Transformátorové rozvodny jsou rozvodny určené k přeměně elektrické energie jednoho napětí na energii jiného napětí pomocí transformátorů.
Konvertorové rozvodny jsou rozvodny určené k převodu typu proudu nebo jeho frekvence.
Elektrické rozvodné zařízení, které není součástí rozvodny, se nazývá distribuční místo. Měničová rozvodna určená k přeměně střídavého proudu na stejnosměrný a následné přeměně stejnosměrného proudu na střídavý proud původní nebo jiné frekvence se nazývá stejnosměrná vložka.
Podle hodnoty v systému napájení:
Hlavní snižovací rozvodny (MSS); rozvodny s hlubokým vstupem (DHS);
Trakční měnírny pro potřeby elektrické dopravy, často jsou takové měnírny trafo-převodníky pro napájení trakční sítě stejnosměrným proudem; Kompletní trafostanice 10 (6)/0,4 kV (KTP). Ty druhé se nazývají dílenské rozvodny v průmyslových sítích a městské rozvodny v městských sítích.
Podle místa a způsobu připojení rozvoden k elektrické síti, regulační dokumenty nestanoví klasifikace rozvoden podle umístění a způsobu připojení k elektrické síti. Řada zdrojů však uvádí klasifikaci založenou na typech použitých síťových konfigurací a možných schématech připojení rozvoden.
Slepý konec – napájený jednou nebo dvěma radiálními linkami
Větevné čáry – napojené na jednu nebo dvě procházející čáry na větvích
Průchozí – připojení k síti připojením jedné linky s obousměrným napájením
Uzel – připojený k síti minimálně třemi napájecími linkami
Odbočné a průchozí rozvodny spojuje koncept střední, který určuje umístění rozvodny mezi dvěma energetickými centry nebo uzlovými rozvodnami. Volají se průchozí a uzlové rozvodny, po jejichž sběrnicích proudí energie mezi uzly sítě tranzit.
Termín “referenční rozvodna“, který obvykle označuje rozvodnu vyšší napěťové třídy ve vztahu k dané rozvodně nebo síti.
Vzhledem k tomu, že GOST 24291-90 definuje referenční rozvodnu jako „rozvodnu, ze které jsou dálkově ovládány ostatní rozvodny elektrické sítě a jejich provoz je monitorován“, je pro výše uvedený význam vhodnější používat termín „nutriční centrum“.
Podle umístění rozvodny se dělí na:
Otevřený – jehož zařízení je umístěno pod širým nebem.
Uzavřené – rozvodny, jejichž zařízení je umístěno v objektu.
Elektrické rozvodny mohou být umístěny na volném prostranství, ve vnitřních prostorách (ZTP – uzavřená trafostanice), v podzemí a na podpěrách (MTP – stožárová trafostanice), ve speciálních místnostech spotřebních objektů. Vestavěné rozvodny jsou typickým znakem velkých budov a mrakodrapů.
Rozvodna, ve které stojí stupňovité transformátory, zvyšuje elektrické napětí s odpovídajícím poklesem hodnoty proudu, zatímco snižovací rozvodna snižuje výstupní napětí s úměrným nárůstem proudu.
Potřeba zvýšit přenášené napětí vzniká proto, aby se výrazně šetřil kov používaný v drátech vedení pro přenos energie a snížily se ztráty na aktivním odporu. Požadovaná plocha průřezu vodičů je skutečně určena pouze silou procházejícího proudu a nepřítomností korónového výboje. Snížení síly procházejícího proudu má také za následek snížení energetické ztráty, která je v přímé kvadratické závislosti na hodnotě intenzity proudu. Na druhou stranu, aby se zabránilo vysokonapěťovému elektrickému průrazu, používají se speciální opatření: používají se speciální izolátory, vodiče jsou odděleny v dostatečné vzdálenosti atd. Hlavním důvodem zvýšení napětí je, že čím vyšší napětí, tím větší výkon a tím větší vzdálenost lze přenášet po silových vedeních.
Odnikud nic nepřichází a nikde nic nemizí. Tento logický výraz je plně aplikovatelný na elektřinu, protože velké podniky a malé domy jsou poháněny elektřinou generovanou elektrárenskými generátory. O tom, jak energie proudí od zdroje ke spotřebitelům, jsme pojednávali v předchozím článku. Hovořilo se také o trafostanicích a distribučních místech. Jakou roli hrají v procesech výroby, přenosu a distribuce energie? A jaký je princip jejich práce? Toto téma je věnováno těmto důležitým prvkům systému napájení.
Začněme tím nejjednodušším – transformátory. Princip činnosti těchto elektrických strojů je založen na Faradayově zákonu: při změně magnetického pole (v čase nebo prostoru) uvnitř cívky ohnutého vodiče se v této cívce indukuje elektromotorická síla, neboli v běžné řeči napětí. Tento zákon byl však poprvé použit k transformaci střídavého proudu o více než čtyřicet let později, když Yablochkov získal patent na transformátor v roce 1876. Nejjednodušší transformátor se skládá z ocelového jádra (magnetického jádra) a dvou elektrických vinutí. Uvnitř magnetického obvodu prochází magnetické pole a vinutím protéká proud. Pro snížení zahřívání a ztrát výkonu je jádro vyrobeno z tenkých plátů o tloušťce asi 0.5 mm. Desky jsou vyrobeny z elektrooceli a vzájemně izolovány lakem, což pomáhá snižovat vířivé proudy. Vinutí vysokého a nízkého napětí jsou pro co nejefektivnější využití magnetického pole navinuta blízko sebe, takže mnohým známý obvod má s realitou pramálo společného.
