Електрическа част на електрически централи и подстанции

Енергийната система включва електрически централи, свързани помежду си и с потребителите на ел. и топлинна енергия чрез електропроводни линии, електрически подстанции и топлинни мрежи в общ режим на работа и непрекъснат процес на производство, разпределение и  потребление на ел. и топлинна енергия. Електроенергийната система включва електрическата част на енергийната система и обхваща ел. генератори, електропроводните линии, електрическите подстанции,  и преобразувателните ел. уредби. Електрическата енергия има неоспорими преимущества пред всички други видове енергия. Тя се използува не само като двигателна сила, а и като технологично средство и основа за механизация, автоматизация к химизация на производствените процеси. Произвежда се сравнително лесно и в големи количества, може да се пренася на далечни разстояния, лесно се разпределя между потребителите и се преобразува на мястото на потреблението в други видове енергии — топлинна, механична, хи­мична, светлинна и т. н.

Производството на електрическа енергия има специфични особености н изисквания, които оказват влияние върху работата на EEC. По-сьществените от тях са:

 а).във всеки момент произведената \, потребената мощност трябва ха бъдат равни;

 б)във всички точки на електрически и магнитно свързаните мрежи гъстотата с еднаква;

 в) при пренос на мощности напреженията в отделните възли на систе­мата са различни;  

 г) преходните процеси протичат относително бързо, което изисква ползване на специални автоматични устройства и защити;

д) нарушаването на нормалната работа на един от елементите на ЕЕС се.отразява на работата на други елементи или на цялата система. Електроенергийната система е комплекс от сложни инженерни съоръ­жения, разположени на територията на цялата страна, и нейната експлоатация не може да се осъществи без единно оперативно (диспечерско)  управление. То е многостепенно и централизирано. с У нас е изградено Централно диспечерско управление (ЦДУ), на което са подчинени в оперативно отношение всички електроенергийни обекти независимо от ведомствената им принадлежност. Създадени са четири териториални диспечерски управления (ТДУ) и близо 30 районни диспечерски служби (РДС), а в отделни случаи има диспечерски пунктове към големи електроенергийни потребители.

Най-важните оперативни превключвания, които оказват влияние на работата на EEC, се осъществяват само по разпореждане или c разрешение на ЦДУ.

За много потребители качеството на електрическата енергия е тясно свързано с качеството на произвежданата от тях продукция.

Качеството на електрическата енергия се определя от степента на съответствие между фактическите и нормираните стойности на група от нормативно установени показатели.

Показателите за качество на електрическата енергия в мрежите за трифазен променлив ток са дадени в БДС 10694/80. Основни показатели са: отклонение на честотата, колебание на честотата, отклонение на на­прежението, колебание на напрежението, несиметрия на напрежението, несинусоидност на формата на кривата на напрежението, изместване на звездния център и др.

Потребителите на електрическа енергия се делят на четири категории според надеждността на захранването им:

Нулева категория — това са потребители, при които прекъсването на захранването с електрическа енергия води до опасност за живота на хората и до повреда на скъпи съоръжения. Потребителите от тази категория изискват захранване от два или повече независими източници.   

Първа категория — при_тях прекъсването на електрическата енергия води до значителни загуби за стопанството на страната, масово бракуване на продукция, разстройване на сложни технологични процеси, нарушаване на работата на особено важни комунални обекти. Потребителите от първа категория трябва да получават електрическа енергия от два независими източника, резервирани взаимно чрез АВР.

Втора категория — при тях прекъсването на електрозахранването е свързано с голям обем непроизведена продукция, с престой на работници, съоръжения, промишлен и обществен транспорт, нарушаване на условията за живот на много хора. Препоръчва се потребителите от тази категория да се захранват от два независим и източника, които се резервират взаимно, но превключването може да бъде ръчно от дежурния персонал.

Трета категория - всички останали потребители на електрическа енергия, които не са включени в първите три категории. Допуска се за­хранване от един източник.

Разгледана в световен мащаб, електроенергетиката се намира в непре­къснат подем и темповете на нейния ръст изпреварват ръста на промиш­леността и другите стопански отрасли.

