Mik a különbségek az átalakítóállomások, váltóállomások és elosztóterek között?

Mi a különbség az átalakítóállomások, kapcsolóállomások és elosztóterek között?

Az átalakítóállomás egy elektromos energiarendszerben található energiamező, amely feszültségszinteket módosít, elektrikus energiát fogad és oszt el, irányítja az energiaáramlást, és szabályozza a feszültséget. A transzformatórain keresztül összeköti a különböző feszültségű hálózatokat. Egyes speciális alkalmazásokban, mint például a tengeralatti elektromos kábelek vagy a nagy távolságú továbbítás, néha magasfeszültségű egyirányú (HVDC) továbbítást használnak. Az HVDC túlmutat a tejes reaktív veszteségeken, amelyek a váltófázú továbbításban megszükségesek, és energiatakarékos előnyöket nyújt.

Az átalakítóállomások elsősorban a magas feszültséget közepes feszültségre, vagy a magas feszültséget kissé alacsonyabb magas feszültségre csökkentik. Ők viszonylag nagy területeket foglalnak el, a telekigénye a feszültségi szinttől és a kapacitástól függ. Ezért néha „transzformátorállomások”-nak is hívják őket.

Funkció:
Az átalakítóállomás közvetítő létesítmény a termelőállomások és a végfelhasználók között. Mivel a termelőállomások gyakran messze helyezkednek el a városoktól és ipari zónáktól, és a termelőállomások által generált feszültség relatíve alacsony, a keletkező nagy áramerősség jelentős hőveszteséget okozna a továbbítóvonalakban az Ohm-törvény szerint. Ez károsíthatná a vonalakat, és az elektromos energia hővé történő konvertálása jelentős hatékonysági veszteséget jelent. Ezért az átalakítóállomások feladata, hogy a termelőállomásból származó feszültséget növeljék a hatékony nagy távolságú továbbítás érdekében a városi és ipari területekre. Érkezésük után a helyi átalakítóállomások a feszültséget a szükséges szintre csökkentik, majd ezeket a hálózatokon keresztül továbbítják, hogy a mindennapi használatra szabványos 220 V-ot biztosítsanak.

Helyzet:
Gazdasági szempontból az átalakítóállomások közel kell legyenek a terhelési központokhoz. Üzemeltetési szempontból nem szabad, hogy zavarják a gyártási tevékenységeket vagy a belső szállítást egy létesítményen belül, és a berendezések beszerzéséhez megfelelő hozzáférés szükséges. Biztonsági okokból az átalakítóállomások elkerülik a lángoló vagy robbanós területeket. Általánosságban az átalakítóállomásokat a helyszín felszéloldalán, a por és a szálak gyűlésének hajlamos területektől, sűrűn lakott területektől való távolságra helyezik el. Az átalakítóállomások helyzete és építése figyelembe kell vennie a tűzoltást, a ruggalmellenességet, a szennyezést, a vízállást, az eső és a hó védelmét, a síkmozgás elleni védelmet, és a kis állatok betörésének megelőzését is.

Elosztóállomás
Definíció:
Egy elosztóállomás is olyan létesítmény, amely a feszültségszinteket módosítja. Ez az elektromos rendszerben az a hely, ahol a feszültség és az áram átalakul, központosít, és elosztja. Ahhoz, hogy biztosítsa az energia minőségét és a berendezések biztonságát, itt végeznek feszültség-szabályozást, áramerősség-ellenőrzést, és a továbbító/elosztóvonalak, valamint a nagyobb elektromos berendezések védelmét. Az állomásokat alkalmazásuk alapján elosztóállomásokra és hajtóállomásokra (elektromos vasútak és villamosok számára) sorolják. A Kínai Nemzeti Szabvány GB50053-94 "10 kV és alatta lévő elosztóállomások tervezési szabványa" szerint az állomást definiálják, mint „olyan létesítmény, ahol az 10 kV vagy annál alacsonyabb feszültségű AC-energia le van csökkentve egy erőgéppel, hogy elektromos terheléseket ellásson.” Bármely olyan létesítmény, ami ezen definícióval egyezik, elosztóállomásnak számít.

Funkció:
Az állomás feladata, hogy elektromos energiát fogadjon a termelőállomásoktól, általában 1–2 kV feszültségűn. Az ilyen alacsony feszültségű közvetlen nagy távolságú továbbítás nagyon magas vonalárammal járna, ami túlzott energia-veszteségeket és alacsony továbbítási hatékonyságot eredményezne. Ezért transzformátorokat használnak a feszültség növelésére, tíz vagy akár több száz kilovoltosra (a távolságtól és a teljesítményigénytől függően), hogy csökkentsék a vonaláramot. Az eltérő távolságú és kapacitású vonalak egységes hálózatra való összekötéséhez, és a rendszer teljes megbízhatóságának növeléséhez, szükség van több állomásra, hogy illessze és összekötse a különböző feszültségi szinteket. Hasonlóképpen, miután a magasfeszültségű energia elérte célját, le kell csökkenteni a 10,5 kV, 6,3 kV, vagy 400 V (azaz 380/220 V) szintre, hogy különböző felhasználói igényeket kielégítsen. Tehát gyakorlatban szükség van sok állomásra. Általában a főállomás a primáris állomást jelenti, amelyen a másodlagos állomások találhatók. A primáris állomás a magasfeszültségű kapcsolózást és elosztást végzi, de nem végez feszültségátalakítást.

