Что такое рамы подстанции?

Конструкция подстанции может быть спроектирована с использованием бетона или стали, с такими конфигурациями, как портальные рамы и π-образные конструкции. Выбор также зависит от того, располагается ли оборудование в один слой или в несколько слоев.

1. Трансформаторы

Трансформаторы являются основным оборудованием на подстанциях и могут быть разделены на трансформаторы с двумя обмотками, трансформаторы с тремя обмотками и автотрансформаторы (которые имеют общую обмотку как для высокого, так и для низкого напряжения, с отводом, взятым из высоковольтной обмотки в качестве выхода низкого напряжения). Уровни напряжения пропорциональны количеству витков в обмотках, в то время как ток обратно пропорционален.

Трансформаторы можно классифицировать в зависимости от их назначения на повышающие трансформаторы (используемые в передающих подстанциях) и понижающие трансформаторы (используемые в приемных подстанциях). Напряжение трансформатора должно соответствовать напряжению энергосистемы. Для поддержания приемлемого уровня напряжения при переменных нагрузках трансформаторам может потребоваться переключение ответвлений.

В зависимости от метода переключения ответвлений трансформаторы можно разделить на трансформаторы с переключением ответвлений под нагрузкой и трансформаторы с переключением ответвлений на разгрузке. Трансформаторы с переключением РПН в основном используются на приемных подстанциях.

2. Измерительные трансформаторы

  Трансформаторы напряжения и трансформаторы тока работают аналогично трансформаторам, преобразуя высокое напряжение и большие токи от оборудования и сборных шин в более низкие уровни напряжения и тока, подходящие для измерительных приборов, релейной защиты и устройств управления. В номинальных рабочих условиях вторичное напряжение трансформатора напряжения составляет 100 В, в то время как вторичный ток трансформатора тока обычно составляет 5 А или 1 А. Крайне важно избегать размыкания вторичной цепи трансформатора тока, так как это может привести к высокому напряжению, представляющему опасность для оборудования и персонала.

3. Коммутационное оборудование

К ним относятся автоматические выключатели, изоляторы, выключатели нагрузки и высоковольтные предохранители, которые используются для размыкания и замыкания цепей. Автоматические выключатели используются для подключения и разъединения цепей при нормальной эксплуатации и автоматической изоляции неисправного оборудования и линий под управлением устройств релейной защиты. В Китае воздушные автоматические выключатели и автоматические выключатели на основе гексафторида серы (SF6) обычно используются на подстанциях с напряжением выше 220 кВ.

Основной функцией изоляторов (рубильников) является изоляция напряжения во время технического обслуживания оборудования или линии для обеспечения безопасности. Они не могут прерывать нагрузку или токи короткого замыкания и должны использоваться в сочетании с автоматическими выключателями. Во время отключения электроэнергии автоматический выключатель должен быть разомкнут перед изолятором, а во время восстановления питания изолятор должен быть закрыт перед автоматическим выключателем. Неправильная эксплуатация может привести к повреждению оборудования и получению травм.

Переключатели нагрузки могут прерывать токи нагрузки во время нормальной работы, но не имеют возможности прерывать токи короткого замыкания. Обычно они используются в сочетании с высоковольтными предохранителями для трансформаторов или отходящих линий напряжением 10 кВ и выше, которые редко используются.

Для уменьшения занимаемой площади подстанций широко используются распределительные устройства (КРУЭ) с изоляцией SF6. Эта технология объединяет автоматические выключатели, изоляторы, шины, заземляющие выключатели, измерительные трансформаторы и кабельные наконечники в компактный герметичный блок, заполненный газом SF6 в качестве изоляционной среды. КРУЭ обладает такими преимуществами, как компактная конструкция, малый вес, устойчивость к условиям окружающей среды, увеличенные интервалы технического обслуживания и сниженный риск поражения электрическим током и шумовых помех. Он реализован на подстанциях напряжением до 765 кВ. Тем не менее, он относительно дорог и требует высоких стандартов производства и обслуживания.

4. Оборудование для молниезащиты

Подстанции также оснащаются устройствами молниезащиты, в первую очередь молниеоткатами и ограничителями перенапряжения. Громоотводы предотвращают прямые удары молнии, направляя ток молнии в землю. Когда молния ударяет в близлежащие линии, она может вызвать перенапряжение внутри подстанции. Кроме того, работа автоматических выключателей также может привести к перенапряжению. Ограничители перенапряжения автоматически разряжаются на землю, когда перенапряжение превышает определенный порог, тем самым защищая оборудование. После разрядки они быстро гасят дугу для обеспечения нормальной работы системы, например, в качестве разрядников от перенапряжения оксида цинка.