Развитието на електроенергетиката е не само количествено, но и ка­чествено. То се основава на научните изследвания и постижения в тази област и на успехите на електротехническата промишленост и енергетич­ното машиностроене.

Съвременните тенденции в развитието на електроенергстиката са на­сочени към по-нататъшно нарастване на инсталираните мощности на от­делните агрегати и на електрическите централи, увеличаване на единич­ните мощности на трансформаторите и  номиналните напрежения  на електрическите мрежи. Разработва се и в перспектива ще се използува принципно нова енергетична техника (магнитохидродинамични и електрогазодинамични генератори; генератори, действуващи на основата на управляем термоядрен синтез; криогенни генератори, кабели и разпре­делителни уредби), нетрадиционни електрически централи с практическо значение — слънчеви, геотермални, вятърни и др. Търсят се нови начини за предаване и разпределение на електрическата енергия. Засилва се тен­денцията за създаване на интегрални многоцелеви енергийни и електро­енергийни комплекси и се усъвършенства управлението им на основата на изграждане на единни автоматизирани системи за управление (АСУ). Те ще включват не само отделните АСУ в дадения отрасъл, но ще рабо­тят в диалогов режим с АСУ в другите отрасли.

Стремежът е нашата електроенергетика да следва световните тенден­ции, но по обективни и субективни причини има голям брой нерешени, спорни и погрешно решени въпроси, които се отразяват на сегашното и състояние. Основни проблеми са остарялата и в много случаи неподходя­ща материална база, липсата на енергийни ресурси, видът на новоизгражданите генериращи мощности, неефективното използуване на елект­рическата енергия и др.

Инсталираната мощност на EEC на страната към началото на 1991 г. е над 12 300 MW, от които 3760 MW в АЕЦ, около 2000 MW във ВЕЦ (без ПАВЕЦ „Чаира") и близо 6600 MW в ТЕЦ. Част от тези мощности не могат да се използуват напълно и реално разполагаемата мощност е значително по-малка. Най-мощните агрегати в ТЕЦ са 200 MW, a в АЕЦ — 1000 MW. Електропроводните линии 110 kV от преносни през последните години се превърнаха в разпределителни, като дължината им надминава 7000 km. Поа роени са над 2100 km преносни електропровод­ни линии 220 kV и около 1200 km линии 400 kV. В експлоатация е елект­ропроводна линия 750 kV, която свързва EEC на нашата страна и Украй­на и служи предимно за авариен резерв на реакторните блокове 1000 MW в АЕЦ „Козлодуй". Изградена е междусистемна връзка с EEC на Украйна и с напрежение 400 kV. Такива връзки с различни напрежения има и с Гърция, Турция, Румъния и бивша Югославия. Чрез тях се осигу­рява по-голяма маневреност и надеждност и се постига по-ефективно използуване на енергийните източници и съоръжения на EEC.

Схемите на главните по­нижаващи и на разпределителните подстанции зависят от начина на свързването им с енергийната система или със заводската цен­трала и от категорията на потребителите. Захранващото напре­жение може да бъде от 6 до 220 kV. Напреженията, които се из­ползуват в предприятията, зависят от потребителите (напр. дви­гатели за в. н., електрически пещи и др.) и често те определят външното захранващо напрежение. У нас на­последък все по-често се използува захранващо напрежение 20 kV.

Когато връзката с енергийната система се осъществява с нап­режение 6—10 kV, са възможни два основни варианта: без за­водска централа или със заводска централа.

