Usambazaji wa umeme: vituo vidogo, vifaa muhimu, masharti ya usambazaji, matumizi, sheria za uhasibu na udhibiti

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Mgawanyo wa umeme na upitishaji wake kutoka kwa chanzo kikuu cha nishati hadi kwa mlaji uko vipi? Suala hili ni ngumu sana, kwani chanzo ni kituo kidogo, ambacho kinaweza kupatikana kwa umbali mkubwa kutoka kwa jiji, lakini nishati inapaswa kutolewa kwa ufanisi mkubwa. Suala hili linafaa kuzingatiwa kwa undani zaidi.

Maelezo ya jumla ya mchakato

Kama ilivyotajwa awali, kitu cha awali, kutoka ambapo usambazaji wa umeme huanza, leo ni kituo cha nguvu. Siku hizi, kuna aina tatu kuu za kituo ambacho kinaweza kuwapa watumiaji umeme. Inaweza kuwa mtambo wa kuzalisha umeme wa joto (TPP), kituo cha kuzalisha umeme kwa maji (HPP) na kituo cha nguvu za nyuklia (NPP). Mbali na aina hizi za kimsingi, pia kuna vituo vya jua au upepo, hata hivyo vinatumika kwa madhumuni ya ndani zaidi.

Aina hizi tatu za stesheni zote ni chanzo na sehemu ya kwanza ya usambazaji wa umeme. KwaIli kutekeleza mchakato kama vile usambazaji wa nishati ya umeme, ni muhimu kuongeza kwa kiasi kikubwa voltage. Mbali ya mtumiaji ni, juu ya voltage inapaswa kuwa. Kwa hivyo, ongezeko linaweza kufikia hadi 1150 kV. Kuongezeka kwa voltage ni muhimu ili kupunguza nguvu ya sasa. Katika kesi hiyo, upinzani katika waya pia hupungua. Athari hii hukuruhusu kuhamisha sasa na upotezaji mdogo wa nguvu. Ili kuongeza voltage kwa thamani inayotakiwa, kila kituo kina kibadilishaji cha hatua. Baada ya kupitia sehemu na transformer, sasa umeme hupitishwa kwenye kituo cha usambazaji wa kati kwa kutumia mistari ya nguvu. PIU ni kituo kikuu cha usambazaji ambapo umeme husambazwa moja kwa moja.

Maelezo ya jumla ya njia ya sasa

Nyenzo kama vile kituo kikuu cha usambazaji tayari ziko karibu na miji, vijiji, n.k. Hapa, sio usambazaji tu unafanyika, lakini pia kushuka kwa voltage hadi 220 au 110 kV. Baada ya hapo, umeme hupitishwa kwenye vituo vidogo vilivyoko tayari ndani ya jiji.

Unapopitia vituo vidogo hivyo, volteji hushuka tena, lakini hadi 6-10 kV. Baada ya hayo, usambazaji na usambazaji wa umeme unafanywa kupitia pointi za transfoma ziko katika maeneo tofauti ya jiji. Inafaa pia kuzingatia hapa kwamba usambazaji wa nishati ndani ya jiji hadi kwenye kituo cha transfoma haufanyiki tena kwa msaada wa mistari ya nguvu, lakini kwa msaada wa nyaya zilizowekwa chini ya ardhi. Hii ni afadhali zaidi kuliko matumizi ya nyaya za umeme. Sehemu ya transfoma ndio kituo cha mwisho kuwashaambayo usambazaji na usambazaji wa umeme, pamoja na kupunguzwa kwake kwa mara ya mwisho, hufanyika. Katika maeneo hayo, voltage imepunguzwa hadi 0.4 kV tayari inayojulikana, yaani, 380 V. Kisha inahamishiwa kwenye majengo ya kibinafsi, ya ghorofa nyingi, vyama vya ushirika vya karakana, nk

Tukizingatia kwa ufupi njia ya upokezaji, ni takribani kama ifuatavyo: chanzo cha nishati (kinu cha umeme cha kV 10) - transfoma ya kuongeza kasi hadi 110-1150 kV - njia ya upokezaji wa nishati - kituo kidogo chenye kibadilishaji cha kuteremka - sehemu ya transfoma yenye kushuka kwa voltage hadi 10- 0.4 kV - watumiaji (sekta binafsi, majengo ya makazi, n.k.).

