Adélard-Godbout-transformatorstationen i Old Montreal är Kanadas äldsta transformatorstation, i kontinuerlig drift sedan 1901. Den har en fasad i lera tegel med grå sten ornament, att smälta in i dess centrala miljö.
transformatorstation i en slottliknande byggnad från 1910-talet, fungerar som distributionspunkt bredvid lésna-dammen, en av flera vattenkraftverk vid Bóbr-floden.,
15 kV/400 V distributionstorn i Polen
delar av en transformatorstationedit
transformatorer har i allmänhet växling, skydd och kontrollutrustning och transformatorer. I en stor transformatorstation används brytare för att avbryta eventuella kortslutningar eller överbelastningsströmmar som kan uppstå på nätverket. Mindre distributionsstationer kan använda recloser-brytare eller säkringar för att skydda distributionskretsar., Transformatorstationer själva har vanligtvis inte generatorer, även om ett kraftverk kan ha en transformatorstation i närheten. Andra anordningar såsom kondensatorer, spänningsregulatorer och reaktorer kan också placeras vid en transformatorstation.
transformatorstationer kan vara på ytan i inhägnade Höljen, under jord eller belägna i specialbyggnader. Höghus kan ha flera inomhusstationer. Inomhusstationer finns vanligtvis i stadsområden för att minska bullret från transformatorerna, på grund av utseende eller för att skydda omkopplare från extrema klimat-eller föroreningsbetingelser.,
ett jordningssystem (jordning) måste utformas. Den totala markpotentialen stiger, och gradienterna i potential under ett fel (kallas touch och stegpotentialer), måste beräknas för att skydda förbipasserande under en kortslutning i överföringssystemet. Jordfel vid en transformatorstation kan orsaka en markpotentialökning. Strömmar som strömmar i jordens yta under ett fel kan orsaka metallföremål att ha en betydligt annorlunda spänning än marken under en persons fötter; denna beröringspotential utgör en risk för elektrocution., Om en transformatorstation har ett metalliskt staket måste det vara ordentligt jordat för att skydda människor från denna fara.
de viktigaste frågorna för en energitekniker är tillförlitlighet och kostnad. En bra design försöker hitta en balans mellan dessa två, för att uppnå tillförlitlighet utan alltför stora kostnader. Konstruktionen bör också tillåta expansion av stationen, vid behov.
Platsvaledit
val av plats för en transformatorstation måste ta hänsyn till många faktorer., Tillräcklig markyta krävs för installation av utrustning med nödvändiga godkännanden för elektrisk säkerhet och för tillgång till underhåll av stora apparater som transformatorer.
där mark är kostsamt, till exempel i stadsområden, kan gasisolerad ställverk spara pengar totalt sett. Transformatorstationer i kustområden som drabbats av översvämningar och tropiska stormar kan ofta kräva en förhöjd struktur för att hålla utrustning känslig för ökningar härdade mot dessa element. Webbplatsen måste ha utrymme för expansion på grund av lasttillväxt eller planerade överföringstillägg., Miljöpåverkan från transformatorstationen måste beaktas, t.ex. dränering, buller och vägtrafik.
transformatorstationsplatsen måste vara relativt central för det distributionsområde som ska serveras. Platsen måste vara säker från intrång av förbipasserande, både för att skydda människor från skador av elektriska stötar eller bågar, och för att skydda det elektriska systemet från missbruk på grund av vandalism.
Design diagramsEdit
Tottenham Substation, inställd i wild parkland i norra London.,
det första steget i planeringen av en transformatorstationslayout är utarbetandet av ett enlinjediagram, som i förenklad form visar det omkopplings-och skyddsarrangemang som krävs, samt inkommande matningsledningar och utgående matare eller överföringsledningar. Det är en vanlig praxis av många elektriska verktyg för att förbereda enlinjediagram med huvudelement (linjer, strömbrytare, brytare, transformatorer) anordnade på sidan på samma sätt som hur apparaten skulle läggas ut i själva stationen.,
i en gemensam design har inkommande linjer en brytare och en brytare. I vissa fall kommer linjerna inte att ha båda, med antingen en strömbrytare eller en brytare är allt som anses nödvändigt. En frånkopplingsbrytare används för att ge isolering, eftersom den inte kan avbryta lastströmmen. En brytare används som skyddsanordning för att automatiskt avbryta felströmmar och kan användas för att slå på och stänga av laster eller för att stänga av en linje när strömmen strömmar i fel riktning., När en stor felström strömmar genom brytaren detekteras detta genom användning av strömtransformatorer. Storleken på strömtransformatorutgångarna kan användas för att Trippa brytaren vilket resulterar i en frånkoppling av lasten som levereras av kretsbrytningen från matningspunkten. Detta syftar till att isolera felpunkten från resten av systemet och låta resten av systemet fortsätta fungera med minimal påverkan. Både Brytare och brytare kan drivas lokalt (i transformatorstationen) eller på distans från ett kontrollcenter.,
med luftledningar kan utbredning av blixtar och växlingsöverskott orsaka isoleringsfel i transformatorstationsutrustning. Linje entré överspänningsskydd används för att skydda substation utrustning i enlighet därmed. Isoleringssamordningsstudier utförs i stor utsträckning för att säkerställa att utrustningsfel (och tillhörande avbrott) är minimala.
