Elektrijaamade projekteerimine: Sissejuhatus

Elektrilised alamjaotusasjad moodustavad elektrivõrgu olulised osad, toimides kui elektri edastamise ja jaotamise keskpunktid. Need keerukad üksused nõuavad põhjalikku planeerimist, disaini ja rakendamist, et tagada pidev ja efektiivne elektrivarustus.

Selles postituses vaatame läbi elektriliste alamjaotusasjade disaini põhitundeid, sealhulgas erinevaid komponente, paigutuse küsimusi ja keskkonnatekste.

Alamjaotusasja planeerimise kriteeriumid

Uue alamjaotusasja busi maksimaalne veafase tasem ei saa olla suurem kui lülitite lõhkumisvõime 80%.

20% buffer on mõeldud selleks, et arvestada lühikeste tsirkuite tasemete kasvu süsteemi arenguga.

Lülitite lõhkumisvoolu ja tekitamisvoolu kiirus ning veakorrigeerimisaeg erinevatel pingetasanditel võib arvutada järgmiselt:

Ühegi üksiku alamjaama võimsus erinevatel pingetasanditel ei peaks tavaliselt ületama.

Ühendavate transformatuuride (ICTs) suurus ja arv tuleb planeerida nii, et ühe üksuse väljumine ei ületööta teisi ICTsid ega alamse süsteemi.

Välistusel olev lülitik ei saa katkestada rohkem kui 4 taristut 220 KV süsteemil, kahte 400 KV süsteemil ja ühte 765 KV süsteemil.

Alamjaama süsteemi nõuded

Nomenklatuur

Usaldusväärsus: Elektrivõrgu usaldusväärsus on energia pidev tarbimine nõutavas voltagis ja sageduses. Busbaardid, lüliti, transformatoovid, eraldajad ja reguleerimisseadmed mõjutavad alamjaama usaldusväärsust.

Vigade sagedus: See on aastane vigade keskmine arv.

Väljalülitusaeg: Väljalülitusaeg viitab vajalikule ajale vigastunud komponendi parandamiseks või üleminekule alternatiivsele toiteallikale.

Lülitusaeg: Aeg väljalülituse algusest kuni teenuse taastamiseni lülituste abil.

Lülitusskeem: Busbaaride ja seadmete paigutamine arvestab kuluga, paindlikkusega ja süsteemi usaldusväärsusega.

Fase-maa kaugus: Alamjaama fase-maa kaugus on 

• Joonte ja konstruktsioonide vaheline kaugus. 

• Elava seadme ja konstruktsioonide vaheline kaugus &

• Elava joone ja maapinna vaheline kaugus.

Fase-fase kaugus: Alamjaama fase-fase kaugused on 

• Elavate joontevaheline kaugus. 

• Elavate joontevaheline kaugus & seadmetega ja 

• Elavate kontaktide vaheline kaugus lülititesti, eraldajates jne.

Maa kaugus: See on minimaalne kaugus igast asukohast, kus inimesel võib olla vaja seista, lähima mitte-maapinnaga potentsiaalse osani insulaatorist, mis toetab elavat joont.

Sektsiooniline kaugus: See on minimaalne kaugus igast seistes olevast asukohast lähima ekraanita elava joone kuni. Arvuta sektsiooniline kaugus, kasutades inimese kõrgust ulatuses kätesega ja fase-maa kaugust.

Turvaline: See hõlmab maapindade ja osaliste vahemike turvalist kaugust.

Alamjaama elektrostaatiline väli: Elektrit kandvad juhid või metallid loovad elektrostaatilisi välju. EHV alamjaamad (üle 400 KV) omavad elektrostaatilisi välju, mis sõltuvad elektrit kandva juhi või metalli osa geomeetriast ning naaberlike maandatud objektide või pinnasest.

Üldine

• Edasikandevad liinid, 

• Subtransmissioonipäästeed, 

• Tootmiskiirgused ja 

• Tõstmise ja langetamise transformatoodrid 

ühenduvad alamjaamadega või lülitusjaamadega. 

Alamjaamad 66 kuni 40 KV on nimetatud EHV. Üle 500KV on need UHV.

