Jakie są różnice między stacjami przekształcającymi elektroenergię a stacjami przełączającymi i pomieszczeniami dystrybucyjnymi

Jakie są różnice między stacjami przekształcającymi, stacjami przełączającymi i pomieszczeniami dystrybucyjnymi?

Stacja przekształcająca to obiekt energetyczny w systemie elektroenergetycznym, który zmienia poziomy napięcia, odbiera i dystrybuuje energię elektryczną, kontroluje kierunek przepływu mocy oraz reguluje napięcie. Łączy sieci energetyczne różnych poziomów napięcia poprzez swoje transformatory. W konkretnych zastosowaniach - takich jak podwodne kabiny energetyczne lub długodystansowa transmisja - niektóre systemy wykorzystują wysokonapięciową transmisję prądu stałego (HVDC). HVDC pokonuje straty reaktywne związane z przesyłaniem prądu przemiennego i oferuje korzyści oszczędnościowe.

Stacje przekształcające głównie obniżają wysokie napięcie do średniego napięcia lub obniżają wysokie napięcie do nieco niższego poziomu wysokiego napięcia. Zajmują stosunkowo duże obszary, a wymagania dotyczące powierzchni zależą od poziomu napięcia i mocy. Dlatego niektórzy nazywają je „stacjami transformatorowymi”.

Funkcja:
Stacja przekształcająca pełni funkcję pośrednią między elektrowniami a końcowymi użytkownikami. Ponieważ elektrownie często znajdują się daleko od miast i fabryk, a napięcie generowane przez elektrownie jest stosunkowo niskie, wynikający duży prąd powodowałby znaczne straty ciepłowe w liniach przesyłowych zgodnie z prawem Joule'a. Mogłoby to uszkodzić linie, a przekształcanie energii elektrycznej w ciepło oznaczałoby dużą nieefektywność. Dlatego stacje przekształcające służą do podnoszenia napięcia z elektrowni dla efektywnej długodystansowej transmisji do obszarów miejskich i przemysłowych. Po dotarciu na miejsce lokalne stacje przekształcające obniżają napięcie do wymaganych poziomów, które są następnie rozprowadzane za pomocą sieci dystrybucyjnych, aby dostarczyć standardowe 220 V do codziennego użytku.

Lokalizacja:
Z ekonomicznego punktu widzenia, stacje przekształcające powinny być położone blisko centrów obciążeń. Z operacyjnego punktu widzenia, nie powinny one zakłócać działalności produkcyjnej ani wewnętrznego transportu w obiekcie, a dostawa sprzętu musi być wygodna. Ze względów bezpieczeństwa, stacje przekształcające powinny unikać terenów łatwopalnych lub wybuchowych. Ogólnie rzecz biorąc, stacje przekształcające powinny być położone po stronie nawietrznej lokacji, z dala od obszarów, gdzie tendencjonuje do gromadzenia się pyłu i włókien, i nie powinny być umieszczane w gęsto zaludnionych strefach. Lokalizacja i budowa stacji przekształcających muszą również uwzględniać gaszenie pożarów, odporność na korozję, kontrolę zanieczyszczeń, wodoszczelność, ochronę przed deszczem i śniegiem, odporność sejsmiczną i zapobieganie wtargnięciu małych zwierząt.

Stacja dystrybucyjna
Definicja:
Stacja dystrybucyjna to również obiekt zmieniający poziomy napięcia. Jest to miejsce w systemie energetycznym, gdzie następuje przekształcanie, centralizacja i dystrybucja napięcia i prądu. Aby zapewnić jakość energii i bezpieczeństwo sprzętu, tutaj również odbywa się regulacja napięcia, kontrola prądu oraz ochrona linii przesyłowych/dystrybucyjnych i głównego sprzętu elektrycznego. Stacje można podzielić według zastosowania na stacje dystrybucyjne i stacje trakcyjne (wykorzystywane w kolejach elektrycznych i tramwajach). Zgodnie z chińskim standardem narodowym GB50053-94 "Kod projektowy dla stacji 10 kV i poniżej", stacja jest definiowana jako „obiekt, w którym prąd przemienny o napięciu 10 kV lub poniżej jest obniżany przez transformator mocy, aby dostarczyć obciążenia elektryczne”. Każdy obiekt spełniający tę definicję kwalifikuje się jako stacja.

Funkcja:
Rola stacji polega na odbieraniu energii elektrycznej z elektrowni, zwykle o napięciu nieprzekraczającym 1–2 kV. Bezpośrednia długodystansowa transmisja przy tak niskim napięciu spowodowałaby bardzo wysoki prąd liniowy, powodując nadmiernie wysokie straty mocy i niską efektywność przesyłki. Dlatego wykorzystuje się transformatory do podnoszenia napięcia do dziesiątek, a nawet setek kilowoltów (w zależności od dystansu i potrzeb mocy), aby zmniejszyć prąd liniowy. Aby połączyć linie energetyczne o różnym zasięgu i pojemności w jednolitą sieć i zwiększyć ogólną niezawodność systemu, potrzebne są wiele stacji do dopasowania i połączenia różnych poziomów napięcia. Podobnie, po dotarciu wysokiego napięcia do miejsca docelowego, należy je obniżyć do poziomów takich jak 10,5 kV, 6,3 kV lub 400 V (tj. 380/220 V), aby spełnić różnorodne potrzeby użytkowników. Dlatego w praktyce potrzebne jest wiele stacji. Zazwyczaj główna stacja odnosi się do głównej stacji, ze stacjami drugiego stopnia w dół strumienia. Główna stacja obsługuje przełączanie i dystrybucję wysokiego napięcia, ale sama nie wykonuje transformacji napięcia.

