Электрическая часть станций и подстанций: от основ до цифровых технологий. Учебное пособие

Современная жизнь немыслима без электричества. От бытовых приборов до сложнейших промышленных комплексов — каждый аспект нашей деятельности опирается на стабильное и качественное электроснабжение. В центре этой сложной, но жизненно важной системы находятся электрические станции и подстанции, образующие невидимый, но мощный каркас, по которому энергия движется от генерации к потребителю. Электрическая часть этих объектов — это сложнейший комплекс оборудования и схем, требующий глубокого понимания и точного расчета.

Данное учебное пособие призвано стать надежным проводником для студентов энергетических специальностей высших и средних специальных учебных заведений, раскрывая ключевые аспекты электрической части станций и подстанций. Мы не просто дадим определения и формулы; наша цель — создать объемную картину, где каждый элемент системы будет рассмотрен в контексте его роли, принципов работы, эволюции и места в постоянно меняющемся ландшафте современной энергетики. От исторического экскурса до передовых цифровых технологий — мы пройдем путь, который позволит вам не только усвоить академические знания, но и сформировать целостное представление о задачах и вызовах, стоящих перед инженерами-энергетиками.

История развития электроэнергетики

Путешествие в мир электричества началось задолго до появления первых электростанций. От первых экспериментов Алессандро Вольты с гальваническими элементами в конце XVIII века до создания первых динамо-машин и систем освещения XIX века — каждый шаг приближал человечество к эре массового использования электрической энергии. Однако настоящая революция началась с появлением централизованной генерации и распределения.

Конец XIX века стал поворотным моментом. Изобретение Томасом Эдисоном эффективной лампы накаливания и создание им первой коммерческой электростанции на постоянном токе в Нью-Йорке (Pearl Street Station, 1882 год) ознаменовали начало новой эры. Однако системы постоянного тока имели существенные ограничения по дальности передачи. Настоящий прорыв произошел благодаря гению Николы Теслы и его работам с переменным током, которые были воплощены в жизнь Джорджем Вестингаузом. Переменный ток позволил передавать электроэнергию на значительно большие расстояния с помощью трансформаторов, изменяющих напряжение, что сделало централизованную генерацию экономически выгодной.

С начала XX века начался бурный рост мощностей. Возникли первые крупные гидроэлектростанции (например, Ниагарская ГЭС), а затем и тепловые электростанции, использующие уголь и мазут. Каждая новая станция требовала создания сложной электрической части с распределительными устройствами, коммутационными аппаратами и системами защиты. Подстанции, сначала простые преобразователи напряжения, постепенно превращались в многофункциональные узлы энергосистемы. Эволюция шла по пути увеличения номинальных напряжений для снижения потерь при передаче, усложнения схем для повышения надежности, а также постоянного совершенствования оборудования — от громоздких масляных выключателей до современных элегазовых и вакуумных аппаратов. В середине XX века появились атомные электростанции, предложившие новый, мощный и стабильный источник энергии. Сегодня, в начале XXI века, мы видим новый виток эволюции, связанный с интеграцией возобновляемых источников энергии и цифровизацией всей энергосистемы.

Назначение, классификация и место в энергосистеме

В основе любой современной цивилизации лежит энергия. Электрическая энергия, благодаря своей универсальности и легкости передачи, занимает особое место. Она рождается на электрических станциях и, пройдя сложный путь через подстанции и линии электропередачи, достигает каждого потребителя. Понимание назначения, классификации и места этих ключевых элементов в глобальной энергосистеме является фундаментом для любого инженера-энергетика.

Электрические станции: виды и функции

Электрическая станция – это сложный инженерно-технический комплекс, предназначенный для производства электроэнергии из различных видов первичной энергии. По сути, это сердце энергосистемы, где природные ресурсы превращаются в движущую силу экономики и быта. Главный принцип работы большинства станций заключается в преобразовании исходного источника энергии (тепла, энергии воды, ветра, атома) в механическую энергию вращения турбин, которая, в свою очередь, приводит в действие электрические генераторы, вырабатывающие переменный электрический ток.

Электростанции классифицируются по множеству признаков, но ключевым является тип используемого первичного источника энергии:

• Тепловые электростанции (ТЭС): Эти станции составляют основу мировой энергетики. Они работают на ископаемых топливах — угле, природном газе, мазуте. Принцип действия прост: сжигание топлива нагревает воду, образуя пар высокого давления, который вращает паровую турбину. Турбина соединена с генератором, преобразующим механическую энергию в электрическую. ТЭС могут быть конденсационными (КЭС), предназначенными только для производства электроэнергии, или теплоэлектроцентралями (ТЭЦ), которые, помимо электричества, вырабатывают тепло для отопления и горячего водоснабжения.
• Атомные электростанции (АЭС): В основе АЭС лежит процесс расщепления ядерного топлива (обычно урана) в ядерных реакторах. Выделяющаяся при этом тепловая энергия используется для нагрева воды и производства пара, который, как и на ТЭС, приводит в движение турбины и генераторы. АЭС отличаются высокой эффективностью, стабильностью работы и отсутствием выбросов парниковых газов в атмосферу (хотя и создают проблему утилизации радиоактивных отходов). Примером крупного объекта генерации в России является Курская АЭС-2, которая, согласно данным, имеет мощность 1200 МВт.
• Гидравлические электростанции (ГЭС): Эти станции используют потенциальную энергию воды, создаваемую перепадом высот водохранилища. Вода направляется через турбины, которые вращаются под ее напором, приводя в действие электрические генераторы. ГЭС являются одним из наиболее чистых и возобновляемых источников энергии, обладают высокой маневренностью и позволяют быстро реагировать на изменения нагрузки.
• Возобновляемые источники энергии (ВИЭ): К ним относятся солнечные, ветряные, геотермальные, приливные и другие станции. Например, ветряные электростанции (ВЭС) преобразуют кинетическую энергию ветра в электрическую с помощью ветротурбин. Ольховская ВЭС с мощностью 307,8 МВт является ярким примером развития этого направления. Солнечные электростанции используют фотоэлектрические панели для прямого преобразования солнечного света в электричество. Эти станции играют все более важную роль в мировой энергетике, способствуя декарбонизации и устойчивому развитию.
• Дизельные электростанции: Обычно используются как резервные или для локального электроснабжения в отдаленных районах, где нет доступа к централизованной сети.
• Геотермальные электростанции: Используют тепло земных недр для производства пара и генерации электроэнергии.
• Приливные электростанции: Преобразуют энергию морских приливов и отливов.

