Elektros paskirstymas: pastotės, reikalinga įranga, skirstymo sąlygos, pritaikymas, apskaitos ir kontrolės taisyklės

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Kaip vyksta elektros energijos paskirstymas ir jos perdavimas iš pagrindinio maitinimo š altinio vartotojui? Šis klausimas gana sudėtingas, nes š altinis yra pastotė, kuri gali būti gerokai toliau nuo miesto, tačiau energija turi būti tiekiama maksimaliai efektyviai. Šią problemą reikėtų apsvarstyti išsamiau.

Bendras proceso aprašymas

Kaip minėta anksčiau, pradinis objektas, nuo kurio prasideda elektros skirstymas, šiandien yra elektrinė. Šiais laikais yra trys pagrindiniai stočių tipai, galintys aprūpinti vartotojus elektros energija. Tai gali būti šiluminė elektrinė (TEE), hidroelektrinė (HE) ir atominė elektrinė (AE). Be šių pagrindinių tipų, taip pat yra saulės ar vėjo stočių, tačiau jos naudojamos vietiniams tikslams.

Šių trijų tipų stotys yra ir š altinis, ir pirmasis elektros paskirstymo taškas. DėlNorint atlikti tokį procesą kaip elektros energijos perdavimas, būtina žymiai padidinti įtampą. Kuo toliau vartotojas, tuo didesnė įtampa turėtų būti. Taigi, padidėjimas gali siekti iki 1150 kV. Norint sumažinti srovės stiprumą, būtina padidinti įtampą. Tokiu atveju laidų varža taip pat krenta. Šis efektas leidžia perduoti srovę su mažiausiais energijos nuostoliais. Norint padidinti įtampą iki norimos vertės, kiekviena stotis turi pakopinį transformatorių. Pravažiavus sekciją su transformatoriumi, elektros srovė elektros laidais perduodama į centrinį paskirstymo centrą. PIU yra centrinė paskirstymo stotis, kurioje elektra paskirstoma tiesiogiai.

Bendras dabartinio kelio aprašymas

Tokie įrenginiai, kaip centrinis paskirstymo centras, jau yra arti miestų, kaimų ir kt. Čia vyksta ne tik paskirstymas, bet ir įtampos kritimas iki 220 ar 110 kV. Po to elektra perduodama į pastotes, kurios jau yra mieste.

Pravažiuojant per tokias mažas pastotes, įtampa vėl krenta, bet iki 6-10 kV. Po to elektros energijos perdavimas ir skirstymas vykdomas per transformatorinius punktus, esančius skirtingose miesto vietose. Čia verta atkreipti dėmesį ir į tai, kad energijos perdavimas miesto viduje į transformatorių pastotę vykdomas nebe elektros linijų, o nutiestų požeminių kabelių pagalba. Tai daug tikslingiau nei elektros linijų naudojimas. Transformatoriaus taškas yra paskutinis įjungtas įrenginyskurioje vyksta elektros energijos skirstymas ir perdavimas bei jos sumažinimas paskutinį kartą. Tokiose vietose įtampa sumažinama iki jau žinomos 0,4 kV, tai yra 380 V. Tada ji perkeliama į privačius, daugiaaukščius pastatus, garažų kooperatyvus ir kt.

Jei trumpai apsvarstysime perdavimo kelią, tai jis yra maždaug toks: energijos š altinis (10 kV elektrinė) - paaukštinamasis transformatorius iki 110-1150 kV - elektros perdavimo linija - pastotė su žeminamuoju transformatoriumi - transformatoriaus taškas su įtampos kritimu iki 10-0,4 kV - vartotojai (privatus sektorius, gyvenamieji pastatai ir kt.).

Proceso funkcijos

Elektros energijos gamyba ir paskirstymas, taip pat jos perdavimo procesas turi svarbią savybę – visi šie procesai yra nenutrūkstami. Kitaip tariant, elektros energijos gamyba laike sutampa su jos vartojimo procesu, todėl elektrines, tinklus ir imtuvus sieja tokia sąvoka kaip bendrasis režimas. Dėl šios savybės būtina organizuoti energetikos sistemas, kad būtų efektyviau gaminant ir skirstant elektrą.

Čia labai svarbu suprasti, kas yra tokia energetinė sistema. Tai visų stočių, elektros linijų, pastočių ir kitų šilumos tinklų rinkinys, kurie yra sujungti tokia savybe kaip bendras režimas, taip pat vienas elektros energijos gamybos procesas. Be to, transformacijos ir platinimo procesai šiose srityse vykdomi pagal bendrveikia visa ši sistema.

