В чем различия между подстанциями распределительными пунктами и распределительными помещениями

В чем разница между подстанциями, коммутационными станциями и распределительными помещениями?

Подстанция — это энергетическое сооружение в электрической системе, которое преобразует уровни напряжения, принимает и распределяет электрическую энергию, управляет направлением потока мощности и регулирует напряжение. Она объединяет электросети различных уровней напряжения посредством трансформаторов. В конкретных приложениях — таких как подводные силовые кабели или передача на большие расстояния — некоторые системы используют передачу высокого напряжения постоянного тока (HVDC). HVDC устраняет потери от емкостного реактивного сопротивления, присущие передаче переменного тока, и обеспечивает энергосберегающие преимущества.

Подстанции в основном понижают высокое напряжение до среднего уровня или понижают высокое напряжение до немного более низкого уровня высокого напряжения. Они занимают относительно большую площадь, а требования к земле зависят от уровня напряжения и мощности. Поэтому некоторые люди называют их «трансформаторными станциями».

Функция:
Подстанция служит промежуточным звеном между электростанциями и конечными пользователями. Поскольку электростанции часто находятся далеко от городов и заводов, а напряжение, вырабатываемое электростанциями, относительно низкое, возникающий высокий ток вызывает значительные тепловые потери в линиях передачи согласно закону Джоуля. Это может повредить линии, а преобразование электрической энергии в тепло представляет собой крупную неэффективность. Поэтому подстанции используются для повышения напряжения от электростанции для эффективной передачи на большие расстояния в городские и промышленные районы. По прибытии местные подстанции затем понижают напряжение до требуемых уровней, которые далее распределяются через распределительные сети для обеспечения стандартных 220 В для повседневного использования.

Расположение:
С экономической точки зрения, подстанции должны располагаться близко к центрам нагрузки. С эксплуатационной точки зрения, они не должны мешать производственной деятельности или внутреннему транспорту на объекте, и доставка оборудования должна быть удобной. Из соображений безопасности подстанции следует избегать в легковоспламеняющихся или взрывоопасных зонах. В целом, подстанции должны находиться с подветренной стороны участка, вдали от областей, где скапливаются пыль и волокна, и не должны размещаться в густонаселенных районах. При размещении и строительстве подстанций также необходимо учитывать подавление пожаров, коррозионную стойкость, контроль загрязнения, водонепроницаемость, защиту от дождя и снега, сейсмостойкость и предотвращение проникновения мелких животных.

Распределительная подстанция
Определение:
Распределительная подстанция также является сооружением для изменения уровней напряжения. Это место в энергосистеме, где трансформируются, централизуются и распределяются напряжение и ток. Для обеспечения качества электроэнергии и безопасности оборудования здесь также выполняются регулирование напряжения, управление током и защита линий передачи/распределения и основного электрического оборудования. Подстанции можно классифицировать по применению на подстанции электроснабжения и тяговые подстанции (используемые для электрифицированных железных дорог и трамваев). Согласно национальному стандарту Китая GB50053-94 "Кодекс проектирования подстанций 10 кВ и ниже", подстанция определяется как «сооружение, в котором переменный ток 10 кВ или ниже понижается силовым трансформатором для питания электрических нагрузок». Любое сооружение, соответствующее этому определению, считается подстанцией.

Функция:
Роль подстанции заключается в приеме электроэнергии от электростанций, обычно при напряжении не выше 1–2 кВ. Прямая передача на большие расстояния при таких низких напряжениях привела бы к очень высоким токам в линиях, вызывая чрезмерные потери мощности и низкий КПД передачи. Поэтому трансформаторы используются для повышения напряжения до десятков или даже сотен киловольт (в зависимости от расстояния и потребности в мощности), чтобы уменьшить ток в линии. Чтобы объединить линии электропередачи различной протяженности и мощности в единую сеть и повысить общую надежность системы, требуется несколько подстанций для согласования и соединения различных уровней напряжения. Аналогично, после того как высокое напряжение достигает пункта назначения, его необходимо понизить до уровней, таких как 10,5 кВ, 6,3 кВ или 400 В (т.е. 380/220 В), чтобы удовлетворить разнообразные потребности пользователей. Таким образом, на практике требуется большое количество подстанций. Как правило, главная подстанция означает первичную подстанцию, с вторичными подстанциями ниже по потоку. Первая подстанция выполняет переключение и распределение высокого напряжения, но сама не выполняет преобразование напряжения.