По назначению электрические станции также имеют свою классификацию:

• Районные электростанции: Предназначены для электроснабжения широкого круга потребителей на большой территории.
• Промышленные электростанции: Строятся непосредственно на территории крупных промышленных предприятий (например, УТЭЦ-2 ПАО «НЛМК» мощностью 300 МВт), обеспечивая их собственные производственные нужды.
• Городские/коммунальные электростанции (часто ТЭЦ): Снабжают электричеством и теплом городские агломерации. В энергосистеме Москвы и Московской области, например, планируется достичь объёма генерации не менее 950 МВт, что подчёркивает важность городских генерирующих мощностей.

Электрические подстанции: структура и классификация

Если станции производят электроэнергию, то электрическая подстанция — это ключевой узел, который принимает, преобразует и распределяет эту энергию. Это электроустановка, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, распределительных устройств, аппаратов управления и вспомогательного оборудования. Подстанции являются связующим звеном между генерирующими мощностями и потребителями, обеспечивая передачу энергии с оптимальными параметрами.

Главной функцией подстанции является изменение уровня напряжения. Это критически важно, поскольку передача электроэнергии на дальние расстояния должна осуществляться при высоком напряжении, чтобы минимизировать потери в линиях электропередачи (ЛЭП) и уменьшить сечение проводников. В то же время, для конечных потребителей напряжение должно быть снижено до безопасного и удобного уровня. Именно поэтому подстанции оснащены трансформаторами, которые являются их сердцем.

По типу преобразования подстанции делятся на:

• Трансформаторные подстанции: Наиболее распространённый тип, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в другое с помощью силовых трансформаторов.
• Преобразовательные подстанции: Используются для изменения рода тока (например, из переменного в постоянный для тягового электротранспорта или электрохимических производств) или его частоты.

По назначению трансформаторные подстанции классифицируются следующим образом:

• Повышающие подстанции: Располагаются непосредственно на территории электростанций. Их задача — повысить напряжение от генераторного уровня (например, 6-24 кВ) до магистральных напряжений (110, 220, 330 кВ и выше) для эффективной передачи энергии на большие расстояния. Необходимость повышения напряжения обусловлена многократной экономией металла в проводах ЛЭП и значительным уменьшением потерь на активном сопротивлении (потери пропорциональны квадрату тока, а ток обратно пропорционален напряжению при постоянной передаваемой мощности).
• Понижающие подстанции: Снижают напряжение магистральных линий до уровня, подходящего для распределительных сетей (например, 35, 10, 6 кВ) или непосредственно для крупных промышленных потребителей.
• Распределительные подстанции: Снижают напряжение от высоких до среднего уровня и распределяют электроэнергию по потребителям в пределах определённого района или города.
• Городские подстанции: Специализируются на электроснабжении городских территорий.
• Подстанции собственных нужд: Обеспечивают электроэнергией оборудование самой электростанции или крупного промышленного предприятия для их функционирования.
• Тяговые подстанции: Специализированы для электроснабжения электрического транспорта (железнодорожного, трамвайного, троллейбусного).

По охвату территории подстанции подразделяются на:

• Локальные подстанции: Получают напряжение от одного крупного объекта или группы соседних объектов, обслуживая небольшую зону. Обычно оперируют средними (6-35 кВ) и низкими (до 1 кВ) напряжениями.
• Местные подстанции: Преобразуют напряжение для групп объектов в пределах одного микрорайона или небольшого населённого пункта.
• Районные подстанции: Самые крупные в этой категории, преобразуют и распределяют электроэнергию по всему населённому пункту или крупному району. Как правило, работают с высокими классами напряжения (110 кВ и выше).

Вся эта сложная иерархия станций и подстанций формирует единую, взаимосвязанную энергосистему, обеспечивающую надежное и эффективное электроснабжение.

Основное оборудование первичных цепей

Первичные цепи электрических станций и подстанций — это кровеносная система, по которой течет электроэнергия, формируя ее основные параметры. Для обеспечения надежной и безопасной работы этой системы используется широкий спектр специализированного оборудования. Каждое устройство имеет свое уникальное назначение, конструкцию и принцип действия, тесно взаимодействуя с остальными элементами.

Синхронные генераторы

Сердцем любой электростанции, преобразующей механическую энергию в электрическую, является синхронный генератор. Это вращающаяся электрическая машина, работающая по принципу электромагнитной индукции.

Назначение и устройство: Генераторы предназначены для выработки переменного электрического тока определенной частоты и напряжения. Их основными частями являются статор (неподвижная часть с обмоткой якоря, в которой индуцируется ЭДС) и ротор (вращающаяся часть с обмоткой возбуждения, создающей магнитное поле). Механическая энергия, поступающая от турбины (паровой, газовой, гидравлической, ветровой), вращает ротор, магнитное поле которого пересекает проводники обмотки статора, индуцируя в них электрический ток.

Номинальные параметры и их влияние: Завод-изготовитель указывает для каждого генератора ряд номинальных параметров, определяющих его длительно допустимый режим работы. Эти параметры, такие как номинальная полная мощность (S_ном, измеряемая в МВА), номинальное напряжение (U_ном, кВ) и коэффициент мощности (cosφ), являются критически важными для проектирования и эксплуатации. Например, номинальное напряжение турбогенераторов мощностью от 6 до 800 МВт может варьироваться от 6,3 до 24 кВ, с рекомендуемой шкалой: 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 20; 24 кВ. Современные турбогенераторы с воздушным охлаждением серии ТФ, например, могут иметь номинальную полную мощность 188,2 МВА, номинальное напряжение 18 кВ и коэффициент мощности 0,85. Сегодня мощность синхронных генераторов достигает миллионов киловатт. Важным показателем является также коэффициент полезного действия (КПД), который для современных генераторов находится в пределах 96,3-98,8%, что свидетельствует о высокой эффективности преобразования энергии. Эти параметры определяют, сколько энергии может выработать генератор, при каком напряжении он будет работать оптимально и какую часть механической энергии он сможет преобразовать в электрическую без потерь. Именно поэтому детальный анализ номинальных параметров позволяет точно спрогнозировать поведение генератора в различных режимах и обеспечить его максимально эффективное использование.

