Cách hoạt động của đường dây chính tiếp điện phân phối biến áp phân phối cầu chì và dịch vụ trong mạng lưới dạng tia

Ngăn chặn sự gián đoạn dịch vụ

Như đã biết, biến áp phân phối giảm điện áp phân phối hoặc nguồn cấp chính xuống điện áp sử dụng. Chúng được kết nối với nguồn cấp chính, nhánh phụ và nhánh thông qua cầu chì chính hoặc cầu chì ngắt. Khi xảy ra lỗi biến áp hoặc lỗi mạch thứ cấp có trở kháng thấp, cầu chì chính sẽ ngắt kết nối biến áp phân phối liên quan khỏi nguồn cấp chính. Bài viết này không đề cập đến thiết bị đóng cắt tự động.

Việc nổ cầu chì chính ngăn chặn sự gián đoạn dịch vụ cho các tải khác được cung cấp qua nguồn cấp, nhưng lại ngắt dịch vụ đối với tất cả người tiêu dùng được cung cấp thông qua biến áp của họ.

Cầu chì ngắt (như được hiển thị trong Hình 1, thường ở trạng thái đóng) cung cấp một phương tiện thuận tiện để ngắt kết nối các biến áp phân phối nhỏ để kiểm tra và bảo trì.

Do sự khác biệt về hình dạng của đường cong dòng điện - thời gian của cầu chì chính và đường cong dòng điện - thời gian an toàn của biến áp phân phối, việc bảo vệ quá tải đầy đủ cho biến áp phân phối không thể đạt được bằng cách sử dụng cầu chì chính. Hình dạng của hai đường cong này như vậy là nếu sử dụng cầu chì có kích thước đủ nhỏ để cung cấp bảo vệ quá tải hoàn toàn cho biến áp, một lượng lớn công suất quá tải quý giá của biến áp sẽ bị mất, vì cầu chì sẽ nổ và ngăn biến áp sử dụng công suất quá tải của nó. Hơn nữa, cầu chì có kích thước nhỏ như vậy thường nổ không cần thiết do dòng xung.

Biến áp phân phối được kết nối với nguồn cấp dây trần trên không thường chịu ảnh hưởng nghiêm trọng từ sét đánh. Để giảm thiểu sự hỏng hóc cách điện và hỏng hóc biến áp do sét, thường lắp đặt các thiết bị chống sét cho các biến áp này.

Dây dẫn thứ cấp của biến áp phân phối thường được kết nối chắc chắn với các mạch thứ cấp theo hướng kính. Như được mô tả trong Hình 1, dịch vụ người tiêu dùng được lấy từ các mạch này. Cách kết nối này ngụ ý rằng biến áp không có bảo vệ chống quá tải và lỗi có trở kháng cao trong các mạch thứ cấp của nó. Thực tế, rất ít biến áp phân phối bị hỏng do quá tải.

Tình huống này chủ yếu xuất phát từ việc ứng dụng của biến áp phân phối, nơi mà công suất quá tải của chúng hiếm khi được sử dụng đầy đủ.

Về mặt bảo vệ, cầu chì trong dây dẫn thứ cấp của biến áp phân phối hầu như không hiệu quả hơn cầu chì chính trong việc ngăn ngừa cháy nổ biến áp, và vì những lý do tương tự. Cách tiếp cận phù hợp để bảo vệ hiệu quả biến áp phân phối khỏi quá tải và lỗi có trở kháng cao là lắp đặt cầu chì tự động trong dây dẫn thứ cấp của biến áp. Quan trọng là, đường cong tác động của cầu chì tự động này phải được điều chỉnh chính xác với đường cong dòng điện - thời gian an toàn của biến áp.

Lỗi trong kết nối dịch vụ của người tiêu dùng, chạy từ mạch thứ cấp đến công tắc dịch vụ, cực kỳ hiếm. Do đó, việc lắp đặt cầu chì thứ cấp tại điểm kết nối dịch vụ vào mạch thứ cấp không kinh tế, ngoại trừ trong các trường hợp đặc biệt như dịch vụ quy mô lớn từ các mạch thứ cấp dưới đất.

Như đã đề cập trước đó, mức sụt áp cho phép, đo từ điểm biến áp phân phối đầu tiên kết nối với nguồn cấp chính đến công tắc dịch vụ của người tiêu dùng cuối cùng trên nguồn cấp, nên được phân bổ kinh tế giữa nguồn cấp chính, biến áp phân phối, mạch thứ cấp và kết nối dịch vụ của người tiêu dùng.

Mặc dù các con số này là điển hình cho các hệ thống trên không cung cấp tải dân dụng, nhưng có thể dự kiến ​​sẽ có sự khác biệt đáng kể trong các hệ thống dưới đất. Các hệ thống dưới đất thường sử dụng các mạch cáp và biến áp phân phối quy mô lớn hoặc được thiết kế để cung cấp tải công nghiệp và thương mại.

Một khi tổng mức sụt áp cho phép cho biến áp phân phối và mạch thứ cấp được xác định, sẽ khá dễ dàng để tính toán sự kết hợp kích thước hiệu quả về chi phí nhất cho bất kỳ mật độ tải đồng đều và loại xây dựng nào, dựa trên giá thị trường cụ thể.

Nếu biến áp quá cỡ, chi phí của mạch thứ cấp và tổng chi phí sẽ rất đắt đỏ. Ngược lại, nếu biến áp quá nhỏ, chi phí của biến áp và tổng chi phí sẽ quá cao.

Giống như các thành phần khác trong hệ thống phân phối, sự dao động và tăng trưởng của tải phải được tính đến trong thiết kế và kích thước của biến áp phân phối và mạch thứ cấp. Các yếu tố này không chỉ được cài đặt để đáp ứng tải hiện tại tại thời điểm cài đặt, mà còn cần phải tính đến nhu cầu tải trong tương lai.

Tuy nhiên, việc quá lạm dụng dự đoán tăng trưởng không mang lại hiệu quả kinh tế.

Khi biến áp phân phối bị quá tải nghiêm trọng, hành động này cũng giảm tải trên mạch thứ cấp của biến áp quá tải và cải thiện điều chỉnh điện áp tổng thể. Trong các khu vực có tải tương đối đồng đều, có thể cần phải lắp đặt thêm biến áp ở cả hai bên của biến áp quá tải trong một khoảng thời gian ngắn. Điều này là cần thiết để duy trì mức điện áp chấp nhận được và ngăn chặn bất kỳ phần nào của mạch thứ cấp bị quá tải.

Tuy nhiên, một cách tiếp cận thay thế để đạt được kết quả tương tự là lắp đặt một biến áp mới và di chuyển biến áp quá tải sao cho nó cung cấp điện cho phần giữa của mạch thứ cấp đã được rút ngắn.

Nếu biến áp quá cỡ, chi phí của mạch thứ cấp và tổng chi phí sẽ rất đắt đỏ. Ngược lại, nếu biến áp quá nhỏ, chi phí của biến áp và tổng chi phí sẽ quá cao.