Elektricitetsdistribution: understationer, nødvendigt udstyr, distributionsbetingelser, anvendelse, regnskabs- og kontrolregler

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Hvordan er distributionen af elektricitet og dens transmission fra hovedstrømkilden til forbrugeren? Dette spørgsmål er ret kompliceret, da kilden er en transformerstation, som kan placeres i betydelig afstand fra byen, men energien skal leveres med maksimal effektivitet. Dette problem bør overvejes mere detaljeret.

Generel beskrivelse af processen

Som tidligere nævnt er det oprindelige objekt, hvorfra distributionen af elektricitet begynder, i dag et kraftværk. I dag er der tre hovedtyper af stationer, der kan forsyne forbrugerne med strøm. Det kan være et termisk kraftværk (TPP), et vandkraftværk (HPP) og et atomkraftværk (NPP). Ud over disse basistyper er der også sol- eller vindstationer, men disse bruges til mere lokale formål.

Disse tre typer stationer er både kilden og det første distributionssted for elektricitet. TilFor at udføre en sådan proces som transmission af elektrisk energi er det nødvendigt at øge spændingen betydeligt. Jo længere væk forbrugeren er, jo højere skal spændingen være. Så stigningen kan nå op til 1150 kV. En stigning i spændingen er nødvendig for at mindske strømstyrken. I dette tilfælde falder modstanden i ledningerne også. Denne effekt giver dig mulighed for at overføre strøm med det mindste strømtab. For at øge spændingen til den ønskede værdi har hver station en step-up transformer. Efter at have passeret gennem sektionen med transformeren, overføres den elektriske strøm til det centrale distributionscenter ved hjælp af elledninger. PIU er en central distributionsstation, hvor elektricitet distribueres direkte.

Generel beskrivelse af den aktuelle sti

Sådanne faciliteter som det centrale distributionscenter er allerede i umiddelbar nærhed af byer, landsbyer osv. Her finder ikke kun distribution sted, men også et spændingsfald til 220 eller 110 kV. Derefter overføres elektricitet til transformerstationer, der allerede er placeret i byen.

Når man passerer gennem sådanne små transformerstationer, falder spændingen igen, men til 6-10 kV. Derefter udføres transmission og distribution af elektricitet gennem transformerpunkter placeret i forskellige dele af byen. Det er også værd at bemærke her, at overførslen af energi i byen til transformatorstationen ikke længere udføres ved hjælp af elledninger, men ved hjælp af nedlagte jordkabler. Dette er meget mere hensigtsmæssigt end brugen af elledninger. Transformatorpunktet er det sidste anlæg påhvor distributionen og transmissionen af elektricitet, samt dens reduktion for sidste gang, finder sted. I sådanne områder reduceres spændingen til de allerede velkendte 0,4 kV, det vil sige 380 V. Derefter overføres den til private etagebyggerier, garageandelsforeninger osv.

Hvis vi kort betragter transmissionsvejen, er den omtrent som følger: energikilde (10 kV kraftværk) - step-up transformer op til 110-1150 kV - krafttransmissionsledning - transformerstation med step-down transformer - transformerpunkt med spændingsfald til 10- 0,4 kV - forbrugere (privat sektor, beboelsesejendomme osv.)

Procesfunktioner

Produktionen og distributionen af elektricitet, såvel som processen med dens transmission, har en vigtig egenskab - alle disse processer er kontinuerlige. Med andre ord falder produktionen af elektrisk energi i tid sammen med processen med dens forbrug, hvorfor kraftværker, netværk og modtagere er forbundet med et sådant koncept som common mode. Denne egenskab gør det nødvendigt at organisere energisystemer for at være mere effektive i produktion og distribution af elektricitet.

Her er det meget vigtigt at forstå, hvad sådan et energisystem er. Dette er et sæt af alle stationer, kraftledninger, understationer og andre varmenetværk, der er forbundet med en sådan ejendom som en fælles tilstand samt en enkelt proces til produktion af elektrisk energi. Desuden udføres transformations- og distributionsprocesserne i disse områder under det almenekører hele dette system.

