Готовые курсовые работы по электрическим станциям и подстанциям
Цены в 2-3 раза ниже
Мы работаем
7 дней в неделю
Только проверенные эксперты
Готовые работы / Курсовые работы / Электрические станции и подстанции
Что найти?
Диагностика трансформаторов районной понизительной подстанции
Курсовая, Техническая диагностика и ремонт электрооборудования
Смотреть
Разработка проекта электрической подстанции
Курсовая, Электрические станции и подстанции
Смотреть
Курсовая, Электрические станции и подстанции
Смотреть
Разработка проекта электрической подстанции
Курсовая, Электрические станции и подстанции
Смотреть
Проектирование электрической части понизительной подстанции 220/110/10
Курсовая, Электрические станции и подстанции
Смотреть
Выбор структурных схем подстанции и расчет перетоков мощности через трансформаторы связи
Смотреть
Структурные схемы подстанции
Курсовая, Электрические станции и подстанции
Смотреть
Проектирование районной понизительной подстанции напряжения в 110/10 КВ разных мощностей
Курсовая, Электрические станции и подстанции
Смотреть
Проектирование электрической части понизительной подстанции 110/10 кВ
Смотреть
Курсовая по электрическим станциям и подстанциям на тему: Проектирование электрической части понизительной подстанции 110/10 кВ.
Курсовая, Электрические станции и подстанции
Смотреть
Проектирование электрической части понизительной подстанции 110/10 кВ
Курсовая, Электрические станции и подстанции
Смотреть
Курсовая, Электрические станции и подстанции
Смотреть
Проектирование дизель генераторной установки
Курсовая, Техническая эксплуатация электрооборудования электрических станций, сетей и систем
Смотреть
Расчет баланса мощности и выбор компенсирующих устройств
Курсовая, Электрические станции и подстанции
Смотреть
Схема подключения подстанций к ЛЭП
Смотреть
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе.
Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
1 000 +
Новых работ ежедневно
Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован
111493
2735
работ сдано
1245
отзывов
105502
рейтинг
5328
работ сдано
2399
отзывов
75287
рейтинг
1869
работ сдано
1183
отзывов
62710
рейтинг
1046
работ сдано
598
отзывов
Тип работыВыберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноЛабораторнаяЧертежЭссеОтветы на билетыПеревод с ин. языкаДокладСтатьяБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое
Юрий
РАНХиГС
Человек знает своё дело. Всё сделано очень хорошо! Можете смело к нему обращаться!
Тимофей
МГИМО МИД
Работа выполнена в срок.
Руслан Григориев
Финансовый университет при Правительстве РФ
Выолнил все требования. Скидывает все нужные метриалы. Готов допольнительно сделать задание
Человек знает своё дело. Всё сделано очень хорошо! Можете смело к нему обращаться!
Юрий
РАНХиГС
Работа выполнена в срок. Максимально доволен результатом антиплагиата(ВУЗ)
Тимофей
МГИМО МИД
Выолнил все требования. Скидывает все нужные метриалы. Готов допольнительно сделать задание
Руслан Григориев
Финансовый университет при Правительстве РФ
Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн
только что
только что
2 минуты назад
3 минуты назад
4 минуты назад
6 минут назад
6 минут назад
8 минут назад
11 минут назад
11 минут назад
11 минут назад
11 минут назад
11 минут назад
11 минут назад
11 минут назад
11 минут назад
11 минут назад
11 минут назад
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!
Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования.
Электрические станции и подстанции 2, Электротехника
Пример готовой курсовой работы по предмету: Электротехника
Задание
Введение
1. Технико-экономический расчёт подстанции.
1.1 Расчёт нагрузок.
2. Выбор трансформатора и схемы присоединений РУ
2.1 Выбор трансформатора (автотрансформатора АТ).
2.2 Расчёт потерь электроэнергии
2.3.Расчет приведенных затрат
3 Расчёт токов короткого замыкания.
3.1 Определение результирующих сопротивлений для точки К – 1
3.2 Расчёт для точки К – 1
3.3 Определение результирующих сопротивлений для точки К — 2
3.4 Расчёт для точки К — 2
3.5 Определение результирующих сопротивлений для точки К – 4
3.
