Bussystemer til distributions- og transformerstationer

Til transmission og distribution af elektrisk energi anvendes luftledninger eller strømkabler med forskellige spændingsniveauer, og deres valg er baseret på en analyse af tekniske og økonomiske aspekter.

For at sikre høj strømforsyningssikkerhed kan elektriske netværk være mere eller mindre flerkædede. Dette gør det muligt, i tilfælde af svigt af individuelle transmissionsledninger, at fortsætte med at forsyne forbrugerne gennem andre ledninger.

Punkterne på netværk, hvor to eller flere linjer konvergerer, kaldes knudepunkter. Koblingsanordninger designet til at afbryde individuelle ledningskredsløb i tilfælde af nedbrud eller vedligeholdelse og reparation er altid installeret ved disse samlingspunkter.

Alle koblingsanordninger, der er nødvendige hertil, samt måle-, kontrol-, beskyttelses- og hjælpeudstyr er placeret i en distributionsstation.

Hvis der udover disse enheder installeres transformere i distributionsstationen for at ændre niveauet alligevel, kaldes en sådan transformerstation understation.

Fordelingsstationer er udstyret med følgende strukturelle hovedelementer:

• Shina;
• afbryder;
• Afbryderen;
• strøm- og spændingsomformere;
• Overspændingsbegrænser;
• Jording skifte;
• Eventuelt: transformer.

Transformatorstationer er udstyret med samlinger og komponenter med tekniske egenskaber, der opfylder kravene og mulige mekaniske og elektriske belastninger.

Da moderne understationer hovedsageligt fjernstyres, er de udstyret med yderligere overvågnings- og kontrolenheder. Derudover er transformerstationer udstyret med måle- og måleapparater til el, der leveres til forbrugere, samt overspændingsbeskyttelsesanordninger.

Hovedelementet i distributionsstationen er samleskinnen. Som regel ligner det en kort luftledning. Ved meget høje strømme lægges den i et indvendigt oliekølet rør.

Der findes flere typer busarrangementer, og valget af et bestemt arrangement afhænger af forskellige faktorer såsom systemspænding, transformerstationsposition i systemet, strømforsyningssikkerhed, fleksibilitet og omkostninger.

Fra et fysisk synspunkt er bussen netværkets knudepunkt. På dette tidspunkt begynder og slutter separate linjer, som i denne sammenhæng kaldes foderautomater.

Feeder kan tændes og slukkes ved hjælp af kontakter. Da disse kontakter fører driftsstrøm og, i tilfælde af funktionsfejl, nødstrøm, kaldes de strømafbrydere.

Moderne højspændingsstrømafbrydere niveau op til 380 kV er i stand til pålideligt og uden skader at tænde/slukke strømme op til 80 kA. Strømafbrydere kræver regelmæssig vedligeholdelse.

For at sikre sikkerheden ved sådant arbejde er afbryderne udstyret med den såkaldte afbrydere… I modsætning til strømafbrydere kan afbrydere kun tændes/slukkes i slukket tilstand, dvs. først efter åbning af de tilsvarende afbrydere.

For at undgå fejlagtige koblingsoperationer er afbrydere og afbrydere indbyrdes låst mekanisk.

Derudover er afbryderne designet til at skabe et synligt udløsningspunkt, da dette punkt i strømafbrydere er placeret i lysbuen og er skjult. Ved frakobling af sektioner af elledninger skal afbrydelsespunktet ifølge sikkerhedsreglerne være synligt.

For at kunne udføre vedligeholdelsesaktiviteter på skinnerne uden at afbryde forsyningen, skal fordelingscentralen være udstyret med mindst to parallelle skinner.

For at øge netværkets fleksibilitet er det muligt at tilslutte individuelle fødere til samleskinnerne ved hjælp af afbrydere. For at øge handlefriheden kan skinnen desuden opdeles i flere sektioner (det såkaldte Længdesnit af skinnen).

Takket være disse tiltag kan et stort elektrisk netværk opdeles i flere sektioner med galvanisk isolering, hvilket begrænser mængden af ​​strømme i tilfælde af en eventuel kortslutning.