EHV alamjaamade projekteerimise mured ja meetodid on sarnased, kuid mõned elemendid domineerivad erinevatel pingetasanditel. Kuni 220 KV võib ignoreerida lülitussurgesid, kuid üle 345 KV on need olulised.

Alamjaama projekteerimise kriteeriumid & uuringud

Alamjaama projekteerimise nõuded määratakse järgmistest uuringutest.

• Laadi voogude uuringud

• Lühikringi uuringud

• Ajutise stabiilsuse uuringud

• Ajutise ülepingu uuringud

Laadi voogude uuringud

• Alamjaam tagab tõhusa energiakandmise süsteemi laadile. 

• Uue alamjaama (või) lülitusjaama laadi vajadused määratakse laadi voogude uuringutel, kui kõik liinid on sisse lülitatud ja valitud liinid on hoolduses väljas. 

• Pärast mitmeid laadi voogude tingimuste hindamist saab arvutada seadmete kasutamise ja hädaolukorra reitingud.

Lühikringi uuringud

• Lisaks pidevale voolule peab allikasema varustus ka lühiajalisele voolule vastama.

• Need peavad olema piisavad, et varustus suudaks lühikringi voolu soojuse ja mehaaniliste rõhkude tõttu ilma kahjustuseta hoiduda.

• Et tagada katkeseadmete piisav katkestamisvõime, postisolatorite tugevus ja sobiv seadistus hooldusrelidile, mis tuvastavad vea.

• Tuleb määrata erinevate tüübiga ja asukohaga lühikringide ning süsteemi konfiguratsioonide maksimaalne ja minimaalne lühikringi vool.

Üleminekulised stabiilsusuurid

• Tavaliselt võrdub geneerija mehaaniline sisend elektrilise väljundiga lisaks geneerija kahjustustele.

• Süsteemi geneerijad keerlevad 50 Hz-s niikaua, kui see jätkub. Iga mehaaniline või elektriline häire põhjustab geneerija kiiruse lahkumise 50 Hz-st ja oskilleeritseb uue tasakaalu punkti ümber.

• Üks väga levinud häire on lühikring. Lähedased lühikringid geneerija läheduses vähendavad terminaalpinget ja kiirendavad masina.

• Pärast vea parandamist toodab seade üleliigset energiat elektrivõrgu, et taastada selle algse olek.

• Kui elektrilised sidemed on tugevad, dekeleribreerib masin kiiresti ja stabiliseerub. Nõrgad sidemed põhjustavad masina ebastabiilsust.

• Stabiilsust mõjutavad tegurid:

• Vea raskusaste,

• Vea likvideerimise kiirus,

• Masina ja süsteemi vahelised sidemed pärast vea lahendamist.

• Allikasema üleminekuline stabiilsus sõltub

• Joone ja busi kaitse relide tüübist ja kiirusest,

• Katkestatava aja pikkusest ja

• Busi konfiguratsioonist, kui viga on kustutatud.

• Viimane punkt mõjutab bussi korraldust.

• Kui viga lahendatakse esimeses relis, siis mõjutatakse ainult ühte joont.

• Blokeeritud katkestatja võib põhjustada mitme joone kadumise katkestatja ebaõnnestumisel, nõrgendades süsteemi sidemeid.

Üleminekulised ülepinge uurimused

• Üleminekulised ülepinged võivad tekkida salvestikust või tsirkuitide lülitamisest.

• Üleminekuliste võrkuanalüüsi (TNA) uurimused on täpsem viis lülitamisülepinge määramiseks.

Allikasema korraldus

Allikasema korraldus määratakse füüsikaliste ja elektriliste kaalutluste kaudu, sealhulgas järgmistega:

• Süsteemide turvalisus

• Operatsioonide paindlikkus

• Lihtsad kaitsekorraldused

• Lühikringi tasemete piiramise

• Hoolduse võimalused

• Lihtne laiendamine

• Asukoha tegurid

• Majanduslikkus

Süsteemide turvalisus

• Ideaalne allikasema hõlmab iga tsirkuiti jaoks eraldi katkestatjaid ning lubab busside või katkestatjate asendamist hoolduse või vigade ajal.

