Eldistribution: transformatorstationer, nödvändig utrustning, distributionsvillkor, tillämpning, redovisning och kontrollregler

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Hur är distributionen av el och dess överföring från huvudströmkällan till konsumenten? Denna fråga är ganska komplicerad, eftersom källan är en transformatorstation, som kan placeras på ett betydande avstånd från staden, men energin måste levereras med maximal effektivitet. Denna fråga bör övervägas mer i detalj.

Allmän beskrivning av processen

Som tidigare nämnts är det ursprungliga objektet, varifrån distributionen av el börjar, idag ett kraftverk. Numera finns det tre huvudtyper av stationer som kan förse konsumenter med el. Det kan vara ett värmekraftverk (TPP), ett vattenkraftverk (HPP) och ett kärnkraftverk (NPP). Utöver dessa bastyper finns det även sol- eller vindstationer, men dessa används för mer lokala ändamål.

Dessa tre typer av stationer är både källan och den första distributionspunkten för el. FörFör att utföra en sådan process som överföring av elektrisk energi är det nödvändigt att avsevärt öka spänningen. Ju längre bort konsumenten är, desto högre bör spänningen vara. Så ökningen kan nå upp till 1150 kV. En ökning av spänningen är nödvändig för att minska strömstyrkan. I det här fallet sjunker också motståndet i ledningarna. Denna effekt låter dig överföra ström med minsta effektförlust. För att höja spänningen till önskat värde har varje station en step-up transformator. Efter att ha passerat genom sektionen med transformatorn överförs den elektriska strömmen till det centrala distributionscentret med hjälp av kraftledningar. PIU är en central distributionsstation där el distribueras direkt.

Allmän beskrivning av aktuell väg

Sådana anläggningar som den centrala distributionscentralen finns redan i närheten av städer, byar etc. Här sker inte bara distribution utan även ett spänningsfall till 220 eller 110 kV. Därefter överförs el till transformatorstationer som redan finns i staden.

När man passerar genom så små transformatorstationer sjunker spänningen igen, men till 6-10 kV. Därefter sker överföring och distribution av el genom transformatorpunkter som finns i olika delar av staden. Det är också värt att notera här att överföringen av energi inom staden till transformatorstationen inte längre sker med hjälp av kraftledningar, utan med hjälp av utlagda jordkablar. Detta är mycket mer ändamålsenligt än att använda kraftledningar. Transformatorpunkten är den sista anläggningen pådär distribution och överföring av el samt dess minskning för sista gången sker. I sådana områden sänks spänningen till de redan kända 0,4 kV, det vill säga 380 V. Sedan överförs den till privata flervåningshus, garagekooperativ etc.

Om vi kort betraktar överföringsvägen så är den ungefär som följer: energikälla (10 kV kraftverk) - step-up transformator upp till 110-1150 kV - kraftöverföringsledning - transformatorstation med nedtrappningstransformator - transformatorpunkt med spänningsfall till 10- 0,4 kV - konsumenter (privat sektor, bostadshus, etc.)

Processfunktioner

Produktionen och distributionen av el, såväl som processen för dess överföring, har en viktig egenskap – alla dessa processer är kontinuerliga. Med andra ord sammanfaller produktionen av elektrisk energi i tid med processen för dess förbrukning, vilket är anledningen till att kraftverk, nätverk och mottagare är sammankopplade med ett sådant koncept som common mode. Denna egenskap gör det nödvändigt att organisera energisystem för att bli mer effektiva i produktion och distribution av el.

Här är det mycket viktigt att förstå vad ett sådant energisystem är. Detta är en uppsättning av alla stationer, kraftledningar, transformatorstationer och andra värmenätverk, som är sammankopplade av en sådan egenskap som ett gemensamt läge, såväl som en enda process för produktion av elektrisk energi. Dessutom genomförs omvandlings- och distributionsprocesserna inom dessa områden under det allmännakör hela systemet.