Schematické znázornění transformátoru. U skutečných exemplářů jsou vinutí navinuta na sebe
Jak tedy může například transformátor snížit napětí z 10 000 V na 400 V používané v bytových domech? Primární vinutí (vysoké napětí) je připojeno k napájecím kabelům 10 kV vycházejícím z rozvodny. Proud v tomto vinutí vytváří magnetické pole, přesněji magnetický tok, který proudí v jádře. Tento magnetický tok, procházející závity sekundárního vinutí, v něm indukuje napětí 400 V. Rozdíl v napětí se vysvětluje rozdílným počtem závitů na vinutí: „vstupní“ vinutí 10 kV s větším počtem vinutí otáčky vytváří silné střídavé magnetické pole. Na „výstupním“ vinutí je počet závitů přibližně 25 000krát menší, takže magnetický tok vytváří napětí 25 000krát menší, tj. 0.4 kV.
Jádro transformátoru (magnetické jádro)
Na trafostanicích (TS) jsou instalovány transformátory, které převádějí napětí na úroveň spotřebiče. Hlavní snižovací rozvodny (MSS) převádějí napětí na úrovni energetického systému a jsou vybaveny nejvýkonnějšími transformátory (32-80 MVA). V rozvodnách s hlubokým vstupem (DHS) lze dodávat napětí 10 kV (častěji) nebo 330 kV (výjimečně). PGV se používají ve výkonných podnicích a jsou zabudovány přímo do energeticky nejnáročnějších dílen. Další distribuce energie v celém podniku pochází z PGV. Kompletní trafostanice (CTS) jsou často projektovány pro napětí 10 kV a jsou dodávány výrobci zařízení montované, tzn. s instalovanými transformátory, izolátory, spínači, rozvaděči, omezovači napětí atd.
Existují dva podobné koncepty: distribuční bod (DP) a distribuční zařízení. Ty jsou elektroinstalací, která je součástí rozvodny, přijímající a distribuující elektrickou energii o stejném napětí. Distribuční místa nejsou součástí TP, ale jsou napojena na rozvaděče a slouží k následné distribuci energie maloodběratelům. To určuje doporučení pro jejich umístění – co nejblíže spotřebiteli. Nejjednodušším příkladem distribučních míst 0.4 kV jsou rozvodné panely, skříně a rozvaděče, napájecí skříně a body (SP) a také osvětlovací panely. Princip činnosti rozvodných bodů a zařízení 0.4-10 kV vychází z prvního Kirchhoffova zákona, který říká, že součet proudů tekoucích do uzlu je roven součtu proudů tekoucích z tohoto uzlu (vzpomeňte si na aforismus na začátku r. článek). Relativně řečeno, pokud transformátor vyrábí 600 A pro napájení několika distribučních bodů, pak proudy v žádném z těchto bodů, pokud jsou připojeny k zátěži, nemohou překročit 600 A. Distribuční body 10-0.4 kV jsou vybaveny přetížením a zkratem jističe, spínací přístroje, měřicí přístroje a lze je dodat smontované, podobně jako obalové trafostanice.
Distribuční místo 0.4 kV. Každá fázová pojistka napájí jinou zátěž
Diagram zobrazující různé úrovně průměrného napájecího systému
Výběr zařízení pro trafostanice a distribuční místa je dán zatížením. Například modernizace dřevozpracujícího závodu v Mostech v roce 2013 zahrnovala rekonstrukci rozvodny 110 kV, která zahrnovala instalaci nových transformátorů 40 MVA, čtyři sekce uzavřeného rozvaděče 10 kV a rozvodnu stejného napětí. .
Věděl jsi, že v historii 27kilometrového velkého hadronového urychlovače (LHC), největšího urychlovače částic ve sluneční soustavě, došlo k několika incidentům souvisejícím s transformátory? V roce 2008 byla porucha kryogenních systémů udržujících teplotu -271°C způsobena vadným transformátorem 12 MVA o hmotnosti 30 tun. O rok později pták upustil kus chleba do větracího otvoru a francouzský bochník, který spadl na izolátory, opět vyřadil z provozu kryosystémy. O 7 let později fretka, která se dostala do transformátoru 66 kV, na týden odstavila urychlovač. A konečně, o dalších šest měsíců později, jiná fretka, která se dostala do trafostanice napájející nádrž, vypnula 18kV transformátor.
Pro eliminaci možnosti nefunkčnosti Vašich trafostanic a distribučních míst se můžete obrátit na laboratoř elektrofyzikálního měření TRMsila-M, která má dlouholeté zkušenosti s měřením v elektroenergetice.