• Süsteemi turvalisus määratakse allikasema integreerituse 100% sõltuvuse või perioodiliste vigade (või) hoolduse tõttu tingitud ajaosa lubamise kaudu.

• Kuigi topelt-bussisüsteem kahe katkestatjaga on ideaalne, on see kallis allikasema.

Operatsioonide paindlikkus

• MVA ja MVAR laadimise kontroll kõigis ringiühendusolukordades on oluline geneerija laadimise efektiivsuseks.

• Laadimisringid tuleb grupeerida, et tagada optimaalne juhtimine tavapärases ja eriolukordades.

Lihtsad kaitsekorraldused

• Kui üks lülititeline kontrollib paljusid ringe või kui rohkem lülitite katkeb, siis seda saab vähendada bussi segmenteerimisel.

• Isegi kui kaitserelaid on lihtne, on ühe bussiga süsteem keeruka kaitse jaoks jäigam.

Lühikese kõrvaltsirkitsi tasemed piiramiseks

• Alljaotusasutust saab jagada kaheks osaks, kas täielikult või reaktori ühenduse kaudu, et vähendada lühikese kõrvaltsirkitsi tasemeid.

• Ringisüsteemides asjakohaste lülitite kasutamine pakub sarnast võimalust.

Hoolduse võimalused

• Alljaotusasutuses hooldus on vajalik nii planeeritud kui ka eriolukordades.

• Alljaotusasutuse toimimine hoolduse ajal sõltub kaitsemeetmetest.

Lihtne laiendamine

• Alljaotusasutuse paigutus peaks lubama uute tarbimisringide jaoks lairibade laiendamist.

• Kui süsteem areneneb, võib olla vaja üleminekut ühe bussiga korraldusest kahe bussiga süsteemile või võrkmejaotusasutuse laiendamist kahe bussiga asutuseks.

• Ruumi ja laiendamise võimalusi on saadaval.

Asukoha tegurid

• Asukoha kättesaadavus on oluline alljaotusasutuse planeerimisel. Piiratud kohtades võib olla vaja ehitada vähem paindlik asutus.

• Vähemate lülititega ja lihtsamaga skeemiga alljaotusasutus võtab vähem ruumi.

Majanduslikkus

• Kui majanduslikud aspektid on viisilised, saab luua parandatud lülitamiskorraldust tehnoloogiliste nõudmistega.

Alljaotusasutuse ja lülitamiskorralduse paigutus

Alljaotusasutuse paigutus ja lülitamiskorraldus tuleb hoolikalt disainida vastavalt IEEE 141 elektritarnesüsteemi efektiivsuse ja ohutuse tagamiseks.

• Tehnikad,

• Lülititid ja

• Lülited

tuleb valida põhjal volt- ja laadimistehingute alusel.

Ruumi maksimeerimiseks, hoolduse lihtsustamiseks ja laiendamise võimaldamiseks tuleb kava hoolikalt planeerida. Šinipargid peaksid efektiivselt ühendama seadmeid, ja tsüklid peaksid parandama energiavoolu ja usaldusväärsust.

Kiire vea tuvastamiseks ja eraldamiseks on vaja tugevat kaitse- ja juhtimissüsteemi. Regulatiivsed standardid ja keskkonnamuremused määravad alamjaama disaini, et tagada ohutus, sõltuvus ja keskkonnakindlustus.

EHV paigutuse ja lüliti konfiguratsioonide disainimisel tuleks arvesse võtta mitmeid aspekte:

• See peaks olema usaldusväärne, turvaline ja tagama suurepärase teenuse jätkuvuse.

Tavalised alamjaama šinipargi skeemid ja kaitse selgitatakse detailides:

1. Mis on elektriline šiniparg? Tüübid, eelised, puudused &

2. Šinipargi kaitse skeemid

Erinevad šinipargi konfiguratsioonid pakuvad erinevaid eeliseid päritolu, töödeldavuse ja hoolduse ligipääsetavuse seisukohalt.

