Передача и распределение энергии

Выбор типа и места расположения подстанций осуществляется следующим образом: на генеральный план предприятия  наносятся нагрузки отдельных цехов  или участков с подразделением по напряжению, роду тока и очередности  ввода в эксплуатацию; выявляют сосредоточенные  нагрузки и находят центры групп  распределенных нагрузок; предварительно намечают места расположения подстанций и производят распределение нагрузок между ними. Учитывая возможности  применения унифицированных схем и  комплектных распределительных  устройств, намечаются типы подстанций ( закрытая или открытая, отдельно стоящая, пристроенная, встроенная, внутрицеховая), определяются их ориентировочные габариты. Выбранное место расположения подстанции согласовывается с технологами и строителями. Для отыскания местоположения ПГВ, ГПП и РП на предприятии широко применяется картограмма нагрузок.

На шинах 330 - 750 кВ узловых подстанций осуществляется связь отдельных частей энергосистемы или связь двух систем, поэтому к схемам на стороне ВН предъявляют повышенные требования в отношении надежности. Как правило, в этом случае применяют схемы с многократным присоединением линий: кольцевые схемы, схемы 3/2 выключателя на цепь и схема трансформатор- шины с присоединением линий через два выключателя(при трех и четырех линиях)или с полуторным присоединений линий (при пяти-шести линиях).

Подстанции  метрополитенов питаются от электрической  системы города кабельными линиями 6 и 10 кВ . Как и магистральные дороги, метрополитены отнесены к потребителям первой категории и электроснабжение их подстанций осуществляется от двух независимых источников,питания.  
           В последние годы получили распространение подстанции 35— НО Кб, приключаемые к линиям электропередачи через отпайки без выключателей на стороне высшего напряжения. Защита этих подстанций осуществляется следующим,образом.  
           К изменениям схем сети относится и строительство новых линий и подстанций. Ввод в эксплуатацию новых линий и подстанций осуществляется с целью разгрузки существующих сетей или присоединения к энергосистеме новых

Защита  подстанций осуществляется защитой  подходов ВЛ и вентильными разрядниками. Нормированный импульсный ток в вентильном разряднике составляет незначительную величину по сравнению с током молнии. Поэтому необходимо, чтобы происходил отвод в землю большей части тока молнии еще на подходе линии к подстанции. ВЛ 35 — 220 кВ, не защищенные тросами по всей длине, должны иметь защиту тросом от прямых ударов молнии на Подходе к подстанции на длине 1—2 км.  
           Радиальное питание двух трансформаторных «без шинных» подстанций осуществляется от разных секций РП ( 3.4), а в некоторых случаях и от разных РП. Пропускная способность питающих линий и трансформаторов рассчитывается на покрытие всех нагрузок при нормальном режиме и ответственных нагрузок, требующих бесперебойного питания при послеаварийном режиме, когда выходит из работы одна линия или трансформатор.  
           Контроль за режимом агрегатов электростанций и подстанций осуществляется с помощью измерительных приборов указывающих и регистрирующих) и релейных устройств — датчиков сигнализации, срабатывающих при отклонениях параметров агрегата от заданных значений сверх допустимого и действующих на соответствующую схему предупреждающей сигнализации.  
            Схемы внешнего электроснабжения определяются местоположением электрических станций, воздушных или кабельных линий электропередачи (ЛЭП), тяговых подстанций, характером и мощностью потребителей, в том числе и нетяговых, и другими факторами. Выбор схемы диктуется также требуемой степенью надежности, планом транспортных линий и проводится на основе технико-экономических расчетов. Для обеспечения высокой надежности и бесперебойного электроснабжения в типовых схемах питание тяговых подстанций осуществляется от двух независимых источников по продольной двухцепной или одноцепной ЛЭП.

 Автоматизация электрических станций и подстанций осуществляется с помощью специальной аппаратуры, основными элементами которой являются регуляторы скорости вращения первичных двигателей, реле и датчики различных типов, вспомогательные двигатели, приборы для автоматического регулирования напряжения, различные кнопочные и контактные устройства и т. д. 

Напряжение  на шинах тжовых подстанций переменного тока определяется потерями напряжения в энергосистеме и трансформаторах подстанции. Последние зависят от нагрузки подстанции (в общем случае неодинаковой по разным фазам) н от коэффициента мощности нагрузки, Рассмотрим этот вопрос применительно к синусоидальной нагрузке. Для определения потерь напряжения воспользуемся схемами замещения и соответствующими векторными диаграммами, построенными при различных схемах соединения обмоток трансформаторов подстанций.  
 
Для тяговых подстанций переменного тока за номинальное напряжение t/ном принимается напряжение холостого хода трансформаторов подстанций, равное номинальному напряжению на вводах, т. е. Uном = 27,5 кВ.  
Практически коэффициент мощности на вводах тяговых подстанций переменного тока колеблется в пределах от 0,75 до 0,85. Для повышения коэффициента мощности; электрической тяги переменного тока могут быть применены те же средства, которые используются в системах для других потребителей. Это — синхронные компенсаторы, конденсаторные батареи, включаемые в сеть параллельно потребителям, так называемая поперечная (параллельная) компенсация (ППК), питающиеся от системы крупные синхронные двигатели  
 
Для тяговых подстанций можно осуществлять резервирование как отдельных элементов оборудования, так и резервирование подстанции целиком. Остановимся только на резервировании основного оборудования тяговых подстанций, определяющего ее мощность и входящего в экономическое сравнение при различных вариантах системы электроснабжения: трансформаторов подстанций переменного тока и понижающих трансформаторов и преобразовательных агрегатов на подстанциях постоянного тока. Резервирование других устройств рассматривается в специальных курсах, посвященных изучению тяговых подстанций.  
 
На тяговых подстанциях переменного и постоянного тока, как правило, предусматривается параллельная работа трансформаторов и выпрямительных агрегатов на шины тягового напряжения. Сборные шины тягового распределительного устройства, следует проектировать одинарными. Секционирование сборных шин осуществляется выключателями и только для подстанций переменного тока. На распределительных устройствах тяговых подстанций предприятий с непрерывной трехсменной работой электротранспорта, относящегося по надежности электроснабжения к потребителям I категории, следует предусматривать обходную шину и обходной выключатель, обеспечивающие замену любого выключателя отходящих линий. Для тяговых подстанций с потребителями Ш категории (по условиям надежности электроснабжения) обходная шина и выключатель не предусматриваются.  
 
Для тяговых подстанций переменного тока наиболее распространено первичное напряженке 110 кВ.  
 
Цепи отсоса подстанций переменного тока, как правило, выполняются двумя независимыми линиями и подключаются к тяговому распределительному устройству через разъединители, при этом должны быть выполнены соответствующие блокировки, обеспечивающие безопасность обслуживания разъединителей. Вывод каждой цепи отсоса должен быть рассчитан на суммарный ток тяговой подстанции.  
 
Для тяговых подстанций переменного тока наиболее распространено первичное напряжение ПО кВ.  
 
40.4. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35—750 кВ. — 4-е изд. Т. 1. Энергосетьпроект. М., 1991.