Przewodniki po podstacjach elektroenergetycznych, prace badawcze i opracowania

Teoria i praktyka podstacji

Podstacja elektroenergetyczna jest stacją pomocniczą systemu wytwarzania, przesyłania i dystrybucji energii elektrycznej, w której napięcie jest przekształcane z wysokiego na niskie lub odwrotnie za pomocą transformatorów. Energia elektryczna może przepływać przez kilka podstacji pomiędzy elektrownią a odbiorcą i może być zmieniana pod względem napięcia w kilku etapach.

Podstacja, która posiada transformator step-up zwiększa napięcie przy jednoczesnym zmniejszeniu prądu, natomiast transformator step-down zmniejsza napięcie przy jednoczesnym zwiększeniu prądu dla dystrybucji domowej i komercyjnej. Słowo podstacja pochodzi z czasów, zanim system dystrybucji stał się siecią.

Pierwsze podstacje były podłączone tylko do jednej elektrowni, w której znajdował się generator, i były filiami tej elektrowni.

Urządzenia w podstacji

Podstacje zazwyczaj posiadają urządzenia przełączające, zabezpieczające i sterujące oraz jeden lub więcej transformatorów. W dużej podstacji wyłączniki są używane do przerywania wszelkich zwarć lub prądów przeciążeniowych, które mogą wystąpić w sieci. Mniejsze stacje dystrybucyjne mogą wykorzystywać wyłączniki przeciwzwarciowe lub bezpieczniki do ochrony obwodów dystrybucyjnych. Podstacje zwykle nie mają generatorów, chociaż elektrownia może mieć podstację w pobliżu.

Inne urządzenia, takie jak kondensatory korekcji współczynnika mocy i regulatory napięcia mogą również znajdować się w podstacji.

Wysokie budynki mogą mieć kilka wewnętrznych podstacji. Wewnętrzne podstacje są zwykle spotykane na obszarach miejskich w celu zmniejszenia hałasu generowanego przez transformatory, ze względów estetycznych lub w celu ochrony rozdzielni przed ekstremalnymi warunkami klimatycznymi lub zanieczyszczeniem.

Gdy podstacja posiada metalowe ogrodzenie, musi być odpowiednio uziemiona (UK: earthed) w celu ochrony ludzi przed wysokimi napięciami, które mogą wystąpić podczas awarii w sieci.

Usterki doziemne w podstacji mogą powodować wzrost potencjału ziemi. Prądy płynące w powierzchni ziemi podczas awarii mogą spowodować, że metalowe przedmioty będą miały znacznie inne napięcie niż ziemia pod stopami człowieka; ten potencjał dotykowy stwarza zagrożenie porażenia prądem.