Распределительное помещение (или камера распределительных устройств)
Определение:
Распределительное помещение также называется распределительной подстанцией. Согласно государственным стандартам, распределительное помещение определяется как «сооружение, содержащее только высоковольтные распределительные устройства для размыкания/замыкания цепей и распределения электрической энергии, без основного силового трансформатора на шинопроводе». Распределительные помещения работают при уровнях напряжения ниже 35 кВ и содержат оборудование, такое как выключатели, измерительные трансформаторы, конденсаторы и связанные защитные и измерительные устройства. Проще говоря, это здание, в котором размещены шкафы высоковольтных распределительных устройств, панели ввода/вывода линий и т.д. — это и есть распределительное помещение (или камера). Более крупные сооружения могут включать несколько шкафов высокого и низкого напряжения для выполнения преобразования напряжения и распределения электроэнергии.

Термины «подстанция» и «распределительное помещение» часто относятся к трансформаторным и распределительным помещениям в жилых комплексах или коммерческих зданиях. Распределительное помещение является важнейшим компонентом системы электроснабжения здания. Специальные электрики обеспечивают круглосуточный операционный контроль. Посторонним лицам запрещено входить без разрешения управляющего отделением или руководителя отдела. Операторы должны иметь сертификат, знать оборудование, процедуры эксплуатации и правила безопасности. Они должны внимательно следить за показаниями вольтметров, амперметров и фазометров и ни в коем случае не допускать работу автоматических воздушных выключателей в условиях перегрузки. Пол и поверхности оборудования в распределительном помещении должны постоянно поддерживаться чистыми и свободными от пыли. Переключения выполняются дежурным персоналом при наличии наблюдателя; одновременно выполнять переключения двум людям запрещено во избежание ошибок.

Коммутационная станция (или станция распределительных устройств)

Определение:
Переключательная станция представляет собой распределительную подстанцию, которая не выполняет преобразование напряжения, но использует переключающее оборудование для открытия или закрытия электрических цепей. Это энергетическое сооружение находится на одном уровне ниже подстанции в энергосистеме и распределяет высоковольтное электричество одному или нескольким окружающим потребителям электроэнергии. Его ключевая характеристика состоит в том, что входное и выходное напряжение линий одинаковы. Хотя региональные подстанции также могут выполнять функции переключения, следует четко отметить, что переключательная станция отличается от подстанции.

Переключательная станция также определяется как энергетическое сооружение для приема и распределения электроэнергии. В сетях высоковольтной передачи она обычно называется "переключательной станцией" или "коммутационным узлом". В сетях среднего напряжения переключательные станции обычно используются для приема и распределения электроэнергии напряжением 10 кВ. Такие станции обычно имеют два входящих питающих кабеля и несколько исходящих (обычно 4-6). В зависимости от конкретных требований на входящих и исходящих линиях могут быть установлены выключатели или разъединители. Оборудование обычно представляет собой полностью металлическую герметичную сборку коммутационного оборудования, предназначенную для работы на открытом воздухе при напряжении до 10 кВ. Типичная переключательная станция имеет пропускную способность около 8000 кВт и обеспечивает питание средним напряжением местным трансформаторным или распределительным помещениям в районе или области.

Функции:

• Сегментирует питающую линию, ограничивая зону отключения при авариях, тем самым повышая надежность и гибкость энергоснабжения;

• Уменьшает сложность подстанций;

• Не изменяет уровни напряжения, но увеличивает количество питающих цепей — функционально эквивалентна распределительной подстанции.

Расположение:
Переключательные станции обычно расположены вблизи железнодорожных станций, грузовых дворов, депо электровозов, узловых станций или других мест с большим сконцентрированным нагрузками.