Elektriciteitsdistributie: onderstations, benodigde apparatuur, distributievoorwaarden, toepassing, boekhoud- en controleregels

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Hoe is de distributie van elektriciteit en de overdracht ervan van de hoofdstroombron naar de consument? Deze kwestie is vrij ingewikkeld, aangezien de bron een onderstation is, dat op een aanzienlijke afstand van de stad kan worden geplaatst, maar de energie moet met maximale efficiëntie worden geleverd. Dit probleem moet in meer detail worden beschouwd.

Algemene beschrijving van het proces

Zoals eerder vermeld, is het oorspronkelijke object, van waaruit de distributie van elektriciteit begint, tegenwoordig een elektriciteitscentrale. Tegenwoordig zijn er drie hoofdtypen stations die consumenten van elektriciteit kunnen voorzien. Het kan een thermische centrale (TPP), een waterkrachtcentrale (HPP) en een kerncentrale (NPP) zijn. Naast deze basistypen zijn er ook zonne- of windstations, maar deze worden voor meer lokale doeleinden gebruikt.

Deze drie typen stations zijn zowel de bron als het eerste distributiepunt van elektriciteit. VoorOm een dergelijk proces als de overdracht van elektrische energie uit te voeren, is het noodzakelijk om de spanning aanzienlijk te verhogen. Hoe verder weg de consument is, hoe hoger de spanning zou moeten zijn. De toename kan dus oplopen tot 1150 kV. Een verhoging van de spanning is nodig om de stroomsterkte te verlagen. In dit geval da alt ook de weerstand in de draden. Met dit effect kunt u stroom overdragen met het minste vermogensverlies. Om de spanning tot de gewenste waarde te verhogen, heeft elk station een step-up transformator. Na het doorlopen van het gedeelte met de transformator wordt de elektrische stroom via hoogspanningsleidingen naar het centrale distributiecentrum geleid. PIU is een centraal verdeelstation waar elektriciteit direct wordt gedistribueerd.

Algemene beschrijving van het huidige pad

Voorzieningen als het centrale distributiecentrum zijn al in de buurt van steden, dorpen, etc. Hier vindt niet alleen distributie plaats, maar ook een spanningsval naar 220 of 110 kV. Daarna wordt elektriciteit overgebracht naar onderstations die zich al in de stad bevinden.

Bij het passeren van zulke kleine onderstations da alt de spanning weer, maar tot 6-10 kV. Daarna vindt de transmissie en distributie van elektriciteit plaats via transformatorpunten in verschillende delen van de stad. Vermeldenswaard is hier ook dat het transport van energie binnen de stad naar het transformatorstation niet meer gebeurt met behulp van hoogspanningsleidingen, maar met behulp van gelegde ondergrondse kabels. Dit is veel handiger dan het gebruik van hoogspanningslijnen. Het transformatorpunt is de laatste voorziening opwaarin de distributie en het transport van elektriciteit, evenals de voor de laatste keer reductie, plaatsvindt. In dergelijke gebieden wordt de spanning verlaagd tot de al bekende 0,4 kV, dat wil zeggen 380 V. Vervolgens wordt deze overgebracht naar particuliere gebouwen met meerdere verdiepingen, garagecoöperaties, enz.

Als we het transmissiepad kort beschouwen, is het ongeveer als volgt: energiebron (10 kV-centrale) - step-up transformator tot 110-1150 kV - hoogspanningstransmissielijn - onderstation met step-down transformator - transformatorpunt met spanningsval tot 10 - 0,4 kV - verbruikers (particuliere sector, woongebouwen, enz.)

Procesfuncties

De productie en distributie van elektriciteit, evenals het proces van transmissie, heeft een belangrijk kenmerk: al deze processen zijn continu. Met andere woorden, de productie van elektrische energie v alt samen met het proces van het verbruik ervan, en daarom zijn elektriciteitscentrales, netwerken en ontvangers met elkaar verbonden door een concept als common mode. Deze eigenschap maakt het noodzakelijk om energiesystemen te organiseren om efficiënter te zijn in de productie en distributie van elektriciteit.

Hier is het erg belangrijk om te begrijpen wat zo'n energiesysteem is. Dit is een set van alle stations, hoogspanningslijnen, onderstations en andere verwarmingsnetwerken, die onderling zijn verbonden door een eigenschap als een gemeenschappelijke modus, evenals een enkel proces voor de productie van elektrische energie. Daarnaast worden de transformatie- en distributieprocessen op deze gebieden uitgevoerd onder de algemenedit hele systeem draaiend.

