Elektrijaotus: alajaamad, vajalikud seadmed, jaotustingimused, rakendus-, arvestus- ja kontrollireeglid

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Kuidas toimub elektrienergia jaotus ja selle edastamine põhijõuallikast tarbijale? See küsimus on üsna keeruline, kuna allikaks on alajaam, mis võib asuda linnast üsna kaugel, kuid energiat tuleb tarnida maksimaalse efektiivsusega. Seda probleemi tuleks käsitleda üksikasjalikum alt.

Protsessi üldine kirjeldus

Nagu varem mainitud, on esialgne objekt, kust algab elektri jaotamine, täna elektrijaam. Tänapäeval on kolm peamist tüüpi jaamu, mis suudavad tarbijaid elektriga varustada. See võib olla soojuselektrijaam (TPP), hüdroelektrijaam (HP) ja tuumaelektrijaam (NPP). Lisaks nendele põhitüüpidele on olemas ka päikese- või tuulejaamad, kuid neid kasutatakse rohkem kohalikul otstarbel.

Need kolme tüüpi jaamad on nii elektrienergia allikas kui ka esimene jaotuspunkt. SestSellise protsessi läbiviimiseks nagu elektrienergia ülekandmine, on vaja pinget oluliselt tõsta. Mida kaugemal tarbija on, seda kõrgem peaks olema pinge. Seega võib tõus ulatuda kuni 1150 kV-ni. Pinge suurendamine on vajalik voolutugevuse vähendamiseks. Sel juhul langeb ka juhtmete takistus. See efekt võimaldab teil voolu üle kanda väikseima võimsuskaoga. Pinge tõstmiseks soovitud väärtuseni on igas jaamas astmeline trafo. Pärast trafoga sektsiooni läbimist edastatakse elektrivool elektriliinide abil keskjaotuskeskusesse. PIU on keskjaotusjaam, kus elektrit jaotatakse otse.

Praeguse tee üldkirjeldus

Sellised rajatised nagu keskjaotuskeskus asuvad juba linnade, külade jne vahetus läheduses. Siin ei toimu mitte ainult jaotamine, vaid ka pingelangus 220 või 110 kV-ni. Pärast seda kantakse elekter edasi alajaamadesse, mis asuvad juba linnas.

Nii väikeseid alajaamu läbides pinge jälle langeb, kuid 6-10 kV peale. Seejärel toimub elektri edastamine ja jaotamine linna erinevates osades asuvate trafopunktide kaudu. Siinkohal tasub tähele panna ka seda, et linnasisese energia ülekandmine trafoalajaama ei toimu enam elektriliinide, vaid maha pandud maakaablite abil. See on palju otstarbekam kui elektriliinide kasutamine. Trafopunkt on viimane sisse lülitatud rajatismilles toimub elektrienergia jaotamine ja edastamine, samuti selle viimast korda vähendamine. Sellistes piirkondades vähendatakse pinget juba tuttava 0,4 kV-ni ehk 380 V-ni. Seejärel kantakse see üle eramajadesse, mitmekorruselistesse majadesse, garaažikooperatiividele jne.

Kui võtta lühid alt arvesse ülekandeteed, siis on see ligikaudu järgmine: energiaallikas (10 kV elektrijaam) - astmeline trafo kuni 110-1150 kV - jõuülekandeliin - alajaam alandava trafoga - trafopunkt pingelangusega 10-0,4 kV - tarbijad (erasektor, elamud jne).

Protsessi funktsioonid

Elektri tootmisel ja jaotamisel, aga ka selle edastamise protsessil on oluline omadus – kõik need protsessid on pidevad. Teisisõnu, elektrienergia tootmine langeb ajaliselt kokku selle tarbimise protsessiga, mistõttu elektrijaamad, võrgud ja vastuvõtjad on omavahel ühendatud sellise mõistega nagu ühisrežiim. See omadus tingib vajaduse korraldada energiasüsteeme, et olla tõhusam elektri tootmisel ja jaotamisel.

Siin on väga oluline mõista, mis selline energiasüsteem on. See on kogum kõigist jaamadest, elektriliinidest, alajaamadest ja muudest soojusvõrkudest, mis on omavahel ühendatud sellise omadusega nagu ühine režiim, aga ka üks elektrienergia tootmise protsess. Lisaks viiakse nendes valdkondades ümberkujundamis- ja levitamisprotsesse läbi üldise alltöötab kogu see süsteem.