Elosztóterem (vagy kapcsolóterem)
Definíció:
Az elosztótermet néha elosztóállomásnak is hívják. A nemzeti szabványok szerint az elosztótermet definiálják, mint „olyan létesítmény, amely csak magasfeszültségű kapcsolóberendezéseket tartalmaz a körök megnyitásához/zárásához, és az elektromos energia elosztásához, anélkül, hogy a buszon lenne főerőgép.” Az elosztótermek 35 kV-nál alacsonyabb feszültségűn működnek, és tartalmazzák a vezetékkesztyűket, mérőátalakítókat, kondenzátorokat, valamint a hozzájuk tartozó védelmi és mérőeszközöket. Egyszerűen fogalmazva, egy épület, amelyben magasfeszültségű kapcsolóállományok, be- és kimenő vonalpanelek találhatók, az egy elosztóterem (vagy szoba). A nagyobb létesítményekben több magas- és alacsonyfeszültségű kapcsolóállomány is lehet, amelyek feszültségátalakítást és energiaelosztást végeznek.

Az „állomás” és „elosztóterem” kifejezések gyakran arra utalnak, hogy a lakótelepek vagy irodaházak transzformátor- és elosztótereire. Az elosztóterem egy épület elektromos ellátási rendszerének kritikus eleme. Jelölteknek megfelelő elektromos munkások nyomon követik a működést 24 órásan. Engedély nélkül senki sem veheti fel a hozzáférést, kivéve, ha a tulajdonosi menedzsment vezetője vagy a részleg fejlesztői engedélyezte. A működtetőknek tanúsítványt kell szerezni, ismeretben kell lenniük a berendezésekkel, a működési eljárásokkal és a biztonsági protokollokkal. Szorosan figyelniük kell a feszültség- és áramerősségmérők, valamint a teljesítmény-faktormérők mutatóit, és sosem engedhetik, hogy a levegőkapcsolók túlterhelten működjenek. Az elosztóterem padlójának és a berendezések felületének mindig tiszta és pormentesnek kell lennie. A kapcsolóoperációkat a működő személyzet végezzi a felügyelő jelenlétében; két személy sosem végezhet kapcsolóoperációt egyszerre, hogy elkerülje a hibákat.

Kapcsolóállomás (vagy kapcsolóterem)

Definíció:
A kapcsolóállomás olyan elosztóállomás, amely nem végez feszültségátalakítást, hanem kapcsolóeszközöket használ az elektromos áramkörök megnyitásához vagy bezárásához. Ez egy energiaüzemlet, amely a hálózatban egy szinttel alább helyezkedik, mint az állomás, és nagyfeszültségű elektromos energiát oszt ki egy vagy több környező energiafelhasználónak. A jellegzetes vonása, hogy a bejövő és kimenő vezetékek feszültsége azonos. Bár a regionális állomások is végzhetnek kapcsolófüggvényeket, fontos megjelölni, hogy a kapcsolóállomás különbözik az állomástól.

A kapcsolóállomás definiálható úgy is, mint olyan energiaellátási és -osztó létesítmény, amelyet az elektromos energia fogadására és osztására használnak. A nagyfeszültségű átadási hálózatokban gyakran "kapcsolóállomásnak" vagy "kapcsolóteleknak" nevezik. A közepes feszültségű elosztási hálózatokban a kapcsolóállomások általában 10 kV-os energiát fogadnak és osztanak ki. Ilyen állomások általában két bejövő és több kimenő vezetéken (gyakran 4-6) működnek. A konkrét igényektől függően áramtörők vagy terhelés-törő kapcsolók lehetnek telepítve a bejövő és kimenő vezetékeken. A berendezések általában teljes fémmel lezárva vannak, külső működésre szabottak, akár 10 kV-os feszültségig. Egy tipikus kapcsolóállomás átalakítási kapacitása körülbelül 8000 kW, és közepes feszültségű energiát szolgáltat a helyi transzformátor- vagy elosztóteremeknek egy adott kerületben vagy területen belül.

Funkciók:

• Szegmentálja az ellátó vezetéket, hogy korlátozza a hibák során fellépő kimaradások hatókörét, ezzel javítva az ellátás megbízhatóságát és rugalmasságát;

• Csökkenti az állomások komplexitását;

• Nem módosítja a feszültség szintjét, de növeli a vezetékek számát—funkcionálisan ekvivalens egy elosztóállomással.

Helye:
A kapcsolóállomások általában vasútállomások, raktárak, villamosbázisok, csomópontállomások vagy más helyekhez, ahol nagy koncentrált terhelések találhatók, közelében helyezkednek el.