Elektrisiteitsverspreiding: substasies, nodige toerusting, verspreidingsvoorwaardes, toepassing, rekeningkundige en beheerreëls

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Hoe is die verspreiding van elektrisiteit en die oordrag daarvan vanaf die hoofkragbron na die verbruiker? Hierdie kwessie is redelik ingewikkeld, aangesien die bron 'n substasie is, wat op 'n aansienlike afstand van die stad geleë kan wees, maar die energie moet met maksimum doeltreffendheid gelewer word. Hierdie kwessie moet in meer besonderhede oorweeg word.

Algemene beskrywing van die proses

Soos vroeër genoem, is die aanvanklike voorwerp, vanwaar die verspreiding van elektrisiteit begin, vandag 'n kragsentrale. Deesdae is daar drie hooftipes stasies wat verbruikers van elektrisiteit kan voorsien. Dit kan 'n termiese kragsentrale (TPP), 'n hidroëlektriese kragsentrale (HPP) en 'n kernkragsentrale (NPP) wees. Benewens hierdie basiese tipes, is daar ook sonkrag- of windstasies, maar dit word vir meer plaaslike doeleindes gebruik.

Hierdie drie tipes stasies is beide die bron en die eerste punt van verspreiding van elektrisiteit. VirOm so 'n proses soos die oordrag van elektriese energie uit te voer, is dit nodig om die spanning aansienlik te verhoog. Hoe verder die verbruiker weg is, hoe hoër moet die spanning wees. Dus, die verhoging kan tot 1150 kV bereik. 'n Verhoging in spanning is nodig om die stroomsterkte te verlaag. In hierdie geval daal die weerstand in die drade ook. Hierdie effek laat jou toe om stroom oor te dra met die minste kragverlies. Om die spanning tot die verlangde waarde te verhoog, het elke stasie 'n opwaartse transformator. Nadat u deur die gedeelte met die transformator gegaan het, word die elektriese stroom met behulp van kraglyne na die sentrale verspreidingsentrum oorgedra. PIU is 'n sentrale verspreidingstasie waar elektrisiteit direk versprei word.

Algemene beskrywing van huidige pad

Sulke fasiliteite soos die sentrale verspreidingsentrum is reeds naby stede, dorpe, ens. Hier vind nie net verspreiding plaas nie, maar ook 'n spanningsval na 220 of 110 kV. Daarna word elektrisiteit oorgedra na substasies wat reeds in die stad geleë is.

Wanneer jy deur sulke klein substasies gaan, daal die spanning weer, maar tot 6-10 kV. Daarna word die oordrag en verspreiding van elektrisiteit uitgevoer deur transformatorpunte wat in verskillende dele van die stad geleë is. Dit is ook opmerklik hier dat die oordrag van energie binne die stad na die transformatorsubstasie nie meer met behulp van kraglyne uitgevoer word nie, maar met behulp van aangelegde ondergrondse kabels. Dit is baie meer doeltreffend as die gebruik van kraglyne. Die transformatorpunt is die laaste fasiliteit opwaarin die verspreiding en transmissie van elektrisiteit, asook die vermindering daarvan vir oulaas, plaasvind. In sulke gebiede word die spanning verminder tot die reeds bekende 0,4 kV, dit wil sê 380 V. Dan word dit oorgedra na private, veelverdiepinggeboue, motorhuiskoöperasies, ens.

As ons die transmissiepad kortliks oorweeg, is dit ongeveer soos volg: energiebron (10 kV-kragsentrale) - verhoogde transformator tot 110-1150 kV - kragtransmissielyn - substasie met aftraptransformator - transformatorpunt met spanningsval na 10- 0.4 kV - verbruikers (privaat sektor, residensiële geboue, ens.)

Proseskenmerke

Die produksie en verspreiding van elektrisiteit, sowel as die proses van die oordrag daarvan, het 'n belangrike kenmerk - al hierdie prosesse is deurlopend. Met ander woorde, die produksie van elektriese energie val in tyd saam met die proses van die verbruik daarvan, en daarom is kragstasies, netwerke en ontvangers met mekaar verbind deur so 'n konsep soos algemene modus. Hierdie eiendom maak dit nodig om energiestelsels te organiseer om meer doeltreffend te wees in die produksie en verspreiding van elektrisiteit.

Hier is dit baie belangrik om te verstaan wat so 'n energiestelsel is. Dit is 'n stel van alle stasies, kraglyne, substasies en ander verwarmingsnetwerke, wat onderling verbind word deur so 'n eiendom as 'n algemene modus, sowel as 'n enkele proses vir die produksie van elektriese energie. Daarbenewens word die transformasie- en verspreidingsprosesse in hierdie gebiede onder die generaal uitgevoerloop hierdie hele stelsel.