Vipengele vya Mchakato

Uzalishaji na usambazaji wa umeme, pamoja na mchakato wa usambazaji wake, una kipengele muhimu - michakato hii yote ni endelevu. Kwa maneno mengine, utengenezaji wa nishati ya umeme unaendana kwa wakati na mchakato wa matumizi yake, ndiyo sababu vituo vya nguvu, mitandao na wapokeaji wameunganishwa na dhana kama hali ya kawaida. Sifa hii inafanya ulazima wa kupanga mifumo ya nishati ili kuwa na ufanisi zaidi katika uzalishaji na usambazaji wa umeme.

Hapa ni muhimu sana kuelewa ni nini mfumo kama huu wa nishati. Hii ni seti ya vituo vyote, mistari ya nguvu, vituo na mitandao mingine ya joto, ambayo imeunganishwa na mali kama hali ya kawaida, pamoja na mchakato mmoja wa uzalishaji wa nishati ya umeme. Aidha, michakato ya mabadiliko na usambazaji katika maeneo haya hufanyika chini ya jumlainayoendesha mfumo huu mzima.

Kitengo kikuu cha kufanya kazi katika mifumo kama hii ni usakinishaji wa umeme. Kifaa hiki kimeundwa kwa ajili ya uzalishaji, ubadilishaji, usambazaji na usambazaji wa umeme. Nishati hii inapokelewa na wapokeaji wa umeme. Kwa ajili ya mitambo yenyewe, kulingana na voltage ya uendeshaji, imegawanywa katika madarasa mawili. Jamii ya kwanza inafanya kazi na voltages hadi 1000 V, na ya pili, kinyume chake, na voltages kutoka 1000 V na zaidi.

Kwa kuongeza, pia kuna vifaa maalum vya kupokea, kusambaza na kusambaza umeme - switchgear (RU). Huu ni usakinishaji wa umeme, ambao una vitu vya kimuundo kama vile mabasi yaliyotengenezwa tayari na ya kuunganisha, vifaa vya kubadili na ulinzi, otomatiki, telemechanics, vyombo vya kupimia na vifaa vya msaidizi. Vitengo hivi pia vimegawanywa katika makundi mawili. Ya kwanza ni vifaa vya wazi vinavyoweza kuendeshwa nje, na vilivyofungwa, ambavyo hutumiwa tu wakati iko ndani ya jengo. Kuhusu utendakazi wa vifaa hivyo ndani ya jiji, mara nyingi ni chaguo la pili linalotumika.

Moja ya mipaka ya mwisho ya mfumo wa usambazaji na usambazaji wa umeme ni kituo kidogo. Hiki ni kifaa ambacho kina vifaa vya kubadilishia umeme hadi V 1000 na kutoka V 1000, pamoja na vibadilisha umeme na vitengo vingine vya usaidizi.

Kuzingatia mpango wa usambazaji wa nishati

Ili kuangalia kwa karibu mchakato wa uzalishaji, usambazaji na usambazajiumeme, unaweza kuchukua kama mfano mchoro wa block ya usambazaji wa umeme kwa jiji.

Katika kesi hii, mchakato huanza na ukweli kwamba jenereta katika kituo cha umeme cha wilaya ya serikali (kiwanda cha umeme cha mkoa) hutoa voltage ya 6, 10 au 20 kV. Kwa uwepo wa voltage hiyo, sio kiuchumi kuipeleka kwa umbali wa zaidi ya kilomita 4-6, kwa kuwa kutakuwa na hasara kubwa. Ili kupunguza kwa kiasi kikubwa upotezaji wa nguvu, kibadilishaji cha nguvu kinajumuishwa kwenye laini ya upitishaji, ambayo imeundwa kuongeza voltage kwa maadili kama 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 kV. Thamani huchaguliwa kulingana na umbali wa mtumiaji. Hii inafuatwa na hatua ya kupunguza nishati ya umeme, ambayo inawasilishwa kwa namna ya kituo cha chini cha chini kilicho ndani ya jiji. Voltage imepunguzwa hadi 6-10 kV. Inafaa kuongeza hapa kuwa kituo kidogo kama hicho kina sehemu mbili. Sehemu ya kwanza ya aina ya wazi imeundwa kwa voltage ya 110-220 kV. Sehemu ya pili imefungwa, inajumuisha kifaa cha usambazaji wa nguvu (RU), iliyoundwa kwa voltage ya 6-10 kV.

