Просмотр кода страницы Электрическая подстанция

{{redirect-multi|2|Подстанция|Электроподстанция}}
{{falseredirect|Трансформаторная будка}}
[[Файл:High_voltage_switchgear.jpg|thumb|ОРУ 750 кВ на электрической подстанции]]
[[Файл:Switchgear 110 kV.jpg|thumb|ОРУ подстанции 110/35/6 кВ, г. Лянтор]]
[[Файл:Small electric substation.jpg|thumb|Комплектная трансформаторная подстанция мачтового типа (обычно используются в сельской местности)]]
[[Файл:Трансформаторная будка.jpg|thumb|[[Комплектная трансформаторная подстанция]] (КТП) 10/6-0,4 кВ закрытого типа. Такие КТП очень широко распространены в странах
бывшего [[СССР]], поскольку установка масляных трансформаторов в зданиях производится редко]]
[[Файл:37.5kVA three phase utility stepdown.jpg|thumb|Абонентские трансформаторы, США. По классификации СНГ данная конструкция является столбовой трансформаторной подстанцией (СТП)]]

'''Электри́ческая подста́нция''' — [[электроустановка]], предназначенная для приёма, преобразования и распределения [[электрическая энергия|электрической энергии]], состоящая из [[трансформатор]]ов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, [[Распределительное устройство|распределительных]] и вспомогательных устройств<ref name="ГОСТ 24291-90">ГОСТ 24291-90 «Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения»</ref>{{sfn|Красник|2011|c=9}}.

== Назначение ==
Подстанция, в которой стоят '''повышающие трансформаторы''', повышает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения [[сила тока|силы тока]], в то время как '''понижающая''' (или '''понизительная''') '''подстанция''' уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока.

Необходимость в повышении передаваемого напряжения возникает в целях многократной экономии металла, используемого в проводах [[ЛЭП]], и уменьшения потерь на активном сопротивлении. Действительно, необходимая площадь сечения проводов определяется только силой проходящего тока и отсутствием возникновения [[Коронный разряд|коронного разряда]]. Также уменьшение силы проходящего тока влечёт за собой уменьшение потери энергии, которая находится в прямой квадратичной зависимости от значения силы тока. С другой стороны, чтобы избежать высоковольтного электрического пробоя, применяются специальные меры: используются специальные [[Линейный изолятор|изоляторы]], [[провод]]а разносятся на достаточное расстояние и т. д. Основная же причина повышения напряжения состоит в том, что чем выше напряжение, тем большую мощность и на большее расстояние можно передать по линии электропередачи.