Selliste süsteemide peamine tööüksus on elektripaigaldis. See seade on ette nähtud elektrienergia tootmiseks, muundamiseks, edastamiseks ja jaotamiseks. Seda energiat võtavad vastu elektrilised vastuvõtjad. Mis puutub paigaldistesse, siis olenev alt tööpingest jagunevad need kahte klassi. Esimene kategooria töötab pingega kuni 1000 V ja teine, vastupidi, pingega alates 1000 V ja rohkem.

Lisaks on elektrienergia vastuvõtmiseks, edastamiseks ja jaotamiseks ka spetsiaalsed seadmed - lülitusseade (RU). Tegemist on elektripaigaldisega, mis koosneb sellistest konstruktsioonielementidest nagu kokkupandavad ja ühendussiinid, lülitus- ja kaitseseadmed, automaatika, telemehaanika, mõõteriistad ja abiseadmed. Need üksused on samuti jagatud kahte kategooriasse. Esimesed on avatud seadmed, mida saab kasutada väljas, ja suletud seadmed, mida kasutatakse ainult hoone sees. Mis puutub selliste seadmete toimimisse linnas, siis enamasti kasutatakse seda teist võimalust.

Elektri ülekande- ja jaotussüsteemi üks viimaseid piire on alajaam. See on objekt, mis koosneb kuni 1000 V ja alates 1000 V jaotusseadmest, samuti jõutrafodest ja muudest abiseadmetest.

Toitejaotusskeemi kaalumine

Tootmis-, edastamis- ja turustamisprotsessi lähem alt vaatlemisekselekter, võite näiteks võtta linna elektriga varustamise plokkskeemi.

Sel juhul algab protsess sellest, et osariigi elektrijaama (osariigi piirkondliku elektrijaama) generaatorid toodavad pinget 6, 10 või 20 kV. Sellise pinge olemasolul ei ole ökonoomne seda edastada kaugemal kui 4-6 km, kuna sellega kaasnevad suured kaod. Toitekadude oluliseks vähendamiseks on ülekandeliini kaasatud jõutrafo, mis on ette nähtud pinge tõstmiseks sellistele väärtustele nagu 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 kV. Väärtus valitakse sõltuv alt sellest, kui kaugel tarbija on. Sellele järgneb elektrienergia alandamise punkt, mis on esitatud linna piires asuva astmelise alajaama kujul. Pinge vähendatakse 6-10 kV-ni. Siinkohal tasub lisada, et selline alajaam koosneb kahest osast. Avatud tüüpi esimene osa on ette nähtud pingele 110-220 kV. Teine osa on suletud, sisaldab toitejaotusseadet (RU), mis on ette nähtud pingele 6-10 kV.

Elektrivarustusskeemi lõigud

Lisaks varem loetletud seadmetele hõlmab energiavarustussüsteem ka selliseid objekte nagu toitekaabelliin - PKL, jaotuskaabelliin - RKL, kaabelliin pingega 0,4 kV - KL, elamu lülitusseadme sisendtüüp - ASU, jaama peamine alajaam - GPP, elektrijaotuskapp või elektrikilpjuhtpaneeli seade, mis asub tehase poes ja on mõeldud 0,4 kV jaoks.

Ka vooluringis võib olla selline sektsioon nagu toitekeskus – protsessor. Siinkohal on oluline märkida, et seda objekti saab kujutada kahe erineva seadmega. See võib olla sekundaarpinge jaotusseade alajaamas. Lisaks sisaldab see ka seadet, mis täidab pinge reguleerimise ja selle hilisema tarbijatele tarnimise funktsioone. Teine versioon on trafo elektri edastamiseks ja jaotamiseks või generaatori pinge jaotusseade otse elektrijaamas.

Väärib märkimist, et CPU on alati ühendatud RP jaotuspunktiga. Neid kahte objekti ühendaval joonel puudub elektrienergia jaotus kogu selle pikkuses. Selliseid liine nimetatakse tavaliselt kaabelliinideks.

Tänapäeval saab elektrivõrgus kasutada selliseid seadmeid nagu KTP – täielik trafoalajaam. See koosneb mitmest trafost, jaotus- või sisendseadmest, mis on ette nähtud töötamiseks 6-10 kV pingega. Komplekti kuulub ka jaotusseade 0,4 kV jaoks. Kõik need seadmed on omavahel ühendatud voolujuhtmetega ja komplekt tarnitakse kas valmis või kokkupanemiseks. Elektri vastuvõtt ja jaotamine võib toimuda ka kõrgetel ehitistel või jõuülekandetornidel. Selliseid konstruktsioone nimetatakse kas poolus- või masttrafo alajaamadeks.(ITP).

