Stromverteilung: Umspannwerke, notwendige Ausrüstung, Verteilungsbedingungen, Anwendung, Abrechnungs- und Kontrollregeln

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Wie erfolgt die Stromverteilung und -übertragung von der Hauptstromquelle zum Verbraucher? Dieses Problem ist ziemlich kompliziert, da die Quelle ein Umspannwerk ist, das sich in beträchtlicher Entfernung von der Stadt befinden kann, aber die Energie muss mit maximaler Effizienz geliefert werden. Dieses Problem sollte genauer betrachtet werden.

Allgemeine Beschreibung des Verfahrens

Wie bereits erwähnt, ist das Ausgangsobjekt, von wo aus die Stromverteilung beginnt, heute ein Kraftwerk. Heutzutage gibt es drei Haupttypen von Stationen, die Verbraucher mit Strom versorgen können. Es kann ein Wärmekraftwerk (TPP), ein Wasserkraftwerk (HPP) und ein Kernkraftwerk (NPP) sein. Neben diesen Grundtypen gibt es auch Solar- oder Windstationen, die jedoch für eher lokale Zwecke genutzt werden.

Diese drei Arten von Stationen sind sowohl die Quelle als auch der erste Punkt der Stromverteilung. ZumUm einen solchen Vorgang wie die Übertragung elektrischer Energie durchzuführen, ist es notwendig, die Spannung deutlich zu erhöhen. Je weiter der Verbraucher entfernt ist, desto höher sollte die Spannung sein. Die Erhöhung kann also bis zu 1150 kV erreichen. Eine Erhöhung der Spannung ist notwendig, um die Stromstärke zu verringern. In diesem Fall sinkt auch der Widerstand in den Drähten. Dieser Effekt ermöglicht es Ihnen, Strom mit der geringsten Verlustleistung zu übertragen. Um die Spannung auf den gewünschten Wert zu erhöhen, verfügt jede Station über einen Aufwärtstransformator. Nach dem Passieren des Abschnitts mit dem Transformator wird der elektrische Strom über Stromleitungen zum zentralen Verteilerzentrum übertragen. PIU ist eine zentrale Verteilungsstation, wo Strom direkt verteilt wird.

Allgemeine Beschreibung des aktuellen Pfades

Anlagen wie das zentrale Verteilzentrum befinden sich bereits in unmittelbarer Nähe zu Städten, Dörfern etc. Hier findet nicht nur die Verteilung statt, sondern auch ein Spannungsabfall auf 220 oder 110 kV. Danach wird der Strom zu Umspannwerken übertragen, die sich bereits in der Stadt befinden.

Beim Durchfahren solch kleiner Umspannwerke fällt die Spannung wieder ab, allerdings auf 6-10 kV. Danach erfolgt die Übertragung und Verteilung des Stroms über Transformatorpunkte in verschiedenen Teilen der Stadt. Bemerkenswert ist hier auch, dass die Energieübertragung innerhalb der Stadt zum Umspannwerk nicht mehr mit Hilfe von Stromleitungen, sondern mit Hilfe von verlegten Erdkabeln erfolgt. Dies ist wesentlich zielführender als die Verwendung von Stromleitungen. Der Trafopunkt ist die letzte Anlage anin dem die Verteilung und Übertragung von Elektrizität sowie deren letztmalige Reduzierung stattfindet. In solchen Bereichen wird die Spannung auf die bereits bekannten 0,4 kV, also 380 V, reduziert. Dann wird sie auf private, mehrstöckige Gebäude, Garagengenossenschaften usw. übertragen.

Betrachten wir kurz den Übertragungsweg, sieht dieser ungefähr so aus: Energiequelle (10-kV-Kraftwerk) - Aufwärtstransformator bis 110-1150 kV - Hochspannungsleitung - Umspannwerk mit Abwärtstransformator - Trafopunkt mit Spannungsabfall auf 10- 0,4 kV - Verbraucher (Privatbereich, Wohngebäude etc.)