6 Расчёт для точки К – 4
3.7 Определение результирующих сопротивлений для точки К – 3
3.8 Расчёт для точки К – 3
4. Расчет заземляющего устройства ОРУ 330кВ
Заключение
Список использованных источников
Содержание
Выдержка из текста
2) Сведения о нагрузке потребителей, присоединённых на стороне среднего и низшего напряжения подстанции:Рсн, Рнн – мощность линий среднего и низшего напряжений, МВт1 Расчет электрической части подстанции
Появляются всевозможные предприятия, крестьянские (фермерские хозяйства), ведется застройка городов, строятся новые жилые загородные поселки и многое другое.Зачастую существующие подстанции не обладают достаточной мощностью или имеют большой объем физически и морально изношенного электрооборудования не обеспечивающий надежного и экономичного электроснабжения появившихся потребителей.Все эти факторы требуют строительства новых или реконструкции существующих подстанций и сетей.
Надежная эксплуатация систем электроснабжения на электрических станциях и подстанциях является одной из главных задач энергетических компаний, предприятий и жилищно-коммунального сектора.
В настоящее время, когда на рынке присутствует разнообразие электроэнергетического оборудования, электростанции и подстанции компонуются различным оборудованием, что является как положительным фактором, так и привносит в процесс работы и обслуживания дополнительные аспекты, одним из которых является повышение уровня эксплуатации данных объектов.
схемы U_ном, кВ S_(ном т,) МВА S_(нн max,) МВА S_(max,) ЛЭП, подкл. к РУ НН, МВА Число ячеек ЛЭП, подключенных к РУ Значение I_по, кА в РУ Постоянная времени цепи Т_а, с Уставка РЗ ЛЭП, подкл. К РУНН t_(рз⫼), c
Но, несмотря ни на что, в современных условиях экономики развитие ГЭС является очень важной задачей, а проектирование и строительство новых станций — рациональным и актуальным решением вопроса о генерации электрической энергии, достаточной для покрытия потребностей производства, сельскохозяйственного и жилищно- бытового комплекса страны.
Понизительная подстанция 110/10 кВ: расчетно-пояснительная записка Представлены расчетные данные спроектированной понижающей подстанции 110/10 кВ.
• главная схема электрических соединений с указанием типов и параметров всего оборудования.
производства электроэнергии во всем мире сопровождается развитием электроэнергетических систем, которое идет по пути централизации выработки электроэнергии на крупных электростанциях и интенсивного строительства линий электропередачи и подстанций. Задачей проектирования энергосистем является разработка с учетом новейших достижений науки и техники и определяющих формирование энергетических объединений и развитие электростанций, электрических сетей и средств их эксплуатации и управления, при которых обеспечивается оптимальная надежность снабжения потребителей электрической энергией в необходимых размерах и требуемого качества с наименьшими затратами.Конструктивное выполнение элементов электрической сети – линий электропередач и подстанций определяется на последующих этапах проектирования.
Помимо количественных и структурных изменений в электроэнергетике, одна из важных тенденций – интеграция электроэнергетических систем (ЭЭС) и формирование региональных и межгосударственных энергетических объединений.
Основная цель расширения и объединения ЭЭС состоит в предоставлении потребителям на всей территории энергетических объединения электроэнергии и электроэнергетических услуг высокого качества и с высокой надежностью.
Это вынуждает строить мощные электрические станции в стране. С течением времени термин «ГРЭС» потерял свой первоначальный смысл («районная») и в современном понимании означает, как правило, конденсационную электростанцию (КЭС) большой мощности (тысячи МВт), работающую в объединённой энергосистеме наряду с другими крупными электростанциями. Данное работа подразумевает в себе разработку электрической схемы ТЭЦ, расчет токов короткого замыкания и выбор аппаратов и токоведущих частей схемы ТЭЦ, а также характеристику разработанного распределительного устройства, выполнение графической части проекта.
