Elektrisitetsdistribusjon: transformatorstasjoner, nødvendig utstyr, distribusjonsforhold, anvendelse, regnskap og kontrollregler

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Hvordan er distribusjonen av elektrisitet og overføringen fra hovedkraftkilden til forbrukeren? Dette problemet er ganske komplisert, siden kilden er en transformatorstasjon, som kan plasseres i betydelig avstand fra byen, men energien må leveres med maksimal effektivitet. Dette problemet bør vurderes mer detaljert.

Generell beskrivelse av prosessen

Som tidligere nevnt er det opprinnelige objektet, der distribusjonen av elektrisitet starter, i dag et kraftverk. I dag er det tre hovedtyper stasjoner som kan forsyne forbrukere med strøm. Det kan være et termisk kraftverk (TPP), et vannkraftverk (HPP) og et kjernekraftverk (NPP). I tillegg til disse grunnleggende typene finnes det også sol- eller vindstasjoner, men disse brukes til mer lokale formål.

Disse tre stasjonstypene er både kilden og det første distribusjonspunktet for elektrisitet. TilFor å utføre en slik prosess som overføring av elektrisk energi, er det nødvendig å øke spenningen betydelig. Jo lenger unna forbrukeren er, desto høyere bør spenningen være. Så økningen kan nå opptil 1150 kV. En økning i spenning er nødvendig for å redusere strømstyrken. I dette tilfellet synker også motstanden i ledningene. Denne effekten lar deg overføre strøm med minst strømtap. For å øke spenningen til ønsket verdi, har hver stasjon en opptrappingstransformator. Etter å ha passert gjennom seksjonen med transformatoren, overføres den elektriske strømmen til det sentrale distribusjonssenteret ved hjelp av kraftledninger. PIU er en sentral distribusjonsstasjon hvor elektrisitet distribueres direkte.

Generell beskrivelse av gjeldende bane

Slike anlegg som den sentrale distribusjonssentralen ligger allerede i umiddelbar nærhet til byer, bygder osv. Her skjer ikke bare distribusjon, men også et spenningsfall til 220 eller 110 kV. Deretter overføres elektrisitet til nettstasjoner som allerede ligger i byen.

Ved passering gjennom slike små transformatorstasjoner synker spenningen igjen, men til 6-10 kV. Etter det utføres overføring og distribusjon av elektrisitet gjennom transformatorpunkter som ligger i forskjellige deler av byen. Det er også verdt å merke seg her at overføring av energi innenfor byen til transformatorstasjonen ikke lenger utføres ved hjelp av kraftledninger, men ved hjelp av lagte jordkabler. Dette er mye mer hensiktsmessig enn bruk av kraftledninger. Transformatorpunktet er det siste anlegget påhvor distribusjon og overføring av elektrisitet, samt reduksjonen for siste gang, finner sted. I slike områder reduseres spenningen til de allerede kjente 0,4 kV, det vil si 380 V. Deretter overføres den til private fleretasjesbygg, garasjesamvirke osv.

Hvis vi kort tar for oss overføringsveien, er den omtrent som følger: energikilde (10 kV kraftverk) - step-up transformator opp til 110-1150 kV - kraftoverføringslinje - transformatorstasjon med nedtrappingstransformator - transformatorpunkt med spenningsfall til 10- 0,4 kV - forbrukere (privat sektor, boligbygg etc.)

Prosessfunksjoner

Produksjonen og distribusjonen av elektrisitet, samt prosessen med overføringen, har en viktig funksjon - alle disse prosessene er kontinuerlige. Med andre ord, produksjonen av elektrisk energi sammenfaller i tid med forbruksprosessen, og det er grunnen til at kraftstasjoner, nettverk og mottakere er sammenkoblet med et konsept som vanlig modus. Denne egenskapen gjør det nødvendig å organisere energisystemer for å bli mer effektiv i produksjon og distribusjon av elektrisitet.

Her er det veldig viktig å forstå hva et slikt energisystem er. Dette er et sett med alle stasjoner, kraftledninger, transformatorstasjoner og andre varmenettverk, som er sammenkoblet av en slik eiendom som en felles modus, samt en enkelt prosess for produksjon av elektrisk energi. I tillegg gjennomføres transformasjons- og distribusjonsprosessene i disse områdene under det generellekjører hele dette systemet.