Efektiivne šinipargi paigutus tagab efektiivse energia voolu ja aitab tulevikus laienduda.

Lülitihoone struktuurid

Struktuurid on vajalikud šinipargi elektroonilise seadme toetamiseks, installimiseks ja edastusjoone kaablite lõpetamiseks.

Struktuurid võivad olla valmistatud terasest, puust, RCC-st või PSC-st. Kõrvalmaa alusel on neile vajalikud alused.

Alamjaamad kasutavad valmistatud teraste konstruktsioone nende eeliste tõttu.

The

• Faasivahetuse vaba ruum, 

• Maapinna vaba ruum, 

• Isolatorid, 

• Shinaviku pikkus ja 

• Seadme kaal 

mõjutavad struktuuri disaini.

• Pöördeline painde, 

• Flanssikurkunemine, 

• Vertikaalne ja horisontaalne lõigistamine ja 

• Väline kurkunemine 

tuleb vältida teraseleivade ja ribade katkemist. 

Ruudukujulised kastiriba tuleks olla 1/10 kuni 1/15 laipuvahemiku ja ruudu suurusest. Tavaliselt ei tohi riba deflektuda rohkem kui 1/250 laipuvahemiku pikkusest. 

Struktuuri püstitid ja mutrased peavad olema 16 mm läbimõõduga, välja arvatud nendes osades, kus neil võib olla 12 mm.

Veergude ja ribade projekteerimisel tuleks arvestada järgmistega:

• Jooleviku pinged, 

• Maavoolujoone pinged, 

• Isolatori ja tarvikute kaal, ja 

• Tükiload (umbes 350 kg), 

• Töötaja ja tööriista kaal (200 kg) 

• Tuule- ja mõjuained 

seadmete töö ajal.

Ülevalpool asuva joone allalaipuvahemik tuleb lõpetada alamjaama portaalstruktuuridega. See võib ulatuda vertikaalselt kuni +15 kraadi ja horisontaalselt kuni +30 kraadi.

Aia struktuurid saavad olla maalitud või hoogega galvaniseeritud. 

Galvaniseeritud terast valmistatud struktuurid nõuavad minimaalset hooldust. 

Kuid mõnes väga kontamineeritud piirkonnas pakkuksid maalitud struktuurid paremat korroosioonikindlust.

Tavaliselt kasutatavad faaside vahed:

Busbaaride disain

Et lihtsustada paljude komponentide vahelist ühendust, mis moodustavad alamjaama, kasutatakse busbaare elektriliikumiseks kogu alamjaamas.

Elektrilised kaotused vähenevad, energia jaotamine muutub järjepidevamaks ja alamjaama toimivus paraneb, kui busbaare on õigesti disainitud ja mõõdud.

Alamjaam – juhtimissüsteemid

Alamjaama automaatika optimeerib tööd ja efektiivsust, kombineerides juhtimissüsteeme, intelligentsed seadmed ja suhtlusvõrgud.

Reaalajas jälgimine, kaugjuhtimine, andmeanalüüs ja ennustav hooldus parandavad usaldusväärsust ja vähendavad aeglasust automaatika abil.

Täiustatud juhtimissüsteemid, nagu SCADA, parandavad alamjaama automaatikat, andmete kogumist ja kaugjuhtimist.

Alamjaama automaatika kasutab SCADA-süsteeme tsentraliseeritud juhtimiseks ja jälgimiseks.

SCADA-süsteemid koguvad alamjaama andmeid, et parandada võimsuse voogu, teha otsuseid ja lahendada veasid kiiresti.

Alamjaama disain – suhtlusprotokollid

Alamjaama seadmed ja juhtimiskeskused vajavad tõhusaid suhtlusvõrke, et jagada andmeid ja kontrollida.

Ajaladisaini arhitektuur nõuab usaldusväärseid suhtlusprotokolle nagu IEC 61850, DNP3 või Modbus, et tagada ühilduvus, andmete terviklikkus ja küberjulgeolek.

Deklaratsioon:  austage originaali, hea artikkel on jagamiseks väärt, kui tekib autoriõiguste rikkumine, palun võtke ühendust eemaldamiseks.