Den huvudsakliga arbetsenheten i sådana system är den elektriska installationen. Denna utrustning är designad för produktion, konvertering, överföring och distribution av el. Denna energi tas emot av elektriska mottagare. När det gäller själva installationerna, beroende på driftspänningen, är de indelade i två klasser. Den första kategorin fungerar med spänningar upp till 1000 V, och den andra, tvärtom, med spänningar från 1000 V och högre.

Dessutom finns det också speciella anordningar för att ta emot, överföra och distribuera el - ett ställverk (RU). Detta är en elektrisk installation, som består av sådana strukturella element som prefabricerade och anslutande samlingsskenor, enheter för omkoppling och skydd, automation, telemekanik, mätinstrument och hjälpanordningar. Dessa enheter är också indelade i två kategorier. Den första är öppna enheter som kan användas utomhus och slutna som endast används när de är placerade i en byggnad. När det gäller driften av sådana enheter inom staden är det i de flesta fall det andra alternativet som används.

En av de sista gränserna för elöverförings- och distributionssystemet är transformatorstationen. Detta är ett objekt som består av ett ställverk upp till 1000 V och från 1000 V, samt krafttransformatorer och andra hjälpenheter.

Övervägande av kraftdistributionsschemat

För att ta en närmare titt på processen för produktion, överföring och distributionelektricitet kan du som exempel ta blockschemat över leveransen av el till staden.

I det här fallet börjar processen med att generatorerna vid delstatskraftverket (delstatsregionala kraftverket) genererar en spänning på 6, 10 eller 20 kV. I närvaro av en sådan spänning är det inte ekonomiskt att överföra den över ett avstånd på mer än 4-6 km, eftersom det kommer att bli stora förluster. För att avsevärt minska effektförlusten ingår en krafttransformator i transmissionsledningen, som är utformad för att öka spänningen till sådana värden som 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 kV. Värdet väljs beroende på hur långt borta konsumenten befinner sig. Detta följs av en punkt för sänkning av elenergi, som presenteras i form av en nedtrappningsstation belägen i staden. Spänningen reduceras till 6-10 kV. Det är värt att tillägga här att en sådan transformatorstation består av två delar. Den första delen av den öppna typen är utformad för en spänning på 110-220 kV. Den andra delen är stängd, inkluderar en kraftdistributionsanordning (RU), designad för en spänning på 6-10 kV.

Delar av elförsörjningssystemet

Utöver de enheter som listades tidigare, inkluderar energiförsörjningssystemet även sådana objekt som en matningskabelledning - PKL, en distributionskabelledning - RKL, en kabelledning med en spänning på 0,4 kV - KL, en ingångstyp för ställverk i ett bostadshus - ASU, den huvudsakliga nedtrappningsstationen vid anläggningen - GPP, ett eldistributionsskåp eller en växelkontrollpanelenhet, placerad i fabriksbutiken och designad för 0,4 kV.

Också i kretsen kan det finnas en sådan sektion som kraftcentralen - CPU. Det är viktigt att notera här att detta objekt kan representeras av två olika enheter. Detta kan vara ett sekundärspänningsställverk vid en nedtrappad transformatorstation. Dessutom kommer den också att inkludera en enhet som kommer att utföra funktionerna för spänningsreglering och dess efterföljande leverans till konsumenter. Den andra versionen är en transformator för överföring och distribution av el, eller ett generatorspänningsställverk direkt vid kraftverket.

Det är värt att notera att CPU:n alltid är ansluten till RP-distributionspunkten. Linjen som förbinder dessa två objekt har inte en fördelning av elektrisk energi längs hela dess längd. Sådana linjer brukar kallas kabellinjer.

Idag kan sådan utrustning som KTP - en komplett transformatorstation - användas i elnätet. Den består av flera transformatorer, en distributions- eller ingångsenhet, designad för att fungera med en spänning på 6-10 kV. I satsen ingår även ett ställverk för 0,4 kV. Alla dessa enheter är sammankopplade med strömledare, och satsen levereras färdig eller redo för montering. Mottagning och distribution av el kan också ske på höga konstruktioner eller på kraftöverföringstorn. Sådana strukturer kallas antingen pol- eller masttransformatorstationer.(ITP).