Силовые трансформаторы и автотрансформаторы

Трансформатор — это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования электроэнергии переменного тока одного напряжения в электроэнергию переменного тока другого напряжения при неизменной частоте. В основе его работы лежит принцип электромагнитной индукции.

Принцип действия и конструкция: Трансформатор состоит из магнитопровода (сердечника) и двух или более обмоток, изолированных друг от друга и от магнитопровода. Обмотка, подключаемая к источнику энергии, называется первичной; обмотка, к которой подключается нагрузка, — вторичной. Переменный ток в первичной обмотке создает переменный магнитный поток в магнитопроводе, который, пронизывая витки вторичной обмотки, индуцирует в ней ЭДС переменного тока. Соотношение напряжений на обмотках пропорционально отношению числа их витков.

Классификация и применение:

• По назначению:
  • Повышающие трансформаторы: Устанавливаются на электростанциях для увеличения генераторного напряжения до уровня магистральных ЛЭП, снижая потери при передаче.
  • Понижающие трансформаторы: Используются на подстанциях для снижения высокого напряжения ЛЭП до уровня, пригодного для распределительных сетей или конечных потребителей.
  • Трансформаторы собственных нужд: Обеспечивают электроэнергией вспомогательное оборудование самой электростанции или подстанции.
• По числу фаз: Наиболее распространены трёхфазные трансформаторы, так как они более компактны и экономичны. Потери в них на 12-15% ниже, чем в трёх однофазных трансформаторах аналогичной общей мощности.
• Автотрансформаторы: Отличаются от обычных трансформаторов тем, что их первичная и вторичная обмотки имеют общую часть, что позволяет экономить обмоточный материал и повышает КПД. Они применяются при относительно небольших коэффициентах трансформации (обычно до 2-3).

Сравнение масляных и сухих трансформаторов:
Выбор между масляными и сухими трансформаторами определяется целым рядом факторов:

Характеристика	Масляные трансформаторы	Сухие трансформаторы
Охлаждение/Изоляция	Трансформаторное масло (жидкий диэлектрик)	Твердая изоляция (воздушная, литая компаундная)
Пожаробезопасность	Высокая пожароопасность (масло горюче)	Значительно ниже, пожаробезопасные
Экологичность	Риск утечки масла, загрязнения окружающей среды	Экологически чище
Размеры/Масса	Компактнее, легче для заданной мощности	Более габаритные и тяжелые из-за худшей теплоотдачи
КПД	Выше, меньше потери холостого хода и короткого замыкания	Ниже, повышенные потери холостого хода и короткого замыкания. Обусловлено худшей теплопроводностью твердой изоляции, что требует меньших плотностей тока и, как следствие, увеличения габаритов и массы обмоток.
Стоимость	Как правило, ниже начальные капитальные затраты	Выше из-за сложности изоляции и охлаждения
Обслуживание	Требуется регулярный контроль состояния масла	Менее требовательны к обслуживанию
Применение	Наружные установки, крупные подстанции	Внутренние установки, промышленные цеха, жилые здания, где важна пожаробезопасность

Коммутационные аппараты: выключатели и разъединители

Для управления потоками энергии и обеспечения безопасности персонала используются коммутационные аппараты. Ключевыми среди них являются выключатели и разъединители.

Выключатели: Это сложнейшие коммутационные аппараты, предназначенные для включения и отключения электрических цепей в любых режимах:

• Длительная работа под нагрузкой: Переключение нормальных режимов работы.
• Перегрузки: Отключение цепи при превышении номинального тока на определенное время.
• Холостой ход: Отключение ненагруженных линий.
• Короткие замыкания (КЗ): Наиболее тяжелая и ответственная операция. Выключатель должен мгновенно и надежно отключить ток КЗ, предотвращая повреждение оборудования и распространение аварии. Он должен обладать достаточной отключающей способностью (максимальный ток КЗ, который может быть отключен) и включающей способностью (способность включиться на существующее КЗ без разрушения). Для этого в выключателях используются различные среды для гашения электрической дуги: масло, сжатый воздух, элегаз (SF₆), вакуум.

Разъединители: В отличие от выключателей, разъединители не предназначены для отключения нормальных или аварийных токов. Их основная функция — создание видимого разрыва электрической цепи. Это необходимо для:

• Обеспечения безопасности: Видимый разрыв гарантирует полное отсутствие напряжения на отключенном участке, позволяя безопасно проводить ремонтные работы и техническое обслуживание.
• Изоляции участка сети: Отключение поврежденного или ремонтируемого участка от остальной энергосистемы.

Критерии выбора и особенности эксплуатации:
При выборе разъединителей обращают внимание на их конструкцию. Для всех напряжений, как правило, выбирают трёхполюсные разъединители, которые отключают все три фазы одновременно. Это позволяет избежать феррорезонанса — явления, при котором при однополюсном отключении (например, при использовании однополюсных разъединителей) могут возникнуть перенапряжения из-за взаимодействия индуктивностей и ёмкостей сети, что может привести к повреждению оборудования. Трёхполюсные разъединители выпускаются для широкого диапазона напряжений, включая 6 кВ, 10 кВ, 20 кВ, 35 кВ, 110 кВ, а также средних напряжений (12 кВ, 24 кВ, 38,5 кВ).

Измерительные трансформаторы тока и напряжения (ТТ, ТН)

В первичных цепях протекают очень высокие токи и напряжения, которые невозможно напрямую измерить или подать на устройства релейной защиты и автоматики (РЗА). Для этого используются измерительные трансформаторы.

• Трансформаторы тока (ТТ): Преобразуют высокий первичный ток в пропорционально меньший вторичный ток стандартного значения (обычно 5 А или 1 А), безопасный для измерительных приборов и РЗА. Их первичная обмотка включается последовательно в измеряемую цепь.
• Трансформаторы напряжения (ТН): Преобразуют высокое первичное напряжение в пропорционально меньшее вторичное напряжение стандартного значения (обычно 100 В), безопасное для приборов и РЗА. Их первичная обмотка включается параллельно измеряемой цепи.

ТТ и ТН являются важным интерфейсом между первичными цепями с высокими параметрами и вторичными цепями управления и защиты, обеспечивая точность измерений и надежность работы систем РЗА.

Реакторы и ограничители перенапряжений

Эти устройства выполняют защитные функции, оберегая дорогостоящее оборудование от опасных режимов.

