Elektrības sadale: apakšstacijas, nepieciešamās iekārtas, sadales nosacījumi, pielietojums, uzskaites un kontroles noteikumi

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Kā notiek elektroenerģijas sadale un tās pārvade no galvenā barošanas avota līdz patērētājam? Šis jautājums ir diezgan sarežģīts, jo avots ir apakšstacija, kas var atrasties ievērojamā attālumā no pilsētas, bet enerģija ir jāpiegādā ar maksimālu efektivitāti. Šis jautājums ir jāapsver sīkāk.

Vispārīgs procesa apraksts

Kā jau iepriekš minēts, sākotnējais objekts, no kura sākas elektroenerģijas sadale, šodien ir elektrostacija. Mūsdienās ir trīs galvenie staciju veidi, kas var nodrošināt patērētājus ar elektroenerģiju. Tā var būt termoelektrostacija (TEC), hidroelektrostacija (HES) un atomelektrostacija (AES). Papildus šiem pamata tipiem ir arī saules vai vēja stacijas, taču tās tiek izmantotas lokālākiem mērķiem.

Šie trīs staciju veidi ir gan elektroenerģijas avots, gan pirmais sadales punkts. PriekšLai veiktu tādu procesu kā elektriskās enerģijas pārvade, nepieciešams būtiski palielināt spriegumu. Jo tālāk atrodas patērētājs, jo lielākam jābūt spriegumam. Tātad pieaugums var sasniegt līdz 1150 kV. Sprieguma palielināšana ir nepieciešama, lai samazinātu strāvas stiprumu. Šajā gadījumā krītas arī pretestība vados. Šis efekts ļauj pārsūtīt strāvu ar vismazāko jaudas zudumu. Lai palielinātu spriegumu līdz vēlamajai vērtībai, katrai stacijai ir pakāpju transformators. Izejot cauri sekcijai ar transformatoru, elektriskā strāva tiek pārsūtīta uz centrālo sadales centru, izmantojot elektropārvades līnijas. PIU ir centrālā sadales stacija, kurā tiek tieši sadalīta elektroenerģija.

Vispārīgs pašreizējā ceļa apraksts

Tādas iekārtas kā centrālais sadales centrs jau atrodas tuvu pilsētām, ciemiem utt. Šeit notiek ne tikai sadale, bet arī sprieguma kritums līdz 220 vai 110 kV. Pēc tam elektrība tiek pārvadīta uz apakšstacijām, kas jau atrodas pilsētas robežās.

Ejot cauri tik mazām apakšstacijām, spriegums atkal krītas, bet uz 6-10 kV. Pēc tam elektroenerģijas pārvade un sadale tiek veikta caur transformatoru punktiem, kas atrodas dažādās pilsētas vietās. Šeit ir arī vērts atzīmēt, ka enerģijas pārvade pilsētas iekšienē uz transformatoru apakšstaciju vairs netiek veikta ar elektropārvades līniju palīdzību, bet gan ar izklātu pazemes kabeļu palīdzību. Tas ir daudz lietderīgāk nekā elektropārvades līniju izmantošana. Transformatora punkts ir pēdējā ieslēgtā iekārtakurā notiek elektroenerģijas sadale un pārvade, kā arī tās samazināšana pēdējo reizi. Šādās zonās spriegums tiek samazināts līdz jau pazīstamajam 0,4 kV, tas ir, 380 V. Pēc tam tas tiek pārnests uz privātām, daudzstāvu ēkām, garāžu kooperatīviem utt.

Ja mēs īsumā aplūkojam pārraides ceļu, tas ir aptuveni šāds: enerģijas avots (10 kV elektrostacija) - paaugstināšanas transformators līdz 110-1150 kV - elektropārvades līnija - apakšstacija ar pazeminošo transformatoru - transformatora punkts ar sprieguma kritumu līdz 10-0,4 kV - patērētāji (privātais sektors, dzīvojamās ēkas utt.).