Pagrindinis tokių sistemų darbinis mazgas yra elektros instaliacija. Ši įranga skirta elektros energijos gamybai, konvertavimui, perdavimui ir paskirstymui. Šią energiją gauna elektros imtuvai. Kalbant apie pačius įrenginius, atsižvelgiant į darbinę įtampą, jie skirstomi į dvi klases. Pirmoji kategorija veikia esant įtampai iki 1000 V, o antroji, priešingai, esant 1000 V ir aukštesnei įtampai.

Be to, yra ir specialūs elektros priėmimo, perdavimo ir paskirstymo įrenginiai – skirstomieji įrenginiai (RU). Tai elektros instaliacija, kurią sudaro tokie konstrukciniai elementai kaip surenkamos ir jungiamosios šynos, perjungimo ir apsaugos įrenginiai, automatika, telemechanika, matavimo prietaisai ir pagalbiniai prietaisai. Šie vienetai taip pat skirstomi į dvi kategorijas. Pirmieji – atviri įrenginiai, kuriuos galima eksploatuoti lauke, ir uždarieji, kurie naudojami tik esant pastato viduje. Kalbant apie tokių įrenginių veikimą mieste, dažniausiai naudojamas antrasis variantas.

Viena iš paskutinių elektros perdavimo ir skirstymo sistemos sienų yra pastotė. Tai objektas, kurį sudaro skirstomieji įrenginiai iki 1000 V ir nuo 1000 V, taip pat galios transformatoriai ir kiti pagalbiniai įrenginiai.

Energijos paskirstymo schemos svarstymas

Norėdami atidžiau pažvelgti į gamybos, perdavimo ir platinimo procesąelektros energijos, kaip pavyzdį galite paimti elektros energijos tiekimo miestui blokinę schemą.

Šiuo atveju procesas prasideda nuo to, kad valstybinės rajoninės elektrinės (valstybinės regioninės elektrinės) generatoriai generuoja 6, 10 arba 20 kV įtampą. Esant tokiai įtampai, neekonomiška perduoti ją didesniu nei 4–6 km atstumu, nes bus dideli nuostoliai. Siekiant žymiai sumažinti galios nuostolius, į perdavimo liniją įtrauktas galios transformatorius, skirtas padidinti įtampą iki tokių verčių kaip 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 kV. Vertė parenkama atsižvelgiant į tai, kokiu atstumu yra vartotojas. Po to seka elektros energijos mažinimo taškas, kuris pateikiamas kaip pakopinė pastotė, esanti mieste. Įtampa sumažinama iki 6-10 kV. Čia verta pridurti, kad tokia pastotė susideda iš dviejų dalių. Pirmoji atviro tipo dalis skirta 110-220 kV įtampai. Antroji dalis yra uždara, apima energijos paskirstymo įrenginį (RU), skirtą 6-10 kV įtampai.

Elektros tiekimo schemos skyriai

Be tų įrenginių, kurie buvo išvardyti anksčiau, energijos tiekimo sistemoje taip pat yra tokie objektai kaip maitinimo kabelių linija - PKL, skirstomoji kabelių linija - RKL, kabelinė linija su 0,4 kV įtampa - KL, skirstomojo įrenginio įvesties tipas gyvenamajame name - ASU, pagrindinė elektrinės pastotė - GPP, elektros skirstomoji spinta arba skirstomasis skydasvaldymo pulto įrenginys, esantis gamyklos parduotuvėje ir skirtas 0,4 kV.

Taip pat grandinėje gali būti tokia sekcija kaip maitinimo centras – CPU. Čia svarbu pažymėti, kad šį objektą gali pavaizduoti du skirtingi įrenginiai. Tai gali būti antrinės įtampos skirstomieji įrenginiai žemesnės pakopos pastotėje. Be to, jame bus ir įrenginys, kuris atliks įtampos reguliavimo ir vėlesnio jo pristatymo vartotojams funkcijas. Antroji versija – tai transformatorius, skirtas elektros energijai perduoti ir skirstyti, arba generatoriaus įtampos skirstytuvas tiesiai elektrinėje.

Verta pažymėti, kad CPU visada yra prijungtas prie RP paskirstymo taško. Linija, jungianti šiuos du objektus, neturi elektros energijos pasiskirstymo per visą ilgį. Tokios linijos paprastai vadinamos kabelių linijomis.

Šiandien tokia įranga kaip KTP – pilna transformatorinė pastotė – gali būti naudojama elektros tinkle. Jį sudaro keli transformatoriai, paskirstymo arba įvesties įtaisas, skirtas veikti 6-10 kV įtampa. Komplekte taip pat yra 0,4 kV skirstomieji įrenginiai. Visi šie įrenginiai yra tarpusavyje sujungti srovės laidininkais, o komplektas pristatomas paruoštas arba paruoštas surinkimui. Elektros energijos priėmimas ir paskirstymas taip pat gali vykti ant aukštų konstrukcijų arba ant elektros perdavimo bokštų. Tokios konstrukcijos vadinamos polių arba stiebo transformatorinėmis pastotėmis.(ITP).