Hovedenheten i slike systemer er den elektriske installasjonen. Dette utstyret er designet for produksjon, konvertering, overføring og distribusjon av elektrisitet. Denne energien mottas av elektriske mottakere. Når det gjelder selve installasjonene, avhengig av driftsspenningen, er de delt inn i to klasser. Den første kategorien fungerer med spenninger opp til 1000 V, og den andre, tvert imot, med spenninger fra 1000 V og over.

I tillegg finnes det også spesielle enheter for mottak, overføring og distribusjon av elektrisitet - et koblingsanlegg (RU). Dette er en elektrisk installasjon, som består av slike strukturelle elementer som prefabrikkerte og koblende samleskinner, enheter for kobling og beskyttelse, automasjon, telemekanikk, måleinstrumenter og hjelpeenheter. Disse enhetene er også delt inn i to kategorier. Den første er åpne enheter som kan betjenes utendørs, og lukkede, som bare brukes når de er plassert inne i en bygning. Når det gjelder driften av slike enheter i byen, er det i de fleste tilfeller det andre alternativet som brukes.

En av de siste grensene for kraftoverførings- og distribusjonssystemet er transformatorstasjonen. Dette er et objekt som består av et koblingsanlegg opp til 1000 V og fra 1000 V, samt krafttransformatorer og andre hjelpeenheter.

Vurdering av kraftdistribusjonsordningen

For å se nærmere på prosessen med produksjon, overføring og distribusjonelektrisitet, kan du ta som eksempel blokkskjemaet over forsyningen av strøm til byen.

I dette tilfellet starter prosessen med at generatorene ved delstatskraftverket (statlig regionkraftverk) genererer spenning på 6, 10 eller 20 kV. I nærvær av en slik spenning er det ikke økonomisk å overføre den over en avstand på mer enn 4-6 km, siden det vil være store tap. For å redusere strømtapet betydelig, er en krafttransformator inkludert i overføringslinjen, som er designet for å øke spenningen til slike verdier som 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 kV. Verdien velges avhengig av hvor langt unna forbrukeren er. Deretter følger et punkt for senking av elektrisk energi, som presenteres i form av en nedtrappingsstasjon plassert i byen. Spenningen reduseres til 6-10 kV. Her er det verdt å legge til at en slik nettstasjon består av to deler. Den første delen av den åpne typen er designet for en spenning på 110-220 kV. Den andre delen er lukket, inkluderer en strømfordelingsenhet (RU), designet for en spenning på 6-10 kV.

Deler av strømforsyningsordningen

I tillegg til de enhetene som var oppført tidligere, inkluderer energiforsyningssystemet også objekter som en tilførselskabellinje - PKL, en distribusjonskabellinje - RKL, en kabellinje med en spenning på 0,4 kV - KL, en inngangstype for koblingsutstyr i et boligbygg - ASU, den viktigste nedtrappingsstasjonen ved anlegget - GPP, et strømfordelingsskap eller en sentralbordkontrollpanelenhet, plassert i fabrikkbutikken, og designet for 0,4 kV.

Også i kretsen kan det være en slik seksjon som kraftsenteret - CPU. Det er viktig å merke seg her at dette objektet kan representeres av to forskjellige enheter. Dette kan være et sekundærspenningskoblingsutstyr ved en nedtrappingsstasjon. I tillegg vil den også inkludere en enhet som vil utføre funksjonene til spenningsregulering og dens påfølgende levering til forbrukere. Den andre versjonen er en transformator for overføring og distribusjon av elektrisitet, eller et generatorspenningsanlegg direkte på kraftverket.

Det er verdt å merke seg at CPU-en alltid er koblet til RP-distribusjonspunktet. Linjen som forbinder disse to objektene har ikke en fordeling av elektrisk energi i hele lengden. Slike linjer kalles vanligvis kabellinjer.