Sehemu za mpango wa usambazaji wa umeme

Kando na vifaa vilivyoorodheshwa hapo awali, mfumo wa usambazaji wa nishati pia unajumuisha vitu kama vile kebo ya usambazaji - PKL, kebo ya usambazaji - RKL, kebo yenye volteji ya 0.4 kV - KL, aina ya pembejeo ya swichi katika jengo la makazi - ASU, kituo kikuu cha kushuka kwenye mmea - GPP, baraza la mawaziri la usambazaji wa nguvu au ubao wa kubadili.kifaa cha paneli kidhibiti, kilicho katika duka la mitambo, na kimeundwa kwa 0.4 kV.

Pia kwenye saketi kunaweza kuwa na sehemu kama vile kituo cha nishati - CPU. Ni muhimu kutambua hapa kwamba kitu hiki kinaweza kuwakilishwa na vifaa viwili tofauti. Hii inaweza kuwa switchgear ya pili ya voltage kwenye kituo kidogo cha kushuka. Kwa kuongeza, itajumuisha pia kifaa ambacho kitafanya kazi za udhibiti wa voltage na utoaji wake wa baadae kwa watumiaji. Toleo la pili ni transfoma ya upokezaji na usambazaji wa umeme, au kibadilishaji cha umeme cha jenereta moja kwa moja kwenye mtambo wa kuzalisha umeme.

Inafaa kukumbuka kuwa CPU huunganishwa kila wakati kwenye sehemu ya usambazaji ya RP. Mstari unaounganisha vitu hivi viwili hauna usambazaji wa nishati ya umeme kwa urefu wake wote. Laini kama hizi kwa kawaida huitwa kebo.

Leo, vifaa kama vile KTP - kituo kidogo cha transfoma - vinaweza kutumika katika gridi ya nishati. Inajumuisha transfoma kadhaa, kifaa cha usambazaji au pembejeo, iliyoundwa kufanya kazi na voltage ya 6-10 kV. Kit pia ni pamoja na switchgear kwa 0.4 kV. Vifaa hivi vyote vimeunganishwa na waendeshaji wa sasa, na kit hutolewa tayari au tayari kwa kusanyiko. Mapokezi na usambazaji wa umeme pia unaweza kufanyika kwenye miundo ya juu au kwenye minara ya maambukizi ya nguvu. Miundo kama hiyo inaitwa vituo vidogo vya kubadilisha nguzo au mlingoti.(ITP).

Vipokezi vya umeme vya aina ya kwanza

Leo, kuna aina tatu za vipokezi vya umeme, ambavyo vinatofautiana katika kiwango cha kutegemewa.

Aina ya kwanza ya vipokezi vya umeme inajumuisha vitu hivyo, ikiwa ni hitilafu ya umeme ambayo kuna matatizo makubwa kabisa. Mwisho ni pamoja na yafuatayo: tishio kwa maisha ya binadamu, uharibifu mkubwa kwa uchumi wa taifa, uharibifu wa vifaa vya gharama kubwa kutoka kwa kundi kuu, bidhaa zenye kasoro nyingi, uharibifu wa mchakato wa kiteknolojia wa uzalishaji na usambazaji wa umeme, usumbufu unaowezekana. katika uendeshaji wa vipengele muhimu vya huduma za umma. Vipokezi hivyo vya umeme ni pamoja na majengo yenye umati mkubwa wa watu, kwa mfano, ukumbi wa michezo, maduka makubwa, duka la maduka, nk. Kundi hili pia linajumuisha usafiri wa umeme (metro, trolleybus, tram).

Kuhusu usambazaji wa umeme kwenye miundo hii, ni lazima ipatiwe umeme kutoka vyanzo viwili ambavyo havitegemei. Kukatwa kutoka kwa mtandao wa majengo kama haya kunaruhusiwa tu kwa kipindi ambacho chanzo cha nguvu cha chelezo kitaanzishwa. Kwa maneno mengine, mfumo wa usambazaji wa nguvu lazima utoe mabadiliko ya haraka kutoka chanzo kimoja hadi kingine, katika tukio la dharura. Katika kesi hii, chanzo cha nguvu cha kujitegemea kinachukuliwa kuwa kile ambacho voltage itabaki hata ikiwa itatoweka kwenye vyanzo vingine vinavyolisha kipokea umeme sawa.