Pirmos kategorijos elektriniai imtuvai

Šiandien yra trys elektros imtuvų kategorijos, kurios skiriasi patikimumo laipsniu.

Pirmajai elektros imtuvų kategorijai priskiriami tie objektai, kuriems nutrūkus elektros tiekimui kyla gana rimtų problemų. Pastariesiems priskiriama: grėsmė žmonių gyvybei, didelė žala šalies ūkiui, brangios pagrindinės grupės įrangos sugadinimas, masiniai brokuoti gaminiai, nusistovėjusio elektros gamybos ir skirstymo technologinio proceso sunaikinimas, galimas sutrikimas. eksploatuojant svarbius komunalinių paslaugų elementus. Tokiems elektros imtuvams priskiriami pastatai, kuriuose daug žmonių, pavyzdžiui, teatras, prekybos centras, universalinė parduotuvė ir kt. Šiai grupei taip pat priklauso elektrifikuotas transportas (metro, troleibusas, tramvajus).

Kalbant apie šių statinių tiekimą elektros energija, jie turi būti aprūpinti elektra iš dviejų vienas nuo kito nepriklausomų š altinių. Tokių pastatų atjungimas nuo tinklo leidžiamas tik tam laikotarpiui, per kurį bus paleistas rezervinis maitinimo š altinis. Kitaip tariant, elektros paskirstymo sistema turi užtikrinti greitą perėjimą iš vieno š altinio prie kito, įvykus avarinei situacijai. Šiuo atveju nepriklausomu maitinimo š altiniu laikomas tas, kuriame įtampa išliks, net jei ji išnyks kituose š altiniuose, maitinančiuose tą patį elektros imtuvą.

Pirmoji kategorija taip pat apima įrenginius, kurie turi būti maitinami iš trijų nepriklausomų š altinių vienu metu. Tai speciali grupė, kurios darbas turi būti užtikrinamas nepertraukiamai. Tai yra, atjungti nuo maitinimo š altinio neleidžiama net tol, kol įjungtas avarinis š altinis. Dažniausiai šiai grupei priklauso imtuvai, kurių gedimas kelia grėsmę žmogaus gyvybei (sprogimas, gaisras ir kt.).

Antros ir trečios kategorijos imtuvai

Elektros paskirstymo sistemose su antrosios kategorijos elektros imtuvų pajungimu yra tokia įranga, kai išjungus maitinimą, bus didžiulės darbo mechanizmų ir pramoninio transporto prastovos, trūks gaminių, taip pat sutriks daugybės žmonių, gyvenančių tiek mieste, tiek už jo ribų, veikla. Šiai elektros imtuvų grupei priskiriami gyvenamieji pastatai virš 4 aukšto, mokyklos ir ligoninės, elektrinės, kurių elektros tiekimo sutrikimas nesuges brangios įrangos, taip pat kitos elektros vartotojų grupės, kurių bendra apkrova yra 400 iki 10 000 kV.

Šios kategorijos energijos š altiniais turėtų veikti dvi nepriklausomos stotys. Be to, šių įrenginių atjungimas nuo pagrindinio maitinimo š altinio leidžiamas tol, kol budintis personalas neįjungs atsarginio š altinio arba tai nepadarys artimiausios elektros energijos tiekimo stoties budinčių darbuotojų komanda.

Kalbant apie trečiąją imtuvų kategoriją, tada įjiems priklauso visi likę įrenginiai, kuriuos galima maitinti tik iš 1 maitinimo š altinio. Be to, tokių imtuvų atjungimas nuo tinklo leidžiamas sugadintos įrangos remonto ar pakeitimo laikotarpiu ne ilgiau kaip parai.

Pagrindinė elektros energijos tiekimo ir paskirstymo schema

Elektros paskirstymo ir jos perdavimo nuo š altinio iki trečios kategorijos imtuvo mieste kontrolė lengviausiai atliekama naudojant radialinę aklavietės schemą. Tačiau tokia schema turi vieną reikšmingą trūkumą – sugedus kuriam nors sistemos elementui, visi prie tokios schemos prijungti imtuvai liks be maitinimo. Tai tęsis tol, kol bus pakeista pažeista grandinės dalis. Dėl šio trūkumo nerekomenduojama naudoti tokios perjungimo schemos.

