Podstacja Adélard-Godbout w Starym Montrealu jest najstarszą podstacją w Kanadzie, w ciągłej eksploatacji od 1901 roku. Ma fasadę z glinianej cegły z szarymi kamiennymi ornamentami, aby wtopić się w otoczenie śródmieścia.
Podstacja w zamkowym budynku z lat 1910.służy jako punkt dystrybucji obok zapory Lésna, jednej z kilku stacji hydroelektrycznych na rzece Bóbr.,
Wieża rozdzielcza 15 kV/400 V w Polsce
Elementy stacji elektroenergetycznejedytuj
stacje elektroenergetyczne mają zazwyczaj urządzenia przełączające, zabezpieczające i sterujące oraz transformatory. W dużej podstacji wyłączniki są używane do przerywania wszelkich zwarć lub prądów przeciążeniowych, które mogą wystąpić w sieci. Mniejsze stacje dystrybucyjne mogą używać wyłączników lub bezpieczników do ochrony obwodów dystrybucyjnych., Same podstacje zwykle nie mają generatorów, chociaż elektrownia może mieć podstację w pobliżu. Inne urządzenia, takie jak kondensatory, regulatory napięcia i reaktory, mogą również znajdować się w podstacji.
podstacje mogą znajdować się na powierzchni w ogrodzonych pomieszczeniach, pod ziemią lub w budynkach specjalnego przeznaczenia. Budynki wysokościowe mogą mieć kilka podstacji wewnętrznych. Podstacje wewnętrzne znajdują się zwykle w obszarach miejskich w celu zmniejszenia hałasu z transformatorów, ze względu na wygląd lub w celu ochrony rozdzielnic przed ekstremalnymi warunkami klimatycznymi lub zanieczyszczeniami.,
należy zaprojektować system uziemienia (uziemienia). Całkowity wzrost potencjału uziemienia oraz gradienty potencjału podczas usterki (tzw. potencjały dotykowe i stopniowe) muszą być obliczone w celu ochrony przechodniów podczas zwarcia w systemie przesyłowym. Usterki ziemi w podstacji mogą spowodować wzrost potencjału gruntu. Prądy płynące na powierzchni Ziemi podczas awarii mogą spowodować, że metalowe przedmioty mają znacznie inne napięcie niż ziemia pod nogami osoby; ten potencjał dotykowy stwarza ryzyko porażenia prądem., W przypadku gdy Podstacja ma metalowe ogrodzenie, musi być odpowiednio uziemiona, aby chronić ludzi przed tym zagrożeniem.
główne problemy, przed którymi stoi inżynier energetyki, to niezawodność i koszty. Dobry projekt próbuje znaleźć równowagę między tymi dwoma, aby osiągnąć niezawodność bez nadmiernych kosztów. Konstrukcja powinna również umożliwiać rozbudowę stacji w razie potrzeby.
wybór Lokalizacjiedytuj
wybór lokalizacji podstacji musi uwzględniać wiele czynników., Wystarczająca powierzchnia ziemi jest wymagana do instalacji urządzeń z niezbędnymi prześwitami dla bezpieczeństwa elektrycznego i dostępu do konserwacji dużych urządzeń, takich jak transformatory.
tam, gdzie ziemia jest kosztowna, np. na obszarach miejskich, rozdzielnice z izolacją gazową mogą ogólnie zaoszczędzić pieniądze. Podstacje zlokalizowane na obszarach przybrzeżnych dotkniętych powodzią i burzami tropikalnymi często wymagają podwyższonej konstrukcji, aby utrzymać sprzęt wrażliwy na przepięcia utwardzone przed tymi elementami. Strona musi mieć miejsce na rozbudowę ze względu na wzrost obciążenia lub planowane dodatki transmisyjne., Należy wziąć pod uwagę wpływ podstacji na środowisko, taki jak odwadnianie, hałas i skutki ruchu drogowego.
strona podstacji musi znajdować się w centrum obszaru dystrybucji, który ma być obsługiwany. Witryna musi być zabezpieczona przed wtargnięciem przechodniów, zarówno w celu ochrony ludzi przed porażeniem prądem elektrycznym lub łukami, jak i w celu ochrony instalacji elektrycznej przed niewłaściwą obsługą z powodu wandalizmu.
