Малые, средние и большие подстанции
Распределительные подстанции бывают разных размеров и конфигураций. Небольшая сельская подстанция может иметь номинальный рейтинг 5 МВА, тогда как городская станция может быть более 200 МВА.
Конфигурации и характеристики распределительных подстанций (на фото: Распределительная подстанция на прерии by hunter20ga через Flickr)
На рисунках с 1 по 3 показаны примеры малых, средних и больших подстанций. Как можно больше, многие коммунальные предприятия имеют стандартизованные макеты подстанций, размеры трансформаторов, системы ретрансляции и автоматизацию и средства SCADA (диспетчерский контроль и сбор данных). Большинство конфигураций шины подстанции распределения просты с ограниченной избыточности.
Рисунок 1 - Пример сельской распределительной подстанции
Трансформаторы размером менее 10 МВА обычно защищены предохранителями, но предохранители также используются для трансформаторов до 20 или 30 МВА. Предохранители являются недорогими и простыми; они не нуждаются в контрольной власти и занимают мало места. Предохранители не особенно чувствительны, особенно для развития внутренних неисправностей.
Большие трансформаторы обычно имеют релейную защиту, которая управляет переключателем цепи или автоматическим выключателем. Реле часто включают дифференциальную защиту, реле внезапного давления и реле максимальной токовой защиты.
Как дифференциальная защита, так и реле внезапного давления достаточно чувствительны для обнаружения внутренних отказов и очистки цепи, чтобы ограничить дополнительный ущерб трансформатору. Иногда реле вместо высоковольтного выключателя работают с заземляющим переключателем высокой стороны. Когда переключатель заземления входит в зацепление, он создает болтовую ошибку, которая очищается восходящим устройством или устройствами.
Устройство прерывания фидера обычно представляет собой релейные автоматические выключатели, либо автономные блоки, либо распределительные устройства с металлическим корпусом. Многие утилиты также используют реклоузеры вместо выключателей, особенно на небольших подстанциях.
Станционные трансформаторы обычно защищены дифференциальными реле, которые срабатывают, если ток в трансформатор не очень близко к току, выходящему из трансформатора. Реле также могут включать датчики давления. Защитное устройство высокой стороны часто является переключателем цепи, но также может быть предохранителями или автоматическим выключателем.
Рисунок 2 - Пример пригородной распределительной подстанции
Очень часто встречаются двухбанковые станции (рис. 2); это стандартный дизайн для многих утилит. Обычно утилиты определяют размеры трансформаторов, так что, если какой-либо трансформатор выходит из строя, оставшийся блок может нести нагрузку всей подстанции. Методы утилизации варьируются в зависимости от того, насколько безопасный запас встроен в этот расчет, а рост загрузки может перерасти в избыточность.
Большинство коммунальных служб обычно используют раздельную шину: между двумя шинами обычно отключается шина, которая обычно остается открытой на распределительных подстанциях. Преимущества раздельной шины:
- Нижний ток короткого замыкания - это основная причина того, что шинные соединения открыты. Для двухбанковой станции с равными трансформаторами, открытие шинного соединения сокращает ток повреждения пополам.
- Циркуляционный ток - с раздельной шиной ток не может циркулировать через оба трансформатора.
- Регулирование шины - Регулирование напряжения шины также проще с раздельной шиной. При закрытии галстука управление параллельными переключателями скреста является более сложным.
Наличие закрытого автобуса связано с некоторыми преимуществами, и во многих случаях многие коммунальные предприятия используют закрытые связи. Закрытый шинный галстук лучше для:
- Вторичные сети. Когда подающие устройства от каждой шины подают либо вторичные сети с точечной или сеткой, закрытые шинные соединения помогают предотвратить циркулирующий ток через вторичные сети.
- Неравномерная нагрузка - замкнутая шинная связь помогает сбалансировать нагрузку на трансформаторы. Если набор фидеров на одной шине имеет значительно отличающиеся шаблоны загрузки (как сезонные, так и ежедневные), тогда закрытая шинная связь помогает выравнивать нагрузку (и старение) двух трансформаторов.
Рисунок 3 - Пример городской распределительной подстанции
Независимо от того, открыта или закрыта шина, мало влияет на надежность. В необычном случае, когда один трансформатор выходит из строя, оба проекта позволяют перенастроить станцию, чтобы один трансформатор подавал оба устройства подачи шины.
Сценарий с закрытой связью несколько лучше в том, что автоматизированная система может перенастроить связь без полной потери напряжения для клиентов (клиенты видят очень большой провисание напряжения). В общем, обе конструкции работают примерно одинаково для провисания напряжения.
У городских подстанций больше шансов иметь более сложные автобусные маршруты. Они могут включать кольцевые шины или схемы с разрывом.
На рисунке 3 показан пример большой городской подстанции с питателями, питающими вторичные сети. Если фидеры поставляют вторичные сети, не важно поддерживать непрерывность для каждого фидера, но важно предотвратить потерю какой-либо одной секции шины или части оборудования от остановки сети (конструкция N-1).
Тур по электрораспределительной станции (ВИДЕО)
Ссылки // Оборудование и системы распределения электроэнергии - TAShort (Покупка от Amazon)