Ein elektrisches Umspannwerk ist ein wesentlicher Bestandteil unseres Stromverteilungssystems. Es ist verantwortlich für die Steuerung der Spannungspegel, das Schalten der Stromkreise und die Gewährleistung einer stabilen Stromversorgung vom elektrischen Kraftwerk zu den Stromverbrauchern.
Elektrische Umspannwerke sind verantwortlich für die effiziente und sichere Verteilung von Elektrizität an Industrie-, Gewerbe- und Wohngebäude. Um die Stromversorgung zu steuern, zu schalten und sicherzustellen, müssen alle Komponenten des elektrischen Umspannwerks effizient arbeiten. Das Umspannwerk sollte einen Schutzmechanismus haben, um alle elektrischen Geräte und das Personal vor Fehlern und Überlastungen zu schützen.
Hauptkomponenten eines elektrischen Umspannwerks
Das elektrische Umspannwerk benötigt eine Reihe von Umspannwerksbestandteilen, die miteinander verbunden sind, um die sichere und stabile Stromversorgung vom Kraftwerk zu den weiteren Umspannwerken zu regeln und zu schalten. Wir werden hier alle wichtigen Komponenten des elektrischen Umspannwerks im Detail besprechen.
Transformatoren
Elektrische Transformatoren sind das Herzstück elektrischer Umspannwerke, da sie die sichere und kontinuierliche Stromversorgung regulieren und gewährleisten. Je nach Art des elektrischen Umspannwerks kann ein elektrisches Umspannwerk entweder einen großen Leistungstransformator oder einen mittleren Transformator haben. Leistungstransformator oder es kann haben Verteilungstransformatoren in unterschiedlichen Größen und Kapazitäten.
Hängt auch von der Funktion des elektrischen Umspannwerks ab, ob die elektrischen Transformatoren Aufwärtstransformatoren oder Abwärtstransformatoren sind.
Die elektrische Leistungsregulierungsfähigkeit und Effizienz des elektrischen Umspannwerks hängen von der Kapazität und der Effizienz seines elektrischen Transformators ab. Die Bauqualität und die Zuverlässigkeit des Transformators bestimmen die Qualität und Zuverlässigkeit des Betriebs des elektrischen Umspannwerks.
Leistungsschalter
Nach den elektrischen Transformatoren sind die Leistungsschalter der entscheidendste und wichtigste Teil jeder elektrischen Unterstation. Diese elektrischen Leistungsschalter bieten Schutz für die Komponenten der elektrischen Unterstation gegen jede Art von Kurzschluss und gegen Überlastungsbedingungen.
Diese Leistungsschalter bieten Schutz für das Energiesystem, indem sie als Schalter fungieren, der automatisch und schnell öffnet und schließt, um den elektrischen Stromkreis zu steuern.
Es gibt vier grundlegende Arten von Leistungsschaltern, die in verschiedenen Arten von Komponenten der elektrischen Unterstation verwendet werden.
Die erste Art ist der Leistungsschalter für Luft, der Luft zum Löschen des elektrischen Arcs verwendet, der während eines Kurzschlusses entsteht. Die zweite Art ist der Leistungsschalter vom Öltyp, der hochwertiges Öl als Isolator verwendet, um den elektrischen Arc zu löschen.
Der dritte Typ ist der SF6-Leistungsschalter, der ein spezielles Gas namens Schwefelhexafluorid verwendet. Dieses Gas ist ein Isolator von überlegener Qualität und kann verwendet werden, um jede Art und Intensität von Elektrizität, die während eines Kurzschlusses entsteht, zu löschen.
Der vierte Typ ist der Vakuum-Leistungsschalter, der ein Vakuum entwickelt, das über den wichtigen elektrischen Stromkreisen angelegt wird, um den elektrischen Arc zu löschen, der während eines Kurzschlusses entsteht.