Aina ya kwanza pia inajumuisha vifaa ambavyo ni lazima viwashwe kutoka vyanzo vitatu huru kwa wakati mmoja. Hili ni kundi maalum ambalo kazi yake lazima ihakikishwe kwa namna isiyoingiliwa. Hiyo ni, kukatwa kutoka kwa usambazaji wa umeme haruhusiwi hata kwa wakati chanzo cha dharura kimewashwa. Mara nyingi, kikundi hiki hujumuisha wapokeaji, kutofaulu kunajumuisha tishio kwa maisha ya mwanadamu (mlipuko, moto, n.k.).

Wapokezi wa aina ya pili na ya tatu

Mifumo ya usambazaji wa umeme yenye unganisho la kitengo cha pili cha vipokezi vya umeme ni pamoja na vifaa kama hivyo, wakati umeme umezimwa, kutakuwa na upungufu mkubwa wa mifumo ya kufanya kazi na usafirishaji wa viwandani, usambazaji duni wa bidhaa, pamoja na usumbufu. ya shughuli za idadi kubwa ya watu wanaoishi ndani ya jiji, na nje ya hapo. Kikundi hiki cha wapokeaji wa umeme kinajumuisha majengo ya makazi juu ya ghorofa ya 4, shule na hospitali, mitambo ya nguvu, kushindwa kwa nguvu ambayo haitasababisha kushindwa kwa vifaa vya gharama kubwa, pamoja na makundi mengine ya watumiaji wa umeme na jumla ya mzigo wa 400 hadi 10,000 kV.

Vituo viwili huru vinafaa kuwa vyanzo vya nishati katika kitengo hiki. Zaidi ya hayo, kukatwa kutoka kwa chanzo kikuu cha nishati ya vifaa hivi kunaruhusiwa hadi wafanyakazi walio zamu waanzishe chanzo cha chelezo, au timu ya zamu ya wafanyakazi katika kituo cha umeme kilicho karibu nao wafanye hivi.

Ama aina ya tatu ya wapokezi, kisha kwawanamiliki vifaa vyote vilivyosalia ambavyo vinaweza kutumiwa na usambazaji wa umeme 1 tu. Aidha, kukatwa kwa mtandao wa wapokeaji hao kunaruhusiwa kwa kipindi cha ukarabati au uingizwaji wa vifaa vilivyoharibika kwa muda usiozidi siku moja.

Mchoro mkuu wa usambazaji na usambazaji wa nishati ya umeme

Udhibiti wa usambazaji wa umeme na upitishaji wake kutoka kwa chanzo hadi kwa kipokezi cha aina ya tatu ndani ya jiji unafanywa kwa urahisi zaidi kwa kutumia mpango wa mwisho wa radial. Walakini, mpango kama huo una shida moja muhimu, ambayo ni kwamba ikiwa kitu chochote cha mfumo kitashindwa, wapokeaji wote waliounganishwa kwenye mpango kama huo watabaki bila nguvu. Hii itaendelea hadi sehemu iliyoharibiwa ya mnyororo itabadilishwa. Kwa sababu ya kasoro hii, haipendekezi kutumia mpango kama huo wa kubadili.

Ikiwa tunazungumzia kuhusu uunganisho na usambazaji wa nishati kwa wapokeaji wa aina ya pili na ya tatu, basi hapa unaweza kutumia mchoro wa mzunguko wa pete. Kwa uunganisho kama huo, ikiwa moja ya mistari ya nguvu itashindwa, unaweza kurejesha usambazaji wa umeme kwa wapokeaji wote waliounganishwa kwenye mtandao kama huo kwa hali ya mwongozo, ikiwa utazima nguvu kutoka kwa chanzo kikuu na uanze chelezo. Mzunguko wa pete hutofautiana na mzunguko wa radial kwa kuwa ina sehemu maalum ambazo viunganisho au swichi ziko kwenye hali ya kuzima. Ikiwa chanzo kikuu cha nguvu kimeharibiwa, wanaweza kuwashwa ili kurejesha usambazaji, lakini kutoka kwa mstari wa salama. Pia itatumikafaida nzuri ikiwa matengenezo yoyote yanahitajika kufanywa kwenye mstari kuu. Mapumziko katika usambazaji wa umeme wa laini kama hiyo inaruhusiwa kwa muda wa masaa mawili. Wakati huu unatosha kuzima chanzo kikuu cha nishati iliyoharibika na kuunganisha chelezo kwenye mtandao ili isambaze umeme.

