Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

 
 

Сайт электрика

Электрик Инфо » Начинающим электрикам

Как передается электроэнергия от электростанций к потребителям

Генераторные установки преобразуют энергию рек, ветра, сгорания топлива и даже атомных связей в электричество. Они распределены по всей стране, объединены в единую систему трансформаторными подстанциями. Передача электроэнергии на расстояние между ними производится линиями электропередач. Их протяженность может составлять от двух-трех до сотен километров.

Транспортные магистрали электрической энергии

Электроэнергия больших мощностей может передаваться по силовым кабелям, закопанным в землю или заглубленным в водоемы. Но наиболее распространен метод транспортировки по воздушным линиям, закрепленным на специальных инженерных сооружениях — опорах.

Так они выглядят для ВЛ-330 кВ (для увеличения нажмите на фотографию):

ВЛ-330 кВ

А вот фотография отдельной линии 110 кВ.

ВЛ 110 кВ

Электрические подстанции

Воздушные и кабельные ЛЭП соединяют между собой трансформаторные подстанции с распределительными устройствами одинакового напряжения для передачи энергии от одного силового трансформатора к другому.

Например, автотрансформатор 330/110/10 кВ принимает по высокой стороне 330 мощности от нескольких линий. Передача электроэнергии потребителям происходит по средней 110 и низкой 10 кВ части.

Однако автотрансформатор может питаться со стороны среднего или низкого напряжения. Это зависит от состояния схемы и динамики процессов, происходящих в ней.

Фрагмент Автотрансформатора-330кВ.

АТ 330

Вид трансформатора 110/10 удаленной подстанции, который получает электроэнергию по стороне 110, распределяя ее по линиям 10 кВ.

Вид трансформатора 110/10 удаленной подстанции

Он же, но с противоположной стороны.

Вид трансформатора 110/10 удаленной подстанции

Для подключения линий к трансформаторам используются огороженные участки местности, на которых монтируются силовые элементы схемы.

Вид небольшого фрагмента открытого распределительного устройства подстанции 330 кВ.

Вид небольшого фрагмента открытого распределительного устройства подстанции 330 кВ

Часть территории ОРУ-110кВ.

Часть территории ОРУ-110кВ

Вариант передачи электрической энергии от ввода 110 АТ-330 к трансформатору 110/10 кВ

Пример фрагмента первичной силовой схемы (одной секции) распределения электроэнергии на открытой местности для 7 воздушных ЛЭП (для увеличения нажмите на картинку):

Вариант передачи электрической энергии от ввода 110 АТ-330 к трансформатору 110/10 кВ

Здесь реализована возможность перевода питания от вводов 110 АТ №1 или АТ №2. В схеме выполнено подключение каждого ввода АТ к своей системе шин выключателями №10 и №15 с разделением шин на секции через выключатели №8 и №9 при использовании обходной системы шин, коммутируемой выключателем №13. Шины 1СШ и 2 СШ могут объединяться выключателем №18.

Воздушные ЛЭП питаются от выключателей №11, 12, 14, 16, 17, 19, 20. В схеме предусмотрен вывод из работы каждого из них для питания ВЛ через обходную систему шин.

Элегазовый выключатель 110 кВ в этой схеме представлен на фото.

Элегазовый выключатель 110 кВ

От него мощности передаются на воздушную ЛЭП к отдаленной подстанции 110/10. На фото ниже показаны ее основные силовые элементы начиная от конечной вводной опоры ЛЭП (для увеличения нажмите на рисунок):

ОРУ 110 ПС 110-10

Электроэнергия поступает к силовому трансформатору через разъединитель, отделитель, измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Каждый из них выполняет определенные задачи:

  • Измерительные ТТ и ТН оценивают вектора токов и напряжений в фазах первичной схемы с определенными метрологическими погрешностями, передают их во вторичные устройства защит, автоматики, измерений для последующей обработки;

  • Разъединитель служит для ручного размыкания/включения силовой цепи при отсутствии нагрузки на силовых проводах схемы;

  • Отделитель в автоматическом режиме отключает силовой трансформатор подстанции от линии в бестоковую паузу, которая создается при аварийных режимах в трансформаторе.

Для сравнения картины передаваемых мощностей и сложности конструкций посмотрите вид разъединителя на ОРУ-330 кВ. Его приводят в действие мощные трехфазные электродвигатели, управляемые автоматикой с цепями сигнализации.

вид разъединителя на ОРУ-330 кВ

В сети 380/220 вольт такое устройство — обыкновенный рубильник. Но вернемся к схеме подстанции 110/10 кВ.

Обратите внимание! Высоковольтного выключателя для устранения аварий на ней нет.

Однако это не значит, что вопросами безопасной эксплуатации пренебрегли. В силовом трансформаторе постоянно происходят сложные электромагнитные преобразования с выделением тепловой энергии и передачей больших электрических мощностей. Все это контролируется измерительными органами защит.

Они расположены на отдельных панелях.

Панели защит силового трансформатора

При возникновении критических ситуаций электроэнергия с оборудования снимается со всех сторон: 110 и 10 кВ. Питающее напряжение отключается в этой схеме элегазовым выключателем, расположенным на подстанции 330/110 кВ.

Чтобы он сработал, используется короткозамыкатель (для увеличения нажмите на фотографию):

Элементы ОРУ

Это специальное устройство, которое служит исполнительным элементом защит силового трансформатора. Оно имеет подвижный заземленный нож с электромеханическим приводом.

При критическом режиме работы защиты, отслеживающие состояние процессов внутри трансформатора, выдают мощный импульс на электромагнит катушки короткозамыкателя. От него происходит воздействие на защелку пружинного привода, который срабатывает и накладывает нож короткозамыкателя на высоковольтные шины (принцип мышеловки).