Procesa līdzekļi

Elektrības ražošanai un sadalei, kā arī tās pārvades procesam ir svarīga iezīme – visi šie procesi ir nepārtraukti. Citiem vārdiem sakot, elektroenerģijas ražošana laikā sakrīt ar tās patēriņa procesu, tāpēc elektrostacijas, tīklus un uztvērējus savā starpā saista tāds jēdziens kā vienotais režīms. Šis īpašums rada nepieciešamību sakārtot energosistēmas, lai efektīvāk ražotu un sadalītu elektrību.

Šeit ir ļoti svarīgi saprast, kas ir šāda energosistēma. Tas ir visu staciju, elektropārvades līniju, apakšstaciju un citu siltumtīklu kopums, kas ir savstarpēji savienoti ar tādu īpašību kā kopīgs režīms, kā arī viens elektroenerģijas ražošanas process. Turklāt pārveides un izplatīšanas procesi šajās jomās tiek veikti saskaņā ar vispārīgodarbojas visa šī sistēma.

Galvenā darba vienība šādās sistēmās ir elektroinstalācija. Šis aprīkojums ir paredzēts elektroenerģijas ražošanai, pārveidei, pārvadei un sadalei. Šo enerģiju saņem elektriskie uztvērēji. Kas attiecas uz pašām instalācijām, atkarībā no darba sprieguma tās ir sadalītas divās klasēs. Pirmā kategorija darbojas ar spriegumu līdz 1000 V, bet otrā, gluži pretēji, ar spriegumiem no 1000 V un vairāk.

Turklāt ir arī īpašas ierīces elektroenerģijas saņemšanai, pārvadīšanai un sadalei - sadales iekārta (RU). Šī ir elektroinstalācija, kas sastāv no tādiem konstrukcijas elementiem kā saliekamās un savienojošās kopnes, komutācijas un aizsardzības ierīces, automatizācija, telemehānika, mērinstrumenti un palīgierīces. Šīs vienības ir arī sadalītas divās kategorijās. Pirmās ir atvērtās ierīces, kuras var darbināt ārpus telpām, un slēgtās, kuras tiek izmantotas tikai tad, ja tās atrodas ēkas iekšienē. Runājot par šādu ierīču darbību pilsētā, vairumā gadījumu tiek izmantota otrā iespēja.

Viena no pēdējām elektroenerģijas pārvades un sadales sistēmas robežām ir apakšstacija. Šis ir objekts, kas sastāv no sadales iekārtas līdz 1000 V un no 1000 V, kā arī jaudas transformatoriem un citiem palīgierīcēm.

Strāvas sadales shēmas izskatīšana

Lai tuvāk apskatītu ražošanas, pārvades un izplatīšanas procesuelektrību, kā piemēru varat ņemt pilsētas elektroenerģijas piegādes blokshēmu.

Šajā gadījumā process sākas ar to, ka valsts rajona elektrostacijā (valsts reģionālā elektrostacijā) ģeneratori ģenerē 6, 10 vai 20 kV spriegumu. Šāda sprieguma klātbūtnē nav ekonomiski to pārraidīt tālāk par 4-6 km, jo būs lieli zudumi. Lai būtiski samazinātu jaudas zudumus, pārvades līnijā ir iekļauts jaudas transformators, kas paredzēts sprieguma paaugstināšanai līdz tādām vērtībām kā 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 kV. Vērtība tiek izvēlēta atkarībā no tā, cik tālu atrodas patērētājs. Pēc tam seko elektroenerģijas pazemināšanas punkts, kas tiek parādīts pilsētas robežās izvietotas apakšstacijas veidā. Spriegums tiek samazināts līdz 6-10 kV. Šeit ir vērts piebilst, ka šāda apakšstacija sastāv no divām daļām. Pirmā atvērtā tipa daļa ir paredzēta 110-220 kV spriegumam. Otrā daļa ir slēgta, ietver elektroenerģijas sadales ierīci (RU), kas paredzēta 6-10 kV spriegumam.