Die hoofwerkeenheid in sulke stelsels is die elektriese installasie. Hierdie toerusting is ontwerp vir die produksie, omskakeling, transmissie en verspreiding van elektrisiteit. Hierdie energie word deur elektriese ontvangers ontvang. Wat die installasies self betref, word hulle, afhangende van die bedryfspanning, in twee klasse verdeel. Die eerste kategorie werk met spannings tot 1000 V, en die tweede, inteendeel, met spannings van 1000 V en hoër.

Daarbenewens is daar ook spesiale toestelle vir die ontvang, oordrag en verspreiding van elektrisiteit - 'n skakeltuig (RU). Dit is 'n elektriese installasie, wat bestaan uit strukturele elemente soos voorafvervaardigde en verbindingsrails, toestelle vir skakeling en beskerming, outomatisering, telemeganika, meetinstrumente en hulptoestelle. Hierdie eenhede word ook in twee kategorieë verdeel. Die eerste is oop toestelle wat buite bedryf kan word, en geslote toestelle wat slegs gebruik word wanneer dit binne 'n gebou geleë is. Wat die werking van sulke toestelle binne die stad betref, is dit in die meeste gevalle die tweede opsie wat gebruik word.

Een van die laaste grense van die elektrisiteitsoordrag- en verspreidingstelsel is die substasie. Dit is 'n voorwerp wat bestaan uit 'n skakeltuig tot 1000 V en vanaf 1000 V, asook kragtransformators en ander hulpeenhede.

Oorweging van die kragverspreidingskema

Om die proses van produksie, transmissie en verspreiding van nader te bekykelektrisiteit, jy kan as voorbeeld die blokdiagram van die voorsiening van elektrisiteit aan die stad neem.

In hierdie geval begin die proses met die feit dat die kragopwekkers by die staatsdistrikkragstasie (staatsstreekkragsentrale) spanning van 6, 10 of 20 kV opwek. In die teenwoordigheid van so 'n spanning is dit nie ekonomies om dit oor 'n afstand van meer as 4-6 km oor te dra nie, aangesien daar groot verliese sal wees. Om kragverlies aansienlik te verminder, is 'n kragtransformator by die transmissielyn ingesluit, wat ontwerp is om die spanning te verhoog tot waardes soos 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 kV. Die waarde word gekies na gelang van hoe ver die verbruiker is. Dit word gevolg deur 'n punt vir die verlaging van elektriese energie, wat aangebied word in die vorm van 'n afwaartse substasie wat binne die stad geleë is. Die spanning word verminder tot 6-10 kV. Dit is die moeite werd om hier by te voeg dat so 'n substasie uit twee dele bestaan. Die eerste deel van die oop tipe is ontwerp vir 'n spanning van 110-220 kV. Die tweede deel is gesluit, sluit 'n kragverspreidingstoestel (RU) in, ontwerp vir 'n spanning van 6-10 kV.

Deles van die elektrisiteitsvoorsieningskema

Benewens daardie toestelle wat vroeër gelys is, bevat die energietoevoerstelsel ook voorwerpe soos 'n toevoerkabellyn - PKL, 'n verspreidingskabellyn - RKL, 'n kabellyn met 'n spanning van 0.4 kV - KL, 'n skakeltuig-invoertipe in 'n residensiële gebou - ASU, die hoof-aftreksubstasie by die aanleg - GPP, 'n kragverspreidingskas of 'n skakelbordbeheerpaneeltoestel, geleë in die plantwinkel, en ontwerp vir 0,4 kV.

Ook in die stroombaan kan daar so 'n gedeelte soos die kragsentrum wees - die SVE. Dit is belangrik om hier op te let dat hierdie voorwerp deur twee verskillende toestelle voorgestel kan word. Dit kan 'n sekondêre spanningskakeltuig by 'n aftrap-substasie wees. Daarbenewens sal dit ook 'n toestel insluit wat die funksies van spanningregulering en die daaropvolgende aflewering aan verbruikers sal verrig. Die tweede weergawe is 'n transformator vir die transmissie en verspreiding van elektrisiteit, of 'n kragopwekkerspanningskakeltuig direk by die kragsentrale.

Dit is opmerklik dat die SVE altyd aan die RP-verspreidingspunt gekoppel is. Die lyn wat hierdie twee voorwerpe verbind, het nie 'n verspreiding van elektriese energie oor sy hele lengte nie. Sulke lyne word gewoonlik kabellyne genoem.