• Токоограничивающие реакторы: Это индуктивные катушки с низким активным сопротивлением, включаемые последовательно в цепь. Их основная функция — ограничение токов короткого замыкания (КЗ). При КЗ реактор резко увеличивает свое индуктивное сопротивление, снижая величину ударного тока, что позволяет уменьшить требования к отключающей способности выключателей, поддерживать уровень напряжения на неповрежденных присоединениях и повысить общую надежность электроустановок. Они особенно актуальны в системах с большими генерирующими мощностями, например, на ТЭЦ.
• Ограничители перенапряжений (ОПН): Эти устройства предназначены для защиты оборудования от опасных перенапряжений, возникающих при грозовых разрядах, коммутационных операциях или других возмущениях в сети. ОПН подключаются параллельно защищаемому оборудованию. При нормальном напряжении они имеют очень высокое сопротивление, практически не пропуская ток. При возникновении перенапряжения их сопротивление резко падает, и они шунтируют избыточный ток, отводя его в землю и ограничивая напряжение до безопасного уровня. После спада перенапряжения ОПН возвращаются в исходное состояние. Современные ОПН с варисторами на основе оксида цинка обладают высокой эффективностью и долговечностью.

Вся эта совокупность оборудования — от генераторов, создающих энергию, до защитных устройств, оберегающих систему, — формирует сложную, но идеально сбалансированную электрическую часть станций и подстанций, обеспечивающую стабильное функционирование энергосистемы.

Схемы первичных электрических соединений: принципы построения и выбора

Электрические станции и подстанции — это не просто набор оборудования, а сложный организм, в котором каждый элемент должен быть правильно соединен с остальными. Именно эти соединения, их логика и конфигурация определяют эффективность, надежность и гибкость всей системы. Здесь на сцену выходит понятие главной схемы электрических соединений.

Понятие главной схемы и ее значение

Главная схема электрических соединений (первичная схема) электростанции или подстанции — это фундамент всего электротехнического проекта. Она представляет собой совокупность основного электрооборудования (генераторов, трансформаторов), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры, а также всех электрических соединений между ними. В этой схеме отображаются элементы, по которым передается мощность, находящиеся под высоким напряжением и по которым протекают большие токи.

Выбор главной схемы является определяющим этапом при проектировании электрической части. От этого выбора зависят:

• Полный состав оборудования: Какие аппараты будут установлены, их количество, типы.
• Связи между элементами: Как энергия будет распределяться, переключаться и защищаться.
• Стоимость и сроки строительства: Сложные схемы требуют большего количества оборудования и монтажных работ.
• Эксплуатационные характеристики: Надежность, маневренность, ремонтопригодность.

Схемы электростанций и подстанций традиционно подразделяются на первичные и вторичные. Если первичные схемы описывают цепи высокого напряжения и больших токов, то вторичные схемы — это схемы соединения измерительных приборов, устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), управления и сигнализации. Важно отметить, что первичная и вторичная схемы отделены друг от друга измерительными трансформаторами тока и напряжения, которые обеспечивают гальваническую развязку и преобразование параметров для безопасной работы вторичных устройств.

Способы начертания: Главные схемы могут быть многолинейными, где отображаются все три фазы трёхфазной системы, или однолинейными, где для упрощения и наглядности изображается только одна фаза. Однолинейные схемы являются стандартом для большинства проектных и эксплуатационных документов благодаря своей простоте и информативности.

Перед детальной разработкой главной схемы на более ранних этапах проектирования обычно создаётся структурная схема выдачи электроэнергии (мощности). Она показывает основные функциональные блоки электроустановки и их связи, давая общее представление о структуре будущей энергосистемы.

Требования к схемам первичных соединений

При проектировании главной схемы необходимо соблюдать ряд строгих требований, обеспечивающих эффективность и безопасность энергосистемы:

1. Высокая надежность и бесперебойность электроснабжения: Это одно из ключевых требований. Схема должна минимизировать вероятность полного обесточивания потребителей при отказах оборудования или проведении ремонтных работ.
2. Удобство оперативных переключений: Схема должна позволять оперативно изменять режимы работы, выводить оборудование в ремонт, вводить резервные линии с минимальными затратами времени и усилиями.
3. Ограничение токов короткого замыкания (КЗ): Схема должна предусматривать меры для ограничения токов КЗ до значений, которые выдерживает оборудование, а также обеспечивать возможность быстрого отключения КЗ.
4. Возможность секционирования сети: Разделение шин или линий на секции позволяет локализовать повреждения и выводить в ремонт отдельные участки без отключения всей системы.

Категории надежности электроснабжения по ПУЭ: Правила устройства электроустановок (ПУЭ) строго регламентируют требования к надежности электроснабжения, разделяя потребителей на три категории:

• Электроприемники первой категории: Требуют питания от двух независимых взаимно резервирующих источников электроснабжения. Перерыв в электроснабжении допускается только на время автоматического включения резерва (АВР). Например, это медицинское оборудование жизнеобеспечения, системы пожарной безопасности.
• Электроприемники второй категории: Также должны обеспечиваться от двух независимых источников, но допустимы перерывы на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом (вручную). Это, например, производственные линии, остановка которых не ведет к необратимым последствиям.
• Электроприемники третьей категории: Допускают перерывы в электроснабжении на время до 72 часов в год, но не более 24 часов подряд. Это бытовые потребители, офисные здания и т.д.

Эти категории напрямую влияют на выбор главной схемы, определяя необходимое количество источников питания, наличие резервирования, а также тип и количество коммутационных аппаратов.

Факторы выбора типовых схем распределительных устройств (РУ)

Выбор конкретной типовой схемы распределительного устройства (РУ) — это всегда компромисс между надежностью, стоимостью, сложностью эксплуатации и требуемой маневренностью. На этот выбор влияют следующие основные факторы:

• Класс напряжения РУ: Для более высоких напряжений (220 кВ и выше) применяются более сложные и надежные схемы, для низких (6-35 кВ) — более простые.
• Тип, назначение и местоположение электростанции/подстанции: Схемы генерирующих станций отличаются от схем распределительных подстанций. Городские подстанции имеют свои особенности по сравнению с сельскими.
• Число и мощность генераторов, силовых трансформаторов и линий: Чем больше присоединений и выше мощность, тем сложнее и надежнее должна быть схема.
• Требуемая надежность электроснабжения: Определяется категориями потребителей, подключенных к данному РУ.
• Перспективы развития: Схема должна предусматривать возможность расширения и увеличения мощности в будущем.