I dag kan utstyr som KTP - en komplett transformatorstasjon - brukes i strømnettet. Den består av flere transformatorer, en distribusjons- eller inngangsenhet, designet for å fungere med en spenning på 6-10 kV. Settet inkluderer også et bryterutstyr for 0,4 kV. Alle disse enhetene er sammenkoblet med strømledere, og settet leveres ferdig eller klar for montering. Mottak og distribusjon av elektrisitet kan også skje på høye konstruksjoner eller på kraftoverføringstårn. Slike strukturer kalles enten pol- eller mastetransformatorstasjoner.(ITP).

Elektriske mottakere av første kategori

I dag er det tre kategorier av elektriske mottakere, som er forskjellige i graden av pålitelighet.

Den første kategorien av elektriske mottakere inkluderer de objektene, i tilfelle strømbrudd som det er ganske alvorlige problemer med. Sistnevnte inkluderer følgende: en trussel mot menneskeliv, alvorlig skade på nasjonaløkonomien, skade på dyrt utstyr fra hovedgruppen, massedefekte produkter, ødeleggelse av en etablert teknologisk prosess for produksjon og distribusjon av elektrisitet, en mulig forstyrrelse i driften av viktige deler av offentlige tjenester. Slike elektriske mottakere inkluderer bygninger med en stor folkemengde, for eksempel et teater, et supermarked, et varehus osv. Denne gruppen inkluderer også elektrifisert transport (metro, trolleybuss, trikk).

Når det gjelder forsyning av elektrisitet til disse konstruksjonene, må de forsynes med elektrisitet fra to kilder som er uavhengige av hverandre. Frakobling fra nettverket til slike bygninger er kun tillatt i perioden som reservestrømkilden vil bli startet. Kraftdistribusjonssystemet skal med andre ord sørge for en rask overgang fra en kilde til en annen, ved en nødsituasjon. I dette tilfellet anses en uavhengig strømkilde å være den som spenningen forblir på selv om den forsvinner på andre kilder som mater den samme elektriske mottakeren.

Den første kategorien inkluderer også enheter som må få strøm fra tre uavhengige kilder samtidig. Dette er en spesiell gruppe hvis arbeid skal sikres uavbrutt. Det vil si at frakobling fra strømforsyningen ikke er tillatt selv for den tiden nødkilden er slått på. Oftest inkluderer denne gruppen mottakere, hvis svikt innebærer en trussel mot menneskeliv (eksplosjon, brann osv.).

Anne- og tredjekategorimottakere

Elektrisitetsdistribusjonssystemer med tilkobling av den andre kategorien elektriske mottakere inkluderer slikt utstyr, når strømmen er slått av, vil det være en massiv nedetid for arbeidsmekanismer og industriell transport, underforsyning av produkter, samt forstyrrelser av aktivitetene til et stort antall mennesker som bor både i byen, så vel som utenfor. Denne gruppen av elektriske mottakere inkluderer boligbygg over 4. etasje, skoler og sykehus, kraftverk, hvis strømbrudd ikke vil føre til svikt i dyrt utstyr, samt andre grupper av elektriske forbrukere med en total belastning på 400 til 10 000 kV.

To uavhengige stasjoner bør fungere som energikilder i denne kategorien. I tillegg er frakobling fra hovedstrømkilden til disse fasilitetene tillatt inntil vakthavende personale starter reservekilden, eller vakthavende team av arbeidere ved nærmeste strømforsyningsstasjon gjør dette.

Når det gjelder den tredje kategorien av mottakere, så tilde eier alle de gjenværende enhetene som kan drives av kun 1 strømforsyning. I tillegg er frakobling fra nettverket til slike mottakere tillatt i perioden med reparasjon eller utskifting av skadet utstyr i en periode på ikke mer enn en dag.

Hoveddiagram over forsyning og distribusjon av elektrisk energi

Kontroll av distribusjonen av elektrisitet og dens overføring fra kilden til mottakeren av den tredje kategorien i byen utføres enklest ved hjelp av en radial blindveisordning. Imidlertid har en slik ordning en betydelig ulempe, som er at hvis et element i systemet svikter, vil alle mottakere koblet til en slik ordning forbli uten strøm. Dette vil fortsette til den skadede delen av kjedet er skiftet ut. På grunn av denne mangelen anbefales det ikke å bruke en slik bytteordning.

