Podstacje elektryczne: cel i klasyfikacja

Podstacja elektryczna to instalacja elektryczna służąca do przetwarzania i dystrybucji energii elektrycznej. i składa się z transformatorów lub innych przetworników energii, aparatury rozdzielczej, aparatury sterującej i konstrukcji pomocniczych.

W zależności od funkcji nazywane są transformatorami (TP) lub transformatorami (PP). Stacja nazywana jest stacją kompletną — KTP (KPP) — w przypadku zasilania transformatorów (przekształtników), rozdzielni niskiego napięcia i innych elementów zmontowanych lub w pełni przygotowanych do montażu.

Podstacje elektryczne służą do odbioru, przetwarzania i dystrybucji energii elektrycznej, są przeprowadzane na wszystkich poziomach napięcia, mogą wzrosnąć, jeśli znajdują się w pobliżu elektrowni i przetwarzają energię elektryczną o wyższym napięciu niż one w sieci) lub obniżeniu ( należy do nich ogromna liczba podstacji, z których energia elektryczna jest dostarczana konsumentom).

Przeznaczenie, moc i poziomy napięcia podstacji elektrycznej są określone przez układ i konfigurację sieci elektrycznej, w której działa, przez charakter i obciążenia podłączonych odbiorców energii elektrycznej.

Istnieją głównie następujące typy podstacji elektrycznych:

• ślepy zaułek (koniec);

• odgałęzienia połączone z liniami napowietrznymi przechodzącymi w pobliżu;

• półprodukt, służący do karmienia konsumentów;

• tranzytowe (w dużej liczbie przypadków — węzłowe), przeznaczone nie tylko do zasilania odbiorców, ale także do przesyłania strumieni energii do sąsiednich sieci własnych i sąsiednich systemów elektroenergetycznych;

• konwerter — do przesyłania i odbioru energii elektrycznej prądem stałym;

• trakcja — do zasilania elektrycznych sieci trakcyjnych.

Strukturalnie urządzenia rozdzielcze podstacji elektrycznych mogą być otwarte (główne wyposażenie znajduje się na zewnątrz) lub zamknięte (w warunkach miejskich, w miejscach o niezadowalających warunkach środowiskowych), w zależności od ich przynależności wydziałowej, podstacje są obsługiwane przez systemy elektryczne lub przemysłowe i inne konsumenci energii elektrycznej.

Stacje elektroenergetyczne prądu przemiennego wyższych napięć 330, 500, 750 kV, 150 kV oraz niektóre stacje 220 kV z rozbudowanym schematem połączeń elektrycznych, wyposażone w kompensatory synchroniczne 50-100 MB-A i większe z rozdzielnicą otwartą, dużą ilość transformatory, wyłączniki, itp. Za pomocą tych podstacji z reguły odbywa się komunikacja międzysystemowa, tworząc jeden i jednolity system elektroenergetyczny.

Podstacja 330 kV Maszuk

Wciąż nieliczne są stałe podstacje o wyższych napięciach 800 i 1500 kV z dużą liczbą skomplikowanych urządzeń przekształtnikowych. W przyszłości jednak ich znaczenie znacząco wzrośnie.

Zamknięte głębokie podstacje wejściowe o wysokim napięciu 110-220 kV, których budowa jest prowadzona na gęsto zaludnionych obszarach dużych miast, gdzie można przeznaczyć tylko ograniczone obszary pod budowę i gdzie skoncentrowane są znaczne obciążenia komunalne i przemysłowe. W takich podstacjach zapewniają stały monitoring i niezbędne środki ochrony ludności przed hałasem generowanym przez pracujące transformatory i inne urządzenia.

Stacje elektroenergetyczne 35, 110 i 220 kV z uproszczonym schematem połączeń elektrycznych, często bez wyłączników po stronie wysokiego napięcia, z kompletnymi rozdzielnicami niskiego napięcia (KRU, KRUN itp.), w których znajduje się aparatura sterownicza, zabezpieczeniowa, sygnalizację i automatykę znajdują się na froncie ich szaf i nie wymagają dedykowanego pomieszczenia panelowego.

Podstacje te nie wymagają stałego personelu dyżurującego, są obsługiwane przez operacyjne zespoły terenowe (OVB) lub dyżurują w domu i stanowią większość podstacji tego typu pod względem liczebności (dla ułatwienia obsługi i kontroli wysyłek podstacje wyposażone są w z odpowiednimi urządzeniami komunikacyjnymi i telemechanicznymi).

Stacja elektroenergetyczna 110 kV zbudowana na Zimowe Igrzyska Olimpijskie 2014 w Soczi

Stacje 6 — 10 kV dla potrzeb miejskich, wiejskich i wiejskich, obsługiwane przez brygady terenowe.

Ryż. 1. Schemat ideowy dystrybucji energii elektrycznej z elektrowni przy napięciach 10 i 35 kV.

Na schemacie rys.1 pokazuje, że dwie równoległe linie energetyczne L-7 i L-8 zasilają regionalną (miejską, przemysłową) podstację transformatorową obniżającą napięcie P-7 dla napięcia wtórnego 10 kV, z którego podstacje obniżające odbiorców -P- 8, P-9, P-10 i inne. Odbiorcy energii są zasilani z szyn tych stacji (a także z szyn stacji P-1, P-2 i P-3).

Zasilanie podstacji obniżających napięcie bezpośrednio z szyn zbiorczych stacji lub podstacji regionalnych (podstacje P-1, P-2, P-3, P-8, P-9) jest zalecane tylko przy odpowiednio mocnych i krytycznych podstacjach. Grupy małych podstacji są zwykle bardziej celowe do zasilania z punktów dystrybucji (DP), zasilania z szyn zbiorczych stacji lub podstacji okręgowej.

W punkcie dystrybucji energia elektryczna nie jest przetwarzana, ponieważ jest przeznaczona wyłącznie do rozdziału energii elektrycznej pomiędzy poszczególne podstacje obniżające napięcie. Podstacje sieci miejskiej, podstacje warsztatowe, a nawet ogólne podstacje zakładowe mogą być zasilane przez RP.

Możliwe jest zasilanie kilku rozdzielni z jednej linii bez budowy rozdzielni, jak pokazano dla rozdzielni P-10, P-11 i P-12. W obu przypadkach zmniejsza się liczba linii wychodzących z torów na stacji lub podstacji obwodowej oraz koszt budowy sieci.

Podstacje P-10 i P-11 to punkty kontrolne, wszystkie pozostałe to ślepe zaułki.

Zasilanie podstacji pojedynczymi liniami, np. podstacji P-1 na linii L-1, nie zapewnia ciągłości zasilania, gdyż awaria linii lub wyłączenie w celu naprawy skutkuje długą przerwą w zasilaniu użytkowników podstacji.Aby temu zapobiec, zabezpiecza się zasilanie stacji np. poprzez budowę dwóch linii elektroenergetycznych: linie L-3 i L-4, zasilające rozdzielnię P-3, linie L-3 i L-6, zasilające RP, itd., zasilanie odpowiedniej podstacji jest kontynuowane w sposób ciągły przez drugą linię.