Jak energia elektryczna jest przesyłana z elektrowni do konsumentów

Agregaty prądotwórcze przekształcają energię rzek, wiatr, spalanie paliwa, a nawet wiązania atomowe w elektryczność. Są one rozmieszczone w całym kraju, połączone w jeden system przez podstacje transformatorowe. Energia elektryczna jest przenoszona na odległość między nimi przez linie energetyczne. Ich długość może wynosić od dwóch do trzech do setek kilometrów.

Linie transportu energii elektrycznej

Energia elektryczna o dużej mocy może być przesyłana kablami energetycznymi zakopanymi w ziemi lub w zbiornikach wodnych. Jednak najczęstszą metodą transportu są linie napowietrzne przymocowane do specjalnych konstrukcji inżynierskich - podpór.

Szukają więc VL-330 kV (kliknij zdjęcie, aby powiększyć):

A oto zdjęcie oddzielnej linii 110 kV.

Podstacje elektryczne

Linie powietrzne i kablowe łączą podstacje transformatorowe z tymi samymi urządzeniami do dystrybucji napięcia, aby przenosić energię z jednego transformatora mocy do drugiego.

Na przykład autotransformator 330/110/10 kV odbiera po stronie wysokiego napięcia 330 z kilku linii. Przesyłanie energii elektrycznej do odbiorców odbywa się średnio przy 110 i przy niskiej części 10 kV.

Jednak autotransformator może być zasilany średnim lub niskim napięciem. Zależy to od stanu obwodu i dynamiki zachodzących w nim procesów.

Fragment Autotransformator-330kV.

Widok transformatora 110/10 zdalnej podstacji, która odbiera energię elektryczną po stronie 110, rozdzielając ją wzdłuż linii 10 kV.

Jest, ale z przeciwnej strony.

Aby połączyć linie z transformatorami, stosuje się ogrodzone obszary, na których montowane są elementy mocy obwodu.

Widok małego fragmentu otwartej podstacji rozdzielnicy 330 kV.

Część terytorium zewnętrznej rozdzielnicy-110kV.

Wariant przesyłania energii elektrycznej z wejścia 110 АТ-330 do transformatora 110/10 kV

Przykład fragmentu pierwotnego obwodu zasilania (jedna sekcja) dystrybucji energii elektrycznej w otwartej przestrzeni dla 7 napowietrznych linii energetycznych (aby powiększyć, kliknij na zdjęcie):

Tutaj możliwe jest przeniesienie mocy z wejść 110 AT nr 1 lub AT nr 2. W obwodzie każde wejście AT podłączono do układu magistrali za pomocą przełączników nr 10 i nr 15, a opony podzielono na sekcje za pomocą przełączników nr 8 i nr 9, gdy zastosowano układ magistrali obejściowej przełączany przełącznikiem nr 13. Opony 1SSh i 2Sh można łączyć z przełącznikiem nr 18.

Napowietrzne linie energetyczne zasilane są przełącznikami nr 11, 12, 14, 16, 17, 19, 20. Obwód przewiduje wycofanie z eksploatacji każdego z nich w celu zasilania linii napowietrznej przez system magistrali obejściowej.

Wyłącznik 110 kV SF6 w tym obwodzie pokazano na zdjęciu.

Z tego energia jest przekazywana do napowietrznej linii energetycznej do zdalnej podstacji 110/10. Poniższe zdjęcie pokazuje jego główne elementy mocy, począwszy od ostatecznego wejścia linii zasilającej (kliknij zdjęcie, aby powiększyć):

Energia elektryczna jest dostarczana do transformatora mocy przez odłącznik, separator, pomiar prądu i przekładników napięciowych.

Każdy z nich wykonuje określone zadania:

• Pomiar przekładników prądowych i przekładników prądowych ocenia wektory prądu i napięcia w fazach obwodu pierwotnego z pewnymi błędami metrologicznymi, przenosi je do wtórnych urządzeń zabezpieczających, automatyzacyjnych i pomiarowych do późniejszego przetwarzania;

• Odłącznik służy do ręcznego otwierania / włączania obwodu zasilania, gdy nie ma obciążenia przewodów zasilających obwodu;

• Separator automatycznie odłącza transformator mocy podstacji od linii do czasu martwego, który powstaje w warunkach awaryjnych w transformatorze.

Aby porównać obraz przesyłanych mocy i złożoności konstrukcji, spójrz na rodzaj odłącznika na rozdzielnicy zewnętrznej 330 kV.Jest napędzany silnymi trójfazowymi silnikami elektrycznymi, sterowanymi przez automatykę z obwodami alarmowymi.