Den vigtigste arbejdsenhed i sådanne systemer er den elektriske installation. Dette udstyr er designet til produktion, konvertering, transmission og distribution af elektricitet. Denne energi modtages af elektriske modtagere. Hvad angår selve installationerne, er de afhængigt af driftsspændingen opdelt i to klasser. Den første kategori fungerer med spændinger op til 1000 V, og den anden, tværtimod, med spændinger fra 1000 V og derover.

Derudover er der også specielle enheder til at modtage, sende og distribuere elektricitet - et koblingsudstyr (RU). Dette er en elektrisk installation, der består af sådanne strukturelle elementer som præfabrikerede og forbindende samleskinner, enheder til kobling og beskyttelse, automatisering, telemekanik, måleinstrumenter og hjælpeanordninger. Disse enheder er også opdelt i to kategorier. Den første er åbne enheder, der kan betjenes udendørs, og lukkede, som kun bruges, når de er placeret inde i en bygning. Hvad angår driften af sådanne enheder i byen, er det i de fleste tilfælde den anden mulighed, der bruges.

En af de sidste grænser for eltransmissions- og distributionssystemet er transformerstationen. Dette er en genstand, der består af et koblingsanlæg op til 1000 V og fra 1000 V, samt krafttransformatorer og andre hjælpeenheder.

Overvejelse af strømfordelingsordningen

For at se nærmere på processen med produktion, transmission og distributionelektricitet, kan du som eksempel tage blokdiagrammet over forsyningen af elektricitet til byen.

I dette tilfælde begynder processen med, at generatorerne på statens distriktskraftværk (statsregionale kraftværk) genererer en spænding på 6, 10 eller 20 kV. I nærværelse af en sådan spænding er det ikke økonomisk at overføre det over en afstand på mere end 4-6 km, da der vil være store tab. For at reducere strømtabet betydeligt er en krafttransformator inkluderet i transmissionslinjen, som er designet til at øge spændingen til sådanne værdier som 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 kV. Værdien vælges alt efter, hvor langt væk forbrugeren er. Dette efterfølges af et punkt for sænkning af elektrisk energi, som præsenteres i form af en nedtrappende transformerstation placeret i byen. Spændingen reduceres til 6-10 kV. Det er værd at tilføje her, at en sådan transformerstation består af to dele. Den første del af den åbne type er designet til en spænding på 110-220 kV. Den anden del er lukket, inkluderer en strømfordelingsenhed (RU), designet til en spænding på 6-10 kV.

Afsnit af elforsyningsordningen

Ud over de enheder, der blev nævnt tidligere, omfatter energiforsyningssystemet også objekter som en forsyningskabelledning - PKL, en distributionskabelledning - RKL, en kabelledning med en spænding på 0,4 kV - KL, en indgangstype for koblingsudstyr i en beboelsesbygning - ASU, den primære nedstigningsstation på anlægget - GPP, et strømfordelingsskab eller en tavlekontrolpanelenhed, placeret i fabrikken og designet til 0,4 kV.

Også i kredsløbet kan der være en sådan sektion som kraftcenteret - CPU'en. Det er vigtigt at bemærke her, at dette objekt kan repræsenteres af to forskellige enheder. Dette kan være et sekundært spændingsanlæg på en nedtrappet understation. Derudover vil det også omfatte en enhed, der udfører funktionerne spændingsregulering og dens efterfølgende levering til forbrugerne. Den anden version er en transformer til transmission og distribution af elektricitet eller et generatorspændingsanlæg direkte på kraftværket.

Det er værd at bemærke, at CPU'en altid er forbundet til RP-distributionspunktet. Linjen, der forbinder disse to objekter, har ikke en fordeling af elektrisk energi langs hele dens længde. Sådanne linjer kaldes norm alt kabellinjer.

I dag kan sådant udstyr som KTP - en komplet transformerstation - bruges i elnettet. Den består af flere transformere, en distributions- eller inputenhed, designet til at fungere med en spænding på 6-10 kV. Sættet indeholder også et koblingsudstyr til 0,4 kV. Alle disse enheder er forbundet med strømledere, og sættet leveres færdiglavet eller klar til montering. Modtagelse og distribution af elektricitet kan også finde sted på høje konstruktioner eller på kraftoverførselstårne. Sådanne strukturer kaldes enten pol- eller mastetransformatorstationer.(ITP).