Когато няма заводска централа, връзката с напрежение 6—10 kV може да се осъществи само ако предприятието се намира на не повече от 5 — 10 km от подстанция или от централа на системата. При по-дълги разстояния загубите на електрическа енергия значи­телно нарастват. При такова напрежение в подстанцията на пред­приятието енергията само се разпределя и затова може да се на­рече централна или главна разпределителна подстанция. Когато има заводска централа, подстанциите на предприятието се захранват едновременно от нея и от енергийната   система, ка то паралелната работа се осъществява чрез връзката с напреже­нието 6—10 kV. Ако централата се намира в центъра на товарите, нейната разпределителна уредба се използува едновременно и за централна разпределителна подстанция. Когато центърът е отда­лечен от централата, ЦРП се разполага в него и чрез нея се осъществява връзката меж­ду централата и енергийната система. Такава схема е по­казана на фиг. 4-4. В досегашната практика за потребители III категория се използува схемата, пока­зана на фиг. 4-5 а — с един електропровод и с един по­нижаващ трансформатор. Този начин за свързване с енергийната система може да се използува и когато в предприятието има по­требители II и III категория, но на страната 6—20 kV трябва да има осигурено резервно захранване за потребители II категория от друг независим източник. За потребители II и I категория се използуват схемите на фиг. 4-5 б и фиг. 4-5 в, при които връзката е двойна и има два трансформатора.През последните години намира приложение и друг начин за свързване — т. нар. схема дълбок въвод (фиг. 4-6). Тази схема се отличава с висока икономичност, простота и сигурност. При трансформаторите не се монтират скъпите прекъсвачи за в. н., а само късосъединителите и разединителите. В подстанцията не се монтират и други допълнителни съоръжения, като акумулатор, на батерия, табла за управление, маслено и   компресорно   стопанство. Когато центърът е отда­лечен от централата, ЦРП се разполага в него и чрез нея се осъществява връзката меж­ду централата и енергийната система. Такава схема е по­казана на фиг. 4-4.

При повреди в трансформатора на едно от пред­приятията (в случая първото), за които релейната защита на прекъсвача 3 на енергийната система не е чувствителна, се включ­ва късосъединител. Късосъединителят е съоръжение, което прави изкуствено късо съединение. Вследствие на късото съеди­нение релейната защита при енергийната система задействува и прекъсвачът 3 изключва двете предприятия. След изключването отделителят 2 изключва първото предприятие в т. нар. безтокова пауза, Отделителят е съоръжение, което отделя електрически­те вериги. След кратко време (няколко секунди) прекъсвачът 3 автоматично се включва (система АПВ — автоматично повторно включване) и захранването на второто предприятие, което няма повреди, се възстановява. Първото предприятие ще бъде включе­но отново след отстраняването на повредата. Схемата на фиг. 4-6 а е подходяща за захранване на едно до четири предприятия с потребители III категория.

За предприятия с потребители II и I категория е подходяща схемата дълбок въвод на фиг. 4-6 б.

Предприятието се захранва с две връзки, които трябва да представляват два независими източника на електроенергия. Оси­гурено е непрекъснато електроснабдяване дори когато единият трансформатор   не   работи.

Когато има заводска централа, възможни са също няколко случая:

а)            ако централата е в центъра на товарите на предприятието, главната понижаваща (и едновременно повишаваща) подстанция се разполага на територията на централата и осъществява както вът­решното захранване, така и връзката с енергийната система (фиг. 4-7); в случая напрежението на генераторите и това на по­требителите в  предприятието   е еднакво — 6 kV;

б)            ако централата не е в центъра на товарите, в центъра се разполага ГПП, която се свързва чрез трансформатори със систе­мата и чрез електропроводи с генераторно напрежение — с цен­тралата (фиг. 4-8);

в)            ако предприятието е голямо и централата е достатъчно от­далечена от ГПП, връзката между централата, ГПП и енергийна­та система се осъществява чрез електропроводи с напрежение, по-високо от генераторното (фиг. 4-9).

Схеми на главните понижаващи подстанции. Напрежението на високата страна на трансформаторите е 35—220 kV. Когато потребителите са III категория, може да има само един транс­форматор. При потребители I и II категория трансформаторите са най-малко два. Всеки трансформатор се захранва с отделен елек­тропровод от системата, което също е резервиране. Има ГПП, в които се развива шинна система на високата страна (особено ко­гато, има връзка с високо напрежение със собствената централа).

Цеховите понижаващи подстанции и трафопостовете се захран­ват от ГПП, от ЦРП или от РП, а когато цеховете или предприятията са малко — направо от подстанции на енергийната система. На­прежението е обикновено 6, 10 или 20 kV.

Цеховите трансформаторни подстанции, които имат само един трансформатор, се използуват главно за потребители III категория и много рядко за II категория. Захранващият електропровод обикновено е кабелен, но може да бъде и въздушен.