De belangrijkste werkeenheid in dergelijke systemen is de elektrische installatie. Deze apparatuur is ontworpen voor de productie, conversie, transmissie en distributie van elektriciteit. Deze energie wordt opgevangen door elektrische ontvangers. Wat de installaties zelf betreft, deze zijn, afhankelijk van de bedrijfsspanning, onderverdeeld in twee klassen. De eerste categorie werkt met spanningen tot 1000 V en de tweede daarentegen met spanningen van 1000 V en hoger.

Daarnaast zijn er ook speciale apparaten voor het ontvangen, verzenden en distribueren van elektriciteit - een schakelinrichting (RU). Dit is een elektrische installatie, die bestaat uit structurele elementen zoals geprefabriceerde en verbindingsrails, apparaten voor schakelen en beveiligen, automatisering, telemechanica, meetinstrumenten en hulpapparatuur. Ook deze units zijn onderverdeeld in twee categorieën. De eerste zijn open apparaten die buitenshuis kunnen worden gebruikt, en gesloten apparaten, die alleen worden gebruikt wanneer ze zich in een gebouw bevinden. Wat betreft de bediening van dergelijke apparaten in de stad, is het in de meeste gevallen de tweede optie die wordt gebruikt.

Een van de laatste grenzen van het elektriciteitstransmissie- en distributiesysteem is het onderstation. Dit is een object dat bestaat uit een schakelkast tot 1000 V en vanaf 1000 V, evenals stroomtransformatoren en andere hulpeenheden.

Overweging van het stroomverdelingsschema

Om het proces van productie, transmissie en distributie onder de loep te nemenelektriciteit, kunt u als voorbeeld het blokschema van de levering van elektriciteit aan de stad nemen.

In dit geval begint het proces met het feit dat de generatoren in de centrale van het district van de staat (regionale elektriciteitscentrale van de staat) een spanning van 6, 10 of 20 kV genereren. In aanwezigheid van een dergelijke spanning is het niet economisch om deze over een afstand van meer dan 4-6 km te verzenden, omdat er grote verliezen zullen zijn. Om vermogensverlies aanzienlijk te verminderen, is een stroomtransformator opgenomen in de transmissielijn, die is ontworpen om de spanning te verhogen tot waarden als 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 kV. De waarde wordt gekozen afhankelijk van hoe ver de consument weg is. Dit wordt gevolgd door een punt voor het verlagen van elektrische energie, dat wordt gepresenteerd in de vorm van een step-down onderstation in de stad. De spanning wordt verlaagd tot 6-10 kV. Het is de moeite waard om hier aan toe te voegen dat een dergelijk onderstation uit twee delen bestaat. Het eerste deel van het open type is ontworpen voor een spanning van 110-220 kV. Het tweede deel is gesloten, bevat een stroomverdelingsapparaat (RU), ontworpen voor een spanning van 6-10 kV.

Secties van het elektriciteitsvoorzieningsschema

Naast de apparaten die eerder zijn vermeld, omvat het energievoorzieningssysteem ook objecten als een voedingskabellijn - PKL, een distributiekabellijn - RKL, een kabellijn met een spanning van 0,4 kV - KL, een ingangstype voor schakelapparatuur in een woongebouw - ASU, het hoofdonderstation in de fabriek - GPP, een stroomverdeelkast of een schakelbordbedieningspaneelapparaat, gelegen in de fabriekswinkel, en ontworpen voor 0,4 kV.

Ook in het circuit kan er een sectie zijn als het krachtcentrum - de CPU. Het is belangrijk om hier op te merken dat dit object kan worden weergegeven door twee verschillende apparaten. Dit kan een secundair spanningsschakelapparaat zijn op een step-down onderstation. Daarnaast zal het ook een apparaat bevatten dat de functies van spanningsregeling en de daaropvolgende levering aan consumenten zal uitvoeren. De tweede versie is een transformator voor de transmissie en distributie van elektriciteit, of een generatorspanningsschakelaar direct bij de elektriciteitscentrale.

Het is vermeldenswaard dat de CPU altijd verbonden is met het RP-distributiepunt. De lijn die deze twee objecten verbindt, heeft geen verdeling van elektrische energie over de gehele lengte. Dergelijke lijnen worden meestal kabellijnen genoemd.

Tegenwoordig kan apparatuur als KTP - een compleet transformatorstation - worden gebruikt in het elektriciteitsnet. Het bestaat uit verschillende transformatoren, een distributie- of invoerapparaat, ontworpen om te werken met een spanning van 6-10 kV. De kit bevat ook een schakelkast voor 0,4 kV. Al deze apparaten zijn onderling verbonden door stroomgeleiders en de kit wordt kant-en-klaar of montageklaar geleverd. Ontvangst en distributie van elektriciteit kan ook plaatsvinden op hoge constructies of op hoogspanningsmasten. Dergelijke constructies worden pool- of masttransformatorstations genoemd.(ITP).