4. Расчет дифференциальной защиты трансформатора, выполненной с использованием микропроцессорного терминала БЭ 2704V041, размещенного в шкафу ШЭ 2601
04. производства НПО «ЭКРА».
По виду фиксируемого параметра различают графики активной P (МВт), реактивной Q(мвар), полной (кажущейся) S (МВА) мощностей и тока I (А) на шинах подстанции.- Сетевые графики нагрузки — на шинах районных и узловых подстанций;
Надежность электроснабжения достигается благодаря бесперебойной работе всех элементов энергосистемы и применению ряда технических устройств, как в системе, так и у потребителей: устройств релейной защиты и автоматики, автоматического ввода резерва (АВР) и повторного включения (АПВ), контроля и сигнализации.
Список источников информации
1. Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К., Чиркова Т.В. Электрооборудование электрических станций и подстанций. – М.: Академия, 2009. – 448 с.
2. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов. – М.: ЭНАС, 2009. – 456 с.
3. СТО 56947007– 29.240.30.047– 2010 Рекомендации по применению типовых принципиальных электрических схем распределительных устройств подстанций 35 –
75.
кВ. – М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2010. – 128 с.
4. СТО 56947007– 29.240.30.010– 2008 Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35–
75. кВ. Типовые решения. – М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2010. – 132 с.
5. Быстрицкий Г.Ф., Кудрин Б.И. Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов. – М.:Академия, 200. – 176 с.
6. СТО 56947007– 29.180.01.116– 2012 Инструкция по эксплуатации трансформаторов. – М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2012. – 52 с.
7. Карнеева Л.К., Рожкова Л.Д. Электрооборудование электростанций и подстанций (примеры расчетов, задачи, справочные данные).
Практикум. – Иваново: МЗЭТ ГОУ СПО ИЭК, 2006. – 226 с.
8. Балаков Ю.Н., Мисриханов М.Ш., Шунтов А.В. Проектирование схем электроустановок. – М.: Издательский дом МЭИ, 2009. – 288 с.
9. Карапетян И.Г., ФайбисовичД.Л., Шапиро И.М.Справочник по проектированию электрических сетей. – М.: Изд–во НЦ ЭНАС, 2012. – 376 с.
10. Степанов В.С. Учебное пособие для выполнения экономической части дипломного проекта по специальности 140211 «Электроснабжение».
– Иркутск: ИрГТУ, 2008. – 46 с.
11. Фомина В.Н. Экономика электроэнергетики. – М.: Изд-во ИПКгосслужбы, 2005. – 384 с.
12. Экономика энергетики / Н.Д. Рогалев, А.Г. Зубкова, И.В. Мастерова и др.; под ред. Н.Д. Рогалева. – М.: Изд-во МЭИ, 2005. – 288 с.
13. Методические указания к курсовому проектированию по курсу «Электроэнергетика, ч.1» / А.С. Жданов, А.Г. Акишина, Н.Ю. Снопкова. – Иркутск: Изд–во ИрГТУ, 2005. – 26 с.
14. СТО ИрГТУ.005– 2007 Система менеджмента качества. Учебно–методическая деятельность. Оформление курсовых и дипломных проектов (работ) технических специальностей. – Иркутск: Изд–во ИрГТУ, 2009. – 36 с.
15. Правила устройства электроустановок. Все действующие разделы шестого и седьмого издания. – М.: Изд–во «КноРус», 2014. – 488 с.
16. РД 153– 34.0– 20.527–
9. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования / Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков, В.В. Жуков [и др.].
– М.: Изд–во НЦ ЭНАС, 2006.
– 144с.
17. Двоскин Л.И. Схемы и конструкции распределительных устройств. – М.: Энергия, 1974. – 221 с.
18. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 648 с.
19. Номенклатурный каталог. – Тольятти: Тольяттинский трансформатор, 2013. – 54 с.
список литературы
Что такое электрическая подстанция и для чего она нужна?
Электричество проникает повсюду, от городов и больших городов до гор, пустынь и морских платформ. И все это возможно благодаря распределительной сети, линиям электропередач и трансформаторным подстанциям.
