Подстанции. 
Учет энергии в подстанциях

Электрическая подстанция — электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, распределительных и вспомогательных устройств.

Подстанция, в которой стоят повышающие трансформаторы, повышает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения силы тока, в то время как понижающая подстанция уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока.

Необходимость в повышении передаваемого напряжения возникает в целях многократной экономии металла, используемого в проводах ЛЭП, и уменьшения потерь на активном сопротивлении. Действительно, необходимая площадь сечения проводов определяется только силой проходящего тока и отсутствием возникновения коронного разряда. Также уменьшение силы проходящего тока влечёт за собой уменьшение потери энергии, которая находится в прямой квадратичной зависимости от значения силы тока. С другой стороны, чтобы избежать высоковольтного электрического пробоя, применяются специальные меры: используются специальные изоляторы, провода разносятся на достаточное расстояние и т. д. Основная же причина повышения напряжения состоит в том, что чем выше напряжение, тем большую мощность и на большее расстояние можно передать по линии электропередачи.

Основные элементы электроподстанций:

Силовые трансформаторы, автотрансформаторы.

Вводные конструкции для воздушных и кабельных линий электропередачи.

Открытые (ОРУ) и закрытые (ЗРУ) распределительные устройства, включая:

Системы и секции шин;

Силовые выключатели;

Разъединители;

Измерительное оборудование (измерительные трансформаторы тока и напряжения, измерительные приборы);

Оборудование ВЧ-связи между подстанциями (конденсаторы связи, фильтры присоединения);

Токоограничивающие, регулирующие устройства (конденсаторные батареи, реакторы, фазовращатели и пр.).

Преобразователи частоты, рода тока (выпрямители).

Система питания собственных нужд подстанции:

Трансформаторы собственных нужд;

Щит переменного тока;

Аккумуляторные батареи;

Щит постоянного (оперативного) тока;

Дизельные генераторы и другие аварийные источники энергии (на крупных и особо важных подстанциях).

Системы защиты и автоматики:

Устройства релейной защиты и противоаварийной автоматики для силовых линий, трансформаторов, шин.

Автоматическая система управления.

Система телемеханического управления.

Система технического и коммерческого учёта электроэнергии.

Система технологической связи энергосистемы и внутренней связи подстанции.

Система заземления, включая заземлители и контур заземления.

Молниезащитные сооружения.

Вспомогательные системы:

Система вентиляции, кондиционирования, обогрева.

Система автоматического пожаротушения.

Система освещения территории.

Система охранно-пожарной сигнализации, управления доступом.

Система технологического и охранного видеонаблюдения.

Устройства плавки гололёда на воздушных линиях.

Системы аварийного сбора масла.

Системы питания маслонаполненных кабелей.

Бытовая, ливневая канализация, водопровод.

Бытовые помещения, склады, мастерские и пр.

Классификация подстанций Функционально подстанции делятся на:

• · Трансформаторные подстанции — подстанции, предназначенные для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию другого напряжения при помощи трансформаторов.
• · Преобразовательные подстанции — подстанции, предназначенные для преобразования рода тока или его частоты.

Электрическое распределительное устройство, не входящее в состав подстанции, называется распределительным пунктом. Преобразовательная подстанция, предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный и последующего преобразования постоянного тока в переменный исходной или иной частоты называется вставкой постоянного тока.

По значению в системе электроснабжения:

• · Главные понизительные подстанции (ГПП);
• · Подстанции глубокого ввода (ПГВ);
• · Тяговые подстанции для нужд электрического транспорта, часто такие подстанции бывают трансформаторно-преобразовательными для питания тяговой сети постоянным током;
• · Комплектные трансформаторные подстанции 10 (6)/0,4 кВ (КТП). Последние называются цеховыми подстанциями в промышленных сетях, городскими — в городских сетях.

В зависимости от места и способа присоединения подстанции к электрической сети нормативные документы не устанавливают классификации подстанций по месту и способу присоединения к электрической сети. Однако ряд источников даёт классификацию исходя из применяющихся типов конфигурации сети и возможных схем присоединения подстанций^[2].

• · Тупиковые — питаемые по одной или двум радиальным линиям
• · Ответвительные — присоединяемые к одной или двум проходящим линиям на ответвлениях
• · Проходные — присоединяемые к сети путём захода одной линии с двухсторонним питанием
• · Узловые — присоединяемые к сети не менее чем тремя питающими линиями

Ответвительные и проходные подстанции объединяют понятием промежуточные, которое определяет размещение подстанции между двумя центрами питания или узловыми подстанциями. Проходные и узловые подстанции, через шины которых осуществляются перетоки мощности между узлами сети, называют транзитными.

Также используется термин «опорная подстанция», который как правило обозначает подстанцию более высокого класса напряжения по отношению к рассматриваемой подстанции или сети.

В связи с тем, что ГОСТ 24 291–90 определяет опорную подстанцию как «подстанцию, с которой дистанционно управляются другие подстанции электрической сети и контролируется их работа», для указанного выше значения целесообразнее использовать термин «центр питания».

По месту размещения подстанции делятся на:

• · Открытые — оборудование которой расположено на открытом воздухе.
• · Закрытые — подстанции, оборудование которых расположено в здании.

Электроподстанции могут располагаться на открытых площадках, в закрытых помещениях (ЗТП — закрытая трансформаторная подстанция), под землёй и на опорах (МТП — мачтовая трансформаторная подстанция), в специальных помещениях зданий-потребителей. Встроенные подстанции — типичная черта больших зданий и небоскрёбов.