W sieci 380/220 wolt takie urządzenie jest zwykłym przełącznikiem. Wróćmy jednak do schematu podstacji 110/10 kV.

Uwaga! Nie ma przełącznika wysokiego napięcia, który wyeliminowałby na nim wypadki.

Nie oznacza to jednak, że kwestie bezpieczeństwa pracy zostały zaniedbane. Skomplikowane transformacje elektromagnetyczne zachodzą nieustannie w transformatorze mocy wraz z uwalnianiem energii cieplnej i przenoszeniem dużych mocy elektrycznych. Wszystko to jest kontrolowane przez pomiar ciał ochronnych.

Są one umieszczone na osobnych panelach.

W sytuacjach krytycznych elektryczność jest usuwana ze sprzętu ze wszystkich stron: 110 i 10 kV. Napięcie zasilania jest wyłączane w tym obwodzie za pomocą izolowanego gazem przełącznika znajdującego się na podstacji 330/110 kV.

Aby to zadziałało, użyj zwarcia (kliknij zdjęcie, aby powiększyć):

Jest to specjalne urządzenie, które służy jako element wykonawczy zabezpieczenia transformatora mocy. Ma ruchomy, uziemiony nóż z napędem elektromechanicznym.

W krytycznym trybie pracy zabezpieczenia monitorujące stan procesów wewnątrz transformatora dają silny impuls elektromagnesowi cewki zwarcia. Z niego następuje działanie na zatrzask napędu sprężynowego, który jest aktywowany i nakłada nóż zwarciowy na opony wysokiego napięcia (zasada pułapki na myszy).

W obwodzie występuje zwarcie doziemne. Prąd z niego odczuwany jest przez zabezpieczenie wyłącznika SF6 w zdalnej podstacji zasilania. Ich automatyzacja otwiera wyłącznik na pewien okres czasu wynoszący kilka sekund.

W tym czasie na wszystkich podstacjach podłączonych do tej linii elektroenergetycznej powstaje przerwa w czasie martwym. Podczas ochrony automatyzacja tego transformatora wydaje polecenie napędowi separatora, który automatycznie rozkłada noże, przerywając obwód zasilania napięciem do transformatora mocy, co w końcu „tłumi podstację”.

Wszystkie te operacje trwają około 4 sekund. Po wygaśnięciu automatyzacja zdalnego przełącznika powoduje, że włącza się on z napięciem przyłożonym do linii. Ale nie dotrze do uszkodzonego transformatora mocy z powodu przerwy utworzonej przez separator. Wszyscy pozostali odbiorcy będą nadal otrzymywać energię elektryczną.

Przełączanie zwrotne ze zwarciem i separatorem wykonywane jest ręcznie przez personel operacyjny po przeanalizowaniu działania automatyki zgodnie z wynikami działania obwodów alarmowych.

W ten sposób zwiększa się niezawodność sprzętu, zmniejsza się straty podczas przesyłu energii elektrycznej w sieciach elektrycznych.

Obwód 10 kV

Z transformatora mocy przetworzona energia 10 kV jest dostarczana do wejścia do kompletnej rozdzielnicy zewnętrznej KRUN i jest dystrybuowana przez system magistrali i wyłączniki z zabezpieczeniami i automatyką wzdłuż linii powietrznych lub kablowych.

Linie napowietrzne 10 kV odjeżdżające z KRUN są widoczne na zdjęciu.

Napowietrzna linia energetyczna 10 kV w obszarze wzdłuż autostrady.

Podstacje 10 / 0,4 kV są podłączone do takich linii.

Transformator 10 / 0,4 kV

Konstrukcja i wymiary transformatorów mocy przetwarzających energię elektryczną o napięciu od 10 kV do 380 woltów zależą od wykonywanych zadań i przesyłanych mocy. Ich wymiary zewnętrzne można oszacować na podstawie kilku zdjęć.

Budowa w oddzielnym, zamkniętym budynku dla budynków wielopiętrowych we wsi.

Metalowe szafy zamknięte 10 / 0,4 kV na wsi.

Transformator 10 / 0,4 kV w spółdzielni garażowej (kliknij zdjęcie, aby powiększyć):

Jak działają takie transformatory, energia jest przekazywana do odbiorców, straty powstają podczas przesyłania energii elektrycznej w sieciach elektrycznych i przeprowadzana jest kompensacja, zostanie opisana w następnym artykule.

Kontynuacja artykułu:Jak energia elektryczna jest przesyłana do konsumentów przez sieć 0,4 kV