Elektrische ontvangers van de eerste categorie

Tegenwoordig zijn er drie categorieën elektrische ontvangers, die verschillen in de mate van betrouwbaarheid.

De eerste categorie elektrische ontvangers omvat die objecten, waarvan er in geval van stroomuitval behoorlijk ernstige problemen zijn. Deze laatste omvatten het volgende: een bedreiging voor mensenlevens, ernstige schade aan de nationale economie, schade aan dure apparatuur van de hoofdgroep, massale defecte producten, de vernietiging van een gevestigd technologisch proces voor de productie en distributie van elektriciteit, een mogelijke verstoring bij de exploitatie van belangrijke elementen van openbare nutsbedrijven. Dergelijke elektrische ontvangers omvatten gebouwen met een grote menigte mensen, bijvoorbeeld een theater, een supermarkt, een warenhuis, enz. Deze groep omvat ook elektrisch vervoer (metro, trolleybus, tram).

Wat betreft de levering van elektriciteit aan deze constructies, ze moeten worden voorzien van elektriciteit uit twee bronnen die onafhankelijk van elkaar zijn. Ontkoppeling van het netwerk van dergelijke gebouwen is alleen toegestaan voor de periode waarin de back-upstroombron wordt gestart. Met andere woorden, het stroomdistributiesysteem moet zorgen voor een snelle overgang van de ene naar de andere bron in geval van nood. In dit geval wordt een onafhankelijke stroombron beschouwd als degene waarop de spanning zal blijven bestaan, zelfs als deze verdwijnt op andere bronnen die dezelfde elektrische ontvanger voeden.

De eerste categorie omvat ook apparaten die tegelijkertijd door drie onafhankelijke bronnen moeten worden gevoed. Dit is een speciale groep wiens werk ononderbroken moet worden gewaarborgd. Dat wil zeggen dat ontkoppeling van de voeding niet is toegestaan, zelfs niet zolang de noodbron is ingeschakeld. Meestal omvat deze groep ontvangers waarvan het falen een bedreiging voor het menselijk leven met zich meebrengt (explosie, brand, enz.).

Tweede en derde categorie ontvangers

Elektriciteitsdistributiesystemen met de aansluiting van de tweede categorie elektrische ontvangers omvatten dergelijke apparatuur, wanneer de stroom wordt uitgeschakeld, zal er een enorme uitv altijd zijn van werkmechanismen en industrieel transport, onderaanbod van producten en verstoring van de activiteiten van een groot aantal mensen die zowel in de stad als daarbuiten wonen. Deze groep elektrische ontvangers omvat woongebouwen boven de 4e verdieping, scholen en ziekenhuizen, energiecentrales waarvan de stroomuitval niet zal leiden tot het uitvallen van dure apparatuur, evenals andere groepen elektrische verbruikers met een totale belasting van 400 tot 10.000 kV.

Twee onafhankelijke stations moeten in deze categorie als energiebronnen fungeren. Bovendien is ontkoppeling van de hoofdstroombron van deze faciliteiten toegestaan totdat het dienstdoende personeel de back-upbron start, of het dienstdoende team van arbeiders bij het dichtstbijzijnde stroomvoorzieningsstation dit doet.

Wat betreft de derde categorie ontvangers, dan naarzij bezitten alle overige apparaten die kunnen worden gevoed door slechts 1 voeding. Bovendien is ontkoppeling van het netwerk van dergelijke ontvangers toegestaan voor de periode van reparatie of vervanging van beschadigde apparatuur voor een periode van niet meer dan een dag.

Hoofdschema van de levering en distributie van elektrische energie

Controle van de distributie van elektriciteit en de transmissie ervan van de bron naar de ontvanger van de derde categorie binnen de stad kan het gemakkelijkst worden uitgevoerd met behulp van een radiaal doodlopend schema. Een dergelijk schema heeft echter één belangrijk nadeel, namelijk dat als een element van het systeem fa alt, alle ontvangers die op een dergelijk schema zijn aangesloten, zonder stroom blijven. Dit gaat door totdat het beschadigde gedeelte van de ketting is vervangen. Vanwege deze tekortkoming wordt het gebruik van een dergelijk schakelschema niet aanbevolen.