Prozessmerkmale

Die Erzeugung und Verteilung von Strom sowie der Prozess seiner Übertragung haben ein wichtiges Merkmal - alle diese Prozesse sind kontinuierlich. Mit anderen Worten, die Erzeugung elektrischer Energie fällt zeitlich mit dem Prozess ihres Verbrauchs zusammen, weshalb Kraftwerke, Netze und Empfänger durch ein Konzept wie Gleichtakt miteinander verbunden sind. Diese Eigenschaft macht es notwendig, Energiesysteme zu organisieren, um Stromerzeugung und -verteilung effizienter zu gest alten.

Hier ist es sehr wichtig zu verstehen, was ein solches Energiesystem ist. Dies ist eine Gesamtheit aller Stationen, Stromleitungen, Umspannwerke und anderer Wärmenetze, die durch eine solche Eigenschaft als Gleichtakt zusammengesch altet sind, sowie ein einzelner Prozess zur Erzeugung elektrischer Energie. Darüber hinaus werden die Transformations- und Verteilungsprozesse in diesen Bereichen unter der allgemeinen durchgeführtAusführen dieses gesamten Systems.

Die Hauptarbeitseinheit in solchen Systemen ist die Elektroinstallation. Diese Ausrüstung ist für die Erzeugung, Umwandlung, Übertragung und Verteilung von Elektrizität bestimmt. Diese Energie wird von elektrischen Empfängern empfangen. Die Installationen selbst werden je nach Betriebsspannung in zwei Klassen eingeteilt. Die erste Kategorie arbeitet mit Spannungen bis 1000 V, die zweite dagegen mit Spannungen ab 1000 V.

Darüber hinaus gibt es auch spezielle Geräte zum Empfangen, Übertragen und Verteilen von Strom - eine Sch altanlage (RU). Dies ist eine elektrische Installation, die aus solchen Konstruktionselementen wie vorgefertigten und verbindenden Sammelschienen, Sch alt- und Schutzgeräten, Automatisierung, Telemechanik, Messgeräten und Hilfsgeräten besteht. Diese Einheiten sind ebenfalls in zwei Kategorien unterteilt. Zum einen offene Geräte, die im Freien betrieben werden können, und geschlossene Geräte, die nur innerhalb eines Gebäudes verwendet werden. Was den Betrieb solcher Geräte innerhalb der Stadt betrifft, so wird in den meisten Fällen die zweite Möglichkeit genutzt.

Eine der letzten Grenzen des Stromübertragungs- und -verteilungssystems ist die Umspannstation. Dies ist ein Objekt, das aus einer Sch altanlage bis 1000 V und ab 1000 V sowie Leistungstransformatoren und anderen Hilfsaggregaten besteht.

Berücksichtigung des Stromverteilungsschemas

Um den Prozess der Produktion, Übertragung und Verteilung genauer zu betrachtenStrom können Sie als Beispiel das Blocksch altbild der Stromversorgung der Stadt nehmen.

Der Prozess beginnt in diesem Fall damit, dass die Generatoren im Landeskreiskraftwerk (Landesregionalkraftwerk) eine Spannung von 6, 10 oder 20 kV erzeugen. Bei Vorhandensein einer solchen Spannung ist es nicht wirtschaftlich, sie über eine Entfernung von mehr als 4-6 km zu übertragen, da große Verluste auftreten. Um den Leistungsverlust erheblich zu reduzieren, ist in der Übertragungsleitung ein Leistungstransformator enth alten, der die Spannung auf Werte wie 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 kV erhöhen soll. Der Wert wird abhängig davon gewählt, wie weit der Verbraucher entfernt ist. Daran schließt sich ein Punkt zur Absenkung der elektrischen Energie an, der in Form einer innerstädtischen Trafostation präsentiert wird. Die Spannung wird auf 6-10 kV reduziert. Es sollte hier hinzugefügt werden, dass eine solche Unterstation aus zwei Teilen besteht. Der erste Teil des offenen Typs ist für eine Spannung von 110-220 kV ausgelegt. Der zweite Teil ist geschlossen und enthält eine Stromverteilungseinrichtung (RU), die für eine Spannung von 6-10 kV ausgelegt ist.