Типовые схемы РУ и их применение

Существует ряд типовых схем распределительных устройств, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки:

1. С одной несекционированной системой шин: Простейшая и самая дешевая схема. Все присоединения (генераторы, трансформаторы, линии) подключены к одной сборной шине.
   • Достоинства: Простота, низкая стоимость.
   • Недостатки: Низкая надежность. При повреждении на шинах или одном выключателе отключается вся система шин и все подключенные к ней присоединения. Отсутствие гибкости.
   • Применение: Маломощные подстанции низкого напряжения, где требования к надежности невысоки.
2. С одной секционированной системой шин: В этой схеме сборная шина делится на две (или более) секции с помощью секционного выключателя (или разъединителя).
   • Достоинства: Повышение надежности. При повреждении на одной секции или её выключателе отключается только эта секция, другая продолжает работать. Возможность проведения ремонтных работ на одной секции без полного отключения РУ.
   • Недостатки: Всё ещё ограниченная гибкость. Отключение секционного выключателя может привести к изменению потоков мощности.
   • Применение: Часто используется для РУ 35 кВ, а также на генераторном напряжении ТЭЦ. На генераторном напряжении ТЭЦ может применяться одиночная секционированная реактированная система шин, где индуктивные реакторы устанавливаются последовательно для ограничения токов короткого замыкания. Это позволяет уменьшить ударные токи КЗ, снизить требования к отключающей способности выключателей и повысить общую надежность.
3. С двумя одиночными секционированными системами шин: Предполагает наличие двух полностью секционированных систем шин (рабочей и резервной), к которым присоединения подключаются через два выключателя.
   • Достоинства: Высокая надежность и маневренность. Возможность переключения присоединений между шинами, вывод одной системы шин в ремонт без нарушения электроснабжения.
   • Недостатки: Более высокая стоимость и сложность.
   • Применение: Крупные подстанции и электростанции среднего и высокого напряжения, где требуется высокая надежность.
4. С двумя системами шин и обходной: Эта схема, помимо двух рабочих систем шин, включает третью — обходную шину.
   • Достоинства: Максимальная гибкость и надежность. Обходная шина позволяет вывести любой выключатель присоединения в ремонт без отключения самого присоединения, подключая его к одной из рабочих шин через обходной выключатель.
   • Недостатки: Наибольшая сложность и стоимость.
   • Применение: Крупнейшие узловые подстанции и РУ электростанций высоких и сверхвысоких напряжений.

Специфика применения на ТЭЦ: Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) часто выдают электроэнергию близко расположенным потребителям на генераторном напряжении (6 или 10 кВ) через генераторные распределительные устройства (ГРУ), которые, как уже упоминалось, часто используют одиночные секционированные реактированные системы шин. Связь ТЭЦ с энергосистемой и выдача избыточной мощности на большие расстояния обычно осуществляется на повышенном напряжении (110, 220 или 330 кВ) через трансформаторы связи.

Выбор схемы — это всегда тщательно взвешенное решение, учитывающее все вышеперечисленные факторы для обеспечения оптимального баланса между техническими требованиями, экономическими показателями и долгосрочными перспективами развития энергосистемы.

Методы расчета и выбора основного оборудования

Проектирование электрической части станций и подстанций немыслимо без точных расчетов и обоснованного выбора оборудования. Ошибки на этом этапе могут привести к перерасходу средств, снижению надежности системы или даже к авариям. В этом разделе мы рассмотрим ключевые методики, позволяющие инженерам-энергетикам принимать правильные решения.

Расчет мощности трансформаторных подстанций

Один из важнейших этапов проектирования подстанции — это определение требуемой мощности силовых трансформаторов. От этого зависят их габариты, стоимость и способность обеспечить электроэнергией всех потребителей, а также выдержать аварийные режимы.

При расчете мощности трансформаторной подстанции учитываются следующие ключевые параметры:

• Электрическая нагрузка (∑S_р): Максимальная полная мощность, потребляемая всеми подключенными потребителями предприятия или района.
• Номинальная мощность трансформатора (S_тр.ном.): Мощность, на которую трансформатор рассчитан для длительной работы.
• Коэффициенты спроса и использования: Учитывают неравномерность потребления энергии и загрузку оборудования.

Формула для определения расчетной номинальной мощности трансформатора:

Расчетная номинальная мощность трансформатора (S_{тр.расч.}) может быть определена как:

Sтр.расч. = ∑Sр / (nтр · βреком)

Где:

• ∑S_р — максимальная полная нагрузка предприятия, МВА.
• n_тр — количество трансформаторов на подстанции.
• β_реком — рекомендуемый коэффициент загрузки трансформаторов, обычно принимается в пределах 0,7-0,9.

Проверка работы трансформатора в послеаварийном режиме:
Для двухтрансформаторных подстанций (наиболее распространенный вариант для обеспечения надежности) обязательной является проверка на способность трансформаторов выдерживать нагрузку в случае выхода из строя одного из них. Это так называемый послеаварийный режим. Условие для такой проверки формулируется следующим образом:

1,4 · Sтр.ном. ≥ 0,75 · ∑Sр

Где:

• 1,4 — коэффициент, учитывающий максимально возможную перегрузку трансформатора в аварийном режиме (до 40% номинальной мощности на определенное время).
• S_тр.ном. — номинальная мощность одного трансформатора, МВА.
• 0,75 — коэффициент, учитывающий отключение неответственных потребителей в послеаварийном режиме для снижения общей нагрузки.

При подсчете мощности сухих трансформаторов используются те же принципы, что и для масляных, но необходимо помнить, что сухие трансформаторы обычно имеют несколько меньшие значения КПД и могут характеризоваться повышенными потерями холостого хода и короткого замыкания, что следует учитывать при детальном энергетическом анализе.

Выбор выключателей и разъединителей

Выбор коммутационных аппаратов — выключателей и разъединителей — является критически важным для обеспечения безопасности и надежности энергосистемы. Он включает в себя ряд проверок по различным параметрам, которые зависят от расчетных токов короткого замыкания.