Die Sammelschienen
Die Busbars sind ein einfach aussehendes Teil der Unterstation, aber sie erfüllen eine wichtige Aufgabe, indem sie alle anderen Teile der Unterstation verbinden. Dies sind leitfähige Stangen, die für die Verteilung von Elektrizität innerhalb der Unterstation verwendet werden. Es gibt viele Arten von Busbars in der elektrischen Unterstation, Einzelbusbar, Doppelbusbar und das Haupt- und Transferbusbarsystem.
Das Einzelbusbarsystem ist das einfachste von allen drei Systemen, aber es fehlt an Redundanz. Das Doppelbusbarsystem bietet hohe Flexibilität und Zuverlässigkeit in seinem Betrieb und wird daher in allen hochleistungsstarken elektrischen Unterstationen empfohlen.
Die Haupt- und Transferbusstromsysteme ermöglichen es Ihnen, Wartungsarbeiten ohne Unterbrechung der Stromversorgung während der Wartungsarbeiten in der elektrischen Unterstation durchzuführen.
Die Isolatoren (Trennschalter)
Isolatoren, auch bekannt als Trennschalter, sind kein integraler Bestandteil einer elektrischen Station. Diese Isolatoren oder Trennschalter werden nur verwendet, um Teile der Unterstation während der Wartungsarbeiten zu trennen. Diese Isolatoren oder Trennschalter arbeiten unter Lastzuständen und zeigen die sichere Handhabung elektrischer Geräte.
Es gibt drei Arten von Isolatoren oder Trennschaltern: die Einzelbrechisolatoren, die Doppelbrechisolatoren und die Pantografisolatoren. Einzelbrechisolatoren sind diejenigen, die einen einzelnen Spalt haben, der auch als Bruch in einem Stromkreis bezeichnet wird, wenn sie geöffnet sind. Einzelbrechisolatoren bestehen aus zwei festen Kontakten und einem beweglichen Kontakt. Der bewegliche Kontakt wird verwendet, um den Stromkreis zu öffnen oder zu schließen.
Ein Doppelbrechisolator erzeugt eine Lücke oder einen Bruch, wenn der Stromkreis geöffnet wird. Der Doppelbrechisolator besteht aus zwei festen Punkten und einem beweglichen Arm, der beide verbindet. Wenn der Stromkreis geöffnet werden muss, dreht sich der bewegliche Arm und wird von beiden festen Punkten getrennt, wodurch eine Zweilücke in einem elektrischen Stromkreis entsteht.
Die Pantografisolatoren, wie ihr Name sagt, haben einen Pantografmechanismus, um das höchste Niveau der Trennung in einem elektrischen Stromkreis zu erreichen. Diese Pantografisolatoren sind besonders bekannt für ihr kompaktes Design und werden sehr empfohlen für Anwendungen in kompakten Räumen. Sie bestehen aus Scheren, die sich vertikal bewegen, um jeden elektrischen Stromkreis zu schließen oder zu öffnen.
Überspannungsableiter / Blitzschutzgeräte
Überspannungsschutzvorrichtungen, auch Blitzeinschlagsschutz genannt, sind ebenfalls ein wichtiger Teil des Sicherheits- und Schutzbereichs der Unterstation. Wie der Name schon sagt, ist ihre Funktion das Arbeiten von Überspannungsableitern, insbesondere bei einem Blitzschlag.
Im Falle einer solchen Überspannung fungieren diese Überspannungsableiter als alternativer Pfad für den Stromfluss und schützen so andere wichtige und empfindliche elektrische Geräte der Unterstation vor potenziellen Schäden und Ausfällen.
Es gibt zwei gängige Arten von Überspannungsableitern, hauptsächlich basierend auf dem Material.
Der erste Typ ist der Metalloxid-Überspannungsableiter, bei dem ein Überspannungsableiter aus Metalloxid-Varistoren, insbesondere Zinkoxid, verwendet wird. Zinkoxid hat eine sehr hohe nichtlineare Spannungsstromcharakteristik.