Elektroapgādes shēmas sadaļas

Papildus tām ierīcēm, kas tika uzskaitītas iepriekš, energoapgādes sistēmā ietilpst arī tādi objekti kā barošanas kabeļa līnija - PKL, sadales kabeļu līnija - RKL, kabeļu līnija ar spriegumu 0,4 kV - KL, sadales iekārtas ievades tips dzīvojamā ēkā - ASU, stacijas galvenā apakšstacija - GPP, elektroenerģijas sadales skapis vai sadales skapisvadības paneļa ierīce, kas atrodas rūpnīcas veikalā un paredzēta 0,4 kV.

Arī ķēdē var būt tāda sadaļa kā jaudas centrs - CPU. Šeit ir svarīgi atzīmēt, ka šo objektu var attēlot ar divām dažādām ierīcēm. Tas var būt sekundārā sprieguma sadales iekārta pazeminātā apakšstacijā. Turklāt tajā tiks iekļauta arī ierīce, kas pildīs sprieguma regulēšanas un tās turpmākās piegādes līdz patērētājiem funkcijas. Otrā versija ir transformators elektroenerģijas pārvadei un sadalei vai ģeneratora sprieguma sadales iekārta tieši elektrostacijā.

Ir vērts atzīmēt, ka centrālais procesors vienmēr ir savienots ar RP sadales punktu. Līnijai, kas savieno šos divus objektus, nav elektriskās enerģijas sadalījuma visā tās garumā. Šādas līnijas parasti sauc par kabeļu līnijām.

Šodien elektrotīklā var izmantot tādas iekārtas kā KTP - pilna transformatoru apakšstacija. Tas sastāv no vairākiem transformatoriem, sadales vai ievades ierīces, kas paredzētas darbam ar spriegumu 6-10 kV. Komplektā ietilpst arī sadales iekārta 0,4 kV. Visas šīs ierīces ir savstarpēji savienotas ar strāvas vadītājiem, un komplekts tiek piegādāts gatavs vai gatavs montāžai. Elektroenerģijas pieņemšana un sadale var notikt arī uz augstām konstrukcijām vai elektropārvades torņiem. Šādas konstrukcijas sauc par polu vai masta transformatoru apakšstacijām.(ITP).

Pirmās kategorijas elektriskie uztvērēji

Šodien ir trīs elektrisko uztvērēju kategorijas, kas atšķiras pēc uzticamības pakāpes.

Pirmajā elektrisko uztvērēju kategorijā ietilpst tie objekti, kuriem strāvas padeves pārtraukuma gadījumā ir diezgan nopietnas problēmas. Pie pēdējiem pieder: apdraudējums cilvēku dzīvībai, nopietns kaitējums tautsaimniecībai, bojājumi dārgām iekārtām no galvenās grupas, masveidā bojāti izstrādājumi, izveidota elektroenerģijas ražošanas un sadales tehnoloģiskā procesa iznīcināšana, iespējamie traucējumi. komunālo pakalpojumu svarīgu elementu darbībā. Šādi elektriskie uztvērēji ietver ēkas, kurās ir daudz cilvēku, piemēram, teātris, lielveikals, universālveikals utt. Šajā grupā ietilpst arī elektrificēts transports (metro, trolejbuss, tramvajs).

Kas attiecas uz šo būvju apgādi ar elektroenerģiju, tām jābūt nodrošinātām ar elektroenerģiju no diviem viens no otra neatkarīgiem avotiem. Šādu ēku atslēgšana no tīkla atļauta tikai uz laiku, kurā tiks iedarbināts rezerves barošanas avots. Citiem vārdiem sakot, elektroenerģijas sadales sistēmai ir jānodrošina ātra pāreja no viena avota uz otru avārijas gadījumā. Šajā gadījumā par neatkarīgu barošanas avotu tiek uzskatīts tas, uz kura spriegums saglabāsies pat tad, ja tas pazūd citos avotos, kas baro to pašu elektrisko uztvērēju.