Расчет токов короткого замыкания (КЗ):
Для выбора коммутационных аппаратов необходимо предварительно рассчитать следующие составляющие тока КЗ:

• Периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени (I_п0): Максимальное значение переменной составляющей тока КЗ.
• Ударный ток КЗ (i_уд): Максимальное мгновенное значение тока КЗ, включающее апериодическую составляющую. Он определяет электродинамическую стойкость оборудования.
• Периодическая (I_пt) и апериодическая (i_ат) составляющие тока КЗ в момент времени t: Необходимы для проверки отключающей способности выключателей, так как отключение происходит не мгновенно, а спустя некоторое время.

Выбор выключателей:
Выбор выключателей проводится по следующим критериям:

1. Номинальное напряжение установки (U_ном): Номинальное напряжение выключателя должно быть равно или выше номинального напряжения сети, в которой он устанавливается.
2. Длительный рабочий ток (I_раб): Номинальный ток выключателя (I_{ном.вкл}) должен быть больше или равен максимальному рабочему току, протекающему через него в нормальном режиме.
   • Рабочий ток, протекающий через выключатель, подключенный к генератору, может быть рассчитан по формуле:

   Iраб = Sг / (√3 · Uном)

   Где S_г — полная мощность генератора, U_ном — номинальное напряжение генератора.

3. Отключающая способность: Выключатель должен быть способен отключить максимальный ток КЗ в данной точке сети. Проверяется на симметричный и апериодический ток. Номинальный отключаемый ток выключателя должен быть больше или равен периодической составляющей тока КЗ в момент отключения.
4. Включающая способность: Выключатель должен быть способен включиться на существующее КЗ без разрушения. Его номинальный включаемый ток (амплитудное значение) должен быть больше или равен ударному току КЗ.
5. Электродинамическая стойкость при КЗ: Выключатель должен выдерживать электродинамические усилия, возникающие при прохождении ударного тока КЗ. Его номинальный пиковый выдерживаемый ток должен быть больше или равен ударному току КЗ.
6. Термическая стойкость при КЗ: Выключатель должен выдерживать термическое воздействие тока КЗ в течение времени его протекания до отключения. Его номинальный термически выдерживаемый ток должен быть больше или равен эффективному значению тока КЗ за время его протекания.

Выбор разъединителей:
Разъединители выбираются по более простым критериям, поскольку они не предназначены для отключения токов:

1. Номинальное напряжение (U_н): Должно соответствовать напряжению сети.
2. Длительный номинальный ток (I_дл.н): Номинальный ток разъединителя должен быть больше или равен максимальному рабочему току, протекающему через него.
3. Термическая и динамическая стойкость при сквозных токах КЗ: Разъединитель должен выдерживать термические и электродинамические воздействия, возникающие при прохождении тока КЗ через него до момента отключения выключателем. Эти проверки базируются на расчетных значениях периодической составляющей тока КЗ и ударного тока КЗ.

Применение этих методик позволяет инженерам точно определить необходимые параметры оборудования, оптимизировать затраты и гарантировать надежность и безопасность электрической части станций и подстанций.

Нормативные требования и стандарты в проектировании и эксплуатации

В энергетике, где цена ошибки может быть катастрофической, строгое соблюдение нормативных требований и стандартов является краеугольным камнем. Они обеспечивают единообразие, безопасность, надежность и взаимозаменяемость оборудования, а также регламентируют процессы проектирования, монтажа и эксплуатации электрической части станций и подстанций.

Обзор ключевых ГОСТов и ПУЭ

В Российской Федерации основополагающими документами в этой области являются государственные стандарты (ГОСТы) и Правила устройства электроустановок (ПУЭ).

ГОСТ 24291-90 «Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения»:
Этот стандарт является базовым для всей электроэнергетической отрасли, поскольку он устанавливает единую терминологию. Его обязательность для применения в документации и литературе всех видов, входящих в сферу работ по стандартизации, гарантирует однозначное понимание технических терминов.

• Он определяет «электрическую часть электростанции [электрической сети]» как совокупность электрических устройств, входящих в состав электростанции [электрической сети].
• Дает определения «принципиальной электрической схемы электростанции [подстанции]» как схемы, отображающей состав оборудования и его связи, дающей представление о принципе работы электрической части.
• Разъясняет «главную электрическую схему электростанции [подстанции]» как схемы соединений основного оборудования электрической части с указанием типов и основных электрических параметров оборудования.

Стандарты Единой системы конструкторской документации (ЕСКД):
Все элементы схем и связи между ними должны изображаться в строгом соответствии со стандартами ЕСКД. Эти стандарты регламентируют правила оформления чертежей, схем, текстовых документов, обеспечивая их читаемость, однозначность и возможность использования на любом предприятии.

Обсуждение актуальности и отмены старых стандартов (например, ГОСТ 687-70/78 для выключателей):
Мир технологий не стоит на месте, и стандарты тоже эволюционируют. Важно всегда использовать актуальные редакции документов. Например, ГОСТ 687-70 «Выключатели переменного тока высокого напряжения. Общие технические требования» был отменен и заменен ГОСТ 687-78 «Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия» с 1 января 1980 года. В свою очередь, ГОСТ 687-78 также был отменен с 1 января 2019 года. Это яркий пример того, как важно отслеживать изменения в нормативной базе. Современные выключатели и их требования регламентируются более новыми стандартами, часто гармонизированными с международными (например, серия МЭК 62271). В учебном процессе и при реальном проектировании всегда следует обращаться к действующим редакциям ГОСТов, СанПиНов, СНиПов и других нормативных документов. Это позволяет избежать не только ошибок в проектировании, но и юридических проблем при вводе объектов в эксплуатацию.

Применение Правил устройства электроустановок (ПУЭ)

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) — это, пожалуй, самый фундаментальный и всеобъемлющий нормативный документ для всей электроэнергетической отрасли в России. Он содержит требования к проектированию, монтажу, наладке и эксплуатации электроустановок, включая электрическую часть станций и подстанций.

Роль ПУЭ в регламентации:
ПУЭ охватывает широкий спектр вопросов, включая:

• Выбор напряжения: Обоснование выбора номинального напряжения для различных типов электроустановок.
• Выбор проводов и кабелей: Требования к сечениям, изоляции, способам прокладки.
• Защита от токов КЗ и перегрузок: Принципы выбора и установки защитных аппаратов.
• Заземление и зануление: Требования к устройствам заземления, их параметрам и способам выполнения.
• Изоляция электроустановок: Требования к изоляционным расстояниям, диэлектрической прочности.
• Распределительные устройства и подстанции: Общие требования к компоновке, оборудованию, схемам.
• Электрооборудование специальных установок: Требования к электроустановкам во взрыво- и пожароопасных зонах, лифтов, кранов и т.д.