Elektriske modtagere i første kategori

I dag er der tre kategorier af elektriske modtagere, som adskiller sig i graden af pålidelighed.

Den første kategori af elektriske modtagere omfatter de genstande, som der er ret alvorlige problemer med i tilfælde af strømsvigt. Sidstnævnte omfatter følgende: en trussel mod menneskeliv, alvorlig skade på den nationale økonomi, skade på dyrt udstyr fra hovedgruppen, massedefekte produkter, ødelæggelse af en etableret teknologisk proces til produktion og distribution af elektricitet, en mulig afbrydelse i driften af vigtige dele af offentlige forsyningsvirksomheder. Sådanne elektriske modtagere omfatter bygninger med en stor skare af mennesker, for eksempel et teater, et supermarked, et stormagasin osv. Denne gruppe omfatter også elektrificeret transport (metro, trolleybus, sporvogn).

Hvad angår forsyningen af elektricitet til disse strukturer, skal de forsynes med elektricitet fra to kilder, der er uafhængige af hinanden. Afbrydelse fra netværket af sådanne bygninger er kun tilladt i den periode, hvor backup-strømkilden vil blive startet. Med andre ord skal eldistributionssystemet sørge for en hurtig overgang fra en kilde til en anden, i tilfælde af en nødsituation. I dette tilfælde anses en uafhængig strømkilde for at være den, hvor spændingen forbliver, selvom den forsvinder på andre kilder, der forsyner den samme elektriske modtager.

Den første kategori omfatter også enheder, der skal have strøm fra tre uafhængige kilder på én gang. Der er tale om en særlig gruppe, hvis arbejde skal sikres uafbrudt. Det vil sige, at afbrydelse fra strømforsyningen ikke er tilladt, selv i det tidsrum, hvor nødkilden er tændt. Oftest omfatter denne gruppe modtagere, hvis svigt indebærer en trussel mod menneskeliv (eksplosion, brand osv.).

Anden og tredje kategori modtagere

Elektricitetsdistributionssystemer med tilslutning af den anden kategori af elektriske modtagere inkluderer sådant udstyr, når strømmen er slukket, vil der være en massiv nedetid for arbejdsmekanismer og industriel transport, underforsyning af produkter samt forstyrrelser af aktiviteterne for en masse mennesker, der bor både i byen og udenfor. Denne gruppe af elektriske modtagere omfatter boliger over 4. sal, skoler og hospitaler, kraftværker, hvis strømsvigt ikke vil føre til svigt af dyrt udstyr, samt andre grupper af elektriske forbrugere med en samlet belastning på 400 til 10.000 kV.

To uafhængige stationer bør fungere som energikilder i denne kategori. Derudover er afbrydelse fra hovedstrømkilden til disse faciliteter tilladt, indtil det vagthavende personale starter backup-kilden, eller det vagthavende team af arbejdere på den nærmeste strømforsyningsstation gør dette.

Med hensyn til den tredje kategori af modtagere, så tilde ejer alle de resterende enheder, der kan drives af kun 1 strømforsyning. Derudover er afbrydelse af netværket af sådanne modtagere tilladt i perioden med reparation eller udskiftning af beskadiget udstyr i en periode på højst en dag.

Hoveddiagram over forsyning og distribution af elektrisk energi

Kontrol af distributionen af elektricitet og dens transmission fra kilden til modtageren af den tredje kategori i byen udføres lettest ved hjælp af en radial blindgyde-ordning. En sådan ordning har imidlertid én væsentlig ulempe, som er, at hvis et element i systemet svigter, vil alle modtagere, der er forbundet til en sådan ordning, forblive uden strøm. Dette vil fortsætte, indtil den beskadigede del af kæden er udskiftet. På grund af denne mangel anbefales det ikke at bruge en sådan skifteordning.

