Hvad er forskellen mellem understationer switching stations og distributionsrum

Hvad er forskellene mellem understationer, skiftestationer og distributionsrum?

En understation er en energianlæg i elektricitetssystemet, der omdanner spændingsniveauer, modtager og distribuerer elektrisk energi, kontrollerer retningen af strømstyring, og justerer spændingen. Den forbinder elforsyninger på forskellige spændingsniveauer gennem dens transformatorer. I specifikke anvendelser – som f.eks. havkabler eller langdistancetransmission – bruger nogle systemer højspændingsdirekte strøm (HVDC). HVDC overkommer de kapacitive reaktanss-tab, der er inherente i AC-transmission, og tilbyder energisparende fordele.

Understationer trænder primært høj spænding ned til mellemhøj spænding eller trænder høj spænding ned til et let lavere højt spændingsniveau. De dækker relativt store arealer, med jordbehov, der varierer i henhold til spændingsniveau og kapacitet. Derfor kalder nogle dem også "transformatorstationer."

Funktion:
En understation fungerer som et mellemledsanlæg mellem kraftværker og slutbrugere. Da kraftværker ofte ligger langt fra byer og fabrikker, og den spænding, der genereres ved kraftværker, er relativt lav, ville den resulterende høje strøm føre til betydelige varmetab i transmissionslinjer ifølge Joules lov. Dette kunne skade linjerne, og omvandlingen af elektrisk energi til varme repræsenterer en stor ineffektivitet. Derfor bruges understationer til at trænge spændingen op fra kraftværket for effektiv langdistancetransmission til by- og industrområder. Når strømmen ankommer, trænger lokale understationer derefter spændingen ned til de nødvendige niveauer, hvilket herefter distribueres via distributionsnet til at give standard 220 V til daglig brug.

Beliggenhed:
Fra økonomisk synsvinkel bør understationer være beliggende tæt på belastningscentre. Fra driftsmæssig synsvinkel bør de ikke forstyrre produktionsaktiviteter eller intern transport inden for en anlægning, og adgang til levering af udstyr skal være nem. Af sikkerhedsmæssige årsager bør understationer undgå brandbare eller eksplosive områder. Generelt bør understationer være beliggende på den vindmående side af en lokalitet, væk fra områder, hvor støv og fibre har tendens til at samle sig, og bør ikke være placeret i tætbefolkede zoner. Beliggenhed og konstruktion af understationer skal også tage hensyn til brandslukning, korrosionsbestandthed, forureningkontrol, vandafvisning, regn- og snøbeskyttelse, jordskælvbestandthed og forebyggelse af intrådelse af små dyr.

Distributionsunderstation
Definition:
En distributionsunderstation er også et anlæg, der ændrer spændingsniveauer. Det er et sted i strømsystemet, hvor spænding og strøm omdannes, centraliseres og distribueres. For at sikre strømkvalitet og udstyrssikkerhed udføres også regulering af spænding, kontrol af strøm, og beskyttelse af transmissions-/distributionslinjer og vigtigt elektrisk udstyr her. Understationer kan blive kategoriseret efter anvendelse i distributionsunderstationer og traktionunderstationer (brugt til elektriske jernbaner og sporvogne). Ifølge Kinas nationalstandard GB50053-94 "Kode for design af 10 kV og under understationer," defineres en understation som "et anlæg, hvor AC-strøm på 10 kV eller under trænges ned af en strømtransformator til at forsyne elektriske laster." Enhver enhed, der opfylder denne definition, kvalificerer som en understation.

Funktion:
Rollen for en understation er at modtage elektricitet fra kraftværker, typisk ved spændinger, der ikke overstiger 1–2 kV. Langdistancetransmission direkte ved så lave spændinger ville føre til meget høje linjestrømme, hvilket ville forårsage overdrevne strømtab og lav transmissionsfremskaffelse. Derfor bruges transformatorer til at trænge spændingen op til tiere eller endda hundredere kilovolt (afhængigt af afstand og strømbehov) for at reducere linjestrømmen. For at forbinde strømlinjer med varierende afstande og kapaciteter i et enet net og forbedre den samlede systemets pålidelighed, er flere understationer nødvendige for at matche og forbinde forskellige spændingsniveauer. Ligeledes, når højspændingsstrøm når sit destination, må den trænges ned til niveauer som 10,5 kV, 6,3 kV, eller 400 V (dvs. 380/220 V) for at imødekomme diverse brugertilfælde. Derfor er mange understationer nødvendige i praksis. Typisk refererer en hovedunderstation til en primær understation, med sekundære understationer nedenfor. Den primære understation håndterer højspændingsbrytning og -distributering, men udfører selv ingen spændingsomdannelse.

