9. Назначение оперативного тока, источники постоянного, выпрямленного и переменного оперативного тока в системах электроснабжения подстанций.

Совокупность источников питания, кабельных линий, шин питания переключающих устройств и других элементов оперативных цепей составляет систему оперативного тока. Оперативный ток на подстанциях служит для питания вторичных устройств, к которым относятся оперативные цепи защиты, автоматики и телемеханики, аппаратура дистанционного управления, аварийная и предупредительная сигнализация. При нарушениях нормальной работы подстанции оперативный ток используется также для аварийного освещения и электроснабжения электродвигателей. К системам оперативного тока предъявляют требования высокой надежности при коротких замыканиях и других ненормальных режимов в цепях главного тока.

Существует три основных вида оперативного тока: переменный, постоянный и выпрямленный.

Источниками переменного оперативного тока являются измерительные трансформаторы тока и напряжения, а также трансформаторы собственных нужд (ТСН). Переменный ток используется на трансформаторных подстанциях напряжением 35 кВ и ниже, на небольших подстанциях 110 кВ без выключателей на стороне высшего напряжения, имеющих на стороне среднего и низшего напряжения выключатели с пружинными приводами.

Источниками постоянного оперативного тока служат аккумуляторные батареи. Постоянный оперативный ток применяется на подстанциях 110-220 кВ со сборными шинами этих напряжений, на подстанциях 35-220 кВ без сборных шин на этих напряжениях с масляными выключателями с электромагнитным приводом, для которых возможность включения от выпрямительных устройств не подтверждена заводом-изготовителем.

В качестве источников выпрямленного оперативного тока используются выпрямительные установки и специальные блоки питания, которые получают переменный ток от измерительных трансформаторов тока и напряжения и ТСН. Выпрямленный ток используется на подстанциях напряжением 35 кВ и ниже с выключателями, укомплектованными электромагнитными приводами, а также на подстанциях напряжением 110-220 кВ с числом выключателей на стороне высшего напряжения не более двух с электромагнитным приводом, либо не более трех с пружинными или пневматическими приводами.

10. Назначение трансформаторных подстанций промышленных предприятий. Схемы проходных и ответвительных подстанций. Схемы распределительных устройств напряжения 6-10 кВ.

Электрические подстанции служат для приема, преобразования и распределения электроэнергии, выполняются на все ступени напряжения, могут быть повышающими если находятся в непосредственной близости от электростанций и преобразуют для передачи от них в сеть электроэнергию более высокого напряжения) или понижающими (к ним относится подавляющее число подстанций, от которых осуществляется электроснабжение потребителей).

Назначение, мощность и уровни напряжения электрической подстанции определяются схемой и конфигурацией электрической сети, в которой она эксплуатируется, характером и нагрузками присоединенных потребителей электроэнергии.

Различают в основном следующие виды электрических подстанций:

• тупиковые (концевые);

• ответвительные, присоединенные к проходящим вблизи ВЛ;

• промежуточные, служащие для питания своих потребителей;

• транзитные (в большом числе случаев — узловые), предназначенные не только для питания потребителей, но и для передачи потоков мощности в смежные сети своей и соседних энергосистем;

• преобразовательные — для передачи и приема электрической мощности на постоянном токе;

• тяговые — для питания электротяговых сетей.

Проходные подстанции (П) — подстанции, получающие питание от двух других подстанций сети, «врезанные» в линию (или линии), соединяющую две другие ПС ЭЭС.

Ответвительные подстанции (О) — подстанции, получающие питание по одной или двум ЛЭП от одной или двух головных ПС при условии, что по этим ЛЭП осуществляется питание и других подстанций.

На небольших и средних предприятиях, а также на второй и последующих ступенях электроснабжения крупных предприятий распределение электроэнергии осуществляется в основном по кабельным линиям 6-10 кВ. Воздушные линии сооружаются редко на малозагруженных участках территории, например на периферийных.  Имеются две основные схемы распределения энергии — радиальная и магистральная, но часто на разных ступенях электроснабжения применяются и смешанные схемы.

Радиальное питание обособленных однотрансформаторных подстанций.

Обособленно расположенные (удаленные) небольшие однотрансформаторные подстанции питаются по одиночной радиальной линии без резервирования по высокому напряжению (рис. а), если при этом отсутствуют электроприемники 1-й категории и возможен быстрый ремонт поврежденной линии, например воздушной или кабельной, проложенной в канале. Питание обособленных подстанций более ответственного назначения допускается осуществлять по двухкабельной линии с разъединителями на каждом кабеле (рис. б).

\

\

\

Магистральные схемы с односторонним питанием. а — одиночные; б — двойные.

Магистральные схемы более удобны и экономичны чем радиальные при необходимости выполнения резервирования цеховых подстанций от другого источника в случае выхода из работы основного питающего пункта. Магистральные линии позволяют лучше загрузить при нормальном режиме кабели, сечение которых было выбрано по экономической плотности тока или по току короткого замыкания.