Проектирование подстанций с высшим напряжением 35—330 кВ, к которым относятся главные понизительные подстанции, подстанции глубокого ввода, опорные и другие подстанции, осуществляется на основе технических условий, определяемых схемами развития энергосистемы (возможностями источников питания) и электрических сетей района, схемами внешнего электроснабжения предприятия, присоединением к подстанции энергосистемы или к ВЛ, схемами организации электроремонта, проектами системной автоматики и релейной защиты.
     В качестве исходиых данных необходимо знать район размещения подстанции и загрязненность атмосферы; значение и рост нагрузки по годам с указанием их распределения по напряжениям; значение питающего напряжения; уровни и пределы регулирования напряжения на шинах подстанции, необходимость наличия дополнительных регулирующих устройств; режимы заземления нейтралей трансформаторов; значение емкостных токов в сетях 10(6) кВ; расчетные значения токов короткого замыкания; требующуюся надежность и технологические особенности потребителей и отдельных электроприемников.
     Проект подстанции, если особые условия не оговариваются инвестором, выполняется на расчетный период пять лет с момента предполагаемого срока ввода в эксплуатацию с учетом возможности ее развития на последующие пять лет. Площадка подстанции должна размешаться вблизи центра электрических нагрузок, автомобильных дорог (для трансформаторов 10 MB • А и выше), существующих инженерных сетей. Используются подъездные железнодорожные пути промышленных предприятий. Обеспечиваются удобные заходы воздушных или кабельных линий.
     Число трансформаторов, устанавливаемых на подстанциях, принимается, как правило, не более двух. Большее количество допускается на основе техникоэкономических расчетов и в тех случаях, когда на подстанциях требуются два средних напряжения.
В общем случае в настоящее время в качестве распределительного напряжения на 4УР принимают 10 кВ (уменьшение сечений и потерь в сетях по сравнению с 6 кВ). Реконструкция или строительство крупного объекта в составе завода делает правильным переход в возможно большой степени на 10 кВ и даже 20 кВ. Во всех случаях рациональное напряжение следует принимать на основе техникоэкономических расчетов.
     Однако на практике можно руководствоваться следующими рекомендациями: если мощность 6 кВ составляет менее 10... 15 % от суммарной расчетной мощности предприятия, то за Upaix принимается напряжение 10 кВ, а ЭП 6 к В запиты вают от понижающих трансформаторов напряжением 10/6 кВ; если число электроприемников напряжением 6 кВ единично (на объекте их менее четырехшести), то применяют блочные схемы (понижающий трансформатор 10/6 кВ — электроприемник); если больше шести, то, как правило, сооружают РУ 6 кВ, которое запиты вают от 5УР или трансформаторов 10/6 соответствующей мощности, устанавливаемых на объекте.
     Если на предприятии для электрических сетей напряжением до 1 кВ принято напряжение 660 В, то обычно в таком случае предпочтительнее напряжение 10 кВ, так как электродвигатели средней мощности (до 600 кВт) могут быть запитаны на напряжении 660 В.
     Если высоковольтная мощность 6 кВ в районе одной из подстанций 5УР составляет около половины, то для распределения электроэнергии можно применить одновременно напряжение 6 и 10 кВ. На ГПП в этом случае предусматривают установку понижающих трансформаторов с расщепленными обмотками на напряжение 6 и 10 кВ или трехобмоточных 110/10/6 кВ.
     При наличии крупных сосредоточенных нагрузок; при необходимости выделения питания ударных, резкопеременных и других специальных электрических нагрузок; для производств, цехов и предприятий с преимущественным количеством электроприемников I категории и особой группы I категории возможно применение трех и более трансформаторов с соответствующим техникоэкономическим обоснованием.
     В первый период эксплуатации при постепенном росте нагрузки подстанций допускается установка одного трансформатора при условии обеспечения резервирования питания потребителей по сетям среднего и низшего напряжений.