На фиг. 4-12 са показани различни начини на захранване на такива трафопостове. Когато мощността на трансформатора е малка (напр. 400 kVA), защитата се осъществява с предпазители (фиг. 412 а). Когато трансформаторите са отдалечени от ГПП, от ЦРП, от РП и мощността им е по-голяма (например 1000 kVA), до тях може да се монтира разединител и прекъсвач (фиг. 4-12 5) й да се използува газова защита или само прекъсвач в КРУ (фиг. 4.12 г).

С помощта на електрическите измерителни апарати се осъ­ществява контрол на режима на работа и на състоянието на от­делните агрегати, на въздушните и на кабелните електропроводи за в. н., на разпределителната мрежа за н. н., а също така на качеството и количеството на произведената или на разпределе­ната електрическа енергия. Електрическите измерителни апарати се монтират върху таб­лата за управление на подстанциите и на разпределителните пунктове на удобни места за наблюдаване от обслужващия пер­сонал. Когато няма постоянен обслужващ персонал, могат да се монтират върху предните стени на разпределителните уредби. Така отпада необходимостта от специални помещения за   управление и се спестяват проводниците между измерителните   транс­форматори и апаратите.

Най-често използувани апарати са амперметрите, волтметрите, ватметрите, честотомерите и електромерите за активна и реак­тивна енергия. Количеството на изпол­зуваните апарати трябва да бъде тако­ва, че осъществяваният контрол да бъ­де достатъчен за правилно експлоати­ране на съоръженията. Количеството за­виси също от вида и от важността на електрическите съоръжения.

 Когато предприятието има собствена електрическа централа, подстанцията, която го свързва с енергийната система, трябва да има измерителни апарати за измерване на тока на различните фази, на напрежението, на активната и на реактивната мощност и енергия и др. Така във всеки момент могат да се следят всич­ки величини и да се вземат съответни  мерки за регулиране.

 Когато една разпределителна подстанция захранва различни цехове и производства и на отделните й из­води се измерва отдадената електрическа енергия, общо измер­ване на цялата енергия не е нужно. По същия начин се постъп­ва и за връзките между различни главни понижаващи подстан­ции, ЦРП и РП. Във всички случаи се следи товарът поне на една фаза за всяка връзка. Шинни системи на ГПП и РП. При ГПП с напрежение на високата страна 35—220 kV за шинните системи се монтират волтметри с превключватели за измерване на напрежението меж­ду фазите и земята. Монтира се и честотомер. Понижаващи трансформатори в главните понижаващи подстанции. Това са трансформатори с голяма мощност и на­прежение на високата страна 35-220 kV, а на ниската — 6 — 20 kV. За такива трансформатори се предвиждат няколко защити. Амперметри се поставят на една или на трите фази. Измерване­то се осъществява според възможностите—на високата или на ниската страна. Същото е положението и с измерването на ак­тивната и на реактивната енергия и мощност. Понижаващи трансформатори в цехови подстанции. Те са с малка мощност (до 1600 kVA) и затова измерванията при тях са по-ограничени. Обикновено измерването става на страната на ниското напрежение. Измерват се енергията, токът на едната или на трите фази и напрежението на шините. Измерванията мо­гат да стават и на високата страна, ако по някакви причини там има монтирани измерителни трансформатори. Електрически двигатели с напрежение 3—6 kV. Когато двигателите са асинхронни, товарът им се следи чрез един ам­перметър. Ако е необходимо, може да се монтира и киловолт-метър. Когато трябва да се следи изразходваната енергия за дадения вид производство, се монтират електромери за активна енергия. При синхронни двигатели се монтира допълнително електро­мер за реактивна енергия и косинус-фи-метър. Във веригата на възбуждането също се монтира амперметър, а понякога и волт-метър. Измерване на електрическата енергия. Осъществява се с електромери за активна и за реактивна енергия. По предназна­чение те могат да бъдат: изчислителни—за плащане на закупе­на или продадена енергия, и контролни—само за вътрешни из­мервания.