Das bedeutet, wenn eine normale Spannung angelegt wird und der Stromfluss ebenfalls normal ist, bietet es einen sehr hohen Widerstand, aber wenn ein Blitz schlägt und eine Spannungsstoß in das System gelangt, fällt der Widerstand so niedrig, dass er den minimalen Widerstandspfad für den gesamten Strom bietet. So fließt der gesamte Überspannungsstrom durch den Ableiter und gelangt in die Erde.
Der zweite Typ von Überspannungsableiter ist der auf Siliziumkarbid basierende Überspannungsableiter. Im Vergleich zu Metalloxid-Überspannungsableitern ist dies eine etwas ältere Art und Technik. Dieser Typ verwendet Siliziumkarbid-Scheiben, die in einer Reihe mit einem festen Abstand zwischen ihnen installiert sind. Der Abstand zwischen den Scheiben enthält Luft.
Im normalen Betrieb wirkt die Lücke als Isolator, aber wenn eine Überspannung auftritt, werden diese Lücken ionisiert, wodurch der gesamte Überspannungsstrom diesen Weg leicht passieren und in die Erde gelangen kann.
Strom- und Spannungstransformatoren
Neben dem Haupttransformator hat die elektrische Umspannanlage auch einen Stromtransformator und einen Spannungtransformator. Der Hauptzweck des Stromtransformators besteht darin, den Strom, der vom Hauptstromerzeugerkraftwerk erzeugt oder bereitgestellt wird, auf ein niedriger messbares Niveau für die schützenden elektrischen Relais und Messgeräte zu reduzieren.
Die Funktionsweise dieser Stromtransformatoren unterscheidet sich ein wenig von der herkömmlichen Funktionsweise. Die Primärwicklung der Stromtransformatoren ist in Reihe mit der Hauptstromleitung geschaltet. Die Sekundärwicklung erzeugt ein reduziertes Stromniveau.
Der reduzierte Strom ist normalerweise proportional zur Primärwicklung. Dieser reduzierte Strom ermöglicht es den Messinstrumenten wie Schaltern und Zählern, den genauen Wert eines hohen Stroms sicher und ohne direkte Exposition gegenüber den Hochspannungs- und Stromleitungen zu messen.
Ähnlich zur Messung der Spannung haben wir in der elektrischen Umspannanlage Spannungstransformatoren. Die Primärwicklung der Spannungstransformatoren ist parallel zur Hochspannungsleitung geschaltet, und die Sekundärwicklung des Spannungstransformators reduziert die Spannung typischerweise auf das Niveau von 110 Volt.
Die Messgeräte sind an die Sekundärwicklung angeschlossen und messen die Hochspannung sicher und einfach, ohne jegliche Exposition gegenüber der Hochspannung.
Kondensatorbänke und Reaktoren
Der Hauptzweck von elektrischen Umspannanlagen besteht darin, stabilen Strom effizient zu liefern. Es gibt zwei spezifische elektrischen Umspannstationseinrichtungen, die installiert sind, damit die Umspannanlage effizient stabilen Strom liefern kann. Eine wird als Kondensatorbank bezeichnet und die andere als Serienreaktor.
Der Hauptzweck der Kondensatorbank besteht darin, den Leistungsfaktor der elektrischen Umspannanlage zu verbessern, und dies geschieht, indem die Blindleistung erzeugt wird. Die Kondensatorbank erzeugt die Blindleistung, die wiederum die Last auf die Stromquelle reduziert.
Das Stromsystem hat Komponenten wie induktive Lasten, zu denen Motoren und Transformatoren gehören, die Blindleistung konsumieren können. Daher erzeugt die Kondensatorbank, die Blindleistung erzeugt, eine Belastung für das System und reduziert auch die Verluste im Erdreich und verbessert die Spannungsstabilität.
Bei Kondensatorbanken kann es Szenarien geben, in denen übermäßige Blindleistung zu Spannungsspitzen unter niedrigen Lastbedingungen führen kann. Um das System vor dieser Spannungsspitze zu schützen, ist ein weiteres Gerät installiert, das als Serienreaktor bezeichnet wird.