Distributionsrum (eller skiftegearrum)
Definition:
Et distributionsrum kaldes også en distributionsunderstation. Ifølge nationale standarder defineres et distributionsrum som "et anlæg, der kun indeholder højspændingsbrytere til åbning/lukning af kredsløb og distribution af elektrisk strøm, uden hovedstrømtransformator på busbar'en." Distributionsrum opererer ved spændingsniveauer under 35 kV og indeholder udstyr som brytere, spændingsomformer, kondensatorer, samt relaterede beskyttelses- og måleenheder. Med andre ord, det er et bygning, der indeholder højspændingsbryterkabinet, incoming/outgoing line panels osv. – dette udgør et distributionsrum (eller rum). Større anlæg kan inkludere flere højspændings- og lavspændingsbryterkabinetter for at udføre spændingsomdannelse og strømdistributering.

Begreberne "understation" og "distributionsrum" henviser ofte til transformator- og distributionsrum i boligkomplekser eller kommercielle bygninger. Distributionsrummet er en vigtig komponent i bygningens strømforsyningssystem. Dedikerede elteknikere udfører 24-timers driftsovervågning. Uautoriseret personale må ikke komme ind uden godkendelse fra ejendomsforvaltningens leder eller afdelingschef. Operatører skal være certificeret, bekendte med udstyr, driftsprocedurer og sikkerhedsprotokoller. De skal nøje overvåge læsninger fra spændingsmålere, strømmålere og effektfaktormålere, og må aldrig tillade, at luftbrytere fungerer under overbelastningsforhold. Gulvet og udstyrs overflader i distributionsrummet skal altid være rene og støv fri. Brytningsoperationer udføres af vagthavende personale med en tilsynsfører til stede; to personer må aldrig udføre brytningsoperationer samtidigt for at undgå fejl.

Skiftestation (eller skiftegearstation)

Definition:
En skiftestation henviser til en distributionsunderstation, der ikke udfører spændingsomregning, men bruger skifteudstyr til at åbne eller lukke elektriske kredsløb. Det er en strømfacilitet, der placeres et niveau under en understation i strømsystemet, og den distribuerer højspændingstrøm til en eller flere omkringliggende strømforbrugere. Dens vigtigste karakteristika er, at indkomne og udgående linjespændinger er identiske. Selvom regionale understationer også kan udføre skiftefunktioner, bør det klart bemærkes, at en skiftestation adskiller sig fra en understation.

En skiftestation defineres også som en strømforsyning- og distributionsfacilitet, der anvendes til at modtage og distribuere elektrisk strøm. I højspændingsoverførselsnetværk kaldes det ofte en "skiftestation" eller "skifteplads." I mellemspændingsdistributionsnetværk bruges skiftestationer typisk til at modtage og distribuere 10 kV strøm. Sådanne stationer har normalt to indkomne forsyninger og flere udgående forsyninger (typisk 4 til 6). Afhængigt af specifikke krav kan kredsløbsbrydere eller lastafbrydere installeres på de indkomne og udgående linjer. Udstyret er typisk en fuldmetallukket skifteudstyrssammensætning, der er beregnet til udendørs drift ved spændinger op til 10 kV. En typisk skiftestation har en overførselsevne på ca. 8.000 kW og leverer mellemspænding til lokale transformator- eller distributionsrum i et distrikt eller område.

Funktion:

• Segmenterer strømforsyningsledningen for at begrænse omfanget af nedbrud under fejl, hvilket forbedrer strømforsyningens pålidelighed og fleksibilitet;

• Reducerer kompleksiteten af understationer;

• Ændrer ikke spændingsniveauer, men øger antallet af forsyningskredsløb—funktionelt ligetil en distributionsunderstation.

Placering:
Skiftestationer er typisk placeret nær jernbanestationer, godsstationer, el-lokomotivdeponeringer, knudepunkter eller andre steder med store koncentrerede belastninger.