Електромерите за активна енергия служат за: а)    измерване на взета или изнесена енергия, която се плаща на или от енергийната система;  б) контролиране на специфичния разход на електрическа енергия за даден вид производство; в)                контролиране на определен режим за ползуване на елек­трическа енергия; г)             определяне на загубите на енергия в преносните съоръжения.
Чрез електромерите   за реактивна енергия се измерва: а) произведената реактивна енергия от генераторите и от компенсиращите устройства; б)   използуваната реактивна енергия от  потребителите:  в)    преминалата през трансформаторите реактивна  енергия.
Чрез измерената   активна и реактивна енергия за даден   период може да се определи средният фактор на мощността (cos ср). Винаги е по-удобно, по-просто и по-евтино електромерите да се монтират на ниската страна на трансформаторите. Изискванията за точност към електромерите за контролни измервания са много по-ниски, отколкото към електромерите за отчитане и плащане на електрическата енергия.  Не винаги измерването на елек­трическия товар дава вярна представа за състоянието на агрега­тите. Товарът може да бъде в допустимите граници, а транс­форматорът да се загрява поради това, че не работи охлажда­нето му. Затова на трансформаторите и на големите двигатели освен електрическите измерителни апарати се предвиждат и ус­тройства за контролиране на температурата (термометри) Тези термометри могат да бъдат живачни, манометрични, съпротиви­телни. Измерване на налягането. Прилага се за трансформаторите на комплектните трансформаторни подстанции, на които част от казана е изпълнена с неутрален газ с определено налягане.

Устройството на понижаващите подстанции може да бъде най-разнообразно в зависим от мощността, от броя и от типа на трансформаторите, от типа на комутационната апаратура, местоположението им и др. Всички съоръжения (уредби) на подстанциятя, които са предназначени за приемане и разпределяне на електрическата енергия, наричаме разпределителни. Разпределителните уредби биват: а) закрити и б) открити. Основните елементи на РУ за ВН са: шинна система, въводни изводи (полета или килии), коридори (пътеки) за обслужване, гръмоотводи и заземителни съоръжения, помещения за трансформатори и реактори, помещения за акумулаторни батерии, кабелни канали, помещения за таблата за управление, сегнализация и защита, измерване и др. Структурната схема на тягова подстанция за променлив ток е дадена на фиг. 4.6  Тъй като токът не се изправя, а само се понижава напрежението и се променя броя на  фазите ,тяговите агрегати представляват еднофазни трансформатори. Подстанцията има първична и вторична РУ. Трансформаторите за собствени нужди се прикачат към вторичната разпределителна уредба. Изглаждащи съоръжения не са необ­ходими. Ако в подстанцията има и трансформатори за захранване на районни нужди, те се прикачват към първичната разпределителна уредба Еднолинейната схема на тяговата подстанция за променлив ток има една или друга структура в зависимост от начина на захранването й от енергийната система, както и от мястото на подстанцията по отношение на гарите и контактната мрежа.

Схемата на първичната разпределителна уредба зависи от това, дали подстанцията е опорна, междинна, транзитна или проходна, дали се из­гражда самостоятелно или съвместно с районна подстанция. При всички тези случаи РУ 27,5 кV може да  се изпълни по един и същи начин. Обикновено, когато тяговата подстанция е опорна, РУ 110 kV има двойна шинна система (фиг. 4.7). Всички входове на трансформаторите се присъединяват към двойната шинна система. Към всяка шинна систе­ма се включват през общ разединител напрежителен трансформатор и раз-рядник. Всеки вход от електропровода 110 kV се присъединява към шините посредством линеен разединител 1 със заземителен нож 2 , маломаслен прекъсвач 3 , токов трансформатор 4 и два шинни разе-динителя 5 . Между двете шинни системи се включва шиносъедините-лен прекъсвач 6 , заграден от двете страни с разединители 7 Силовите трансформатори 8 се включват към двете шинни системи също чрез шинни разединители 9 и маломаслени прекъсвачи 10 . Между транс­форматор и прекъсвач разединител не се поставя.

