Рисунок 1 - Подвесные башни (на фото: Powerline, снятый Дэвидом Лоу через Flickr)
Передача электроэнергии
Выработка электроэнергии на большинстве современных электростанций составляет 25 кВ, и это напряжение затем преобразуется в 400 кВ для передачи. Практически все генераторы электроэнергии во всем мире являются трехфазными синхронными генераторами.
Генератор состоит из первичного двигателя и возбудителя магнитного поля. Магнитное поле создается электрическим путем пропускания постоянного тока (dc) через обмотку на железном сердечнике, который вращается внутри трехфазных обмоток на статоре машины. Магнитное поле вращается с помощью первичного двигателя, который может быть паровой турбиной, водяной турбиной, газовой турбиной или ветровой турбиной.
Генераторы на современных электростанциях оцениваются от 500 до 1000 МВт.
Станция 2000 МВт может содержать четыре комплекта мощностью 500 МВт, три комплекта 660 МВт и генератор газовой турбины мощностью 20 МВт или два комплекта мощностью 1000 МВт.
Наличие ряда генераторных установок на одной электростанции обеспечивает гибкость, необходимую для сезонных колебаний нагрузки и для обслуживания оборудования. Когда генераторы подключены к одной системе, они должны вращаться с одинаковой скоростью, поэтому термин синхронный генератор.
Моторный зал в энергетическом центре Goodman в Канзасе, США (фото wartsila.com)
Очень высокие напряжения используются для систем передачи, поскольку, как общий принцип, чем выше напряжение, тем дешевле источник питания.
Поскольку мощность в системе переменного тока выражается как P = V Icos θ, из этого следует, что увеличение напряжения уменьшает ток для заданного количества мощности. Более низкий ток приведет к уменьшению размера кабеля и распределительного устройства, а потери мощности линии, заданные уравнением P = I2R, также будут уменьшены.
Сети электропередач 132 кВ и сверхпроводящие линии 400 кВ по большей части представляют собой алюминиевые проводники из алюминиевой стали, подвешенные на стальных решетчатых башнях, так как это примерно в 16 раз дешевле, чем эквивалентный подземный кабель.
На рисунке 1 показана подвесная башня в сети National Grid.
Рисунок 2 - Подставки из стальной решетчатой башни
Проводники прикреплены к фарфоровым изоляционным нитям, которые прикреплены к поперечинам башни, как показано на рисунке 2. Три проводника состоят из одной цепи трехфазной системы, так что башни с шестью рычагами имеют две отдельные цепи.
Первичное распределение потребителей - от подстанций 11 кВ, которые по большей части питаются от подстанций 33 кВ, но прямое преобразование между 132 и 11 кВ становится общей политикой в городских районах, где более 100 МВт может быть экономически распределено на 11 кВ от одного сайт.
На рисунке 3 показана блок-схема, показывающая напряжения на разных этапах системы передачи и распределения, а на рисунке 4 ниже показана упрощенная схема передачи и распределения электроэнергии потребителю.
Рисунок 3 - Генерация, передача и распределение электрической энергии
Распределительные системы на 11 кВ могут быть кольцевыми или радиальными системами, но кольцевая система обеспечивает большую надежность питания.
Обеспечение надежного питания является важным соображением для любого инженера-электрика или поставщика электропитания, поскольку электричество играет жизненно важную роль в промышленном обществе, а потеря предложения может вызвать неудобства, финансовые потери или опасность для потребителя или общественности.
Принцип, используемый в кольцевой системе, заключается в том, что любая подстанция потребителя подается с двух сторон, и, тщательно оценивая оборудование перегрузки и защиты кабелей, неисправность может быть отключена без потери питания для других потребителей.
Рисунок 4 - Упрощенная схема распределения электроэнергии от электростанции до потребителя
Распределение высокого напряжения
Распределение высокого напряжения на первичные подстанции используется электрическими щитами для снабжения небольших промышленных, коммерческих и отечественных потребителей.
Этот метод распределения также подходит для крупных промышленных потребителей, где подстанции 11 кВ, как показано на рисунке 5, могут быть стратегически размещены в центрах загрузки вокруг заводского участка.
Правило 9 Правил электроснабжения и Положение 31 Закона о заводах требует, чтобы эти подстанции были защищены заборами на 2, 44 м или заключены каким-либо иным образом, чтобы никто из неавторизованных лиц не получал доступ к потенциально опасному оборудованию, требуемому для распределения 11 кВ. В городах и поселках оборудование подстанции обычно заключено в кирпичное здание, как показано на рисунке 6.
Конечные соединения с заводами, распределительными щитами, коммерческими или бытовыми нагрузками обычно представляют собой простые подземные радиальные питатели при 400 В / 230 В.
Рисунок 6 - Типичная схема подстанции
Эти исходящие цепи обычно защищены выключателями в распределительной плате.
400 В / 230 В получается из трансформатора подстанции 11 кВ / 400 В путем подключения вторичной обмотки в звезду, как показано на рисунке 7.
Звездная точка заземлена на заземляющий электрод, погруженный в землю под подстанцией, и с этой точки отсчитывается четвертый проводник, нейтральный. Нагрузки, подключенные между фазами, подаются на 400 В, а те, которые питаются между одной фазой и нейтралью при 230 В.
Рисунок 7 - Трехфазное четырехпроводное распределение
Трехфазный источник питания 400 В используется для подачи небольших промышленных и коммерческих грузов, таких как гаражи, школы и многоквартирные дома. Однофазное питание 230 В обычно предоставляется для индивидуальных потребителей.
Ссылка: Продвинутая электромонтажная работа - ТРЕВОР ЛИНСЛИ Старший преподаватель Блэкпула и Колледж Филд (получите этот отличный путеводитель из Амазонки)