6.6.1 Классификация подстанций
Главными признаками, определяющими тип подстанции (ПС), являются ее местоположение, назначение и роль в энергосистеме, число и мощность установленных силовых трансформаторов и высшее напряжение.
К основным факторам, определяющим классификацию ПС по степени сложности и капитальным затратам, также относятся: способ присоединения ПС к сети и ее главная схема (тупиковая, ответвительная, проходная, сложный коммутационный узел), число линий электропередачи на высшем и среднем напряжениях (ВН и СН), типы коммутационной аппаратуры, конструктивный тип распределительных устройств (РУ), способ управления и обслуживания ПС (полностью автоматическая, с постоянным дежурным персоналом или обслуживаемая выездными бригадами), наличие и типы компенсирующих устройств, тип ремонтного хозяйства и др.
Все подстанции можно разбить на следующие три основные категории (рисунок 6.1):
I – подстанции по упрощенным схемам без выключателей или с малым числом выключателей на стороне ВН;
II – проходные (транзитные) подстанции с малым числом воздушных линий (ВЛ) и выключателей на стороне ВН;
III – узловые подстанции (мощные коммутационные узлы системы).
По своему назначению подстанции разделяются на следующие группы:
потребительские – для электроснабжения потребителей, территориально примыкающих к ПС;
сетевые – для электроснабжения небольших районов;
системные – для отбора мощности и осуществления управления перетоком мощности в энергосистеме.
Рисунок 6.1- Структурные схемы подстанций
Подстанции I категории – главным образом потребительские; подстанции II категории – преимущественно сетевые, как правило, со смешанными функциями, где наряду с транзитом относительно небольшой мощности на ВН имеются значительная местная на низком напряжении (НН) и районная на среднем напряжении (СН) нагрузки; подстанции III категории – во всех случаях системные ПС.
Потребительские ПС в основном характеризуются наличием двух напряжений (ВН и НН), т.е. установкой, как правило, двухобмоточных трансформаторов. К потребительским ПС в отдельных случаях можно отнести также ПС с установкой трехобмоточных трансформаторов 110-220/38,5/6-10кВ и 220/110/6-10 кВ.
Все подстанции с установкой автотрансформаторов являются системными. По характеру выдачи мощности и питанию нагрузки системные ПС можно разбить на следующие группы:
-подстанции, выдающие мощность через автотрансформаторы из сети ВН в сеть СН для электроснабжения на этом напряжении целых районов;
-подстанции с реверсивным потоком мощности через автотрансформаторы из сети ВН в сеть СН и наоборот;
-подстанции с комбинированным режимом работы, когда наряду с обменными потоками между ВН и СН имеется нагрузка на стороне низшего напряжения 6-35 кВ.
По способу присоединения к сети подстанции разделяются:
на тупиковые – питаемые по одной или двум тупиковым линиям (рисунок 6.2);
ответвительные ‑ питаемые в виде ответвления от одной или двух проходящих линий с односторонним или двусторонним питанием (рисунок 6.3);
проходные (транзитные) ‑ включаемые в рассечку одной или двух проходящих линий с односторонним или двусторонним питанием (рисунок 6.4);
комбинированные ‑ когда кроме питающих линий от ПС отходят дополнительно радиальные или транзитные линии.
Рисунок 6.2- Структурные схемы тупиковых подстанций
Рисунок 6.3- Структурные схемы ответвительных подстанций
Рисунок 6.4- Структурная схема проходной подстанции, включаемой в рассечку одной проходящей линии
По количеству устанавливаемых силовых трансформаторов подстанции разделяются на однотрансформаторные, двухтрансформаторные, трехтрансформаторные и четырехтрансформаторные.
Одно- и двухтрансформаторные подстанции характерны для ПС I и II категорий, трех- и четырехтрансформаторные подстанции ‑ для ПС III категории.
В зависимости от типа устанавливаемых силовых трансформаторов подстанции бывают:
с двухобмоточными трансформаторами;
с трехобмоточными трансформаторами;
с трансформаторами с расщепленными обмотками НН;
с автотрансформаторами.
По количеству напряжений подстанции разделяются:
на ПС с двумя напряжениями (ВН+НН или ВН+СН);
ПС с тремя напряжениями (ВН+СН+НН);
ПС с четырьмя напряжениями (ВН+СН1+СН2+НН).
По типам устанавливаемой коммутационной аппаратуры на стороне ВН подстанции можно разделить на следующие группы:
с выключателями;
без выключателей (с выключателями нагрузки, с отделителями, с разъединителями с дистанционными приводами, включенными в цикл автоматики);
комбинированные с применением вышеуказанной аппаратуры в различных сочетаниях.
В зависимости от типа устанавливаемых компенсирующих устройств ПС бывают:
с установкой синхронных компенсаторов;
с установкой батарей шунтирующих статических конденсаторов;
с установкой продольной емкостной компенсации (УПК);
с установкой шунтирующих реакторов.
По способу обслуживания возможны подстанции:
без ремонтной базы и ремонтного персонала;
совмещенные с ремонтной базой и с ремонтным персоналом сетево- го района.
В зависимости от способа сооружения и конструктивного типа ПС бывают:
комплектные, заводской поставки (КТП и КТПБ);
сборные из крупноблочных индустриальных узлов.
Подстанции, предназначенные для питания промышленных предприятий, разделяются:
на главные понизительные подстанции (ГПП) – подстанции, получающие электроэнергию от энергосистемы на напряжении 35 кВ и выше и распределяющие ее по территории предприятия;
подстанции глубокого ввода (ПГВ) – подстанции с первичным напряжением 35 кВ и выше, выполняемые по упрощенным схемам коммутации на первичном напряжении, получающие питание от энергосистемы и предназначенные для питания отдельного корпуса, цеха или группы цехов предприятия;
трансформаторные подстанции (ТП) – подстанции напряжением 6-10 кВ, предназначенные для питания предприятий малой электрической нагрузкой.