Pomieszczenie dystrybucyjne (lub pomieszczenie przełączników)
Definicja:
Pomieszczenie dystrybucyjne nazywane jest również stacją dystrybucyjną. Zgodnie z normami narodowymi, pomieszczenie dystrybucyjne definiuje się jako „obiekt zawierający tylko przełączniki wysokiego napięcia do otwierania/zamykania obwodów i dystrybucji energii elektrycznej, bez głównego transformatora mocy na szynie”. Pomieszczenia dystrybucyjne działają przy napięciach poniżej 35 kV i zawierają urządzenia takie jak wyłączniki, transformery pomiarowe, kondensatory oraz powiązane urządzenia ochronne i pomiarowe. Prostymi słowami, to budynek, który mieści szafy przełączników wysokiego napięcia, panele wejściowe/wyjściowe itp. - stanowi to pomieszczenie dystrybucyjne (lub komorę). Większe obiekty mogą obejmować wiele szaf przełączników wysokiego i niskiego napięcia do wykonania transformacji napięcia i dystrybucji mocy.

Terminy „stacja” i „pomieszczenie dystrybucyjne” często odnoszą się do pomieszczeń transformatorowych i dystrybucyjnych w kompleksach mieszkalnych lub budynkach handlowych. Pomieszczenie dystrybucyjne jest kluczowym elementem systemu zasilania budynku. Do monitorowania operacyjnego 24 godziny na dobę zajmują się nim uprawnieni elektrycy. Osoby nieuprawnione nie mogą wchodzić bez zgody kierownika zarządzającego majątkiem lub kierownika działu. Operatorzy muszą być certyfikowani, znać sprzęt, procedury obsługi i protokoły bezpieczeństwa. Muszą dokładnie monitorować odczyty z woltometrów, amperometrów i mierników współczynnika mocy, i nigdy nie mogą pozwolić, aby automatyczne wyłączniki działały w warunkach przeciążenia. Podłoga i powierzchnie urządzeń w pomieszczeniu dystrybucyjnym muszą być zawsze czyste i wolne od kurzu. Operacje przełączania są wykonywane przez personel dyżurny w obecności nadzorców; dwie osoby nie mogą jednocześnie wykonywać operacji przełączania, aby uniknąć błędów.

Stacja przełączająca (lub stacja przełączników)

Definicja:
Stacja przekazująca to rozdzielcza podstacja, która nie wykonuje transformacji napięcia, ale używa urządzeń przełączających do otwierania lub zamykania obwodów elektrycznych. Jest to obiekt energetyczny położony na poziomie poniżej podstacji w systemie elektroenergetycznym, dystrybuujący wysokie napięcie do jednego lub wielu okolicznych odbiorców energii. Jej kluczową cechą jest to, że napięcie linii wejściowej i wyjściowej jest identyczne. Choć regionalne podstacje mogą również wykonywać funkcje przełączania, należy jasno zaznaczyć, że stacja przekazująca różni się od podstacji.

Stacja przekazująca jest również definiowana jako obiekt zaopatrzenia i dystrybucji energii elektrycznej służący do przyjmowania i dystrybuowania mocy elektrycznej. W sieciach przesyłowych wysokiego napięcia często nazywana jest "stacją przekazującą" lub "stacją przełączającą". W sieciach dystrybucyjnych średniego napięcia stacje przekazujące są zwykle używane do przyjmowania i dystrybuowania mocy 10 kV. Takie stacje mają zwykle dwie linie wejściowe i wiele linii wyjściowych (zazwyczaj 4 do 6). W zależności od konkretnych wymagań, na liniach wejściowych i wyjściowych mogą być zainstalowane wyłączniki obwodowe lub przełączniki obciążeniowe. Urządzenia te są zwykle całkowicie metalowymi zestawami szaf rozdzielczych przeznaczonymi do pracy na zewnątrz, o napięciu do 10 kV. Typowa stacja przekazująca ma moc przesyłową około 8 000 kW i dostarcza prąd średniego napięcia do lokalnych pomieszczeń transformatorowych lub rozdzielczych w danym rejonie lub obszarze.

Funkcje:

• Segmentuje linie zasilające, aby ograniczyć zakres awarii, co zwiększa niezawodność i elastyczność zasilania;

• Zmniejsza złożoność podstacji;

• Nie zmienia poziomu napięcia, ale zwiększa liczbę obwodów zasilających—funkcjonalnie równoważna z rozdzielczą podstacją.

Lokalizacja:
Stacje przekazujące są zwykle umieszczane w pobliżu stacji kolejowych, towarowych, zajezdni lokomotyw elektrycznych, stacji węzłowych lub innych miejsc z dużym skoncentrowanym obciążeniem.