Sisteme de magistrale pentru statii de distributie si transformatoare

Pentru transportul și distribuția energiei electrice se folosesc linii aeriene sau cabluri de alimentare cu diferite niveluri de tensiune, iar selecția acestora se face pe baza unei analize a aspectelor tehnice și economice.

Pentru a asigura o fiabilitate ridicată a alimentării cu energie, rețelele electrice pot fi mai mult sau mai puțin multi-lanț. Acest lucru permite, în cazul defectării liniilor individuale de transport, să continue alimentarea consumatorilor prin alte linii.

Punctele de pe rețele în care două sau mai multe linii converg se numesc puncte nodale. Dispozitivele de comutare concepute pentru a deconecta circuitele individuale de linie în caz de avarie sau întreținere și reparare sunt întotdeauna instalate în aceste puncte de joncțiune.

Sunt amplasate toate dispozitivele de comutare necesare pentru aceasta, precum și echipamentele de măsurare, control, protecție și auxiliare într-o substație de distribuție.

Dacă, pe lângă aceste dispozitive, în substația de distribuție sunt instalate transformatoare pentru a schimba nivelul, totuși, o astfel de substație se numește substație.

Stațiile de distribuție sunt echipate cu următoarele elemente structurale principale:

• Shina;
• Separator;
• Întrerupător;
• convertoare de curent și tensiune;
• Limitator de supratensiune;
• Întrerupător de împământare;
• Posibil: transformator.

Substațiile sunt echipate cu ansambluri și componente cu caracteristici tehnice care îndeplinesc cerințele și posibilele sarcini mecanice și electrice.

Deoarece substațiile moderne sunt controlate în principal de la distanță, acestea sunt echipate cu dispozitive suplimentare de monitorizare și control. În plus, substațiile sunt dotate cu aparate de contorizare și măsurare a energiei electrice furnizate consumatorilor, precum și cu dispozitive de protecție la supratensiune.

Elementul principal al stației de distribuție este bara. De regulă, arată ca o linie aeriană scurtă. Pentru curenți foarte mari, acesta este așezat într-un tub răcit intern cu ulei.

Există mai multe tipuri de aranjamente de magistrală și alegerea unui anumit aranjament depinde de diverși factori, cum ar fi tensiunea sistemului, poziția substației în sistem, fiabilitatea sursei de alimentare, flexibilitate și cost.

Din punct de vedere fizic, magistrala este nodul rețelei. În acest moment încep și se termină linii separate, care în acest context sunt numite alimentatoare.

Alimentatoarele pot fi pornite și oprite folosind întrerupătoare. Deoarece aceste comutatoare transportă curent de funcționare și, în caz de defecțiune, curent de urgență, ele se numesc întrerupătoare de alimentare.

Întrerupătoare moderne de înaltă tensiune nivel de până la 380 kV sunt capabili să pornească / opri în mod fiabil și fără deteriorare curenți de până la 80 kA. Întrerupătoarele de alimentare necesită întreținere regulată.

Pentru a asigura siguranța unei astfel de lucrări, întreruptoarele sunt echipate cu așa-numitele deconectatoare… Spre deosebire de întrerupătoarele de alimentare, deconectatoarele pot fi pornite / oprite numai în starea oprită, de exemplu. numai după deschiderea întrerupătoarelor corespunzătoare.

Pentru a evita operațiunile de comutare eronate, întreruptoarele și întreruptoarele de circuit sunt interblocate mecanic reciproc.

În plus, deconectatoarele sunt proiectate pentru a crea un punct de declanșare vizibil, deoarece în comutatoarele de alimentare acest punct este situat în jgheabul arcului și este ascuns vederii. Conform regulilor de siguranță, la deconectarea secțiunilor liniilor electrice, punctul de deconectare trebuie să fie vizibil.

Pentru a desfasura activitati de intretinere la barele colectoare fara a intrerupe alimentarea, statia de distributie trebuie sa fie echipata cu cel putin doua bare paralele.

Pentru a crește flexibilitatea rețelei, este posibil să se conecteze alimentatoare individuale la barele colectoare folosind separatoare. În plus, pentru a crește libertatea de acțiune, șina poate fi împărțită în mai multe secțiuni (așa-numita secțiune longitudinală a șinei).

Datorită acestor măsuri, o rețea electrică mare poate fi împărțită în mai multe secțiuni cu izolație galvanică, ceea ce limitează cantitatea de curenți în cazul unui posibil scurtcircuit.