Так называемые линии электропередач или высоковольтные линии передают электроэнергию от электростанции или генераторного парка в сеть, которая распределяет электроэнергию по регионам. И здесь в игру вступают электрические подстанции.
Что такое электрическая подстанция?
Электрическая подстанция представляет собой установку, предназначенную для установления подходящих уровней напряжения для производства, преобразования, регулирования и распределения электроэнергии.
Обычно они располагаются на периферии зон потребления, внутри или снаружи зданий для экономии места, хотя их также можно найти возле электростанций, на окраинах городских центров с наружными установками.
Основное различие, которое мы находим между трансформаторной станцией и электрической подстанцией, заключается в величине установок. В то время как трансформаторные подстанции связаны с системами передачи высокого/среднего напряжения, электрические подстанции предназначены для поддержки и преобразования более низких напряжений.
Функционирование электрической подстанции
Электрические подстанции служат для производства, преобразования, преобразования, регулирования и распределения энергии. Благодаря этой инфраструктуре электроэнергию можно распределять и достигать различных географических районов.
Электричество, поступающее в наш дом, должно иметь соответствующую мощность, чтобы мы могли безопасно пользоваться электронными устройствами.
Это возможно благодаря различным типам электрических подстанций, которые выравнивают мощность, преобразуют и распределяют электроэнергию.
В таких странах, как Испания, есть эталонные компании, такие как Eiffafe Energía, Grupo Elecnor и ABB, которые произвели революцию в технологии подстанций, учитывая их конструкцию, размер, производительность и передовые технологии.
Детали электрической подстанции
- Трансформатор: Это статическая электрическая машина, которая служит для увеличения или уменьшения электричества в электрической цепи переменного тока при сохранении постоянной частоты и мощности.
- Автоматический выключатель: Размыкает и восстанавливает непрерывность электрической цепи. Такое прерывание производится током нагрузки или короткого замыкания.
- Реклоузер: Это электромеханическая деталь, которая прерывает ток при избытке электроэнергии и срабатывает при возникновении неисправности в цепи.
Реклоузеры рассчитаны на работу с 3-мя замыканиями и 4-мя размыканиями с интервалом между ними. - Плавкие предохранители: Соединительные и разъединительные элементы электрических цепей с двойной функцией. С одной стороны, как блейд-отключение, он включается и выключается. С другой стороны, он действует как предохранительный элемент защиты и используется при регистрации перегрузки по току.
- Разъединители и контрольные выключатели: Они служат для физического отключения электрической цепи, поэтому обычно работают бесплатно. Эти переключатели работают механически, а также вручную.
- Молниеотводы: Отвечают за защиту от ионизированных лучей. При перенапряжении определенной величины молниезащитные разрядники образуют электронную дугу, которая приводит к разряду тока на землю, а не на людей или оборудование и установки.
- Измерительные трансформаторы: Это устройства, отвечающие за измерение электрического тока. Существует два типа: трансформаторы тока (ТТ) для изменения значения тока и трансформаторы напряжения (ТН) для преобразования значений напряжения без учета тока.
Оба значения используются в режиме реального времени для измерительных, контрольных и защитных приборов, которым требуются сигналы тока или напряжения. - Соединительные коробки: Это соединительные клеммы на каждую фазу, которые позволяют нам выполнять отводы и достигать определенных областей.
- Конденсаторы: Они позволяют нам сохранять электроэнергию, вырабатываемую в электрическом поле. Через два проводника, разделенных изоляционным материалом, временно накапливается энергия.
Типы электрических подстанций
По функциональному назначению электрические подстанции бывают разных типов:
- Трансформаторная подстанция
Имеют один или несколько трансформаторов, повышающих или понижающих напряжение. И это могут быть:
- Повышающие трансформаторные подстанции: Генерируемое напряжение поднимается до гораздо более высоких уровней, чтобы его можно было транспортировать.
Обычно эта установка располагается снаружи, в непосредственной близости от электростанций. - Понижающие трансформаторные подстанции: В отличие от повышающих, эти электрические подстанции снижают высокое напряжение до среднего уровня для распределения.
