Hệ thống thanh cái cho trạm biến áp và phân phối

Đối với việc truyền tải và phân phối năng lượng điện, đường dây trên không hoặc cáp điện với các mức điện áp khác nhau được sử dụng và việc lựa chọn chúng dựa trên phân tích các khía cạnh kỹ thuật và kinh tế.

Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao, các mạng điện ít nhiều có thể là nhiều chuỗi. Điều này cho phép, trong trường hợp các đường truyền riêng lẻ bị hỏng, tiếp tục cung cấp cho người tiêu dùng thông qua các đường khác.

Các điểm trên mạng mà hai hoặc nhiều đường hội tụ được gọi là điểm nút. Các thiết bị chuyển mạch được thiết kế để ngắt kết nối các mạch đường dây riêng lẻ trong trường hợp có sự cố hoặc bảo trì và sửa chữa luôn được lắp đặt tại các điểm nối này.

Tất cả các thiết bị chuyển mạch cần thiết cho việc này, cũng như các thiết bị đo lường, điều khiển, bảo vệ và phụ trợ đều được đặt trong một trạm biến áp phân phối.

Tuy nhiên, nếu ngoài các thiết bị này, máy biến áp được lắp đặt trong trạm biến áp phân phối để thay đổi mức, thì trạm biến áp đó được gọi là trạm biến áp.

Các trạm biến áp phân phối được trang bị các yếu tố cấu trúc chính sau:

• Shina;
• Ngắt kết nối;
• Công tắc điện;
• bộ chuyển đổi dòng điện và điện áp;
• Bộ hạn chế đột biến;
• Thiết bị nối đất;
• Có thể: máy biến thế.

Các trạm biến áp được trang bị các cụm và linh kiện có đặc tính kỹ thuật đáp ứng các yêu cầu và tải trọng cơ và điện có thể.

Do các trạm biến áp hiện đại chủ yếu được điều khiển từ xa nên chúng được trang bị thêm các thiết bị điều khiển và giám sát. Ngoài ra, các trạm biến áp được trang bị các thiết bị đo lường và đo lường điện năng cung cấp cho người tiêu dùng, cũng như các thiết bị chống sét lan truyền.

Phần tử chính của trạm biến áp phân phối là thanh cái. Theo quy định, nó trông giống như một đường hàng không ngắn. Đối với dòng điện rất cao, nó được đặt trong một ống làm mát bằng dầu bên trong.

Có một số kiểu bố trí thanh cái và việc lựa chọn một cách bố trí cụ thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như điện áp hệ thống, vị trí trạm biến áp trong hệ thống, độ tin cậy cung cấp điện, tính linh hoạt và chi phí.

Từ quan điểm vật lý, xe buýt là nút của mạng. Tại thời điểm này, các dòng riêng biệt bắt đầu và kết thúc, trong ngữ cảnh này được gọi là máng ăn.

Bộ nạp có thể được bật và tắt bằng công tắc. Vì các công tắc này mang dòng điện vận hành và, trong trường hợp trục trặc, dòng điện khẩn cấp, nên chúng được gọi là công tắc nguồn.

Công tắc điện cao thế hiện đại mức lên đến 380 kV có thể bật / tắt dòng điện lên đến 80 kA một cách đáng tin cậy và không bị hư hỏng. Công tắc nguồn yêu cầu bảo trì thường xuyên.

Để đảm bảo an toàn cho công việc đó, các bộ ngắt mạch được trang bị cái gọi là bộ ngắt kết nối… Không giống như công tắc nguồn, bộ ngắt kết nối chỉ có thể được bật / tắt ở trạng thái tắt, tức là. chỉ sau khi mở cầu dao tương ứng.

Để tránh các thao tác đóng cắt sai, cầu dao cách ly và cầu dao được khóa liên động cơ học lẫn nhau.

Ngoài ra, các bộ ngắt kết nối được thiết kế để tạo ra một điểm ngắt có thể nhìn thấy, vì trong các công tắc nguồn, điểm này nằm trong máng vòng cung và bị ẩn khỏi tầm nhìn. Theo các quy tắc an toàn, khi ngắt kết nối các phần của đường dây điện, điểm ngắt kết nối phải được nhìn thấy.

Để thực hiện các hoạt động bảo dưỡng thanh cái mà không làm gián đoạn nguồn cung cấp, trạm biến áp phân phối phải được trang bị ít nhất hai thanh cái song song.

Để tăng tính linh hoạt của mạng, có thể kết nối các bộ cấp nguồn riêng lẻ với các thanh cái bằng bộ ngắt kết nối. Ngoài ra, để tăng khả năng tự do hành động, đường ray có thể được chia thành nhiều phần (được gọi là phần dọc của đường ray).

Nhờ các biện pháp này, một mạng điện lớn có thể được chia thành nhiều phần với cách ly điện, giúp hạn chế lượng dòng điện trong trường hợp có thể xảy ra đoản mạch.