Schematy Projektowedytuj
,
pierwszym krokiem w planowaniu układu podstacji jest przygotowanie schematu jednoliniowego, który pokazuje w uproszczonej formie wymagane rozmieszczenie przełączania i zabezpieczenia, a także przychodzące Linie zasilające i wychodzące podajniki lub linie przesyłowe. Powszechną praktyką wielu instalacji elektrycznych jest przygotowywanie schematów jednowierszowych z głównymi elementami (linie, przełączniki, wyłączniki, transformatory) ułożonymi na stronie podobnie do sposobu, w jaki urządzenie zostanie ułożone w rzeczywistej stacji.,
we wspólnej konstrukcji linie przychodzące mają wyłącznik i wyłącznik. W niektórych przypadkach linie nie będą miały obu, z przełącznikiem lub wyłącznikiem jest wszystko, co jest uważane za konieczne. Wyłącznik jest używany do zapewnienia izolacji, ponieważ nie może przerwać prądu ładowania. Wyłącznik jest używany jako urządzenie zabezpieczające do automatycznego przerywania prądów zwarciowych i może być używany do włączania i wyłączania obciążeń lub do odcinania linii, gdy moc płynie w „złym” kierunku., Gdy duży prąd zwarciowy przepływa przez wyłącznik, jest to wykrywane za pomocą transformatorów prądowych. Wielkość prądowych wyjść transformatorowych może być wykorzystana do wyzwalania wyłącznika, powodując odłączenie obciążenia dostarczonego przez przerwanie obwodu od punktu zasilającego. Ma to na celu odizolowanie punktu usterki od reszty systemu i umożliwienie pozostałej części systemu kontynuowania pracy przy minimalnym wpływie. Zarówno przełączniki, jak i wyłączniki mogą być obsługiwane lokalnie (w podstacji) lub zdalnie z nadzorczego centrum sterowania.,
w przypadku napowietrznych linii przesyłowych rozprzestrzenianie się wyładowań atmosferycznych i przepięć przełączających może powodować awarie izolacji w urządzeniach podstacji. Ograniczniki przepięć wejściowych do linii służą do odpowiedniej ochrony urządzeń podstacji. Badania koordynacji izolacji są przeprowadzane szeroko, aby zapewnić, że awarie sprzętu (i związane z nimi przerwy) są minimalne.
Po przekroczeniu elementów przełączających, linie o danym napięciu łączą się z jedną lub kilkoma magistralami., Są to zestawy szyn zbiorczych, zwykle w wielokrotnościach trzech, ponieważ trójfazowy Rozdział energii elektrycznej jest w dużej mierze uniwersalny na całym świecie.
rozmieszczenie zastosowanych przełączników, wyłączników i autobusów wpływa na koszt i niezawodność podstacji. W przypadku ważnych podstacji można użyć magistrali pierścieniowej, podwójnej magistrali lub tak zwanej konfiguracji „wyłącznika i pół”, aby awaria jednego wyłącznika nie przerwała zasilania innych obwodów i aby Części podstacji mogły zostać odłączone od zasilania w celu konserwacji i napraw., Podstacje zasilające tylko jedno obciążenie przemysłowe mogą mieć minimalne rezerwy przełączania, szczególnie w przypadku małych instalacji.
ten jednowierszowy schemat ilustruje koncepcję wyłącznika i pół często stosowaną w rozdzielnicach.
po ustanowieniu magistrali dla różnych poziomów napięcia, transformatory mogą być podłączone między poziomami napięcia. Będą one ponownie miały wyłącznik, podobnie jak linie przesyłowe, w przypadku uszkodzenia transformatora (powszechnie zwanego „zwarciem”).,
wraz z tym, Podstacja zawsze ma obwody sterujące potrzebne do polecenia otwierania różnych wyłączników w przypadku awarii jakiegoś komponentu.