Teile des Stromversorgungssystems

Das Energieversorgungssystem umfasst neben den zuvor aufgeführten Geräten auch solche Objekte wie eine Versorgungskabelleitung - PKL, eine Verteilungskabelleitung - RKL, eine Kabelleitung mit einer Spannung von 0,4 kV - KL, ein Sch altanlageneingangstyp in einem Wohngebäude - ASU, die Hauptunterstation im Werk - GPP, ein Stromverteilerschrank oder eine Sch alttafelSch alttafelgerät, befindet sich im Werksladen und ist für 0,4 kV ausgelegt.

Auch in der Sch altung kann es einen Abschnitt wie das Energiezentrum geben - die CPU. Hierbei ist zu beachten, dass dieses Objekt durch zwei unterschiedliche Geräte repräsentiert werden kann. Dabei kann es sich um eine Sekundärspannungssch altanlage in einer Unterstation handeln. Darüber hinaus wird es auch ein Gerät enth alten, das die Funktionen der Spannungsregelung und deren anschließende Lieferung an die Verbraucher übernimmt. Die zweite Variante ist ein Transformator zur Übertragung und Verteilung von Strom oder eine Generatorspannungssch altanlage direkt am Kraftwerk.

Es ist erwähnenswert, dass die CPU immer mit dem RP-Verteilungspunkt verbunden ist. Die Leitung, die diese beiden Objekte verbindet, weist keine Verteilung elektrischer Energie über ihre gesamte Länge auf. Solche Leitungen werden üblicherweise als Kabelleitungen bezeichnet.

Heute können Geräte wie KTP - ein komplettes Umspannwerk - im Stromnetz eingesetzt werden. Es besteht aus mehreren Transformatoren, einem Verteilungs- oder Eingabegerät, das für den Betrieb mit einer Spannung von 6-10 kV ausgelegt ist. Der Bausatz enthält auch eine Sch altanlage für 0,4 kV. Alle diese Geräte sind durch Stromleiter miteinander verbunden und der Bausatz wird fertig konfektioniert oder montagefertig geliefert. Der Empfang und die Verteilung von Strom kann auch auf hohen Strukturen oder auf Sendemasten erfolgen. Solche Strukturen werden entweder als Mast- oder Masttransformatorstationen bezeichnet.(ITP).

Elektrische Empfänger der ersten Kategorie

Heute gibt es drei Kategorien von elektrischen Empfängern, die sich im Grad der Zuverlässigkeit unterscheiden.

Zur ersten Kategorie von elektrischen Empfängern gehören solche Objekte, bei denen es bei Stromausfall zu recht schwerwiegenden Problemen kommt. Zu letzteren zählen: Gefährdung von Menschenleben, schwere volkswirtschaftliche Schäden, Schäden an teuren Geräten der Hauptgruppe, Massendefekte an Produkten, Zerstörung eines etablierten technologischen Verfahrens zur Stromerzeugung und -verteilung, mögliche Störung beim Betrieb wichtiger Elemente der öffentlichen Versorgung. Zu solchen elektrischen Empfängern gehören Gebäude mit einer großen Menschenmenge, z. B. ein Theater, ein Supermarkt, ein Kaufhaus usw. Zu dieser Gruppe gehören auch elektrifizierte Verkehrsmittel (U-Bahn, Oberleitungsbus, Straßenbahn).

Was die Stromversorgung dieser Bauwerke betrifft, müssen sie mit Strom aus zwei voneinander unabhängigen Quellen versorgt werden. Die Trennung vom Netz solcher Gebäude ist nur für den Zeitraum zulässig, in dem die Notstromquelle gestartet wird. Mit anderen Worten, das Stromverteilungssystem muss im Notfall einen schnellen Übergang von einer Quelle zur anderen ermöglichen. In diesem Fall gilt als unabhängige Stromquelle diejenige, an der die Spannung bestehen bleibt, auch wenn sie an anderen Quellen verschwindet, die denselben elektrischen Empfänger speisen.