Разпределителната уредба на страна 27,5 к V се захранва с енергия от ниската страна на силовите трансформатори. Най-често тя се изпълня­ва с единична, двойносекционирана работна шина и обходна шина, как­то е показано на фиг. 4.7. При тази схема силовите трансформатори са свързани към двете крайни секции на работната шина. От същите две * секции се захранват фидерите, отиващи към контактната мрежа. От сред­ната секция през шиносъединителния прекъсвач 11 и разединителите 12 се  подава  напрежение  на обходната шина. Същевременно всеки фидер има връзка с обходната шина посредством разединителя 15. По този начин се създава възможност шиносъединител­ният прекъсвач 11 да ре­зервира всеки един от фидерните прекъсвачи 14. Така например, ако се повре­ди или се проверява прекъс­вачът 14 на фидера 19 , той се изключва заедно с разеди­нителите му 13 и се включ­ва разединителят 15 към об­ходната шина. След това се включва шиносъединителният прекъсвач  и фидерът 19 ще получи захранване от глав­ната шина през шиносъедини­телния прекъсвач, обходната шина и обходния разединител. Характерно за тази схема е, че обходната шина не резервира главната, тъй като се захран­ва от нея. При късо съедине­ние по главната шина повре­дената част се отделя чрез сек­ционните разединители и под­станцията продължава да ра­боти, но с намалена мощност. Шиносъединителният прекъсвач се включва към средната секция с цел при такива аварии да бъде свързан към здравата част. Следователно чрез обходната шина и шиносъединителния прекъсвач се резервират фидер-ните прекъсвачи. Към средната секция на главната шина се включва и трансформаторът за собствени нужди. Тази схема на РУ 27,5 k V е при­ложена в почти всички тягови подстанции на БДЖ.

 Ако подстанцията има само два входа и два силови трансформатора и не се предвижда разширение, прилага се т.нар. Н—схема (фиг. 4.9) . При тази схема шинна система на страна 110 /< V не се разви­ва. Входовете са свързани по­следователно с трансформато­рите. С помощта на мостовия прекъсвач / се осигурява въз­можност за захранване на всеки трансформатор и от двата вхо­да. При ревизия на мостовия прекъсвач мостовата връзка се осъществява чрез шунтиращия разединител   2  

Съществуват много други варианти на схеми на РУ 27,5 kV, прилагани в Русия, Франция и други страни, съобра­зени с конкретните особености на захранващата система, на тя-говата и районната мрежа, как­то и с комутационните качества на използуваната апаратура.

Тяговата подстанция получава енергия от енергийната система чрез захранващи електропроводи. В структурата и влизат следните основни елементи (блокове).

а) първична разпределителна уредба. Тя има за задача да получи енергията от захранващите електропроводи и да я разпредели между силовите преобразувателни агрегати.

 б)           силови преобразувателни агрегати. В тях се изправят токът и напрежението, като последното се понижава до необхо­димата за контактната мрежа стойност;

в)            разпределителна уредба за постоянен ток.Тя получава енергия от преобразувателните агрегати и я разпределя меж­ду фидерите, които захранват контактната мрежа. Към нея се свързват обратните фидери, които съединяват релсовия път с отрицателната шина на разпределителната уредба;

г)             изглаждащи съоръжения. Изправеният ток и напре­жение не са идеално изгладени, а пулсират. Пулсациите предизвикват
смущения в съобщителните връзки и в работата на тяговите двигатели. За да се намалят тези неприятни влияния, към разпределителната уредба за постоянен ток се монтират специални изглаждащи съоръжения: реак­тор и резонансни филтри;

д)            собствени нужди. Тяговата подстанция има и собствена консумация на електрическа енергия. Захранването на собствените кон­суматори става от трансформатор за собствени нужди и от акумулаторна батерия. Трансформаторите се захранват от първичната разпределител­на уредба и понижават напрежението от 35 кV или 10 к V на 380/ 220 V. Акумулаторната батерия захранва постояннотоковите консума­тори и служи за резервно захранване на някои консуматори в авариен режим. В някои конкретни случаи към първичната разпределителна уредба може да се прикачат и трансформатори за захранване на районни нужди. Как изглежда една примерна еднолинейна схема на такава тягова подстанция? Подстанцията (фиг. 4.2) се захранва от два електропровода 1 , Те се свързват към шините на първичната разпределителна уредба чрез разединителите 2 и 3 и прекъсвачите 4.В случая първичната разпределителна уредба е изпълнена с двойна шинна система — работна и резервна, които са напълно равностойни. Включването и изключването на входовете (захранващите електропроводи) се извършват от прекъсва­чите, а разединителите съединяват или разединяват видимо веригата само при изключени прекъсвачи. При късо съединение по една от системите шини всички елементи се прехвърлят към другата, здравата и подстан­цията продължава да работи нормално.