Kuna njia inayotegemewa zaidi ya kuunganisha na kusambaza nishati - huu ni mpango wenye muunganisho sambamba wa laini mbili za usambazaji au utangulizi wa muunganisho wa kiotomatiki wa chanzo chelezo. Kwa mpango huo, mstari ulioharibiwa utaondolewa kwenye mfumo wa usambazaji wa jumla kwa kutumia swichi mbili ziko kila mwisho wa mstari. Ugavi wa umeme katika kesi hii utafanyika kwa hali isiyoingiliwa bado, lakini tayari kupitia mstari wa pili. Mpango huu ni muhimu kwa wapokeaji wa aina ya pili.

Mipango ya usambazaji ya aina ya kwanza ya wapokeaji

Kuhusu usambazaji wa nishati ili kuwawezesha wapokeaji wa kitengo cha kwanza, katika kesi hii ni muhimu kuunganisha kutoka kwa vituo viwili vya kujitegemea kwa wakati mmoja. Kwa kuongeza, mipango kama hii mara nyingi haitumii sehemu moja ya usambazaji, lakini mbili, na mfumo wa nguvu wa chelezo otomatiki hutolewa kila wakati.

Kwa vipokezi vya umeme vilivyo katika aina ya kwanza, ubadilishaji kiotomatiki hadi nishati mbadala husakinishwa kwenye vifaa vya usambazaji wa ingizo. Kwa mfumo huo wa uunganisho, usambazaji wa sasa wa umemeinafanywa kwa kutumia njia mbili za umeme, ambayo kila moja ina sifa ya voltage ya hadi kV 1, na pia imeunganishwa na transfoma huru.

Mipango mingine ya usambazaji wa vipokeaji na nishati

Ili kusambaza umeme kwa ufanisi zaidi kwa vipokezi vya aina ya pili, unaweza kutumia saketi iliyo na ulinzi wa kupita kiasi kwa RP moja au mbili, pamoja na saketi yenye nguvu ya kuhifadhi nakala kiotomatiki. Hata hivyo, kuna mahitaji fulani hapa. Miradi hii inaweza kutumika tu ikiwa gharama ya rasilimali za nyenzo kwa mpangilio wao haiongezeka kwa zaidi ya 5%, ikilinganishwa na mpangilio wa mpito wa mwongozo kwa chanzo cha nguvu cha chelezo. Kwa kuongeza, ni muhimu kuandaa sehemu hizo kwa njia ambayo mstari mmoja unaweza kuchukua mzigo kutoka kwa pili, kwa kuzingatia overload ya muda mfupi. Hii ni muhimu, kwa sababu ikiwa moja yao itashindwa, usambazaji wa voltage zote utahamishiwa kwa iliyobaki.

Kuna mpango wa muunganisho wa boriti na usambazaji unaofanana. Katika kesi hii, sehemu moja ya usambazaji itawezeshwa na transfoma mbili tofauti. Cable imeunganishwa kwa kila mmoja wao, voltage ambayo haizidi 1000 V. Kila moja ya transfoma pia ina vifaa vya mawasiliano moja, ambayo imeundwa kubadili moja kwa moja mzigo kutoka kwa kitengo cha nguvu hadi nyingine, ikiwa ni yoyote kati yao. voltage itatoweka.

Kwa muhtasari wa kutegemewa kwa mtandao, hili ni mojawapo ya mahitaji muhimu ambayo lazima yatimizwe.kuhakikisha kwamba usambazaji wa nishati haukatizwi. Ili kufikia kuegemea kwa kiwango cha juu, inahitajika sio tu kutumia mifumo inayofaa zaidi ya ugavi kwa kila kitengo. Pia ni muhimu kuchagua bidhaa sahihi za nyaya, pamoja na unene wao na sehemu ya msalaba, kwa kuzingatia inapokanzwa na hasara za nguvu wakati wa mtiririko wa sasa. Pia ni muhimu kufuata sheria za uendeshaji wa kiufundi na teknolojia ya kufanya kazi zote za umeme.

Kulingana na yaliyo hapo juu, tunaweza kuhitimisha kuwa kifaa cha kupokea na kusambaza umeme, na pia kuusambaza kutoka kwa chanzo hadi kwa mtumiaji au kipokezi cha mwisho, sio mchakato mgumu sana.