Особенно в части обеспечения надежности электроснабжения и выбора оборудования:
ПУЭ играет ключевую роль в определении категорий надежности электроснабжения (I, II, III), о которых мы говорили ранее. Эти категории диктуют конкретные требования к схемам электроснабжения, количеству источников питания, наличию резервирования и автоматическому вводу резерва (АВР). Например, для потребителей I категории ПУЭ требует двух независимых источников питания с АВР, что напрямую влияет на выбор схемы РУ подстанции.

ПУЭ также содержит детальные указания по выбору конкретных видов оборудования, таких как коммутационные аппараты (выключатели, разъединители), трансформаторы, измерительные приборы, с учётом их номинальных параметров и условий эксплуатации.

В целом, нормативные требования и стандарты служат не просто сводом правил, а живым организмом, который адаптируется к новым технологиям и вызовам. Их изучение и неукоснительное соблюдение — это залог создания безопасных, эффективных и долговечных энергетических объектов.

Современные тенденции и технологии в электроэнергетике

Энергетический сектор находится на пороге глубоких преобразований, вызванных не только технологическим прогрессом, но и глобальными вызовами. Традиционные подходы к генерации, передаче и распределению электроэнергии уже не могут в полной мере отвечать новым требованиям. Это приводит к появлению и активному внедрению инновационных технологий, формирующих облик энергетики будущего.

Вызовы современной электроэнергетики

Современная электроэнергетика сталкивается с комплексом взаимосвязанных вызовов:

1. Растущее потребление энергии: Мировая экономика и рост населения приводят к неуклонному увеличению спроса на электроэнергию. В Единой энергетической системе (ЕЭС) России, например, в 2024 году потребление электроэнергии составило 1174 млрд кВт·ч, показав рост на 3,1% по сравнению с 2023 годом. В целом по России, включая изолированные энергосистемы, потребление достигло 1191,7 млрд кВт·ч, также увеличившись на 3,1%. Прогнозы указывают на дальнейший рост: согласно Схеме и программе развития электроэнергетических систем России на 2025-2030 годы (СиПР ЭЭС России), к 2030 году потребление в ЕЭС России прогнозируется на уровне 1298,0 млрд кВт·ч, что соответствует среднегодовому темпу прироста 2,04% относительно 2022 года. Это требует постоянного наращивания генерирующих мощностей и развития сетевой инфраструктуры.
2. Повышение требований к надежности и качеству электроэнергии: Современные технологии и чувствительное оборудование требуют стабильного напряжения и частоты, отсутствия провалов и всплесков. Любые перебои в электроснабжении могут привести к огромным экономическим потерям и социальным проблемам. Уровень балансовой надежности в 94 из 127 зон надежности электроэнергетических систем России прогнозируется выше установленного нормативного уровня, что свидетельствует о системной работе в этом направлении.
3. Устойчивое развитие и экологическая безопасность: Глобальные климатические изменения и необходимость снижения выбросов парниковых газов вынуждают переходить на более чистые источники энергии и повышать энергоэффективность. Это стимулирует развитие возобновляемых источников энергии и снижение потерь в сетях.
4. Устаревание инфраструктуры: Значительная часть энергетической инфраструктуры, особенно в развитых странах, была построена десятилетия назад и требует модернизации или замены.

Эти вызовы диктуют необходимость трансформации всей энергосистемы, лежащей в основе концепций «Умных сетей» и цифровых подстанций.

Концепция «Умных сетей» (Smart Grid) и ИЭС ААС

«Умные сети» (Smart Grid) — это не просто модернизация, а кардинальная трансформация традиционных энергетических систем. Smart Grid представляет собой высокотехнологичную, интегрированную инфраструктуру, которая сочетает в себе:

• Информационные и коммуникационные технологии (ИКТ): Для сбора, обработки и обмена данными в реальном времени.
• Системы автоматизации: Для управления потоками энергии, контроля оборудования и быстрого реагирования на изменения.

Основная цель умной сети — создание устойчивого, надежного, эффективного и безопасного электроснабжения с минимальными потерями энергии. Она позволяет автоматически повышать эффективность, надежность, экономическую выгоду, а также устойчивость производства и распределения электроэнергии.

Преимущества технологии Smart Grid:

• Снижение потерь энергии: Оптимизация режимов работы сети, быстрое обнаружение и устранение неисправностей.
• Оптимальное энергопотребление: Управление спросом (demand response), когда потребители могут адаптировать своё потребление под текущие условия в сети (например, в часы пиковой нагрузки).
• Автоматизация электросетей: Дистанционное управление, самодиагностика, автоматическое восстановление при авариях.
• Интеграция возобновляемых источников энергии (ВИЭ): Гибкость сети позволяет эффективно интегрировать распределенную генерацию от солнечных панелей, ветровых турбин, которые характеризуются переменчивой мощностью.
• Повышение качества электроэнергии: Стабилизация напряжения и частоты, снижение количества отключений.

Развитие концепции Интеллектуальной энергосистемы с активно-адаптивной сетью (ИЭС ААС) в России:
Россия активно развивает свою собственную концепцию, аналогичную Smart Grid, — Интеллектуальную энергосистему с активно-адаптивной сетью (ИЭС ААС). Эта концепция была разработана ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» в 2011 году при участии ряда ведущих отраслевых и академических институтов.
ИЭС ААС определяется как клиентоориентированная энергосистема нового поколения, основанная на мультиагентном принципе управления. Её цель — эффективное использование всех видов ресурсов для надёжного, качественного и эффективного энергоснабжения потребителей. Это достигается за счёт гибкого взаимодействия всех субъектов энергосистемы (генерации, электрических сетей и потребителей) с использованием современных технологических средств и единой интеллектуальной системы управления. ИЭС ААС стремится к максимально возможной автоматизации и самооптимизации, обеспечивая высокий уровень устойчивости и кибербезопасности.

Цифровые подстанции: принципы и перспективы

Одним из ключевых элементов в реализации концепции Smart Grid и ИЭС ААС являются цифровые подстанции (ЦПС). Это не просто модернизированные объекты, а качественно новые электроустановки, где все процессы контроля, защиты и управления основаны на передаче информации в цифровом формате.