От шините на първичната разпределителна уредба се захранват сило­вите преобразуватели. Всеки от тях се състои от трансформатор 5 и токоизправител 6 . Те се прикачват към шините за високо напрежение чрез прекъсвач 4 и разединители 3 . Наличието на два разединителя за присъединяване на трансформаторите към шините позволява включва­нето им към всяка от шинните системи да стане без затруднение. Общият катод на токоизправителния блок представлява положителният полюс на веригата и се свързва чрез бързодействуващия прекъсвач и разедиинител 8 към положителната шина на разпределителната уредба (РУ) за постоянен ток. И тук включването и изключването на веригите стават от бързодействуващите прекъсвачи, а с разединителите се работи само при изключени прекъсвачи. Освен главната положителна шина в РУ е монти­рана и спомагателна (обходна) положителна шина, която получава на­прежение от главната чрез шиносъединителния бързопрекъсвач 14 и съ­ответните разединители 15 . При това положение обходната шина не мо­же да резервира главната. Нейната задача е чрез шиносъединителния пре­късвач да се резервират при необходимост бързопрекъсвачите на фидери-те 7 f захранваши контактната мрежа. Тогава фидерът се захранва от главната положителна шина, разединителите 15 прекъсвача 14, обход­ната положителна шина и обходния разединител   10.

Общият анод на токоизправителния блок представлява минусът във външната верига и се свързва чрез разединителя 3 с отрицателната ши­на. Фидерите, които захранват контактната мрежа, са свързани чрез бързодействуващи прекъсвачи към главната положителна шина. За резерви­ране на прекъсвачите от шиносъединителния прекъсвач е направена връз­ка със спомагателната шина през обходния разединител 10 . Отрицателна­та шина е свързана с релсовия път чрез обратните фидери 13. При тро­лейбусния транспорт тя е свързана с един от проводниците на контактната мрежа. Трансформаторите за собствени нужди се захранват от шините на страна променлив ток чрез разединители и предпазители. Те понижават напрежението до 380/220 V. От шините на собствените нужди чрез разединители и предпазители се захранват веригите на осветлението, отоплението и другите собствени консуматори. За   изглаждане  на   пулсациите на изправеното напрежени в отрицателната  шина е включен реакторът 11, а между нея и положителната шина -  резонансните филтри    12 тора. Обратните фидери   13   се включват към шините след реактора. Разгледаната тук еднолиней-на схема е само един вариант на изпълнение на тягова подстанция за постоянен ток. В тяговите под­станции на градския електрически транспорт — трамваен и тролей­бусен, двойна шинна система в първичната РУ се прилага много рядко. При тях обикновено се прилагат единични шини, разделе­ни чрез разединители на две или три секции (фиг. 4.4) . При късо съединение на шините повредената секция се отделя чрез разединителя  , а останалата част от под­станцията остава в действие. В тази схема входовете и тяговите преобразувателни агрегати се разпределят равномерно между секциите. Отделянето на повредената секция с разединител може да стане само при изключено напрежение.

Електрическите уредби , електрическите централи и подстанции се

изграждат по определени схеми, които отразяват вътрешната структура между елементите им.

В общия случаи под понятието електрическа схема се разбира чертеж,  на който с условни (символични) графични означения са изобразени еле­ментите на уредбата (генератори, трансформатори, електропроводни линии,събирателни шини, комутационни апарати, измервателни трансформатори и други апарати), съединени помежду си и такава последователност, която отговаря на тяхното действително изпълнение.

 Електрическите схеми на електрическите централи и подстанции се  делят на първични (схеми на първичната комутации) и вторични (схеми на вторичната комутация). От своя страна пьрвичните схеми се подразделят па главни схеми и схеми за собствени нужди..

На практика главната схема не само характеризира напьлно съоръже­нията на електрическата уредба, но и определя в значителна степен ней­ните технико-икономически и експлоатационни показатели. Затова по­нятието „електрическа схема" се пренася и прилага за реално съществу­ващата електрическа уредба, условно изобразена па чертежа. На тази основа се говори за „надеждност на схемите*', „оперативна гъвкавост на  схемите" и т. н.

