Сабирни системи за дистрибутивне и трансформаторске подстанице

За пренос и дистрибуцију електричне енергије користе се надземни водови или енергетски каблови са различитим напонским нивоима, а њихов избор се заснива на анализи техничко-економских аспеката.

Да би се осигурала висока поузданост напајања, електричне мреже могу бити више или мање вишеланчане. Ово омогућава да се у случају квара појединих далековода настави снабдевање потрошача преко других водова.

Тачке на мрежама у којима се спајају две или више линија називају се чворне тачке. Преклопни уређаји дизајнирани за искључивање појединачних линијских кола у случају кварова или одржавања и поправке увек су инсталирани на овим тачкама спајања.

Смештени су сви склопни уређаји неопходни за ово, као и мерна, управљачка, заштитна и помоћна опрема у дистрибутивној трафостаници.

Ако се поред ових уређаја у дистрибутивну подстаницу уграђују и трансформатори да би се ипак променио ниво, таква трафостаница се назива испостава.

Дистрибутивне подстанице су опремљене следећим главним конструктивним елементима:

• Схина;
• Дисцоннецтор;
• Прекидач;
• струјни и напонски претварачи;
• Сурге лимитер;
• Прекидач за уземљење;
• Могуће: трансформатор.

Трафостанице су опремљене склоповима и компонентама са техничким карактеристикама које испуњавају захтеве и могућа механичка и електрична оптерећења.

Пошто се модерне подстанице углавном контролишу даљински, оне су опремљене додатним уређајима за надзор и контролу. Поред тога, трафостанице су опремљене мерним и мерним уређајима за испоруку електричне енергије потрошачима, као и уређајима за заштиту од пренапона.

Главни елемент дистрибутивне трафостанице је сабирница. По правилу, изгледа као кратка ваздушна линија. За веома велике струје полаже се у цев хлађену уљем изнутра.

Постоји неколико типова распореда сабирница и избор одређеног аранжмана зависи од различитих фактора као што су напон система, позиција подстанице у систему, поузданост напајања, флексибилност и цена.

Са физичке тачке гледишта, магистрала је чвор мреже. У овом тренутку почињу и завршавају се одвојене линије које се у овом контексту називају хранилице.

Додаци се могу укључити и искључити помоћу прекидача. Пошто ови прекидачи носе радну струју и, у случају квара, струју у случају нужде, они се називају прекидачи за напајање.

Савремени високонапонски прекидачи нивоа до 380 кВ су у стању да поуздано и без оштећења укључе/искључују струје до 80 кА. Прекидачи за напајање захтевају редовно одржавање.

Да би се осигурала сигурност таквог рада, прекидачи су опремљени тзв растављачи… За разлику од прекидача за напајање, растављачи се могу укључити/искључити само у искљученом стању, тј. тек након отварања одговарајућих прекидача.

Да би се избегле погрешне операције пребацивања, растављачи и прекидачи су међусобно механички блокирани.

Поред тога, растављачи су дизајнирани да створе видљиву тачку окидања, јер се у прекидачима за напајање ова тачка налази у лучном отвору и скривена је од погледа. Према сигурносним правилима, приликом искључивања делова далековода, тачка искључења мора бити видљива.

За обављање послова одржавања на сабирницама без прекида напајања, разводна трафостаница мора бити опремљена са најмање две паралелне сабирнице.

Да би се повећала флексибилност мреже, могуће је спајање појединачних напојника на сабирнице помоћу растављача. Поред тога, да би се повећала слобода деловања, шина се може поделити на неколико делова (тзв. Уздужни пресек шине).

Захваљујући овим мерама, велика електрична мрежа се може поделити на неколико делова са галванском изолацијом, која ограничава количину струја у случају могућег кратког споја.

Описане радње се обично називају корективним операцијама комутације, а оптимална конфигурација мреже се унапред одређује коришћењем програма расподеле оптерећења и заштите од кратког споја.

Оптимизацијом ових операција може се искористити пуни потенцијал електричне мреже без стварања опасних радних услова.

Дистрибутивне и трансформаторске подстанице су подељене у засебне панеле који обављају специфичне функције. Постоје панели за напајање, утичнице за напајање и прикључне плоче.

Дизајн појединачних панела је обично јединствен. У електричним дијаграмима, панели су увек приказани у униполарном облику. То значи да су у дијаграмима овог типа, користећи стандардне симболе, приказани само уређаји неопходни за рад инсталације.

Шематски дијаграм напајања

Према шеми приказаној на слици, изграђени су и енергетски панели и панели са одлазним енергетским уређајима. Оба растављача су дизајнирана да искључују прекидач заједно са струјним и напонским мерним трансформаторима.

Ако се инсталација састоји од више сабирница, број сабирничких растављача се мора повећати за одговарајући број пута за две сабирнице.

Мерни трансформатори бележе релевантне параметре потребне за рад, бројање и заштитне уређаје.

Прекидач за уземљење се користи за заштиту линије од индуктивног и капацитивног дејства суседних водова током одржавања, као и за заштиту од удара грома. Због своје функције, прекидач за уземљење се понекад назива сервисним уземљивачем.

За искључење већих делова мреже у случају нужде или за обављање неопходних радова на одржавању обично се користе најмање две паралелне магистрале.

Двоструки шински систем

Коришћењем прекидача за напајање прикључне плоче, обе магистрале се могу повезати на једну тачку чвора. Ова врста везе се назива унакрсна веза. Захваљујући унакрсној вези, сабирнице се могу мењати без прекида напајања.

Електрични панели и панели са одлазним енергетским уређајима, по потреби, могу се повезати на различите магистрале, услед чега се напајање не прекида.

Пошто се растављачи могу укључити/искључити само у искљученом стању, прекидач за напајање мора бити интегрисан у везу две магистрале. Ако су сабирнице међусобно повезане, прво морате затворити оба растављача, а тек онда прекидач за напајање.

Приликом повезивања сабирница потребно је предузети одговарајуће радње (на пример, пребацити прекидаче на трансформаторима) како би се изједначили њихови потенцијали, иначе ће се у сабирницама појавити велике прелазне струје приликом повезивања сабирница.

Након спајања сабирница може се извршити свако повезивање и искључење извора напајања јер више нема разлике потенцијала у сабирницама.

Потребно је само осигурати да се други растављач на истом фидеру затвори пре отварања једног растављача. У супротном, растављач ће бити под оптерећењем када се отвори, што може довести до уништења, па чак и оштећења других компоненти инсталације.Због тога су растављачи заштићени од случајног отварања помоћу посебних уређаја за закључавање (електрични и пнеуматски).

Да бисте проучавали основне процесе који се одвијају у дистрибутивној подстаници, можете саставити експериментално коло са којим можете извршити основне операције пребацивања.

Експериментални штанд

Шематски дијаграм експерименталног штанда

Овакав експериментални штанд за проучавање аутобуских система дистрибутивних и трансформаторских подстаница (лабораторијски штанд немачке компаније Луцас-Нуелле) налази се у ресурсном центру „Еконтехнопарк Волма“.

За опис лабораторијске опреме за учење Ресурсног центра, погледајте овде — и овде —

Снимак екрана СЦАДА за повер Лаб: дуал бус

Анализа параметара напона и струје се врши коришћењем софтвера СЦАДА фор повер Лаб (СО4001-3Ф). Да бисте максимално искористили систем са двоструком магистралом, препоручује се да свака магистрала буде повезана на сопствени извор напона.