- Коммутационная подстанция
В электрической подстанции этого типа соединены две или более цепей. Напряжение не повышается и не понижается, но служит узлом в электрической системе.
Вас также может заинтересовать…
Откройте для себя 100% возобновляемую энергию
Мы являемся поставщиками чистых и экологически чистых мультиэнергетических источников энергии.
Как работают подстанции? — Практическая инженерия
Когда вы подключаете электрическое устройство к розетке, легко даже не подумать, откуда на самом деле берется электричество. Простой ответ — электростанция, также известная как электростанция, обычно где-то далеко.
Но реальность намного сложнее, чем это. Генерация — это только первый из многих шагов, которые наша власть совершает на почти мгновенном пути от производства к потреблению. Поведение электричества не всегда следует нашей интуиции, а это означает, что проблемы, связанные со строительством, эксплуатацией и обслуживанием энергосистемы, часто бывают сложными, а иногда и неожиданными. Многие из этих проблем решаются на объекте, который, на первый взгляд, часто выглядит как хаотичная и опасная путаница проводов и оборудования, но на самом деле выполняет ряд важных функций в нашей электрической сети, подстанции.
Как ни просто представить себе, энергосистема — это не просто набор взаимосвязанных проводов, к которым коллективно подключаются все производители и потребители электроэнергии. На самом деле электричество обычно проходит через серию дискретных шагов в сети, обычно разделенных на три части: генерация или производство электроэнергии; передача или перемещение этой электроэнергии с централизованных станций в населенные пункты; и распределение или доставка электроэнергии каждому отдельному потребителю.
Если вы считаете энергосистему гигантской машиной (а многие так и делают), то подстанции являются связующим звеном, соединяющим различные компоненты вместе. Одна из замечательных особенностей нашей электрической инфраструктуры заключается в том, что большая ее часть находится под открытым небом, так что каждый может посмотреть. Я в некотором роде инфраструктурный турист, постоянный наблюдатель искусственной среды, и моя цель — чтобы вы тоже смогли мысленно распутать этот лабиринт современной электротехники, чтобы в следующий раз, когда вы будете любоваться подстанцией, вы смогу оценить это так же сильно, как и я. Первоначально названный в честь небольших электростанций, которые были переоборудованы для других целей, «подстанция» теперь является общим термином для объекта, который может выполнять широкий спектр критических функций в энергосистеме. Эти роли зависят от того, какие части электрической сети соединяются вместе, а также от типов, количества и требований к надежности конечных потребителей.
И первая и часто самая простая из этих ролей — переключение.
Общая схема подстанции состоит из некоторого количества линий электропередач (называемых проводниками, если вы хотите соответствовать инженерам-электрикам), входящих в объект. Эти высоковольтные проводники подключаются к ряду некоторых или многих единиц оборудования, прежде чем отправиться к следующему этапу в энергосистеме. В качестве точки соединения в сети подстанция часто служит окончанием многих отдельных линий электропередач. Это создает избыточность, гарантируя, что подстанция останется под напряжением, даже если одна линия передачи выйдет из строя. Но это также создает сложность. Подключения к этим различным устройствам называются шинами, часто жесткими, воздушными проводами, которые проходят вдоль всей подстанции. Расположение шины является важной частью конструкции любой подстанции, поскольку оно может иметь большое влияние на общую надежность.
Как и все оборудование, подстанции иногда выходят из строя или просто требуют регулярного обслуживания.
Чтобы избежать отключения всей подстанции, нужны выключатели, способные изолировать оборудование, переключать нагрузку и контролировать поток электроэнергии по шине. Это может показаться очевидным, но включение и выключение линий высокого напряжения не так просто, как щелкнуть выключателем. При высоком напряжении даже воздух может действовать как проводник, а это означает, что даже если вы создадите разрыв в линии, электричество может продолжать течь в явлении, известном как дуга. Возникновение дуги не только противоречит назначению переключателя, но и невероятно опасно и повреждает оборудование. Итак, коммутация на подстанции — это тщательно контролируемая процедура со специально разработанным оборудованием для работы с высокими напряжениями. Разъединители часто называют просто распределительными устройствами в дополнение к оборудованию, которое выполняет еще одну важную роль на подстанции: защиту.