Der Serienreaktor funktioniert entgegengesetzt zur Kondensatorbank und absorbiert die überschüssige Blindleistung, die von der Kondensatorbank erzeugt wird. Dies hilft, die Spannungsausgabe der elektrischen Umspannanlage zu stabilisieren, und verhindert auch, dass die empfindlichen Komponenten der elektrischen Umspannanlage von der plötzlichen Spannungsspitze betroffen werden.
Schutzrelais
Schutzrelais sind die wichtigsten Sicherheitsgeräte, die in elektrischen Umspannanlagen installiert sind. Dies liegt daran, dass diese Relais dafür verantwortlich sind, jegliche abnormale Aktivität im Zusammenhang mit Elektrizität zu erkennen. Wenn das Schutzrelais eine normale Bedingung erkennt, wird es den Betrieb des Leistungsschalters einleiten und daran arbeiten, den Fehler von den anderen Geräten der elektrischen Umspannanlage zu isolieren.
Es gibt drei Haupttypen von Schutzrelais: die elektromechanischen Relais, die statischen Relais und die Mikroprozessore.
Die elektromechanischen Relais verwenden magnetische und mechanische Komponenten wie Hebel oder Spulen, um zu funktionieren. Die elektromechanischen Relais finden sich hauptsächlich in älteren elektrischen Umspannanlagen, die auf mechanische Mechanismen für den Betrieb angewiesen sind.
Statische Relais verwenden ein typisches Halbleiter-Elektronikbauteil für den Betrieb anstelle eines mechanischen Mechanismus. Da sie keine beweglichen Teile haben, erfordern sie viel weniger Wartung und funktionieren viel schneller und genauer im Vergleich zu elektromechanischen Relais.
Die mikroprozessorbasierten digitalen Relais sind die fortschrittlichsten und heutzutage weit verbreitet in allen Arten von elektrischen Umspannanlagen. Diese Relais arbeiten mit Mikroprozessoren und Softwarebegriffen, um jegliche Art von Fehlern zu erkennen.
Erdung und Erdung
Wie in jedem Hochstromstromsystem benötigen die elektrische Umspannanlage und alle ihre Geräte ordnungsgemäße Erdungs- und Erdungssysteme. Dieses System hilft, die empfindlichen Geräte vor jeglicher Art von elektrischen Spitzen zu schützen.
Es gibt drei Haupttypen von Erdungssystemen, die Plattenerdung, die Staberdung und die Gittererdung.
Fazit
Die elektrischen Umspannanlagen sind ein kritischer Bestandteil unserer aktuellen Stromerzeugungs- und Verteilungseinrichtung. Diese Umspannwerke zeigen, dass der den Verbrauchern bereitgestellte Strom stabil, zuverlässig und effizient geliefert wird. Um dies zu erreichen, verfügen die elektrischen Umspannwerke über eine Vielzahl von Geräten und Teilen, die alle zusammenarbeiten, um uns Strom zu liefern. Diese elektrischen Umspannanlagen haben alle erforderlichen Sicherheitseinrichtungen, die sicherstellen, dass jegliche Art von Fehler oder externe Faktoren wie Blitz nicht die empfindlichen Geräte und das Funktionieren der elektrischen Umspannanlage beeinträchtigen.
Nachverfolgung
Die Geräte der elektrischen Umspannanlage umfassen Leistungstransformatoren, Verteilungstransformatoren, Leistungsschalter, Sammelschienen, Spannungstransformatoren und alle Arten von Sicherheitsgeräten. All dieses Equipment muss effizient arbeiten, um Strom sicher, zuverlässig und effizient zu liefern.
Wir bei Daelim bieten Transformatoren aller Art, Größen, Kapazitäten und Leistungswerte an. Wir entwerfen und stellen unsere eigenen Transformatoren her, die alle internationalen Standards für Transformatoren, deren Herstellung und sicheren Betrieb erfüllen.
Wenn Sie Fragen zu Transformatoren und elektrischen Umspannwerken haben, kontaktieren Sie uns und unser Team wird Sie durch den Prozess führen.
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