Esimese kategooria elektrilised vastuvõtjad

Tänapäeval on kolm elektrivastuvõtjate kategooriat, mis erinevad töökindluse astme poolest.

Esimesse elektrivastuvõtjate kategooriasse kuuluvad need objektid, mille voolukatkestuse korral on üsna tõsiseid probleeme. Viimaste hulka kuuluvad: oht inimelule, tõsine kahju rahvamajandusele, põhigrupi kallite seadmete kahjustamine, massiliselt defektsed tooted, elektrienergia tootmise ja jaotamise väljakujunenud tehnoloogilise protsessi hävitamine, võimalik häire. kommuna alteenuste oluliste elementide töös. Selliste elektrivastuvõtjate hulka kuuluvad hooned, kus on palju inimesi, näiteks teater, supermarket, kaubamaja jne. Sellesse rühma kuuluvad ka elektrifitseeritud transport (metroo, trollibuss, tramm).

Mis puudutab nende konstruktsioonide elektrivarustust, siis need peavad olema varustatud elektriga kahest teineteisest sõltumatust allikast. Selliste hoonete võrgust lahtiühendamine on lubatud ainult perioodiks, mille jooksul käivitatakse varutoiteallikas. Teisisõnu peab elektrijaotussüsteem võimaldama hädaolukorras kiiret üleminekut ühest allikast teise. Sel juhul loetakse sõltumatuks toiteallikaks see, millel pinge jääb püsima ka siis, kui see kaob teistel sama elektrivastuvõtjat toitavatel allikatel.

Esimesse kategooriasse kuuluvad ka seadmed, mis peavad saama toite korraga kolmest sõltumatust allikast. Tegemist on erirühmaga, kelle töö peab olema tagatud katkematult. See tähendab, et toiteallikast lahtiühendamine ei ole lubatud isegi avariiallika sisselülitamise ajal. Kõige sagedamini kuuluvad sellesse rühma vastuvõtjad, mille rike ähvardab inimelu (plahvatus, tulekahju jne).

Teise ja kolmanda kategooria vastuvõtjad

Teise kategooria elektrivastuvõtjate ühendusega elektrijaotussüsteemid hõlmavad selliseid seadmeid, mille toite väljalülitamisel tekib tohutu töömehhanismide ja tööstustranspordi seisakuid, toodete alapakkumine ja häired suure hulga inimeste tegevustest, kes elavad nii linnas kui ka väljaspool. Sellesse elektrivastuvõtjate rühma kuuluvad elamud üle 4. korruse, koolid ja haiglad, elektrijaamad, mille elektrikatkestus ei too kaasa kallite seadmete rikkeid, samuti muud elektritarbijate rühmad kogukoormusega 400 kuni 10 000 kV.

Selles kategoorias peaksid energiaallikana toimima kaks sõltumatut jaama. Lisaks on nende rajatiste peamisest toiteallikast lahtiühendamine lubatud seni, kuni valves olevad töötajad käivitavad varuallika või lähima toitejaama töömeeskond seda teeb.

Kolmanda kategooria vastuvõtjate puhulneile kuuluvad kõik ülejäänud seadmed, mida saab toita vaid ühest toiteallikast. Lisaks on selliste vastuvõtjate võrgust lahtiühendamine lubatud kahjustatud seadmete parandamise või asendamise ajaks kuni ühe päeva jooksul.

Elektrienergia tarnimise ja jaotamise põhiskeem

Elektri jaotamise ja selle edastamise allikast kolmanda kategooria vastuvõtjani linna piires on kõige lihtsam teostada radiaalse tupikskeemi abil. Kuid sellisel skeemil on üks oluline puudus, milleks on see, et kui mõni süsteemi element ebaõnnestub, jäävad kõik sellise skeemi külge ühendatud vastuvõtjad ilma vooluta. See jätkub seni, kuni keti kahjustatud osa asendatakse. Selle puuduse tõttu ei soovitata sellist lülitusskeemi kasutada.