== Устройство ==
[[Файл:Oil circuit breaker MKP-110 Toliatti Russia.jpg|thumb|[[Масляный выключатель]] МКП-110 на [[Тяговая подстанция|тяговой подстанции]], [[Тольятти]]]]
[[Файл:SF6 current transformer TGFM-110 Russia.jpg|thumb|Измерительные [[Трансформатор тока|трансформаторы тока]] ТГФМ-110 на [[Тяговая подстанция|тяговой подстанции]], [[Похвистнево]]]]
[[Файл:Dülmen, Umspannstation -- 2014 -- 0005.jpg|thumb|Подстанция в г. [[Дюльмен]]]]
Основные элементы электроподстанций:
* [[Силовой трансформатор|Силовые трансформаторы]], [[автотрансформатор]]ы, шунтирующие реакторы.
* Вводные конструкции для воздушных и кабельных [[Линия электропередачи|линий электропередачи]].
* Открытые (ОРУ) и закрытые (ЗРУ) [[Распределительное устройство|распределительные устройства]], включая:
** Системы и секции [[Шина (энергосистема)|шин]].
** Силовые [[Высоковольтный выключатель|выключатели]].
** [[Разъединитель|Разъединители]].
** Измерительное оборудование (измерительные трансформаторы [[Трансформатор тока|тока]] и [[Трансформатор напряжения|напряжения]], измерительные приборы).
** Оборудование [[ВЧ-связь (энергетика)|ВЧ-связи]] между подстанциями (конденсаторы связи, [[ВЧ-заградитель|ВЧ-заградители]], фильтры присоединения).
** Токоограничивающие, регулирующие устройства (конденсаторные батареи, [[Токоограничивающий реактор|реакторы]], фазовращатели и пр.).
** Преобразователи частоты, рода тока ([[выпрямитель|выпрямители]]).
* Система питания собственных нужд подстанции:
** Трансформаторы собственных нужд.
** Щит переменного тока.
** [[Дизельная электростанция|Дизельные генераторы]] и другие аварийные источники энергии (на крупных и особо важных подстанциях).
** [[Система оперативного постоянного тока]]:
*** Аккумуляторные батареи.
*** Щит постоянного (оперативного) тока или [[аппарат управления оперативным током]].
*** Шкафы распределения оперативного тока (ШРОТ).
* Системы защиты и автоматики:
** Устройства [[Релейная защита и автоматика|релейной защиты и противоаварийной автоматики]] для силовых линий, трансформаторов, шин.
** [[Автоматическая система управления]].
** Система телемеханического управления.
** Система технического и [[Автоматизированная система контроля и учёта энергоресурсов|коммерческого]] учёта электроэнергии.
** Система технологической связи энергосистемы и внутренней связи подстанции.
* Система [[Заземление|заземления]], включая заземлители и контур заземления.
* [[Молниезащита|Молниезащитные]] сооружения.
* Вспомогательные системы:
** Система вентиляции, кондиционирования, обогрева.
** Система автоматического пожаротушения.
** Система освещения территории.
** Система охранно-[[Система пожарной сигнализации|пожарной сигнализации]], управления доступом.
** Система технологического и охранного видеонаблюдения.
** Устройства плавки гололёда на воздушных линиях.
** Системы аварийного сбора масла.
** Системы питания маслонаполненных кабелей.
** Бытовая, ливневая канализация, водопровод.
* Бытовые помещения, склады, мастерские и пр.

== Классификация подстанций ==
{{seealso | Интерконнектор}}

'''Функционально''' подстанции делятся на:
* Трансформаторные подстанции — подстанции, предназначенные для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию другого напряжения при помощи трансформаторов.
* Преобразовательные подстанции — подстанции, предназначенные для преобразования рода тока или его частоты.

Электрическое распределительное устройство, не входящее в состав подстанции, называется '''распределительным пунктом'''.
Преобразовательная подстанция, предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный и последующего преобразования постоянного тока в переменный исходной или иной частоты называется '''вставкой постоянного тока'''.

'''По значению в системе электроснабжения''':
* Главные понижающие подстанции (ГПП).
* Подстанции глубокого ввода (ПГВ).
* [[тяговая подстанция|Тяговые подстанции]] для нужд [[Электротранспорт|электрического транспорта]], часто такие подстанции бывают трансформаторно-преобразовательными для питания тяговой сети постоянным током.
* Трансформаторные подстанции 10 (6)/0,4 кВ (КТП). Последние называются цеховыми подстанциями в промышленных сетях, городскими — в городских сетях.

'''В зависимости от места и способа присоединения''' подстанции к электрической сети нормативные документы не устанавливают классификации подстанций по месту и способу присоединения к электрической сети. Однако ряд источников даёт классификацию исходя из применяющихся типов конфигурации сети и возможных схем присоединения подстанций<ref name="Справочник по проектированию электрических сетей">Справочник по проектированию электрических сетей / Под редакцией Д. Л. Файбисовича. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006</ref>.
* Тупиковые — питаемые по одной или двум радиальным линиям.
* Ответвительные — присоединяемые к одной или двум проходящим линиям на ответвлениях.
* Проходные — присоединяемые к сети путём захода одной линии с двухсторонним питанием.
* Узловые — присоединяемые к сети не менее чем тремя питающими линиями.

Ответвительные и проходные подстанции объединяют понятием '''промежуточные''', которое определяет размещение подстанции между двумя центрами питания или узловыми подстанциями. Проходные и узловые подстанции, через шины которых осуществляются перетоки мощности между узлами сети, называют '''транзитными'''.

Также используется термин «'''опорная подстанция'''», который, как правило, обозначает подстанцию более высокого класса напряжения по отношению к рассматриваемой подстанции или сети.