Zur ersten Kategorie gehören auch Geräte, die von drei unabhängigen Quellen gleichzeitig mit Strom versorgt werden müssen. Dies ist eine besondere Gruppe, deren Arbeit ununterbrochen sichergestellt werden muss. Das heißt, eine Trennung von der Stromversorgung ist nicht erlaubt, selbst wenn die Notstromquelle eingesch altet ist. Meistens gehören zu dieser Gruppe Empfänger, deren Ausfall eine Bedrohung für Menschenleben darstellt (Explosion, Feuer usw.).

Empfänger der zweiten und dritten Kategorie

Stromverteilungssysteme mit dem Anschluss der zweiten Kategorie von elektrischen Empfängern umfassen solche Geräte. Wenn der Strom abgesch altet wird, kommt es zu massiven Ausfallzeiten der Arbeitsmechanismen und des industriellen Transports, zu einer Unterversorgung mit Produkten sowie zu Störungen der Aktivitäten einer großen Anzahl von Menschen, die sowohl innerhalb der Stadt als auch darüber hinaus leben. Zu dieser Gruppe elektrischer Empfänger gehören Wohngebäude über dem 4. Stock, Schulen und Krankenhäuser, Kraftwerke, deren Stromausfall nicht zum Ausfall teurer Geräte führt, sowie andere Gruppen elektrischer Verbraucher mit einer Gesamtlast von 400 to 10.000 kV.

Zwei unabhängige Stationen sollen in dieser Kategorie als Energiequellen fungieren. Darüber hinaus ist die Trennung von der Hauptstromquelle dieser Einrichtungen zulässig, bis das diensthabende Personal die Notstromquelle startet oder das diensthabende Team von Arbeitern an der nächsten Stromversorgungsstation dies tut.

Wie für die dritte Kategorie von Empfängern, dann zuSie besitzen alle verbleibenden Geräte, die mit nur einem Netzteil betrieben werden können. Darüber hinaus ist die Trennung solcher Empfänger vom Netz für die Dauer der Reparatur oder des Austauschs beschädigter Geräte für einen Zeitraum von höchstens einem Tag zulässig.

Prinzipschema der Versorgung und Verteilung elektrischer Energie

Die Steuerung der Verteilung von Elektrizität und ihrer Übertragung von der Quelle bis zum Empfänger der dritten Kategorie innerhalb der Stadt lässt sich am einfachsten mit einem radialen Sackgassenschema durchführen. Ein solches Schema hat jedoch einen erheblichen Nachteil, nämlich dass, wenn irgendein Element des Systems ausfällt, alle an ein solches Schema angeschlossenen Empfänger ohne Strom bleiben. Dies wird fortgesetzt, bis der beschädigte Abschnitt der Kette ersetzt wird. Aufgrund dieses Mangels wird die Verwendung eines solchen Sch altschemas nicht empfohlen.

Wenn wir über den Anschluss und die Verteilung von Energie für Empfänger der zweiten und dritten Kategorie sprechen, können Sie hier den Ringsch altplan verwenden. Wenn bei einer solchen Verbindung eine der Stromleitungen ausfällt, können Sie die Stromversorgung aller an ein solches Netzwerk angeschlossenen Empfänger im manuellen Modus wiederherstellen, indem Sie die Stromversorgung von der Hauptquelle aussch alten und die Backup-Quelle starten. Die Ringsch altung unterscheidet sich von der Radialsch altung dadurch, dass sie spezielle Abschnitte hat, in denen sich Trenner oder Sch alter im Aus-Modus befinden. Wenn die Hauptstromquelle beschädigt ist, können sie eingesch altet werden, um die Versorgung wiederherzustellen, jedoch von der Backup-Leitung. Es wird auch dienenein guter Vorteil, wenn Reparaturen an der Hauptstrecke anstehen. Eine Unterbrechung der Stromversorgung einer solchen Leitung ist für einen Zeitraum von etwa zwei Stunden zulässig. Diese Zeit reicht aus, um die beschädigte Hauptstromquelle auszusch alten und das Backup an das Netzwerk anzuschließen, damit es Strom verteilt.