Hvis vi snakker om tilkobling og distribusjon av energi for mottakere av andre og tredje kategori, så her kan du bruke ringkretsdiagrammet. Med en slik tilkobling, hvis en av strømledningene svikter, kan du gjenopprette strømforsyningen til alle mottakere som er koblet til et slikt nettverk i manuell modus, hvis du slår av strømmen fra hovedkilden og starter backupen. Ringkretsen skiller seg fra den radielle kretsen ved at den har spesielle seksjoner hvor skillebrytere eller brytere er i av-modus. Hvis hovedstrømkilden er skadet, kan de slås på for å gjenopprette forsyningen, men fra reservelinjen. Det vil også tjeneen god fordel dersom det skal utføres reparasjoner på hovedlinjen. En pause i strømforsyningen til en slik linje er tillatt i en periode på omtrent to timer. Denne tiden er nok til å slå av den skadede hovedstrømkilden og koble backupen til nettverket slik at den distribuerer strøm.

Det finnes en enda mer pålitelig måte å koble til og distribuere energi på - dette er et opplegg med parallellkobling av to forsyningslinjer eller innføring av en automatisk kobling av en reservekilde. Med en slik ordning vil den skadede ledningen kobles fra det generelle distribusjonssystemet ved hjelp av to brytere plassert i hver ende av ledningen. Tilførselen av elektrisitet i dette tilfellet vil bli utført i en fortsatt uavbrutt modus, men allerede gjennom den andre linjen. Denne ordningen er relevant for mottakere av den andre kategorien.

Distribusjonsordninger for den første kategorien av mottakere

Når det gjelder distribusjon av energi for å drive mottakerne av den første kategorien, er det i dette tilfellet nødvendig å koble fra to uavhengige kraftsentraler samtidig. I tillegg bruker slike ordninger ofte ikke ett distribusjonspunkt, men to, og det leveres alltid et automatisk reservestrømsystem.

For elektriske mottakere som tilhører den første kategorien, er automatisk veksling til reservestrøm installert på inngangsdistribusjonsenhetene. Med et slikt tilkoblingssystem, fordelingen av elektrisk strømutføres ved hjelp av to kraftledninger, som hver er preget av en spenning på opptil 1 kV, og er også koblet til uavhengige transformatorer.

Andre mottakerdistribusjon og strømordninger

For mest mulig effektivt å distribuere strøm til andre kategori mottakere, kan du bruke en krets med overstrømsbeskyttelse for en eller to RPer, samt en krets med automatisk reservestrøm. Det er imidlertid et visst krav her. Disse ordningene kan bare brukes hvis kostnadene for materielle ressurser for deres arrangement ikke øker med mer enn 5%, sammenlignet med arrangementet av en manuell overgang til en reservestrømkilde. I tillegg er det nødvendig å utstyre slike seksjoner på en slik måte at en linje kan overta belastningen fra den andre, under hensyntagen til kortsiktig overbelastning. Dette er nødvendig, for hvis en av dem svikter, vil fordelingen av all spenning overføres til den gjenværende.

Det er en ganske vanlig bjelkekobling og distribusjonsordning. I dette tilfellet vil ett distribusjonspunkt drives av to forskjellige transformatorer. En kabel er koblet til hver av dem, spenningen som ikke overstiger 1000 V. Hver av transformatorene er også utstyrt med en kontaktor, som er designet for å automatisk bytte belastningen fra en kraftenhet til en annen, hvis noen av dem spenningen vil forsvinne.

For å oppsummere påliteligheten til nettverket, er dette et av de viktigste kravene som må stillessørge for at distribusjonen av energi ikke avbrytes. For å oppnå maksimal pålitelighet er det ikke bare nødvendig å bruke de mest passende forsyningsordningene for hver kategori. Det er også viktig å velge de riktige merkene av kabler, så vel som deres tykkelse og tverrsnitt, under hensyntagen til deres oppvarming og strømtap under strømmen. Det er også viktig å følge reglene for teknisk drift og teknologien for å utføre alt elektrisk arbeid.

Basert på ovenstående kan vi konkludere med at enheten for mottak og distribusjon av elektrisitet, i tillegg til å levere den fra kilden til sluttforbrukeren eller mottakeren, ikke er en så komplisert prosess.