения
Подстанции конвертируют электричество с одного уровня напряжения в другой -, либо понижая его на длинную - передачу расстояния, либо снимая его для локального распределения. Кроме того, подстанции могут регулировать напряжение через TAP - трансформаторы изменений и реактивные мощные устройства, такие как конденсаторные банки и реакторы.

2. Функции управления и защиты
Подстанции также могут контролировать и защищать электричество. Например, подстанции могут обеспечить безопасную работу энергосистемы с помощью таких устройств, как выключатели, выключатели и переключатели заземления. Если энергосистема не удается, подстанция может сократить источник питания вовремя, чтобы избежать несчастных случаев.

3. Функции измерения и мониторинга
Подстанции также могут измерять и контролировать электричество. Например, подстанции могут контролировать параметры, такие как напряжение, ток и мощность электроэнергии и записывать соответствующие данные. Эти данные могут использоваться для управления операцией и оптимизации энергосистемы.

4. Функция распределения
Подстанции также могут распространять электричество. Например, подстанции могут распространять электроэнергию по разным областям и электроэнергию для удовлетворения различных потребностей в электроэнергии.

 

По уровню напряжения

 

Low - подстанция напряжения: Работает ниже 1 кВ, обычно расположены рядом с конечными пользователями.

 

Medium - подстанция напряжения: Работа между 1 кВ и 10 кВ, обычная в городах и промышленных районах.

 

High - подстанция напряжения: Работа с более 10 кВ до ниже 330 кВ, образуя основу региональных сетей.

 

Extra - High - подстанция напряжения: Работает при 330 кВ и выше, используется для длинного - расстояния передачи и системы - уровня взаимодействия.

 

Роль в энергетической системе

 

Подстанция Хаба: Расположен в критических узлах сетки силовой сетки, обычно работающей при 330–500 кВ или выше. Они соединяют несколько источников питания и подсистем. Отказ на такой станции может вызвать систему - широкие отключения или отключения отключения.

 

Промежуточная подстанция: В основном используется для обмена электроэнергией и разделения длинных линий передачи. Они часто имеют роли передачи и распределения, обычно работающие при 220–500 кВ.

 

Региональная подстанция: Сосредоточен на поставке электроэнергии в конкретный город или регион, обычно работающий при 110–220 кВ. Отключение здесь затрагивает только местную зону распространения.

 

Терминальная подстанция: Расположенный рядом с центрами нагрузки в конце линий передачи, обычно работая при 110 кВ, поставляя электроэнергию непосредственно пользователям. Отключения в основном влияют на подключенные конечные пользователи.

 

Подстанции компоненты

 

Подстанция состоит из нескольких интегрированных систем:

 

 Электрическое оборудование: Основная часть отвечает за преобразование, передачу и защиту энергии.

 

 Гражданская инфраструктура и стальные конструкции: Включая фонды, управляющие здания и опорные рамки.

 

 Система питания: Такие как DC Power Systems, обеспечивая непрерывную мощность для управления и защитного оборудования.

 

 Система связи и автоматизации: Поддерживает обмен данными, удаленное управление и интеллектуальную работу.

 

 Система наблюдения за видео: Обеспечивает безопасность персонала и оборудования.

 

Система молниеносной защиты и заземления: безопасно направляет разломы и молнии на землю.

 

Понимание первичного и вторичного оборудования в подстанциях

 

Вы можете думать о подстанции как о «фабрике электроэнергии».

Основное оборудование похоже на тяжелую технику на заводе - непосредственно выполняя работу по обработке высоких напряжений и больших токов.

Вторичное оборудование действует как мозг и нервная система в диспетчерской - Мониторинг, командование и предупреждение, чтобы гарантировать, что вся система работает безопасно, разумно и эффективно.

 

 

Силовые трансформаторы

Используется для изменения уровней напряжения между различными частями энергосистемы.

Силовая трансформатор - это статическое электрическое устройство (то есть не - вращающаяся машина), которая передает электрическую энергию от одной цепи в другую посредством электромагнитной индукции. Он шагает напряжение вверх или вниз, чтобы соответствовать требованиям передачи и распределения. Энергия переносится из первичной обмотки во вторичную обмотку, что позволяет эффективно длиться - передачи расстояния и надежное распределение мощности.

 

 Выключатели

Переключайте электрические цепи включаются или выключаются во время нормальной работы или условий разлома, защиты оборудования и обеспечивая безопасность.

Выключатели схемы являются одними из самых важных и сложных компонентов в системе питания. Оснащенная расширенной дугой - устройствами для гашения и высокими - механизмами скорости, они могут прервать высокий - токи напряжения в нормальных и условиях разлома. Они разрешают переключение конфигураций, быстро изолируют неисправности и поддерживают надежность и безопасность всей сетки.

 

Общие типы автоматических выключателей включают в себя:

SF₆ (GAS - Изоляция).

Вакуумные выключатели

Выключатели воздушных цепи

Автоматические выключатели

Каждый тип выбирается на основе уровня напряжения, среды и потребностей применения.

 

 Отключить переключатели (изоляторы)

Предоставьте видимую и надежную точку отключения для обслуживания и эксплуатационного переключения.

Отключить переключатели - это не - загрузка - разбитых устройств, используемых для выделения оборудования во время технического обслуживания. Они создают четко видимый открытый разрыв при отключении, обеспечивая безопасное отделение оборудования от живых цепей. Хотя они не могут сломать нагрузку или токи разлома, они играют решающую роль в:

Обеспечение изоляции- обеспечение четкого отключения для проверки и технического обслуживания.