Es gibt einen noch zuverlässigeren Weg, Energie zu verbinden und zu verteilen - dies ist ein Schema mit Parallelsch altung zweier Versorgungsleitungen oder die Einführung einer automatischen Verbindung einer Backup-Quelle. Bei einem solchen Schema wird die beschädigte Leitung mit zwei Sch altern an jedem Ende der Leitung vom allgemeinen Verteilungssystem getrennt. Die Stromversorgung erfolgt in diesem Fall noch unterbrechungsfrei, aber bereits über die zweite Leitung. Dieses Schema ist für Empfänger der zweiten Kategorie relevant.

Verteilungsschemata für die erste Kategorie von Empfängern

Was die Verteilung der Energie anbelangt, um die Empfänger der ersten Kategorie mit Strom zu versorgen, ist es in diesem Fall notwendig, gleichzeitig von zwei unabhängigen Energiezentren aus eine Verbindung herzustellen. Darüber hinaus verwenden solche Systeme oft nicht einen Verteilungspunkt, sondern zwei, und es ist immer ein automatisches Notstromsystem vorhanden.

Bei elektrischen Receivern der ersten Kategorie ist eine automatische Umsch altung auf Notstrom an den Eingangsverteilern eingebaut. Mit einem solchen Anschlusssystem erfolgt die Verteilung des elektrischen Stromserfolgt über zwei Stromleitungen, die jeweils durch eine Spannung von bis zu 1 kV gekennzeichnet sind und auch an unabhängige Transformatoren angeschlossen sind.

Andere Verteilungs- und Stromversorgungsschemata für Empfänger

Um den Strom möglichst effizient an Empfänger der zweiten Kategorie zu verteilen, können Sie einen Stromkreis mit Überstromschutz für einen oder zwei RPs sowie einen Stromkreis mit automatischer Notstromversorgung verwenden. Allerdings gibt es hier eine gewisse Voraussetzung. Diese Schemata können nur verwendet werden, wenn die Kosten für materielle Ressourcen für ihre Anordnung nicht um mehr als 5% steigen, verglichen mit der Anordnung eines manuellen Übergangs zu einer Notstromquelle. Darüber hinaus ist es notwendig, solche Abschnitte so auszustatten, dass eine Leitung unter Berücksichtigung einer kurzzeitigen Überlastung die Last der zweiten übernehmen kann. Dies ist notwendig, da beim Ausfall einer davon die Verteilung aller Spannungen auf die verbleibende übertragen wird.

Es gibt ein ziemlich verbreitetes Strahlverbindungs- und -verteilungsschema. In diesem Fall wird ein Verteilungspunkt von zwei verschiedenen Transformatoren gespeist. An jeden von ihnen ist ein Kabel angeschlossen, dessen Spannung 1000 V nicht überschreitet. Jeder der Transformatoren ist auch mit einem Schütz ausgestattet, das die Last automatisch von einem Netzteil auf ein anderes umsch alten soll, falls vorhanden Spannung verschwindet.

Um die Zuverlässigkeit des Netzwerks zusammenzufassen, ist dies eine der wichtigsten Anforderungen, die erfüllt werden müssenStellen Sie sicher, dass die Energieverteilung nicht unterbrochen wird. Um eine maximale Zuverlässigkeit zu erreichen, müssen nicht nur die am besten geeigneten Versorgungssysteme für jede Kategorie verwendet werden. Es ist auch wichtig, die richtigen Kabelmarken sowie deren Dicke und Querschnitt unter Berücksichtigung ihrer Erwärmung und Leistungsverluste während des Stromflusses auszuwählen. Auch bei allen Elektroarbeiten ist es wichtig, die Regeln des technischen Betriebs und der Technik zu beachten.

Auf der Grundlage des oben Gesagten können wir schlussfolgern, dass das Gerät zum Empfangen und Verteilen von Strom sowie dessen Lieferung von der Quelle zum Endverbraucher oder Empfänger kein so komplizierter Prozess ist.