De beskrevne handlinger kaldes normalt korrigerende koblingsoperationer, og den optimale netværkskonfiguration bestemmes på forhånd ved hjælp af belastningsfordeling og kortslutningsbeskyttelsesprogrammer.

Ved at optimere disse operationer kan elnettets fulde potentiale udnyttes uden at skabe farlige arbejdsforhold.

Distributions- og transformerstationer er opdelt i separate paneler, der udfører specifikke funktioner. Der er strømpaneler, strømudtagspaneler og tilslutningspaneler.

Designet af de enkelte paneler er normalt samlet. I elektriske diagrammer er paneler altid vist i unipolar form. Dette betyder, at i diagrammer af denne type, ved hjælp af standardsymboler, er kun de enheder, der er nødvendige for driften af ​​installationen, afbildet.

Skematisk diagram af strømforsyningen

I henhold til skemaet vist i figuren er både strømpaneler og paneler med udgående strømenheder bygget. Begge afbrydere er designet til at udløse afbryderen sammen med strøm- og spændingsmåletransformatorer.

Hvis installationen består af flere busser, skal antallet af busafbrydere øges med det tilsvarende antal gange for to busser.

Instrumenttransformatorer registrerer de relevante parametre, der kræves til drift, tælling og beskyttelsesanordninger.

En jordingskontakt bruges til at beskytte ledningen mod induktive og kapacitive virkninger af tilstødende ledninger under vedligeholdelse, samt til at beskytte mod lynnedslag. På grund af sin funktion kaldes jordafbryderen nogle gange for en servicejordafbryder.

For at afbryde større dele af nettet i tilfælde af en nødsituation eller for at udføre nødvendigt vedligeholdelsesarbejde anvendes normalt mindst to parallelle busser.

Dobbelt skinnesystem

Ved hjælp af tilslutningspladens strømafbryder kan begge busser forbindes til et enkelt knudepunkt. Denne type forbindelse kaldes en krydsforbindelse. Takket være krydsforbindelsen kan skinnerne skiftes uden at afbryde strømforsyningen.

Strømtavler og paneler med udgående strømenheder kan om nødvendigt tilsluttes forskellige busser, som et resultat af, at strømforsyningen ikke afbrydes.

Da afbryderne kun kan tændes/slukkes i slukket tilstand, skal strømafbryderen integreres i forbindelsen af ​​de to busser. Hvis samleskinnerne er forbundet, skal du først lukke begge afbrydere og først derefter strømafbryderen.

Ved tilslutning af samleskinnerne skal der tages passende forholdsregler (f.eks. omskiftning af transformatorernes trinkoblere) for at udligne deres potentialer, ellers vil der opstå høje transiente strømme i skinnerne ved tilslutning af samleskinnerne.

Efter tilslutning af samleskinnerne kan enhver til- og frakobling af strømforsyningerne foretages, fordi der ikke længere er nogen potentialforskel i skinnerne.

Det er kun nødvendigt at sikre, at den anden afbryder på samme føder lukker, før den ene afbryder åbnes. Ellers vil afbryderen være under belastning, når den åbnes, hvilket kan forårsage ødelæggelse og endda skade på andre komponenter i installationen.Afbryderne er derfor beskyttet mod utilsigtet åbning ved hjælp af specielle låseanordninger (elektriske og pneumatiske).

For at studere de grundlæggende processer, der finder sted i en distributionstransformatorstation, kan du samle et eksperimentelt kredsløb, som du kan udføre grundlæggende koblingsoperationer med.

Eksperimentelt stativ

Skematisk diagram af forsøgsstanden

Et sådant eksperimentelt stativ til undersøgelse af bussystemer til distributions- og transformerstationer (laboratoriestand fra det tyske firma Lucas-Nuelle) er i ressourcecenteret "Econtechnopark Volma".

For en beskrivelse af Ressourcecenterets læringslaboratorieudstyr, se her — og her —

SCADA-skærmbillede til power Lab: dual bus

Analysen af ​​spændings- og strømparametrene udføres ved hjælp af SCADA for power Lab (SO4001-3F) software. For at få mest muligt ud af et dobbeltbussystem anbefales det, at hver bus tilsluttes sin egen spændingskilde.