Kui me räägime teise ja kolmanda kategooria vastuvõtjate energia ühendamisest ja jaotusest, siis siin saate kasutada ringahela skeemi. Sellise ühenduse korral saate ühe elektriliini rikke korral taastada kõigi sellisesse võrku ühendatud vastuvõtjate toite käsitsi režiimis, kui lülitate toite põhiallikast välja ja käivitate varu. Rõngasahel erineb radiaalahelast selle poolest, et sellel on spetsiaalsed sektsioonid, millel lahklülitid või lülitid on väljalülitatud režiimis. Kui peamine toiteallikas on kahjustatud, saab need toite taastamiseks sisse lülitada, kuid varuliinilt. See hakkab ka teenimahea eelis, kui pealiinil on vaja remonti teha. Sellise liini toiteallika katkestus on lubatud umbes kaheks tunniks. Sellest ajast piisab kahjustatud peamise toiteallika väljalülitamiseks ja varukoopia ühendamiseks võrku, nii et see jaotab elektrit.

Energia ühendamiseks ja jaotamiseks on veelgi usaldusväärsem viis - see on kahe toiteliini paralleelse ühendamise või varuallika automaatse ühendamise skeem. Sellise skeemi korral eraldatakse kahjustatud liin üldisest jaotussüsteemist kahe liini mõlemas otsas asuva lüliti abil. Elektrivarustus toimub sel juhul katkematus režiimis, kuid juba teise liini kaudu. See skeem on asjakohane teise kategooria vastuvõtjate jaoks.

Esimese kategooria vastuvõtjate jaotusskeemid

Mis puudutab energia jaotamist esimese kategooria vastuvõtjate toiteks, siis sel juhul on vaja ühendada korraga kahest sõltumatust toitekeskusest. Lisaks kasutatakse sellistes skeemides sageli mitte ühte, vaid kahte jaotuspunkti ning alati on tagatud automaatne varutoitesüsteem.

Esimesse kategooriasse kuuluvate elektriliste vastuvõtjate puhul on sisendjaotusseadmetele paigaldatud automaatne ümberlülitus varutoitele. Sellise ühendussüsteemiga elektrivoolu jaotusteostatakse kahe elektriliini abil, millest mõlemat iseloomustab pinge kuni 1 kV, ja see on ühendatud ka sõltumatute trafodega.

Muud vastuvõtja jaotus- ja toiteskeemid

Elektrienergia kõige tõhusamaks jaotamiseks teise kategooria vastuvõtjatele võite kasutada ühe või kahe RP jaoks liigvoolukaitsega vooluringi, samuti automaatse varutoitega vooluahelat. Siiski on siin teatud nõue. Neid skeeme saab kasutada ainult siis, kui nende paigutuse materiaalsete ressursside maksumus ei suurene rohkem kui 5%, võrreldes varutoiteallikale käsitsi ülemineku korraldamisega. Lisaks on vaja varustada sellised sektsioonid nii, et üks liin saaks koormuse teiselt üle võtta, võttes arvesse lühiajalist ülekoormust. See on vajalik, sest kui üks neist ebaõnnestub, kantakse kogu pinge jaotus üle ülejäänud pingele.

Üsna levinud on talade ühendamise ja jaotusskeem. Sel juhul saab ühte jaotuspunkti toiteallikaks kaks erinevat trafot. Igaühe külge on ühendatud kaabel, mille pinge ei ületa 1000 V. Iga trafo on varustatud ka ühe kontaktoriga, mis on ette nähtud koormuse automaatseks ümberlülitamiseks ühelt jõuallik alt teisele, kui mõni neist pinge kaob.

Võrgu töökindluse kokkuvõtteks võib öelda, et see on üks olulisemaid nõudeid, mida tuleb täitatagada, et energia jaotus ei katkeks. Maksimaalse töökindluse saavutamiseks on vaja mitte ainult kasutada iga kategooria jaoks kõige sobivamaid tarneskeeme. Samuti on oluline valida õiged kaablite kaubamärgid, samuti nende paksus ja ristlõige, võttes arvesse nende kütte- ja võimsuskadusid voolu liikumise ajal. Samuti on oluline järgida tehnilise töö reegleid ja kõigi elektritööde tegemise tehnoloogiat.

Eeltoodu põhjal võime järeldada, et elektrienergia vastuvõtmiseks ja jaotamiseks, samuti allikast lõpptarbijani või vastuvõtjani tarnimise seade ei ole nii keeruline protsess.