Ранее я упоминал, что большая часть нашей электрической инфраструктуры находится под открытым небом.
Это хорошо для таких людей, как я, которым нравится смотреть, но это также означает, что они уязвимы для бесконечного количества вещей, которые могут пойти не так. От ударов молнии до неуправляемых веток деревьев, ураганов и белок — сетевые операторы изо дня в день борются со множеством угроз своей инфраструктуре. Когда что-то вызывает короткое замыкание в электросети, также называемое неисправностью, оно может серьезно повредить линии электропередач и другое оборудование. Мало того, из-за чрезмерной сложности энергосистемы сбои могут и происходят каскадом неожиданным, а иногда и неконтролируемым образом, оставляя без электричества огромное количество людей на часы или дни. Многие из способов, которыми мы защищаем оборудование от неисправностей, реализуются на подстанции. Одним из наиболее распространенных типов электрических неисправностей является короткое замыкание на землю. Этот тип неисправности создает путь прохождения тока с низким сопротивлением и приводит к перегрузке линий электропередач и оборудования.
Самый простой способ защититься от этого типа неисправности — использовать предохранитель, устройство, которое физически перегорает при определенном пороговом токе. Предохранители очень просты и не требуют особого обслуживания, но у них есть и недостатки. Они предназначены для одноразового использования и не могут использоваться для прерывания тока при других типах неисправностей. С другой стороны, автоматические выключатели представляют собой класс устройств, которые выполняют те же функции, что и предохранители, но обеспечивают более сложную работу с широким спектром неисправностей.
Как и разъединители, автоматические выключатели должны быть тщательно спроектированы, чтобы отключать огромные напряжения и токи без повреждений. Как только контакты внутри автоматического выключателя расходятся друг от друга, возникает электрическая дуга. Эту дугу необходимо погасить как можно быстрее, чтобы предотвратить повреждение выключателя или небезопасные условия для рабочих. Гашение дуги осуществляется с помощью материала, называемого диэлектриком, который не проводит электричество.
При более низком напряжении автоматические выключатели могут быть размещены в герметичном контейнере под вакуумом, чтобы избежать прохождения электричества по воздуху между контактами. Для более высокого напряжения выключатели часто погружают в резервуары, заполненные непроводящим маслом или плотным диэлектрическим газом. Эти выключатели дают операторам сети больший контроль над тем, как и когда прерывается ток. Не все отказы одинаковы, и иногда операторы даже заранее узнают о неисправности и могут заблаговременно активировать выключатели, чтобы предотвратить каскадные отказы. Многие неисправности носят временный характер, например, удары молнии или раскачивание ветвей деревьев. Автоматический выключатель особого типа, называемый реклоузером, может прерывать ток на короткий период времени и снова включать линию, чтобы проверить, устранена ли неисправность. Устройства повторного включения обычно срабатывают и повторно включаются несколько раз, в зависимости от их программирования, прежде чем решить, что неисправность является постоянной, и заблокировать.
Если спрос на электроэнергию в сети становится настолько высоким, что коммунальные предприятия не могут его удовлетворить, подстанции также могут использоваться для снижения нагрузки. Веерные отключения используются для снижения общего спроса на электроэнергию, чтобы избежать более серьезных сбоев в сети.
Одной из наиболее важных частей энергосистемы является то, что разные сегменты передаются с разным напряжением. Напряжение — это мера электрического потенциала, несколько эквивалентная давлению жидкости в трубе. На крупных электростанциях электричество производится при несколько низком напряжении около 10-30 киловольт или кВ. Оттуда напряжение увеличивается намного выше с помощью трансформаторов, чтобы оно могло перемещаться по линиям электропередачи. Использование более высокого напряжения снижает потери на пути, делая их более эффективными, но и гораздо более опасными. Вот почему воздушные линии электропередач такие высокие, чтобы они не мешали деревьям и человеческой деятельности.