Pirmajā kategorijā ietilpst arī ierīces, kurām vienlaikus jābūt barošanai no trim neatkarīgiem avotiem. Šī ir īpaša grupa, kuras darbs ir jānodrošina nepārtraukti. Tas ir, atvienošana no barošanas avota nav atļauta pat avārijas avota ieslēgšanas laikā. Visbiežāk šajā grupā ietilpst uztvērēji, kuru atteice rada draudus cilvēka dzīvībai (sprādziens, ugunsgrēks utt.).

Otrās un trešās kategorijas uztvērēji

Elektrības sadales sistēmās ar otrās kategorijas elektrisko uztvērēju pieslēgumu ir iekļautas tādas iekārtas, kurām, atslēdzot strāvu, būs masveida darba mehānismu un rūpnieciskā transporta dīkstāve, nepietiekama produkcijas piegāde, kā arī traucējumi liela skaita cilvēku aktivitātēm, kas dzīvo gan pilsētā, gan ārpus tās. Šajā elektrisko uztvērēju grupā ietilpst dzīvojamās ēkas virs 4.stāva, skolas un slimnīcas, elektrostacijas, kuru strāvas padeves pārtraukums neizraisīs dārgu iekārtu atteici, kā arī citas elektroenerģijas patērētāju grupas ar kopējo slodzi no 400 līdz 10 000 kV.

Šajā kategorijā kā enerģijas avotiem vajadzētu darboties divām neatkarīgām stacijām. Turklāt šo iekārtu atvienošana no galvenā barošanas avota ir atļauta līdz brīdim, kad dežurējošais personāls iedarbina rezerves avotu vai to dara tuvākās barošanas stacijas darbinieku dežūrgrupa.

Kas attiecas uz trešo uztvērēju kategoriju, tad uzviņiem pieder visas pārējās ierīces, kuras var darbināt tikai ar 1 barošanas avotu. Turklāt šādu uztvērēju atvienošana no tīkla ir atļauta bojāto iekārtu remonta vai nomaiņas laikā uz laiku, kas nepārsniedz vienu dienu.

Elektriskās enerģijas piegādes un sadales galvenā diagramma

Elektroenerģijas sadales un tās pārvades no avota uz trešās kategorijas uztvērēju kontroli pilsētas robežās visvieglāk var veikt, izmantojot radiālo strupceļa shēmu. Tomēr šādai shēmai ir viens būtisks trūkums, proti, ja kāds sistēmas elements neizdodas, visi uztvērēji, kas savienoti ar šādu shēmu, paliks bez strāvas. Tas turpināsies, līdz tiek nomainīta bojātā ķēdes daļa. Šī trūkuma dēļ nav ieteicams izmantot šādu pārslēgšanas shēmu.

Ja mēs runājam par pieslēgumu un enerģijas sadali otrās un trešās kategorijas uztvērējiem, tad šeit varat izmantot gredzena shēmas shēmu. Izmantojot šādu savienojumu, ja viena no elektropārvades līnijām neizdodas, jūs varat atjaunot strāvas padevi visiem šādam tīklam pievienotajiem uztvērējiem manuālajā režīmā, ja izslēdzat strāvu no galvenā avota un sākat rezerves vienu. Gredzena ķēde atšķiras no radiālās ķēdes ar to, ka tajā ir īpašas sadaļas, uz kurām atvienotāji vai slēdži atrodas izslēgtā režīmā. Ja galvenais barošanas avots ir bojāts, tos var ieslēgt, lai atjaunotu padevi, bet no rezerves līnijas. Tas arī kalposlaba priekšrocība, ja nepieciešams veikt remontdarbus galvenajā līnijā. Šādas līnijas barošanas pārtraukums ir atļauts uz aptuveni divām stundām. Ar šo laiku pietiek, lai izslēgtu bojāto galveno barošanas avotu un pieslēgtu dublējumu tīklam, lai tas sadalītu elektroenerģiju.