Als we het hebben over de aansluiting en distributie van energie voor ontvangers van de tweede en derde categorie, dan kun je hier het ringschakelschema gebruiken. Met een dergelijke verbinding kunt u, als een van de stroomlijnen uitv alt, de stroomtoevoer naar alle ontvangers die op een dergelijk netwerk zijn aangesloten in handmatige modus herstellen, als u de stroom van de hoofdbron uitschakelt en de back-up start. Het ringcircuit verschilt van het radiale circuit doordat het speciale secties heeft waarop scheiders of schakelaars in de uit-modus staan. Als de hoofdstroombron is beschadigd, kunnen deze worden ingeschakeld om de voeding te herstellen, maar dan vanaf de back-uplijn. Het zal ook dieneneen mooi voordeel als er reparaties aan de hoofdleiding uitgevoerd moeten worden. Een onderbreking van de stroomvoorziening van een dergelijke lijn is toegestaan voor een periode van ongeveer twee uur. Deze tijd is voldoende om de beschadigde hoofdstroombron uit te schakelen en de back-up aan te sluiten op het netwerk zodat deze elektriciteit distribueert.

Er is een nog betrouwbaardere manier om energie aan te sluiten en te distribueren - dit is een schema met parallelle aansluiting van twee voedingslijnen of de introductie van een automatische aansluiting van een back-upbron. Met een dergelijk schema wordt de beschadigde lijn losgekoppeld van het algemene distributiesysteem met behulp van twee schakelaars aan elk uiteinde van de lijn. De levering van elektriciteit zal in dit geval nog steeds ononderbroken plaatsvinden, maar al via de tweede lijn. Dit schema is relevant voor ontvangers van de tweede categorie.

Distributieschema's voor de eerste categorie ontvangers

Wat betreft de distributie van energie om de ontvangers van de eerste categorie van stroom te voorzien, in dit geval is het noodzakelijk om tegelijkertijd verbinding te maken met twee onafhankelijke energiecentrales. Bovendien gebruiken dergelijke schema's vaak niet één distributiepunt, maar twee, en is er altijd een automatisch back-upvoedingssysteem.

Voor elektrische ontvangers die tot de eerste categorie behoren, is automatische omschakeling naar back-upstroom geïnstalleerd op de ingangsdistributie-apparaten. Met een dergelijk verbindingssysteem kan de verdeling van elektrische stroomwordt uitgevoerd met behulp van twee hoogspanningslijnen, die elk worden gekenmerkt door een spanning van maximaal 1 kV, en is ook verbonden met onafhankelijke transformatoren.

Andere ontvangerdistributie en energieschema's

Om elektriciteit zo efficiënt mogelijk te distribueren naar ontvangers van de tweede categorie, kunt u een circuit gebruiken met overstroombeveiliging voor een of twee RP's, evenals een circuit met automatische back-upvoeding. Er is hier echter een bepaalde vereiste. Deze schema's kunnen alleen worden gebruikt als de kosten van materiële middelen voor hun opstelling niet meer dan 5% stijgen, vergeleken met de opstelling van een handmatige overgang naar een back-upstroombron. Bovendien is het noodzakelijk om dergelijke secties zo uit te rusten dat de ene lijn de belasting van de tweede kan overnemen, rekening houdend met kortdurende overbelasting. Dit is nodig, want als een van beide uitv alt, wordt de distributie van alle spanning overgedragen naar de resterende.

Er is een vrij algemeen straalverbindings- en distributieschema. In dit geval wordt één distributiepunt gevoed door twee verschillende transformatoren. Op elk van hen is een kabel aangesloten, waarvan de spanning niet hoger is dan 1000 V. Elk van de transformatoren is ook uitgerust met één contactor, die is ontworpen om automatisch de belasting van de ene voedingseenheid naar de andere te schakelen, als een van hen de spanning zal verdwijnen.

De betrouwbaarheid van het netwerk samenvattend, dit is een van de belangrijkste vereisten die moeten wordenervoor te zorgen dat de distributie van energie niet wordt onderbroken. Om maximale betrouwbaarheid te bereiken, is het niet alleen noodzakelijk om voor elke categorie de meest geschikte leveringsschema's te gebruiken. Het is ook belangrijk om de juiste kabelmerken te kiezen, evenals hun dikte en doorsnede, rekening houdend met hun verwarmings- en vermogensverliezen tijdens de stroomstroom. Het is ook belangrijk om de regels van de technische werking en de technologie voor het uitvoeren van alle elektrische werkzaamheden te volgen.

Op basis van het bovenstaande kunnen we concluderen dat het apparaat voor het ontvangen en distribueren van elektriciteit, evenals het leveren van de bron aan de eindverbruiker of ontvanger, niet zo'n ingewikkeld proces is.