Но когда линии электропередач достигают населенных пунктов, которые они обслуживают, держать их так высоко в воздухе уже невозможно. Таким образом, перед распределением напряжение в сети необходимо снова понизить, опять же, используя трансформаторы, расположенные на подстанции.
Трансформатор — чрезвычайно простое устройство, работа которого зависит от переменного тока сети. Он состоит из двух соседних витков проволоки. При изменении напряжения в одной катушке создается магнитное поле. Это поле соединяется с другой катушкой, индуцируя напряжение. Невероятная часть трансформатора связана с количеством витков в каждой катушке. Наведенное напряжение будет пропорционально соотношению петель. Например, если передающая сторона трансформатора имеет 1000 петель, а распределительная сторона — 100, то напряжение на распределительной стороне будет в 10 раз меньше. Этот простой, но невероятный факт позволяет нам повышать или понижать напряжение по мере необходимости, чтобы сбалансировать безопасность и эффективность в каждой части энергосистемы.
Простота трансформаторов хороша во многих отношениях, но это также означает, что может быть сложно точно отрегулировать мощность, выходящую из подстанции. Из-за этого многие подстанции включают в себя оборудование для мониторинга и управления мощностью в сети. Измерительные трансформаторы — это небольшие трансформаторы, используемые для измерения напряжения или тока в сети или для подачи питания на устройства контроля системы. В зависимости от различных потерь при передаче и распределении напряжение в сети может колебаться за пределами допустимого диапазона. Регуляторы — это устройства с несколькими ответвлениями, которые могут вносить небольшие коррективы — вверх или вниз — в распределение напряжения на фидерных линиях, отходящих от подстанции к потребителям. Если присмотреться, то иногда можно увидеть циферблат регулятора, показывающий положение отвода.
Все это разнообразное оборудование требует тщательного обслуживания. Последняя и самая важная роль подстанции заключается в том, чтобы электрики и монтажники могли безопасно осматривать, ремонтировать и заменять оборудование.
Подстанции обычно являются единственными местами, где линии электропередач сверхвысокого напряжения подходят близко к земле, поэтому безопасность крайне важна. Шинопровод, проходящий вдоль подстанции, защищен от короткого замыкания большими изоляторами, чтобы избежать дугового разряда на землю. Даже соединения с каждым элементом оборудования выполняются через устройство, называемое проходным изолятором, которое поддерживает безопасное расстояние между линиями под напряжением и заземленными металлическими корпусами. Некоторые подстанции имеют большие бетонные стены, которые служат противопожарными барьерами между оборудованием. Все подстанции построены с сеткой заземляющих стержней и проводников, заглубленных под поверхность. В случае неисправности подстанция должна иметь возможность отводить большой ток в землю, чтобы как можно быстрее отключить выключатели. Эта заземляющая сетка также гарантирует, что вся подстанция и все ее оборудование поддерживаются на одном уровне напряжения, называемом эквипотенциальным, так что прикосновение к любому элементу оборудования не создает поток электричества через человека.
Наконец, подстанции окружены большими заборами и предупредительными знаками, чтобы любые своенравные граждане знали, что им лучше не входить.
Во многих отношениях сетка представляет собой универсальную систему — гигантскую машину, к которой мы все подключаемся и которая вращается в идеальной синхронизации, а в некоторых случаях — и по всему континенту. С другой стороны, наши потребности в электроэнергии, в том числе когда она нам нужна, сколько нам нужно и насколько надежно она должна быть доставлена, сильно различаются. Требования к электропитанию сильно различаются между чувствительным исследовательским центром и пригородным жилым районом, между военной базой и загородным клубом для гольфа, а также между сталелитейным заводом и боулингом. Точно так же каждая электрическая подстанция настраивается в соответствии с потребностями инфраструктуры, которую она объединяет. По мере того, как сеть становится умнее, по мере изменения структуры спроса и по мере того, как мы (надеемся!) продолжаем заменять производство ископаемого топлива источниками возобновляемой энергии для сдерживания глобального потепления, управление нашей электрической инфраструктурой будет становиться все более сложной задачей.