Vandag kan toerusting soos KTP - 'n volledige transformator-substasie - in die kragnetwerk gebruik word. Dit bestaan uit verskeie transformators, 'n verspreidings- of invoertoestel, wat ontwerp is om met 'n spanning van 6-10 kV te werk. Die stel sluit ook 'n skakeltuig vir 0,4 kV in. Al hierdie toestelle is met mekaar verbind deur stroomgeleiers, en die stel word klaargemaak of gereed vir montering afgelewer. Ontvangs en verspreiding van elektrisiteit kan ook op hoë strukture of op kragoordragtorings plaasvind. Sulke strukture word óf paal- óf mastransformatorsubstasies genoem.(ITP).

Eerste kategorie elektriese ontvangers

Vandag is daar drie kategorieë elektriese ontvangers, wat verskil in die mate van betroubaarheid.

Die eerste kategorie van elektriese ontvangers sluit daardie voorwerpe in, in die geval van kragonderbreking waarvan daar nogal ernstige probleme is. Laasgenoemde sluit die volgende in: 'n bedreiging vir menselewens, ernstige skade aan die nasionale ekonomie, skade aan duur toerusting van die hoofgroep, massa-defekte produkte, die vernietiging van 'n gevestigde tegnologiese proses vir die vervaardiging en verspreiding van elektrisiteit, 'n moontlike ontwrigting in die bedryf van belangrike elemente van openbare nutsdienste. Sulke elektriese ontvangers sluit geboue met 'n groot skare mense in, byvoorbeeld 'n teater, 'n supermark, 'n afdelingswinkel, ens. Hierdie groep sluit ook geëlektrifiseerde vervoer in (metro, trolliebus, trem).

Wat die voorsiening van elektrisiteit aan hierdie strukture betref, moet hulle voorsien word van elektrisiteit vanaf twee bronne wat onafhanklik van mekaar is. Ontkoppeling van die netwerk van sulke geboue word slegs toegelaat vir die tydperk waartydens die rugsteunkragbron begin sal word. Met ander woorde, die kragverspreidingstelsel moet voorsiening maak vir 'n vinnige oorgang van een bron na 'n ander, in die geval van 'n noodgeval. In hierdie geval word 'n onafhanklike kragbron beskou as die een waarop die spanning sal bly, selfs al verdwyn dit op ander bronne wat dieselfde elektriese ontvanger voed.

Die eerste kategorie sluit ook toestelle in wat gelyktydig van drie onafhanklike bronne aangedryf moet word. Dit is 'n spesiale groep wie se werk op 'n ononderbroke wyse verseker moet word. Dit wil sê, ontkoppeling van die kragtoevoer word nie toegelaat nie, selfs vir die tyd wat die noodbron aangeskakel is. Meestal sluit hierdie groep ontvangers in, waarvan die mislukking 'n bedreiging vir menselewens inhou (ontploffing, brand, ens.).

Tweede en derde kategorie ontvangers

Elektrisiteitsverspreidingstelsels met die aansluiting van die tweede kategorie elektriese ontvangers sluit sulke toerusting in, wanneer die krag afgeskakel word, sal daar 'n massiewe stilstand van werkmeganismes en industriële vervoer wees, ondervoorsiening van produkte, sowel as ontwrigting van die aktiwiteite van 'n massa aantal mense wat beide binne die stad, sowel as daarbuite woon. Hierdie groep elektriese ontvangers sluit in residensiële geboue bo die 4de vloer, skole en hospitale, kragsentrales, waarvan die kragonderbreking nie tot die mislukking van duur toerusting sal lei nie, asook ander groepe elektriese verbruikers met 'n totale las van 400 t.o.v. 10 000 kV.

Twee onafhanklike stasies behoort as energiebronne in hierdie kategorie op te tree. Daarbenewens word ontkoppeling van die hoofkragbron van hierdie fasiliteite toegelaat totdat die personeel aan diens die rugsteunbron begin, of die diensspan werkers by die naaste kragtoevoerstasie dit doen.

Wat die derde kategorie ontvangers betref, dan nahulle besit al die oorblywende toestelle wat deur net 1 kragbron aangedryf kan word. Daarbenewens word ontkoppeling van die netwerk van sulke ontvangers toegelaat vir die tydperk van herstel of vervanging van beskadigde toerusting vir 'n tydperk van nie meer as 'n dag nie.

Hoofdiagram van die voorsiening en verspreiding van elektriese energie

Beheer van die verspreiding van elektrisiteit en die oordrag daarvan vanaf die bron na die ontvanger van die derde kategorie binne die stad word die maklikste uitgevoer met behulp van 'n radiale doodloopstraat. So 'n skema het egter een beduidende nadeel, wat is dat indien enige element van die stelsel misluk, sal alle ontvangers wat aan so 'n skema gekoppel is sonder krag bly. Dit sal voortduur totdat die beskadigde gedeelte van die ketting vervang is. Weens hierdie tekortkoming word dit nie aanbeveel om so 'n skakelskema te gebruik nie.