Första kategori elektriska mottagare

Idag finns det tre kategorier av elektriska mottagare, som skiljer sig åt i graden av tillförlitlighet.

Den första kategorin av elektriska mottagare inkluderar de objekt som det finns ganska allvarliga problem i händelse av strömavbrott. De senare inkluderar följande: ett hot mot människoliv, allvarlig skada på den nationella ekonomin, skador på dyr utrustning från huvudgruppen, massdefekta produkter, förstörelsen av en etablerad teknisk process för produktion och distribution av el, en möjlig störning i driften av viktiga delar av allmännyttiga tjänster. Sådana elektriska mottagare inkluderar byggnader med en stor folkmassa, till exempel en teater, en stormarknad, ett varuhus, etc. Denna grupp inkluderar även elektrifierade transporter (tunnelbana, trolleybuss, spårvagn).

När det gäller försörjningen av elektricitet till dessa strukturer måste de förses med el från två källor som är oberoende av varandra. Frånkoppling från nätverket för sådana byggnader är endast tillåten under den period under vilken reservkraftkällan kommer att startas. Kraftdistributionssystemet måste med andra ord ge en snabb övergång från en källa till en annan, i händelse av en nödsituation. I det här fallet anses en oberoende strömkälla vara den som spänningen förblir på även om den försvinner på andra källor som matar samma elektriska mottagare.

Den första kategorin inkluderar även enheter som måste drivas från tre oberoende källor samtidigt. Detta är en speciell grupp vars arbete ska säkerställas på ett oavbrutet sätt. Det vill säga att frånkoppling från strömförsörjningen inte är tillåten även under den tid nödkällan är påslagen. Oftast inkluderar denna grupp mottagare, vars misslyckande innebär ett hot mot människoliv (explosion, brand, etc.).

Andra och tredje kategori mottagare

Eldistributionssystem med anslutning av den andra kategorin elektriska mottagare inkluderar sådan utrustning, när strömmen är avstängd kommer det att bli en massiv stilleståndstid för arbetsmekanismer och industriell transport, underförsörjning av produkter, såväl som avbrott av aktiviteterna för ett stort antal människor som bor både inom staden och utanför. Denna grupp av elektriska mottagare inkluderar bostadshus ovanför 4:e våningen, skolor och sjukhus, kraftverk, vars strömavbrott inte kommer att leda till fel på dyr utrustning, samt andra grupper av elektriska konsumenter med en total belastning på 400 till 10 000 kV.

Två oberoende stationer bör fungera som energikällor i denna kategori. Dessutom är frånkoppling från huvudströmkällan för dessa anläggningar tillåten tills tjänstgörande personal startar reservkällan, eller tills tjänstgöringsteamet av arbetare vid närmaste elförsörjningsstation gör detta.

När det gäller den tredje kategorin av mottagare, sedan tillde äger alla återstående enheter som bara kan drivas av en strömkälla. Dessutom är frånkoppling från nätverket för sådana mottagare tillåten under perioden för reparation eller utbyte av skadad utrustning under en period av högst en dag.

Huvuddiagram över leverans och distribution av elektrisk energi

Kontroll av distributionen av elektricitet och dess överföring från källan till mottagaren av den tredje kategorin inom staden utförs enklast med hjälp av ett radiellt återvändsgrändsystem. Ett sådant schema har emellertid en betydande nackdel, vilket är att om något element i systemet misslyckas, kommer alla mottagare som är anslutna till ett sådant schema att förbli utan ström. Detta kommer att fortsätta tills den skadade delen av kedjan byts ut. På grund av denna brist rekommenderas det inte att använda ett sådant växlingsschema.