Ir vēl uzticamāks veids, kā pieslēgt un sadalīt enerģiju - šī ir shēma ar paralēlu divu barošanas līniju pieslēgšanu vai rezerves avota automātiska pieslēgšanas ieviešanu. Izmantojot šādu shēmu, bojātā līnija tiks atvienota no vispārējās sadales sistēmas, izmantojot divus slēdžus, kas atrodas katrā līnijas galā. Elektrības padeve šajā gadījumā tiks veikta joprojām nepārtrauktā režīmā, bet jau caur otro līniju. Šī shēma attiecas uz otrās kategorijas uztvērējiem.

Sadales shēmas pirmās kategorijas uztvērējiem

Runājot par enerģijas sadali pirmās kategorijas uztvērēju darbināšanai, šajā gadījumā ir nepieciešams pieslēgties no diviem neatkarīgiem barošanas centriem vienlaikus. Turklāt šādās shēmās bieži tiek izmantots nevis viens sadales punkts, bet divi, un vienmēr tiek nodrošināta automātiska rezerves barošanas sistēma.

Elektriskajiem uztvērējiem, kas pieder pie pirmās kategorijas, ievades sadales ierīcēs ir uzstādīta automātiska pārslēgšanās uz rezerves barošanu. Ar šādu pieslēguma sistēmu elektriskās strāvas sadaletiek veikta, izmantojot divas elektropārvades līnijas, no kurām katrai ir raksturīgs spriegums līdz 1 kV, un tās ir savienotas arī ar neatkarīgiem transformatoriem.

Citas uztvērēju sadales un barošanas shēmas

Lai visefektīvāk sadalītu elektroenerģiju otrās kategorijas uztvērējiem, varat izmantot ķēdi ar pārstrāvas aizsardzību vienam vai diviem RP, kā arī ķēdi ar automātisku rezerves barošanu. Tomēr šeit ir noteikta prasība. Šīs shēmas var izmantot tikai tad, ja materiālo resursu izmaksas to sakārtošanai nepalielinās par vairāk kā 5%, salīdzinot ar manuālas pārejas uz rezerves barošanas avotu izvietojumu. Turklāt šādas sekcijas ir jāaprīko tā, lai viena līnija varētu pārņemt slodzi no otrās, ņemot vērā īslaicīgu pārslodzi. Tas ir nepieciešams, jo, ja kāds no tiem neizdodas, visa sprieguma sadale tiks pārnesta uz atlikušo.

Ir diezgan izplatīta staru savienojuma un sadales shēma. Šajā gadījumā viens sadales punkts tiks darbināts ar diviem dažādiem transformatoriem. Katram no tiem ir pievienots kabelis, kurā spriegums nepārsniedz 1000 V. Katrs no transformatoriem ir aprīkots arī ar vienu kontaktoru, kas paredzēts, lai automātiski pārslēgtu slodzi no viena barošanas bloka uz otru, ja kāds no tiem spriegums pazudīs.

Apkopojot tīkla uzticamību, šī ir viena no vissvarīgākajām prasībām, kas jāievēronodrošināt, lai enerģijas sadale netiktu pārtraukta. Lai sasniegtu maksimālu uzticamību, ir nepieciešams ne tikai izmantot katrai kategorijai vispiemērotākās piegādes shēmas. Svarīgi ir arī izvēlēties pareizos kabeļu zīmolus, kā arī to biezumu un šķērsgriezumu, ņemot vērā to apkures un jaudas zudumus strāvas plūsmas laikā. Svarīgi ir arī ievērot tehniskās ekspluatācijas noteikumus un visu elektrisko darbu veikšanas tehnoloģiju.

Pamatojoties uz iepriekš minēto, varam secināt, ka elektroenerģijas saņemšanas un sadales, kā arī tās piegādes no avota gala patērētājam vai uztvērējam ierīce nav tik sarežģīts process.