Jei mes kalbame apie antrosios ir trečiosios kategorijų imtuvų energijos prijungimą ir paskirstymą, tada čia galite naudoti žiedo schemą. Su tokiu ryšiu, sugedus vienai iš elektros linijų, galima atkurti visų prie tokio tinklo prijungtų imtuvų maitinimą rankiniu režimu, jei išjungiate maitinimą iš pagrindinio š altinio ir paleidžiate atsarginį. Žiedinė grandinė nuo radialinės skiriasi tuo, kad joje yra specialios sekcijos, ant kurių atjungikliai arba jungikliai yra išjungtame režime. Jei pagrindinis maitinimo š altinis yra pažeistas, juos galima įjungti, kad būtų atkurtas tiekimas, bet iš atsarginės linijos. Taip pat pasitarnausgeras privalumas, jei reikia atlikti remonto darbus pagrindinėje linijoje. Tokios linijos maitinimo pertrauka leidžiama maždaug dvi valandas. Šio laiko pakanka išjungti pažeistą pagrindinį maitinimo š altinį ir prijungti atsarginę kopiją prie tinklo, kad ji paskirstytų elektrą.

Yra dar patikimesnis būdas prijungti ir paskirstyti energiją – tai schema su lygiagrečiu dviejų maitinimo linijų prijungimu arba automatinio atsarginio š altinio prijungimo įvedimu. Pagal tokią schemą pažeista linija bus atjungta nuo bendros paskirstymo sistemos naudojant du jungiklius, esančius kiekviename linijos gale. Elektros tiekimas šiuo atveju bus vykdomas vis dar nepertraukiamu režimu, bet jau per antrąją liniją. Ši schema tinka antros kategorijos imtuvams.

Pirmos kategorijos imtuvų paskirstymo schemos

Kalbant apie energijos paskirstymą pirmos kategorijos imtuvams maitinti, šiuo atveju reikia jungtis iš dviejų nepriklausomų maitinimo centrų vienu metu. Be to, tokiose schemose dažnai naudojamas ne vienas paskirstymo taškas, o du, ir visada yra numatyta automatinė atsarginė maitinimo sistema.

Elektros imtuvams, kurie priklauso pirmajai kategorijai, įvesties paskirstymo įrenginiuose yra įdiegtas automatinis perjungimas į atsarginį maitinimą. Esant tokiai prijungimo sistemai, elektros srovės paskirstymasatliekama naudojant dvi elektros linijas, kurių kiekviena pasižymi iki 1 kV įtampa, taip pat yra prijungta prie nepriklausomų transformatorių.

Kitos imtuvo paskirstymo ir maitinimo schemos

Norėdami efektyviausiai paskirstyti elektros energiją antros kategorijos imtuvams, galite naudoti grandinę su apsauga nuo viršsrovių vienam ar dviem RP, taip pat grandinę su automatine atsargine galia. Tačiau čia yra tam tikras reikalavimas. Šios schemos gali būti naudojamos tik tuo atveju, jei jų išdėstymo materialinių išteklių kaina nepadidėja daugiau nei 5%, palyginti su rankiniu perėjimu prie atsarginio maitinimo š altinio. Be to, tokias sekcijas būtina įrengti taip, kad viena linija galėtų perimti apkrovą iš antrosios, atsižvelgiant į trumpalaikes perkrovas. Tai būtina, nes vienam iš jų sugedus, visos įtampos paskirstymas bus perkeltas į likusią.

Yra gana įprasta spindulių prijungimo ir paskirstymo schema. Tokiu atveju vienas paskirstymo taškas bus maitinamas dviem skirtingais transformatoriais. Prie kiekvieno iš jų prijungtas kabelis, kurio įtampa ne didesnė kaip 1000 V. Kiekviename transformatoriuje taip pat yra vienas kontaktorius, kuris skirtas automatiškai perjungti apkrovą iš vieno maitinimo bloko į kitą, jei kuris nors iš jų įtampa išnyks.

Apibendrinant tinklo patikimumą, tai yra vienas iš svarbiausių reikalavimų, kuriuos turi atitiktiužtikrinti, kad energijos paskirstymas nenutrūktų. Norint pasiekti maksimalų patikimumą, būtina ne tik naudoti tinkamiausias kiekvienai kategorijai tiekimo schemas. Taip pat svarbu pasirinkti tinkamas kabelių markes, taip pat jų storį ir skerspjūvį, atsižvelgiant į jų šildymo ir galios nuostolius srovės tekėjimo metu. Taip pat svarbu laikytis techninės eksploatacijos taisyklių ir visų elektros darbų atlikimo technologijos.

Remiantis tuo, kas išdėstyta pirmiau, galime daryti išvadą, kad elektros energijos priėmimo ir paskirstymo, taip pat jos tiekimo iš š altinio galutiniam vartotojui ar imtuvui įrenginys nėra toks sudėtingas procesas.