В схеме возникает замыкание на землю. Ток от него чувствуют защиты элегазового выключателя на удаленной питающей подстанции. Их автоматика отключает выключатель на определенный интервал времени в несколько секунд.

За это время на всех подстанциях, подключенных к этой ЛЭП, создается бестоковая пауза. В течение ее защиты и автоматика рассматриваемого трансформатора выдают команду на привод отделителя, который автоматически разводит свои ножи, разрывая схему подачи напряжения к силовому трансформатору, чем окончательно «гасит подстанцию».

Все эти операции занимают порядка 4 секунд. По их истечению автоматика удаленного выключателя производит его включение с подачей напряжения на линию. Но на поврежденный силовой трансформатор оно не дойдет из-за разрыва, созданного отделителем. А все другие потребители продолжат получать электроэнергию.

Обратные коммутации короткозамыкателем и отделителем выполняются вручную оперативным персоналом после анализа работы автоматики по результатам действий цепей сигнализации.

Таким способом повышается надежность оборудования, снижаются потери при передаче электроэнергии в электрических сетях.

Схема 10 кВ

Из силового трансформатора преобразованная энергия 10 кВ поступает на ввод в КРУН — комплектное распределительное устройство наружного исполнения и распределяется через систему шин и выключатели с защитами и автоматикой по воздушным или кабельным магистралям.

Отходящие от КРУН воздушные ЛЭП-10 кВ видны на фото.

Отходящие от КРУН воздушные ЛЭП-10 кВ

Воздушная ЛЭП 10 кВ на местности вдоль автомобильной дороги.

Воздушная ЛЭП 10 кВ

К таким линиям подключаются подстанции 10/0,4 кВ.

Трансформатор 10/0,4 кВ

Устройство и размеры силовых трансформаторов, преобразующих электроэнергию с напряжением 10 кВ в 380 вольт, зависят от выполняемых ими задач и передаваемых мощностей. Их внешние габариты можно оценить по нескольким фото.

Трансформатор 10/0,4 кВ

Конструкция в отдельном закрытом сооружении для многоэтажных зданий в поселке.

Металлические закрытые шкафы 10/0,4 кВ в сельской местности.

Металлические закрытые шкафы 10/0,4 кВ

Трансформатор 10/0,4 кВ в гаражном кооперативе (для увеличения нажмите на фотографию):

Трансформатор 10/0,4 кВ в гаражном кооперативе

Как работают такие трансформаторы, происходит передача энергии потребителям, возникают потери при передаче электроэнергии в электрических сетях и осуществляется их компенсация, будет рассказано в следующей статье.

Продолжение статьи: Как передается электроэнергия потребителям по сети 0,4 кВ

Бравый Алексей Семенович


Сейчас самое время поделиться статьей и добавить ее в закладки!


Тематические разделы: Электрик Инфо » Начинающим электрикам

Другие статьи:

  • Как передается электроэнергия потребителям по сети 0,4 кВ
  • Как происходит подача электроэнергии в наши дома
  • Как подключить стабилизатор напряжения к домашней электропроводке
  • Возможности компенсации реактивной энергии в быту с помощью Saving Box
  • Как работают релейная защита и автоматика
  • Система заземления TT - устройство и особенности использования


  •  
      Комментарии:

    #1 написал: Сергей | [цитировать]

     
     

    Спасибо! Мне статья понравилась. Для начинающих электриков то что надо. Хорошо что в статье есть много фотографий. Прямо как виртуальная экскурсия по высоковольтным электрическим подстанциям. Жду продолжения!

      Комментарии:

    #2 написал: Олег | [цитировать]

     
     

    Спасибо! Очень хорошая статья

      Комментарии:

    #3 написал: Виталий | [цитировать]

     
     

    Добрый день. Просмотрел текст и фото. Очень коротко все. На первой фотогр. подстанция 110 кВ а не 330 кВ. Будьте повнимательней! Да принцип работы отделителя и короткозамыкателя как то не очень доходчиво расписано для рядового электрика. Высоковольтные подстанции - это отдельная тема, невозможно сразу рассказать про все оборудование и как это все работает. С уважением Виталий.

      Комментарии:

    #4 написал: MaksimovM | [цитировать]

     
     

    Виталий, на счет фотографий - все в статье правильно, на шестой по счету в статье фотографии - фрагмент ОРУ-330. На ближнем фоне – трансформаторы напряжения 330 кВ, которые подключены непосредственно на сборные шины, на дальнем фоне – трансформаторы тока 330 кВ. Еще можно определить по фазам. Как правило, фазные проводники 330 кВ идут с расщепленной фазой – что мы и видим на фото. Фазные проводники ОРУ-110 кВ выполнены цельным проводом. Также на элементах оборудования, изоляторах сборных шин 330 кВ есть своеобразные кольца – экраны. 

    Если все описывать подробно, то тут надо посвятить каждому элементу оборудования, защитному устройству отдельную статью. А для людей, которым интересно узнать процесс передачи электроэнергии – просто и доходчиво. Рядовому электрику, я думаю, принцип работы ОД-КЗ не столь важен, хотя в статье и об этом сказано вполне доступно.

      Комментарии:

    #5 написал: Артем | [цитировать]

     
     

    Статья мне понравилась!

    Добавление комментария
    Имя:*
    E-Mail:
    Комментарий:
    Введите код: *

    Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Электромастерская | Электротехнические новинки

    Электрик Инфо - электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, обзоры электротехнических новинок, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.
    Copyright © 2008-2016 electrik.info
    Е-mail: electroby@mail.ru Сайт в Google+
    Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Полезное

    Светодиодные лампы и светильники IEK