Automatykaedytuj
wczesne podstacje elektryczne wymagały ręcznego przełączania lub regulacji sprzętu oraz ręcznego zbierania danych dotyczących obciążenia, Zużycia energii i nienormalnych zdarzeń., Wraz ze wzrostem złożoności sieci dystrybucyjnych konieczne stało się z ekonomicznego punktu widzenia zautomatyzowanie nadzoru i kontroli podstacji z centralnego punktu, aby umożliwić ogólną koordynację w przypadku awarii i zmniejszyć koszty operacyjne. Wczesne próby zdalnego sterowania podstacjami wykorzystywały dedykowane przewody komunikacyjne, często przebiegające obok obwodów zasilania. Nośnik linii zasilającej, radio mikrofalowe, Kable światłowodowe, a także dedykowane przewodowe obwody zdalnego sterowania zostały zastosowane do sterowania nadzorczego i akwizycji danych (SCADA) dla podstacji., Rozwój mikroprocesora spowodował wykładniczy wzrost liczby punktów, które mogłyby być ekonomicznie kontrolowane i monitorowane. Obecnie znormalizowane protokoły komunikacyjne, takie jak DNP3, IEC 61850 i Modbus, aby wymienić kilka, są używane, aby umożliwić wielu inteligentnym urządzeniom elektronicznym komunikację ze sobą i nadzorczymi centrami sterowania. Rozproszone sterowanie automatyczne na stacjach jest jednym z elementów tzw. inteligentnej sieci.,
Izolacjaedytuj
Przełączniki, wyłączniki, transformatory i inne urządzenia mogą być połączone gołymi przewodami izolowanymi powietrzem nawleczonymi na konstrukcje wsporcze. Wymagana przestrzeń powietrzna wzrasta wraz z napięciem systemu i znamionowym napięciem przepięciowym. W przypadku podstacji rozdzielczych średniego napięcia można stosować wyłącznik z obudową metalową i w ogóle nie narażać przewodów pod napięciem. W przypadku wyższych napięć przekładnia rozdzielcza z izolacją gazową zmniejsza wymaganą przestrzeń wokół magistrali na żywo., Zamiast gołych przewodów magistrala i aparatura są wbudowane w ciśnieniowe pojemniki rurowe wypełnione gazem sześciofluorku siarki (SF6). Gaz ten ma wyższą wartość izolacyjną niż powietrze, co pozwala zmniejszyć wymiary urządzenia. Oprócz powietrza lub gazu SF6, Aparatura będzie wykorzystywać inne materiały izolacyjne, takie jak olej transformatorowy, papier, porcelana i izolatory polimerowe.
Konstrukcjaedytuj
zewnętrzne, naziemne konstrukcje podstacji obejmują słup Drewniany, kratownicową metalową wieżę i rurowe Konstrukcje metalowe, chociaż dostępne są inne warianty., Tam, gdzie przestrzeń jest obfita, a wygląd stacji nie jest czynnikiem, stalowe wieże kratowe zapewniają tanie podpory dla linii przesyłowych i aparatury. Stacje niskoprofilowe mogą być określone na obszarach podmiejskich, gdzie wygląd jest bardziej krytyczny. Podstacje wewnętrzne mogą być rozdzielnicami izolowanymi gazowo (przy wysokich napięciach) lub rozdzielnicami metalowymi lub metalowymi przy niższych napięciach. Miejskie i podmiejskie podstacje wewnętrzne mogą być wykończone na zewnątrz, aby wtopić się w inne budynki w okolicy.,
kompaktowa Podstacja jest zwykle podstacją zewnętrzną zbudowaną w metalowej obudowie, w której każdy element sprzętu elektrycznego znajduje się bardzo blisko siebie, aby stworzyć stosunkowo mniejszy rozmiar podstacji.