Определение и ключевые отличия от традиционных:
Цифровая подстанция — это элемент интеллектуальной электросети с системой контроля, защиты и управления, основанной на использовании информационных технологий для автоматизированного проектирования и управления интегрированными системами.
Ключевые отличия от традиционных подстанций:

• Цифровая передача данных: Все информационные связи (измерения, сигналы состояния, команды управления) на ЦПС выполняются по оптоволоконным сетям в цифровом формате, образуя единую шину процесса. Это значительно сокращает количество традиционных медных кабельных связей, уменьшает монтажные объёмы и упрощает диагностику.
• Микропроцессорные устройства: Вместо аналоговых реле и электромеханических устройств используются высокопроизводительные микропроцессорные терминалы релейной защиты и автоматики (МП РЗА).
• Интеллектуальные датчики: Применение цифровых измерительных трансформаторов тока и напряжения (например, Rogowski coils, оптоволоконные датчики), которые напрямую выдают цифровые данные.

Преимущества и новые риски:
Преимущества ЦПС:

• Полная наблюдаемость и управляемость в реальном времени: Операторы получают мгновенный доступ ко всем параметрам сети.
• Повышение надежности: За счёт функций самодиагностики оборудования и систем, более точной и быстрой работы РЗА.
• Снижение затрат: Уменьшение объемов кабельных работ, упрощение проектирования и обслуживания.
• Повышение безопасности: Уменьшение количества персонала, работающего в условиях высокого напряжения.
• Гибкость и масштабируемость: Лёгкость модернизации и расширения, интеграции новых функций.

Новые риски:

• ��ибербезопасность: Переход на цифровые технологии создаёт новые уязвимости для кибератак.
• Сложность интеграции: Необходимость сопряжения оборудования от разных производителей.
• Высокие первоначальные инвестиции: Затраты на разработку и внедрение новых технологий.
• Требования к квалификации персонала: Необходимость переобучения и повышения квалификации.

Роль стандарта МЭК 61850:
Развитие цифровых подстанций активно ведётся в соответствии с международным стандартом МЭК 61850 «Коммуникационные сети и системы на подстанциях». Этот стандарт регламентирует передачу информации, формализацию описания схем подстанции, защиты, автоматики и измерений, обеспечивая интероперабельность (возможность взаимодействия) оборудования разных производителей и унификацию подходов.

Мировой опыт внедрения и перспективы развития в России:
В мире насчитывается более 100 цифровых подстанций, с лидирующей позицией Китая по их числу, а также активным внедрением в США, Канаде и европейских странах. В России также реализуются пилотные проекты по созданию ЦПС, интегрируя их в общую концепцию ИЭС ААС. Перспективы развития ЦПС огромны, и их массовое внедрение является вопросом времени, поскольку они представляют собой один из наиболее эффективных путей к созданию высоконадежной, интеллектуальной и устойчивой энергетической системы будущего, не правда ли?

Заключение

Мы завершаем наше погружение в мир электрической части станций и подстанций — мир, где фундаментальные законы физики встречаются с передовыми инженерными решениями, а десятилетия проверенных практик соседствуют с революционными цифровыми технологиями. На протяжении этого учебного пособия мы стремились не только изложить сухие факты и формулы, но и показать динамику развития отрасли, ее вызовы и перспективы.

Мы начали с определения роли электрических станций как сердец энергосистемы, генерирующих энергию из самых разных источников, и электрических подстанций, как её кровеносных сосудов, обеспечивающих эффективное распределение. Детально рассмотрели ключевые элементы первичных цепей: от могучих синхронных генераторов и универсальных силовых трансформаторов до точных измерительных аппаратов и надёжных коммутационных устройств, каждый из которых играет свою незаменимую роль. Особое внимание было уделено сложным схемам первичных электрических соединений, без которых невозможно представить себе бесперебойную работу энергосистемы, а также методам расчёта и выбора оборудования, требующим глубоких знаний и точности.

Критически важным аспектом, пронизывающим все этапы проектирования и эксплуатации, является соблюдение нормативных требований и стандартов. Мы подчеркнули, что знание актуальных ГОСТов и, в особенности, Правил устройства электроустановок (ПУЭ) — это не просто формальность, а основа безопасности, надёжности и долговечности любой электроустановки.

Наконец, мы заглянули в будущее, рассмотрев вызовы, стоящие перед современной электроэнергетикой, и инновационные решения, такие как «Умные сети» (Smart Grid) и Цифровые подстанции. Эти технологии, воплощённые в российской концепции ИЭС ААС, обещают качественно новый уровень эффективности, надёжности и гибкости энергосистем, способных адаптироваться к растущим потребностям и интегрировать разнообразные источники энергии.

Для студентов энергетических специальностей, для которых написано это пособие, важно понимать: энергетика — это живая, постоянно развивающаяся область. Непрерывное обучение, адаптация к изменяющимся технологическим и нормативным требованиям, а также готовность к решению новых, порой нетривиальных задач — вот залог успешной карьеры в этой стратегически важной отрасли. Будущее энергетики, несомненно, будет цифровым, интеллектуальным и устойчивым, и именно вам предстоит строить этот новый мир.

Список использованной литературы

1. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. 1987.
2. Васильева А.А. [и др.]. Электрическая часть станций и подстанций: учебное пособие. ЭБ СПбПУ, 2019.
3. ГОСТ 24291-90. Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения. 1990.
4. Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К., Чиркова Т.В. Электрооборудование электрических станций и подстанций. Издательский центр «Академия», 2013.
5. Коломиец Н.В. Электрическая часть электростанций и подстанций: учебное пособие. Томский политехнический университет.
6. Электрическая часть электрических станций и подстанций: учебно-методическое пособие. БНТУ.
7. Выбор выключателей и разъединителей. Национальный исследовательский университет «МЭИ», 2015.
8. Врублевских А.А., Горемыкин Е.В. ТЕХНОЛОГИЯ SMART GRID И АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА. КиберЛенинка.
9. Баязитов И.А., Хусаинова Е.А. МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЦИФРОВОЙ ПОДСТАНЦИИ. Международный журнал информационных технологий и энергоэффективности, 2024.
10. Назаров А.И. Расчет мощности и выбор силовых трансформаторов подстанций горных предприятий, 2017.