Включение операций переключения- Координация с автоматическими выключателями, чтобы обеспечить разделение или переводы шины.

Переключение небольших течений- Способен отключать ограниченные токи, такие как токи возбуждения выгруженных трансформаторов или конденсаторные токи.

 

 Инструментальные трансформаторы

 

 Вспыхиватели

Защитите оборудование для подстанции от переходных перенаселенных, вызванных ударами молний или операциями по переключению.

Арестатели всплесков выступают в качестве защитных барьеров, безопасно отвлекающие перенапряжения на землю, прежде чем они смогут повредить трансформаторы, распределительные устройства или другие жизненно важные компоненты. Они необходимы для поддержания долговечности оборудования и предотвращения перебоев в подаче электроэнергии.

 

 Автобусы

Проводящие полосы, которые собирают и распространяют мощность по различным цепям в подстанции.

Автобусы представляют собой металлические полоски или стержни, обычно изготовленные из меди или алюминия, используемые для консолидации электрической мощности и эффективно распределять ее по нескольким исходящим цепям. Они допускают гибкий переключение, легкий доступ к обслуживанию и поддерживают высокий ток - емкость с минимальной потерей энергии.

 

 Кабели и линии накладных расходов

Проводники, которые переносят электрическую энергию в подстанцию ​​и обратно.

Это передача, соединяющая подстанции с другими частями сетки или непосредственно для окончания - пользователей. Надземные линии являются общими для длинной передачи расстояния -, в то время как подземные кабели используются в городских или пространстве - с ограниченными областями по эстетическим и безопасным причинам.

 

 Заземляющее оборудование

Безопасно направляет течения неисправности в землю, защищая как персонал, так и электрические устройства.

Правильное заземление гарантирует, что любой непреднамеренный ток - из -за сбоя изоляции, молнии или ошибки оборудования - имел низкий путь сопротивления- на Земле. Это сводит к минимуму риск удара, повреждения оборудования или пожара, и является фундаментальным аспектом дизайна безопасности подстанций.

 

 Защитные реле

Обнаружение неисправностей в системе питания и отправьте сигналы отключения на выключатели цепи, чтобы изолировать неисправный раздел.

Защитные реле служат «нервной системой» подстанции, постоянно контролируя параметры, такие как ток, напряжение, частота и фазовый угол. Когда возникает неисправность, такая как короткая замыкания, перегрузка или разлома заземления, ретрансляции мгновенно анализируют команды передачи данных и выпуска к автоматическим выключателям -, предотвращая повреждение оборудования и обеспечение стабильности системы. Современные реле часто являются программируемыми и поддерживают несколько функций защиты в одном устройстве.

 

 Устройства автоматизации

Включите цифровые реле, Auto - системы отбора и интеллектуальные электронные устройства (IED), которые включают интеллектуальное, автономное управление.

Устройства автоматизации необходимы для реализации интеллектуальной подстанции. Они выполняют различные функции, такие как диагноз неисправностей, балансировка нагрузки, удаленное переключение и самостоятельно - восстановление через Auto - Reclaing. Эти устройства снижают необходимость в ручном вмешательстве, сокращают продолжительность отключения и повышают общую эффективность эксплуатации. Интеграция со стандартами IEC 61850 позволяет бесшовно обмен данными и координацией системы.

 

 Измерительные инструменты

Используется для непрерывного мониторинга электрических параметров, таких как напряжение, ток, частота и мощность.

Измерения инструментов -, включая Voltmeters, Ammeters, Power Meters и частотные измерители - предоставляют реальные данные времени- как операторам, так и автоматизированным системам. Это обеспечивает точную оценку системы, прогнозирование нагрузки и управление энергией. Точность и надежность являются критическими, особенно в высоких средах напряжения-.

 

 Системы мониторинга (например, SCADA)

Системы контроля над контролем и сбором данных (SCADA) позволяют удалить мониторинг, управление тревогами и историческую запись данных.

Системы SCADA служат цифровым интерфейсом между полевым оборудованием и помещениями управления. Операторы могут отслеживать состояние подстанции, эксплуатировать устройства, анализировать тревоги и просматривать исторические тенденции - из централизованного места. SCADA повышает время отклика, безопасность работы и диагностические возможности, одновременно обеспечивая реальную видимость времени- по всей сетке.

 

 Коммуникационное оборудование

Поддерживает бесшовный обмен данными в подстанции и между подстанциями и центральными центрами управления.

Оборудование для связи включает в себя оптоволокно - зрительные ссылки, коммутаторы, маршрутизаторы и процессоры связи. Эти системы обеспечивают быструю, безопасную и надежную передачу команд управления, измерения и отчеты о состоянии. Они формируют основу интеллектуальной сети инфраструктуры и имеют жизненно важное значение для скоординированной работы и удаленной диагностики.

 

 Системы питания (например, панели постоянного тока, подразделения UPS)

Обеспечить непрерывную и стабильную мощность для управления, защиты и устройств связи - даже во время нарушений сетки.

В подстанциях критические устройства должны оставаться питаемыми независимо от внешних условий мощности. DC Power Systems -, включающие батареи, выпрямители и распределительные панели -, предлагают надежное резервное копирование во время перебоев. Непрерывные источники питания (UPS) также используются для поддержания качества и непрерывности электроэнергии, гарантируя, что жизненно важные операции никогда не прерываются.