Acțiunile descrise sunt de obicei numite operații de comutare corectivă, iar configurația optimă a rețelei este determinată în prealabil cu ajutorul programelor de distribuție a sarcinii și de protecție la scurtcircuit.

Prin optimizarea acestor operațiuni, întregul potențial al rețelei electrice poate fi folosit fără a crea condiții de lucru periculoase.

Stațiile de distribuție și de transformare sunt împărțite în panouri separate care îndeplinesc funcții specifice. Există panouri de alimentare, panouri de alimentare cu prize și panouri de conectare.

Designul panourilor individuale este de obicei unificat. În schemele electrice, panourile sunt întotdeauna prezentate în formă unipolară. Aceasta înseamnă că în diagramele de acest tip, folosind simboluri standard, sunt reprezentate doar dispozitivele necesare funcționării instalației.

Schema schematică a sursei de alimentare

Conform schemei prezentate în figură, sunt construite atât panourile de alimentare, cât și panourile cu dispozitive de ieșire. Ambele deconectatoare sunt proiectate să declanșeze întrerupătorul împreună cu transformatoarele de măsurare a curentului și a tensiunii.

Dacă instalația constă din mai multe magistrale, numărul de deconectare a magistralei trebuie mărit de numărul corespunzător de ori pentru două autobuze.

Transformatoarele de instrumente înregistrează parametrii relevanți necesari dispozitivelor de funcționare, numărare și protecție.

Un întrerupător de împământare este utilizat pentru a proteja linia de efectele inductive și capacitive ale liniilor adiacente în timpul întreținerii, precum și pentru a proteja împotriva loviturilor de trăsnet. Datorită funcției sale, întrerupătorul de împământare este uneori numit întrerupător de împământare de serviciu.

Pentru a deconecta secțiuni mai mari ale rețelei în caz de urgență sau pentru a efectua lucrările de întreținere necesare, se folosesc de obicei cel puțin două autobuze paralele.

Sistem dublu de șine

Folosind comutatorul de alimentare din placa de conectare, ambele magistrale pot fi conectate la un singur punct nod. Acest tip de conexiune se numește conexiune încrucișată. Datorită conexiunii transversale, barele pot fi schimbate fără a întrerupe alimentarea cu energie.

Panourile de alimentare și panourile cu dispozitive de alimentare de ieșire, dacă este necesar, pot fi conectate la diferite magistrale, în urma cărora alimentarea cu energie nu este întreruptă.

Întrucât deconectatoarele pot fi pornite/oprite numai în starea oprită, întrerupătorul de alimentare trebuie să fie integrat în conexiunea celor două magistrale. Dacă barele colectoare sunt interconectate, atunci mai întâi trebuie să închideți ambele deconectatoare și abia apoi întrerupătorul de alimentare.

La conectarea barelor, trebuie luate măsuri adecvate (de exemplu, comutarea comutatoarelor transformatoarelor) pentru a egaliza potențialele acestora, altfel vor apărea curenți tranzitori mari în barele la conectarea barelor.

După conectarea barelor, orice conectare și deconectare a surselor de alimentare se poate face deoarece nu mai există nicio diferență de potențial în barele.

Este necesar doar să vă asigurați că celălalt deconectator de pe același alimentator se închide înainte de a deschide unul. În caz contrar, deconectatorul va fi sub sarcină atunci când este deschis, ceea ce poate provoca distrugerea și chiar deteriorarea altor componente ale instalației.Separatoarele sunt astfel protejate impotriva deschiderii accidentale prin intermediul unor dispozitive speciale de blocare (electrice si pneumatice).

Pentru a studia procesele de bază care au loc într-o stație de distribuție, puteți asambla un circuit experimental cu care puteți efectua operațiuni de comutare de bază.

Stand experimental

Schema schematică a standului experimental

Un astfel de stand experimental pentru studiul sistemelor de autobuze ale stațiilor de distribuție și transformatoare (stand de laborator al companiei germane Lucas-Nuelle) se află în centrul de resurse „Econtechnopark Volma”.

Pentru o descriere a echipamentului de laborator de învățare al Centrului de resurse, vezi aici - și aici -

Captură de ecran SCADA pentru Power Lab: dual bus

Analiza parametrilor de tensiune și curent se realizează folosind software-ul SCADA for power Lab (SO4001-3F). Pentru a profita la maximum de un sistem dual bus, se recomandă ca fiecare magistrală să fie conectată la propria sa sursă de tensiune.