Главните схеми включват основните електрически сьоръжения (гене­ратори, трансформатори, синхронни компенсатори), комутационните и  други електрически апарати и първичните (силовите) вериги, по които  енергията се предава от източниците към потребителите.

Схемите за собствени нужди са тясно свързани с главните схеми и
обхващат елементите в първичните вериги, посредством които се захранват потребителите в системата за собствени нужди на електрическата
централа или подстанция. На чертежите първичните схеми на трифазните системи се представят  еднолинейно или три.линейно, а обикновено елементите на уредбата се показват в изключено положение (без външно въздействие), с изключе­ние на някои специални случаи.

По принцип към всяка фаза на трифазната система се монтират еднотипни апарати, поради което се приема, че между тях има пълна симет­рия и на еднолинейните схеми трите фази се чертаят с една линия. Ако  апаратите към отделните фази са различни или системата не е трифазна (четирипроводна и  др.), това се отбелязва па чертежа по определен начин. Еднолинейните схеми са нагледни, лесно се съставят и разчитат и затова имат най-голямо практическо приложение при проектиране, изчисление и анализ на режимите, разработване на схемите на вторичната комутация, за учебни цели и т.н. На трилинейните схеми трите фази се изобразяват с отделни линии, като на тях обикновено се показват и съединенията на вторичните вериги за измерване, релейна защита, автоматика. По предназначение първичните схеми се разделят на структурни, принципни и пълни. Структурните схеми  се разработват в началния стадий на проектирането преди главните схеми. На тях се показват само основните функционални елементи на електрическите уредби без електрическите апарати и шинни системи. Те обхващат всички РУ, изобразени условно като правоъгълници, генераторите, трансформаторите и връзките помежду им. Предназначени са главно за получаване на обща представа за уредбата и нейната работа и за съставяне на по-подробните принципни и пълни схеми.

Принципните схеми  съдържат основните функционални елементи без някои електрически апарати, като измервателни тр-ри, вентилни отводи и др. На тях не се нанасят типът и техническите данни на съоръженията, апаратите и шините. Пълните схеми на първичните електрически съединения обхващат всички функционални елементи на първичните вериги с означаване на типа и техническите им данни. На тях често се нанасят и апаратите за измерване и релейна защита, без да се показва свързването им, или това се прави опростено. При избора на главните схеми на РУ на ел. централи и подстанции трябва да се отчитат такива фактори като: типа и режимите на работа на ел. централа или подстанция и значението и за ЕЕС; схемите и напреженията на близките участъци от мрежата, връзките с тях и пропускателната им способност; броя, мощността и вида на присъединенията; големината и характера на местния товар;категорията на потребителите по изискванията им за надеждност на електроснабдяването; перспективите за развитието на схемата и др. Основните изисквания към ел. схеми на РУ са: НАДЕЖНОСТ – изразява се в свойството на елементите и схемата на ел. уредба да изпълняват функциите си при определени условия на работа, като осигуряват непрекъснато производство, пренасяне и разпределение на ел. енергия в зададен обем и с нормирани качествени показатели. УДОБСТВО И БЕЗОПАСНОСТ ПРИ ОБСЛУЖВАНЕТО – определя се от възможността да се извърши подготовка на работното място за ремонт на отделните елементи или части на РУ, като с минимален брой превключвания се осигурява безопасност за ремонтния персонал. Колкото по-проста и нагледна е схемата, толкова по-безопасно е нейното обслужване. ОПЕРАТИВНА ГЪВКАВОСТ – характеризира способността на схемата да запазва функционалните си възможности при различни режимни състояния. ИКОНОМИЧНОСТ -  оценява се с размера на пълните приведени (изчислителни) разходи, които трябва да бъдат минимални. ВЪЗМОЖНОСТ ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ, ЕКОЛОГИЧНА ЧИСТОТА – характеризира се с влиянието, което РУ и схемата, по която е изградена, оказват на околната среда, обслужващия персонал и хората живеещи в близост до площадката на уредбата.