Як працюють основний фідер розподільча трансформаторна підстанція запобіжники та послуги в радіальних мережах

Запобігання перервам у постачанні електроенергії

Як відомо, розподільні трансформатори зменшують напругу розподільної або головної лінії до напруги споживання. Вони підʼєднуються до головної лінії, підліній та бокових віток через первинні предохранители або запобіжники-виключники. Коли відбувається аварія трансформатора або низькоопорний дефект вторинної схеми, первинний предохранитель відʼєднує повʼязаний розподільний трансформатор від головної лінії. У цій статті не розглядаються повторні зачинки.

Перегоріння первинного предохранителя запобігає перерві у постачанні електроенергії іншим споживачам, які забезпечуються через цю лінію, але перериває постачання всім споживачам, які забезпечуються через цей трансформатор.

Запобіжники-виключники (як показано на малюнку 1, які зазвичай закриті) надають зручний спосіб відʼєднання малих розподільних трансформаторів для огляду та обслуговування.

Завдяки різниці форми кривої струм-час первинного предохранителя та безпечного струм-часу розподільного трансформатора, задовільна захиста від перегрузок для розподільного трансформатора не може бути досягнуто за допомогою первинного предохранителя. Форми цих двох кривих такі, що якщо буде використаний достатньо малий предохранитель для повного захисту трансформатора від перегрузок, значна частина цінної перегрузочної ємності трансформатора буде втрачена, оскільки предохранитель перегорить і запобіжить трансформатору використовувати його перегрузочну ємність. Крім того, такий малий предохранитель часто перегоріє безпідставно через стрибки струму.

Розподільні трансформатори, підʼєднані до надземних відкритих провідних ліній, часто піддаються сильним грозовим завадам. Для мінімізації пробою ізоляції та аварій трансформаторів, спричинених грозами, зазвичай встановлюються грозозахисні пристрої для цих трансформаторів.

Вторинні провідники розподільного трансформатора зазвичай надійно підʼєднуються до радіальних вторинних схем. Як показано на малюнку 1, послуги споживачів відводяться від цих схем. Це підʼєднання означає, що трансформатор не має захисту від перегрузок та високоопорних дефектів в його вторинних схемах. Насправді, дуже мало розподільних трансформаторів пошкоджується через перегрузки.

Ця ситуація в основному випливає з застосування розподільних трансформаторів, де їхня перегрузочна ємність здебільшого не використовується повністю.

Щодо захисту, предохранители в вторинних провідниках розподільних трансформаторів мало ефективніше, ніж первинні предохранители, у запобіганні вигорянню трансформаторів, і з подібних причин. Належний підхід до ефективного захисту розподільного трансформатора від перегрузок та високоопорних дефектів полягає в встановленні автоматичного вимикача в вторинних провідниках трансформатора. Ключово, що характеристика відключення цього автоматичного вимикача повинна бути точно координована з безпечним струм-часом трансформатора.

Дефекти в з'єднанні послуг споживача, яке проходить від вторинної схеми до комутатора послуг, дуже рідкісні. Тому встановлення вторинного предохранителя в точці, де з'єднання послуг підключається до вторинної схеми, не є економічно вигідним, за винятком особливих обставин, таких як масштабні послуги з підземних вторинних схем.

Як зазначалось раніше, дозволений спад напруги, виміряний від точки, де перший розподільний трансформатор підʼєднується до головної лінії, до комутатора послуг останнього споживача на лінії, повинен бути економічно розподілений між головною лінією, розподільним трансформатором, вторинною схемою та з'єднанням послуг споживача.

Хоча ці цифри типові для надземних систем, що забезпечують житлові навантаження, значні відмінності можна очікувати в підземних системах. Підземні системи часто використовують кабельні схеми та великомасштабні розподільні трансформатори або проектуються для забезпечення промислових та комерційних навантажень.

Після визначення загального дозволеного спаду напруги для розподільного трансформатора та вторинної схеми, відносно легко визначити найбільш економічно вигідне поєднання їх розмірів для будь-якої однорідної щільності навантаження та типу будівництва, враховуючи конкретні ринкові ціни.

Якщо трансформатор надмірний, вартість вторинної схеми та загальна вартість будуть надмірними. Навпаки, якщо трансформатор недостатній, вартість самого трансформатора та загальна вартість будуть занадто високими.

Подібно до інших компонентів розподільної системи, коливання та зростання навантаження повинні враховуватися при проектуванні та розмірюванні розподільних трансформаторів та вторинних схем. Ці елементи не просто встановлюються для забезпечення існуючих навантажень на момент встановлення; вони також повинні враховувати майбутні потреби в навантаженні.

Проте, неефективно надмірно передбачати зростання.

Коли розподільний трансформатор перенавантажений, ця дія також зменшує навантаження на вторинну схему перенавантаженого трансформатора та покращує загальне регулювання напруги. У районах з відносно однорідними навантаженнями, можливо, доведеться встановити додаткові трансформатори по обох сторонах перенавантаженого за короткий час. Це необхідно для підтримання прийнятних рівнів напруги та запобігання перенавантаження будь-якої частини вторинної схеми.

Однак, альтернативний підхід для досягнення такого ж результату полягає в встановленні нового трансформатора та переміщення перенавантаженого трансформатора так, щоб він забезпечував живлення серединній частині своєї скороченої вторинної схеми.

Якщо трансформатор надмірний, вартість вторинної схеми та загальна вартість будуть надмірними. Навпаки, якщо трансформатор недостатній, вартість самого трансформатора та загальна вартість будуть занадто високими.