Hvis vi taler om tilslutning og distribution af energi for modtagere af anden og tredje kategori, så kan du her bruge ringkredsløbsdiagrammet. Med en sådan forbindelse, hvis en af strømledningerne svigter, kan du genoprette strømforsyningen til alle modtagere, der er tilsluttet et sådant netværk i manuel tilstand, hvis du slukker for strømmen fra hovedkilden og starter backup-en. Ringkredsløbet adskiller sig fra det radiale kredsløb ved, at det har specielle sektioner, hvor afbrydere eller kontakter er i slukket tilstand. Hvis hovedstrømkilden er beskadiget, kan de tændes for at genoprette forsyningen, men fra backup-ledningen. Det vil også tjeneen god fordel, hvis der skal udføres reparationer på hovedbanen. En pause i strømforsyningen til en sådan linje er tilladt i en periode på omkring to timer. Denne tid er nok til at slukke for den beskadigede hovedstrømkilde og tilslutte backup til netværket, så den distribuerer elektricitet.

Der er en endnu mere pålidelig måde at forbinde og distribuere energi på - dette er en ordning med parallelforbindelse af to forsyningsledninger eller indførelse af en automatisk forbindelse af en backupkilde. Med en sådan ordning vil den beskadigede linje blive afbrudt fra det generelle distributionssystem ved hjælp af to kontakter placeret i hver ende af linjen. Forsyningen af elektricitet i dette tilfælde vil blive udført i en stadig uafbrudt tilstand, men allerede gennem den anden linje. Denne ordning er relevant for modtagere af den anden kategori.

Distributionsordninger for den første kategori af modtagere

Hvad angår distributionen af energi til at forsyne modtagerne af den første kategori, er det i dette tilfælde nødvendigt at forbinde fra to uafhængige strømcentre på samme tid. Derudover bruger sådanne ordninger ofte ikke ét distributionspunkt, men to, og der leveres altid et automatisk backup-strømsystem.

For elektriske modtagere, der tilhører den første kategori, er automatisk skift til backup-strøm installeret på input-distributionsenhederne. Med et sådant forbindelsessystem, fordelingen af elektrisk strømudføres ved hjælp af to strømledninger, som hver er kendetegnet ved en spænding på op til 1 kV, og er også forbundet med uafhængige transformere.

Andre modtagerdistribution og strømsystemer

For mest effektivt at distribuere elektricitet til anden kategori modtagere, kan du bruge et kredsløb med overstrømsbeskyttelse til en eller to RP'er, samt et kredsløb med automatisk backup strøm. Der er dog et vist krav her. Disse ordninger kan kun bruges, hvis omkostningerne til materielle ressourcer til deres arrangement ikke stiger med mere end 5% sammenlignet med arrangementet af en manuel overgang til en backup-strømkilde. Derudover er det nødvendigt at udstyre sådanne sektioner på en sådan måde, at en linje kan overtage belastningen fra den anden under hensyntagen til kortvarig overbelastning. Dette er nødvendigt, for hvis en af dem fejler, vil fordelingen af al spænding blive overført til den resterende.

Der er en ret almindelig stråleforbindelse og distributionsordning. I dette tilfælde vil et distributionspunkt blive drevet af to forskellige transformere. Et kabel er forbundet til hver af dem, hvor spændingen ikke overstiger 1000 V. Hver af transformatorerne er også udstyret med en kontaktor, som er designet til automatisk at skifte belastningen fra en strømenhed til en anden, hvis nogen af dem spændingen forsvinder.

Opsummering af pålideligheden af netværket er dette et af de vigtigste krav, der skal stillessikre, at distributionen af energi ikke afbrydes. For at opnå maksimal pålidelighed er det ikke kun nødvendigt at bruge de bedst egnede forsyningsordninger for hver kategori. Det er også vigtigt at vælge de rigtige mærker af kabler såvel som deres tykkelse og tværsnit under hensyntagen til deres varme- og strømtab under strømmen. Det er også vigtigt at følge reglerne for teknisk drift og teknologien til at udføre alt elektrisk arbejde.

Baseret på ovenstående kan vi konkludere, at enheden til at modtage og distribuere elektricitet, såvel som at levere den fra kilden til den endelige forbruger eller modtager, ikke er så kompliceret en proces.