Các hành động được mô tả thường được gọi là hoạt động chuyển đổi khắc phục và cấu hình mạng tối ưu được xác định trước bằng cách sử dụng các chương trình phân phối tải và bảo vệ ngắn mạch.

Bằng cách tối ưu hóa các hoạt động này, toàn bộ tiềm năng của lưới điện có thể được sử dụng mà không tạo ra các điều kiện làm việc nguy hiểm.

Các trạm biến áp phân phối và biến áp được chia thành các bảng riêng biệt thực hiện các chức năng cụ thể. Có bảng nguồn, bảng nguồn ổ cắm và bảng kết nối.

Thiết kế của các bảng riêng lẻ thường được thống nhất. Trong sơ đồ điện, các bảng luôn được hiển thị ở dạng đơn cực. Điều này có nghĩa là trong các sơ đồ thuộc loại này, sử dụng các ký hiệu tiêu chuẩn, chỉ các thiết bị cần thiết cho hoạt động cài đặt được mô tả.

Sơ đồ cung cấp điện

Theo sơ đồ thể hiện trong hình, cả bảng nguồn và bảng có thiết bị cấp nguồn đều được chế tạo. Cả hai cầu dao cách ly đều được thiết kế để ngắt cầu dao cùng với máy biến áp đo dòng điện và điện áp.

Nếu cài đặt bao gồm một số xe buýt, số lượng bộ ngắt kết nối xe buýt phải được tăng lên theo số lần tương ứng cho hai xe buýt.

Máy biến áp dụng cụ ghi lại các thông số liên quan cần thiết cho các thiết bị vận hành, đếm và bảo vệ.

Công tắc nối đất được sử dụng để bảo vệ đường dây khỏi tác động điện cảm và điện dung của các đường dây liền kề trong quá trình bảo trì, cũng như để bảo vệ chống sét đánh. Do chức năng của nó, dao nối đất đôi khi được gọi là dao nối đất dịch vụ.

Để ngắt kết nối các phần lớn hơn của mạng trong trường hợp khẩn cấp hoặc để thực hiện công việc bảo trì cần thiết, ít nhất hai xe buýt song song thường được sử dụng.

Hệ thống đường sắt đôi

Sử dụng công tắc nguồn tấm kết nối, cả hai xe buýt có thể được kết nối với một điểm nút duy nhất. Loại kết nối này được gọi là kết nối chéo. Nhờ kết nối chéo, các thanh cái có thể được thay đổi mà không làm gián đoạn nguồn điện.

Bảng nguồn và bảng có thiết bị nguồn đi, nếu cần, có thể được kết nối với các xe buýt khác nhau, do đó nguồn điện không bị gián đoạn.

Vì bộ ngắt kết nối chỉ có thể được bật/tắt ở trạng thái tắt nên công tắc nguồn phải được tích hợp vào kết nối của hai thanh cái. Nếu các thanh cái được kết nối với nhau, thì trước tiên bạn cần đóng cả hai bộ ngắt kết nối và chỉ sau đó là công tắc nguồn.

Khi kết nối các thanh cái, phải thực hiện hành động thích hợp (ví dụ: chuyển đổi bộ đổi vòi của máy biến áp) để cân bằng điện thế của chúng, nếu không, dòng điện thoáng qua cao sẽ xuất hiện trong thanh cái khi kết nối các thanh cái.

Sau khi kết nối các thanh cái, bất kỳ kết nối và ngắt nguồn điện nào cũng có thể được thực hiện vì không còn bất kỳ sự khác biệt tiềm năng nào trong các thanh cái.

Chỉ cần đảm bảo rằng bộ ngắt kết nối khác trên cùng một bộ cấp nguồn đóng lại trước khi mở một bộ ngắt kết nối. Nếu không, bộ ngắt kết nối sẽ chịu tải khi mở, điều này có thể gây phá hủy và thậm chí làm hỏng các thành phần khác của quá trình cài đặt.Do đó, các bộ ngắt kết nối được bảo vệ chống lại việc mở ngẫu nhiên bằng các thiết bị khóa đặc biệt (điện và khí nén).

Để nghiên cứu các quy trình cơ bản diễn ra trong trạm biến áp phân phối, bạn có thể lắp ráp một mạch thử nghiệm mà bạn có thể thực hiện các thao tác chuyển mạch cơ bản.

bệ thí nghiệm

Sơ đồ bố trí buồng thí nghiệm

Một gian thử nghiệm như vậy để nghiên cứu hệ thống xe buýt của các trạm biến áp và phân phối (gian phòng thí nghiệm của công ty Lucas-Nuelle của Đức) nằm trong trung tâm tài nguyên "Econtechnopark Volma".

Để biết mô tả về thiết bị phòng thí nghiệm học tập của Trung tâm Tài nguyên, hãy xem tại đây — và tại đây —

Ảnh chụp màn hình SCADA cho Power Lab: bus kép

Việc phân tích các thông số điện áp và dòng điện được thực hiện bằng phần mềm SCADA for power Lab (SO4001-3F). Để tận dụng tối đa hệ thống bus kép, mỗi bus nên được kết nối với nguồn điện áp riêng.