As ons praat oor die verbinding en verspreiding van energie vir ontvangers van die tweede en derde kategorieë, dan kan jy hier die ringkringdiagram gebruik. Met so 'n verbinding, as een van die kraglyne misluk, kan jy die kragtoevoer herstel na alle ontvangers wat aan so 'n netwerk gekoppel is in handmodus, as jy die krag van die hoofbron afskakel en die rugsteun een begin. Die ringkring verskil van die radiale stroombaan deurdat dit spesiale afdelings het waarop ontkoppelaars of skakelaars in die af-modus is. As die hoofkragbron beskadig is, kan hulle aangeskakel word om die toevoer te herstel, maar vanaf die rugsteunlyn. Dit sal ook dien'n goeie voordeel indien enige herstelwerk aan die hooflyn uitgevoer moet word. 'n Onderbreking in die kragtoevoer van so 'n lyn word vir 'n tydperk van ongeveer twee uur toegelaat. Hierdie tyd is genoeg om die beskadigde hoofkragbron af te skakel en die rugsteun aan die netwerk te koppel sodat dit elektrisiteit versprei.

Daar is 'n selfs meer betroubare manier om energie te koppel en te versprei - dit is 'n skema met parallelle verbinding van twee toevoerlyne of die bekendstelling van 'n outomatiese verbinding van 'n rugsteunbron. Met so 'n skema sal die beskadigde lyn van die algemene verspreidingstelsel ontkoppel word deur twee skakelaars wat aan elke punt van die lyn geleë is. Die toevoer van elektrisiteit in hierdie geval sal in 'n steeds ononderbroke modus uitgevoer word, maar reeds deur die tweede lyn. Hierdie skema is relevant vir ontvangers van die tweede kategorie.

Verspreidingskemas vir die eerste kategorie ontvangers

Wat die verspreiding van energie betref om die ontvangers van die eerste kategorie aan te dryf, in hierdie geval is dit nodig om van twee onafhanklike kragsentrums tegelykertyd aan te sluit. Daarbenewens gebruik sulke skemas dikwels nie een verspreidingspunt nie, maar twee, en 'n outomatiese rugsteunkragstelsel word altyd voorsien.

Vir elektriese ontvangers wat aan die eerste kategorie behoort, word outomatiese oorskakeling na rugsteunkrag op die insetverspreidingstoestelle geïnstalleer. Met so 'n verbinding stelsel, die verspreiding van elektriese stroomword uitgevoer met behulp van twee kraglyne, wat elk gekenmerk word deur 'n spanning van tot 1 kV, en is ook gekoppel aan onafhanklike transformators.

Ander ontvangerverspreiding en kragskemas

Om elektrisiteit op die mees doeltreffende manier na tweedekategorie-ontvangers te versprei, kan jy 'n stroombaan met oorstroombeskerming vir een of twee RP'e gebruik, sowel as 'n stroombaan met outomatiese rugsteunkrag. Hier is egter 'n sekere vereiste. Hierdie skemas kan slegs gebruik word as die koste van materiële hulpbronne vir hul reëling nie met meer as 5% toeneem nie, in vergelyking met die reëling van 'n handmatige oorgang na 'n rugsteunkragbron. Daarbenewens is dit nodig om sulke afdelings so toe te rus dat een lyn die las van die tweede kan oorneem, met inagneming van korttermyn-oorlading. Dit is nodig, want as een van hulle misluk, sal die verspreiding van alle spanning na die oorblywende een oorgedra word.

Daar is 'n redelik algemene bundelverbinding en verspreidingskema. In hierdie geval sal een verspreidingspunt deur twee verskillende transformators aangedryf word. 'n Kabel is aan elk van hulle gekoppel, waarvan die spanning nie 1000 V oorskry nie. Elkeen van die transformators is ook toegerus met een kontaktor, wat ontwerp is om die las outomaties van een krageenheid na 'n ander oor te skakel, indien enige van hulle die spanning sal verdwyn.

Om die betroubaarheid van die netwerk op te som, is dit een van die belangrikste vereistes wat moet weesverseker dat die verspreiding van energie nie onderbreek word nie. Om maksimum betroubaarheid te bereik, is dit nie net nodig om die mees geskikte voorsieningskemas vir elke kategorie te gebruik nie. Dit is ook belangrik om die regte handelsmerke van kabels te kies, sowel as hul dikte en deursnit, met inagneming van hul verwarming en kragverliese tydens die vloei van stroom. Dit is ook belangrik om die reëls van tegniese werking en die tegnologie vir die uitvoering van alle elektriese werk te volg.

Op grond van bogenoemde kan ons tot die gevolgtrekking kom dat die toestel vir die ontvang en verspreiding van elektrisiteit, asook die verskaffing daarvan vanaf die bron aan die finale verbruiker of ontvanger, nie so 'n ingewikkelde proses is nie.