     Мощность трансформаторов выбирается такой, чтобы при отключении наиболее мощного из них оставшиеся в работе трансформаторы обеспечивали питание нагрузки во время ремонта или замены этого трансформатора с учетом допустимой перегрузки оставшихся в работе трансформаторов и резерва по сетям среднего и низкого напряжений. При установке двух трансформаторов и отсутствии резервирования по сетям среднего и низшего напряжений мощность каждого из них выбирается с учетом загрузки трансформатора не более 70 % от суммарной максимальной нагрузки подстанции на расчетный период. При росте нагрузки сверх расчетного уровня увеличение мощности подстанции производится, как правило, путем замены трансформаторов более мощными (следующего габаритного размера, поэтому фундамент выполняется сразу на следующий габаритный размер).
Трансформаторы должны быть оборудованы устройством регулирования напряжения под нагрузкой. При отсутствии трансформаторов с устройством регулирования напряжения под нагрузкой допускается использование регулировочных трансформаторов.
     Отделители на стороне высшего напряжения могут применяться как с короткозамыкателями, так и с передачей отключающего сигнала. Применение передачи отключающего сигнала должно быть обосновано (удаленностью от питающей подстанции, мощностью трансформатора, ответственностью линии, характером потребителя). При передаче отключающего импульса по высокочастотным каналам (кабелям связи) необходимо выполнять резервирование по другому высокочастотному каналу (кабелю связи) или с помощью коротко замыкателя.
     Распределительные устройства 6—10 кВ выполняются на двухтрансформаторных подстанциях, как правило, с одной секционированной или двумя одиночными секционированными выключателем системами сборных шин с нереактированными отходящими линиями; РУ на однотрансформаторных подстанциях выполняются, как правило, с одной секцией. На стороне 6—10 кВ должна предусматриваться раздельная работа трансформаторов.
     При необходимости ограничения токов КЗ на стороне 6—10 кВ могут предусматриваться следующие мероприятия:
а)применение трехобмоточных трансформаторов с максимальным сопротивлением между обмотками высшего и низшего напряжений и двухобмоточных трансформаторов с повышенным сопротивлением;
б)применение трансформаторов с расщепленными обмотками 6—10 кВ;
в)применение токоограничивающих реакторов в цепях вводов от трансформаторов.
     Степень ограничения токов КЗ распределительных устройств 6 —10 кВ определяется с учетом применения наиболее легкой аппаратуры, кабелей и проводников и допустимых колебаний напряжения при резкопеременных толчковых нагрузках.
При необходимости компенсации емкостных токов в сетях 35, 10, 6 кВ на подстанциях должны устанавливаться заземляющие реакторы. При напряжении 6—10 кВ заземляющие реакторы подключаются к сборным шинам через выключатели и отдельные трансформаторы.
     В закрытых распределительных устройствах всех напряжений должны устанавливаться воздушные, малообъемные масляные, элегазовые выключатели или (предпочтительнее) вакуумные. Можно ориентироваться на выключатели, выпускаемые на номинальные токи 400, 630, 1 000 А и номинальный ток отключения 10; 12,5; 20 кА. Распространены в КРУ внутренней и наружной установки выключатели маломасляные подвесного исполнения полюсов с электромагнитным приводом (ВМПЭ) на номинальные токи 630, 1000, 1600, 3150 А и током отключения 20 и 31,5 кА.
     В сборных камерах закрытых распределительных устройств (ячейках КСО272 и КРУН) устанавливаются выключатели маломасляные подвесные (ВМП) на 630 и 1 000 А при номинальном токе отключения 20 кА. Для коммутации в цепях генераторов 10 кВ применяются выключатели на номинальный ток 2 000, 3150, 4 000, 5 000 А; ток отключения при работе без автоматического повторного включения (АПВ) — 45 и 63 кА с амплитудным значением предельного сквозного тока 120 и 170 кА.
     При выборе аппаратов и ошиновки по номинальному току оборудования (синхронные компенсаторы, реакторы, трансформаторы) необходимо учитывать нормальные эксплуатационные, послеаварийные и ремонтные режимы, а также перегрузочную способность оборудования. Аппаратура и ошиновка в цепи трансформатора должны выбираться, как правило, с учетом установки в перспективе трансформаторов следующего габаритного размера.