Om vi talar om anslutning och distribution av energi för mottagare av den andra och tredje kategorin, då kan du här använda ringkretsdiagrammet. Med en sådan anslutning, om en av kraftledningarna misslyckas, kan du återställa strömförsörjningen till alla mottagare som är anslutna till ett sådant nätverk i manuellt läge, om du stänger av strömmen från huvudkällan och startar backupen. Ringkretsen skiljer sig från den radiella kretsen genom att den har speciella sektioner på vilka frånskiljare eller brytare är i avstängt läge. Om huvudströmkällan är skadad kan de slås på för att återställa strömförsörjningen, men från reservledningen. Det kommer också att tjänaen bra fördel om eventuella reparationer behöver utföras på stambanan. Ett avbrott i strömförsörjningen för en sådan linje är tillåten under en period av cirka två timmar. Den här tiden räcker för att stänga av den skadade huvudströmkällan och ansluta backupen till nätverket så att den distribuerar elektricitet.

Det finns ett ännu mer tillförlitligt sätt att ansluta och distribuera energi - detta är ett schema med parallell anslutning av två matningsledningar eller införandet av en automatisk anslutning av en reservkälla. Med ett sådant schema kommer den skadade ledningen att kopplas bort från det allmänna distributionssystemet med hjälp av två omkopplare placerade i varje ände av linjen. Tillförseln av elektricitet i detta fall kommer att utföras i ett fortfarande oavbrutet läge, men redan genom den andra linjen. Detta schema är relevant för mottagare i den andra kategorin.

Distributionsscheman för den första kategorin mottagare

När det gäller distributionen av energi för att driva mottagarna i den första kategorin, i det här fallet är det nödvändigt att ansluta från två oberoende kraftcentraler samtidigt. Dessutom använder sådana system ofta inte en distributionspunkt utan två, och ett automatiskt reservkraftsystem tillhandahålls alltid.

För elektriska mottagare som tillhör den första kategorin är automatisk omkoppling till reservkraft installerad på ingångsdistributionsenheterna. Med ett sådant anslutningssystem, fördelningen av elektrisk strömutförs med hjälp av två kraftledningar, som var och en kännetecknas av en spänning på upp till 1 kV, och är även ansluten till oberoende transformatorer.

Andra mottagardistribution och kraftscheman

För att så effektivt som möjligt distribuera elektricitet till andra kategorimottagare kan du använda en krets med överströmsskydd för en eller två RP, samt en krets med automatisk reservkraft. Det finns dock ett visst krav här. Dessa system kan endast användas om kostnaden för materialresurser för deras arrangemang inte ökar med mer än 5%, jämfört med arrangemanget av en manuell övergång till en reservkraftkälla. Dessutom är det nödvändigt att utrusta sådana sektioner på ett sådant sätt att en linje kan ta över belastningen från den andra, med hänsyn till kortvarig överbelastning. Detta är nödvändigt, för om en av dem misslyckas, kommer fördelningen av all spänning att överföras till den återstående.

Det finns ett ganska vanligt strålanslutnings- och distributionsschema. I detta fall kommer en distributionspunkt att drivas av två olika transformatorer. En kabel är ansluten till var och en av dem, vars spänning inte överstiger 1000 V. Var och en av transformatorerna är också utrustad med en kontaktor, som är utformad för att automatiskt koppla om belastningen från en kraftenhet till en annan, om någon av dem spänningen försvinner.

Sammanfattning av tillförlitligheten hos nätverket är detta ett av de viktigaste kraven som måste varase till att distributionen av energi inte avbryts. För att uppnå maximal tillförlitlighet är det nödvändigt att inte bara använda de mest lämpliga leveranssystemen för varje kategori. Det är också viktigt att välja rätt märken av kablar, såväl som deras tjocklek och tvärsnitt, med hänsyn till deras värme- och effektförluster under strömflödet. Det är också viktigt att följa reglerna för teknisk drift och tekniken för att utföra allt elarbete.

Baserat på ovanstående kan vi dra slutsatsen att enheten för att ta emot och distribuera el, såväl som att leverera den från källan till slutkonsumenten eller mottagaren, inte är en så komplicerad process.