en gång förbi kopplingskomponenterna ansluter linjerna i en given spänning till en eller flera bussar., Dessa är uppsättningar av busbars, vanligtvis i multiplar av tre, eftersom trefas elektrisk kraftfördelning i stor utsträckning är universell runt om i världen.
arrangemanget av växlar, Brytare och bussar som används påverkar kostnaden och tillförlitligheten hos transformatorstationen. För viktiga transformatorstationer kan en ringbuss, dubbelbuss eller så kallad ”Brytare och en halv”-inställning användas, så att felet hos någon brytare inte avbryter strömmen till andra kretsar, och så att delar av transformatorstationen kan vara strömlös för underhåll och reparationer., Transformatorstationer som matar endast en enda industriell belastning kan ha minimala omkopplingsbestämmelser, särskilt för små installationer.
det här enkellinjediagrammet illustrerar brytaren och ett halvt koncept som ofta används i växlar.
Efter att ha etablerat bussar för de olika spänningsnivåerna kan transformatorer anslutas mellan spänningsnivåerna. Dessa kommer återigen att ha en brytare, ungefär som överföringsledningar, om en transformator har ett fel (vanligtvis kallad en ”kortslutning”).,
tillsammans med detta har en transformatorstation alltid styrkretsar som behövs för att styra de olika kretsbrytarna för att öppna vid fel på någon komponent.
AutomationEdit
tidiga elektriska transformatorstationer krävs manuell växling eller justering av utrustning, och manuell insamling av data för belastning, energiförbrukning, och onormala händelser., Allteftersom distributionsnätens komplexitet växte blev det ekonomiskt nödvändigt att automatisera övervakning och kontroll av transformatorstationer från en centralt närvarande punkt, för att möjliggöra övergripande samordning vid nödsituationer och för att minska driftskostnaderna. Tidiga ansträngningar för fjärrstyrningssubstationer som används dedikerade kommunikationstrådar, körs ofta tillsammans med strömkretsar. Power-line bärare, mikrovågsradio, Fiberoptiska kablar samt dedikerade Trådbundna fjärrkontrollkretsar har alla tillämpats på övervakningskontroll och datainsamling (SCADA) för transformatorstationer., Utvecklingen av mikroprocessorn gjordes för en exponentiell ökning av antalet punkter som skulle kunna kontrolleras och övervakas ekonomiskt. Idag används standardiserade kommunikationsprotokoll som DNP3, IEC 61850 och Modbus, för att lista några, för att tillåta flera intelligenta elektroniska enheter att kommunicera med varandra och tillsynscentraler. Distribuerad automatisk styrning vid transformatorstationer är ett element i det så kallade smarta nätet.,
InsulationEdit
brytare, brytare, transformatorer och andra apparater kan vara sammankopplade med luftisolerade Kala ledare uppträdda på stödstrukturer. Det luftutrymme som krävs ökar med systemspänning och med blixtspänningen. För transformatorstationer med medelspänningsfördelning får metallslutna växeldon användas och inga strömförande ledare exponeras alls. För högre spänningar minskar gasisolerad växel det utrymme som krävs runt levande buss., Istället för nakna ledare är buss och apparat inbyggda i trycksatta rörformiga behållare fyllda med svavelhexafluorid (SF6) gas. Denna gas har ett högre isolerande värde än luft, vilket gör att apparatens dimensioner kan minskas. Förutom luft-eller SF6-gas kommer apparaten att använda andra isoleringsmaterial som transformatorolja, papper, porslin och polymerisolatorer.
StructureEdit
Utomhus, ovan jord transformatorstationsstrukturer inkluderar trästolpe, gitter metalltorn, och rörformiga metallkonstruktioner, även om andra varianter finns tillgängliga., Där utrymmet är rikligt och utseendet på stationen är inte en faktor, stål gitter torn ger billiga stöd för transmissionsledningar och apparater. Lågprofilsstationer kan anges i förortsområden där utseendet är mer kritiskt. Inomhus transformatorstationer kan vara gasisolerade ställverk (vid höga spänningar), eller metall-slutna eller metallklädda ställverk vid lägre spänningar. Urbana och förorts inomhus transformatorstationer kan vara klar på utsidan för att smälta in med andra byggnader i området.,
en kompakt transformatorstation är i allmänhet en utomhus transformatorstation byggd i en metallhölje, där varje objekt av den elektriska utrustningen ligger mycket nära varandra för att skapa en relativt mindre fotavtryck storlek på transformatorstationen.