В связи с тем, что ГОСТ 24291-90 определяет опорную подстанцию как «подстанцию, с которой дистанционно управляются другие подстанции электрической сети и контролируется их работа»<ref name="ГОСТ 24291-90" />, для указанного выше значения целесообразнее использовать термин «'''центр питания'''».

'''По месту размещения''' подстанции делятся на:
* Открытые — подстанции, оборудование которых расположено на открытом воздухе.
* Закрытые — подстанции, оборудование которых расположено в здании.

'''Отдельные разновидности''':
* {{видимый якорь|Комплектная трансформаторная подстанция}} — подстанция, содержащая все необходимые узлы для включения в электросеть и поставляемая в собранном или полностью подготовленном к сборке виде{{sfn|Красник|2011|c=10}}.
* Мачтовая трансформаторная подстанция — подстанция, предназначенная для установки на опоры достаточной для того, чтобы не требовать установки ограждений, высоты{{sfn|Красник|2011|c=10}}.
Электроподстанции могут располагаться на открытых площадках, в закрытых помещениях (ЗТП — закрытая трансформаторная подстанция), под землёй и на опорах (МТП — мачтовая трансформаторная подстанция), в специальных помещениях зданий-потребителей. Встроенные подстанции — типичная черта больших зданий и небоскрёбов.

== Цифровая подстанция ==
{{нет ссылок в разделе|дата=2021-01-13}}
Цифровой называется такая электрическая подстанция, управление которой осуществляется с помощью цифровых методов и технических средств.
Комплекс управления состоит из трех автономных частей в основе каждой из которых есть своя отдельная модель электроэнергетической системы:
# Оперативно-диспетчерское управление. В этой части решаются задачи управления в нормальных и утяжеленных режимах работы. Для формирования управляющих воздействий используются модели электроэнергетических систем в нормальных режимах. Управляющие воздействия реализуются, в основном, оперативно-диспетчерским персоналом с использованием вспомогательных устройств автоматики. Быстродействие — от нескольких минут, до нескольких часов.
# Противоаварийное управление. Эта часть комплекса обеспечивает управление при сильных возмущениях в условиях электромеханических переходных процессов (например, внезапное отключение линии, генератора, сброс или наброс значительной нагрузки). Цель управляющих воздействий — прекращение или ослабление аварийных режимов, обеспечение перехода к новому установившемуся режиму. Управляющие воздействия осуществляются, в основном, воздействием противоаварийной автоматики на регуляторы турбин, регуляторы возбуждения, регуляторы напряжения трансформаторов, коммутационные аппараты и др. Быстродействие — от долей секунды, до нескольких минут.
# Релейная защита. Она выполняет локальное управление электроэнергетической системой путём быстрого выявления и отделения поврежденных элементов от исправной части электроэнергетической системы. Управляющие воздействия осуществляются, как правило, через коммутационные аппараты (выключатели). Быстродействие — от долей секунды, до нескольких секунд.
Эти три части управляющего комплекса построены на основе принципиально разных моделей электроэнергетических систем, имеют существенно разные динамические характеристики и, поэтому, реализуются в виде отдельных управляющих систем.

== Примечания ==
{{навигация}}
{{примечания}}

== Литература ==
* {{БСЭ3|Трансформа́торная подста́нция|26|167—168|автор=Князевский Б. А.}}
* Трансформа́торная подста́нция // Новый политехнический словарь / Гл. ред. [[Ишлинский, Александр Юльевич|А. Ю. Ишлинский]]. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. — С. 553. — 671 с. — 15 000 экз. — ISBN 5-85270-322-2.
* Трансформа́торная подста́нция // Политехнический словарь / Редкол.: А. Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Советская энциклопедия, 1989. — С. 543. — 656 с. — 150 000 экз. — ISBN 5-85270-003-7.
* {{книга|автор=Красник В.В.|заглавие=Эксплуатация электрических подстанций и распределительных устройств|место=М.|издательство=ЭНАС|год=2011|страниц=320|isbn=978-5-4248-0005-4|ref=Красник}}
{{Энергетика}}
{{ВС}}
[[Категория:Электрические подстанции| ]]