SES要素の回路ソリューションとその設計。 低電圧ネットワーク

27.04.2019 その他

使用方法は組み込みのものと同様です。 これらの変電所の主な欠点は、用途が制限されること、工業用建物の建築上の外観が劣化すること、および変電所間の通路が狭くなることです。

自立型、特別な別の建物内に閉鎖されているか、KTPN(屋外設置用の完全な変電所)の形で公然と配置されています。 自立型密閉型変電所は、NVDS の建設に建設部分のコストが高くつくため、何らかの理由で内部変電所または内蔵変電所の使用が不可能または不適切な場合に使用されます。

図3.27。 TPの配置方法

3.4. 低い電圧 流通ネットワーク

3.4.1 電力ネットワーク

これらのネットワークは、変電所からすべての電力の低電圧受電装置まで低電圧 (最大 1 kV) で電力を配電するように設計されています。 で 一般的な構造 SES は最も低いリンクであり、最も一般的な電気受信機 (低電圧) が直接接続されます。 同時に、そこまでの距離も

工業企業や都市の太陽光発電所では数百メートル、農業地域では約1キロメートルを超えないように、低電圧で送電することをお勧めします。

NVRSの回路や設計デザインは多種多様です。 最も 単純なネットワーク– 地方では、最も単純な幹線計画に従って、主に航空会社によって実行されます。

高層都市開発では、NVRS(街区内および住宅レベル)は大幅に重くなり、より複雑になり、主にケーブルまたは絶縁電線を隠蔽して敷設した放射状主回路に従って実行されます。 しかし、産業企業のNVRSは、設計の最大の複雑さと多様性によって区別されます。 したがって、この作業では、資料のプレゼンテーションは産業企業の電源システムの NVRS に焦点を当てています。 そして、これらのネットワークは生産施設内で実行されるため (ワークショップ ネットワークと呼ばれることが多い)、ネットワークに対する要件の多くはこれらの施設内の環境条件によって決まります。

低電圧配電ネットワークには、設計時に考慮すべき特定の機能が多数あります。

ネットワークに重大な影響が及ぶため、 電力センターから - 0.4 kV 変電所の開閉装置、場合によっては産業企業の作業場または変電所の近くにある多階建ての建物にある数百の異なる受電器が電力を受け取ります。

産業企業や農業地域の企業では、多くの NVRS 要素が受電器のすぐ近くに配置されています。 したがって、技術単位からの電気機器の動作への影響を考慮する必要があります。

受電器のすぐ近くにあり、当然のことながら、

NVRS の多くの要素から、 たくさんの特別な訓練を受けておらず、必要な程度の電気的安全性を確保する必要がある人。

電力と照明の電気ネットワークを個別に実装します。

NVRS の定格電圧は、GOST 21128-83「電源システム、ネットワーク、電源、コンバータおよび受信機」によって標準化されている受電装置の定格電圧によって決まります。 電気エネルギー。 定格電圧は最大 1000 V です。」 受電器の定格電圧の範囲は 220、380、660 V と定められています。ここで、定格電圧とは、その電圧が印加される電圧として理解されます。 フルロード電気受信機は最高の技術的および経済的指標を備えており、その耐用年数は標準と同等です。 このような電圧偏差は、技術的および経済的指標(全負荷時)の変化がわずかであり、耐用年数が標準寿命を下回らない場合には許容されると見なされます。 最も一般的な受電器は 220 V (単相) と 380 V (三相) です。 660 V の電圧はほとんど使用されず、660 V の電気モーターが多数ある産業企業でのみ使用されます。

電圧品質は GOST 13109-97「電気エネルギー」によって標準化されています。 互換性 技術的手段電磁 電源システムにおける電気エネルギーの品質に関する基準 一般的用途」 公称値からの受電器の端子の電圧偏差の許容値を確立します。これは、通常許容値±5%、最大値±10%に相当します。 有効な値定常状態の電圧偏差δ U y ...

構造的に、電力ネットワークには 2 つの部分があります (図 3.28)。

電源ネットワーク (SPS);

配電ネットワーク (PDN)。

図3.28。 電力電気ネットワークの構造

最初の上位レベルは、電力の送電と配電を保証する供給ネットワークです。 配布ポイント(RP)、受電器または他の二次配電ポイントから電力が供給されます。 設計の特徴や消費者の性質に応じて、配電ポイントには、グループまたは配電盤、配電または電力ポイント、電源または照明アセンブリ、入力配電デバイス (多階建ての建物内)、配電バスバーなど、さまざまな名前が付けられる場合があります。 ただし、いずれの場合でも、特定の組み合わせで電気デバイス(スイッチ、ヒューズ、サーキットブレーカー)が含まれています。

2 つ目の下位レベルは配信ネットワークです。 配電ポイントから受電器までの電力の送電と配電を行います。

負荷と架空線が小さいことを特徴とする農業地域の低電圧配電ネットワークでは、電力の配電がより簡単になります。

– 配電ポイントを実装せずに架空線からタップします。 これにより、当然、ネットワークの信頼性と運用の容易さが低下しますが、NVRS の実装コストは大幅に削減されます。

回路ソリューションの観点から見ると、各受電装置が個別の線で最も近い配電ポイントに接続されている場合、配電ネットワークは放射状方式に従ってのみ実行されます。 同時に、SDS のコストを削減するために、配電ポイントは電力消費者のできるだけ近くに配置されます。 SRS でラジアル回路のみが使用されるのは、受電装置が動作を停止した場合に、受電装置につながるラインから電圧を常に除去できなければならないためです。 そして、これはラジアル SRS 方式でのみ実現できます。

電源ネットワーク (SPS) には、 さまざまなスキーム: ラジアル、メイン、ミックス、リング、双方向電源付き。

放射状スキーム(図 3.29)、各配電点への個別の線があり、0.4 kV TP 開閉装置では、この線は別の機械を介して母線に接続されます。 これらのスキームは異なります 最大の信頼性そして当然のことながら、最大のコストがかかります。 いずれかの回線または配布ポイントで障害が発生した場合、その回線のみがシャットダウンされ、他の回線や配布ポイントの動作には影響しません。

図3.29。 NVRSのラジアル方式

ラジアル回路の利点には、保護スイッチング デバイスが TP 上の 1 か所に集中しているという事実も含まれます。

これにより、NVRS 制御の自動化の問題の解決が容易になり、作業場での電力消費量の計算と配給のタスクも簡素化されます。

放射状スキームの使用を大幅に制限する唯一の欠点は、 資本支出、開発された 0.4 kV 開閉装置を建設し、敷設する必要があるため 多数 ATP 放射状のライン。

幹線回路かさばって高価な 0.4 kV 開閉装置変電所の使用を放棄し、SPS をより安価に実行することが可能になります。 高速道路には 3 つの特徴的なタイプがあります。

ケーブルまたはワイヤで構成されるバックボーン。

母線トランキングによって作られた主線。

幹線母線と配電母線で構成されるバックボーン。

最も広範囲に行われる最初のケースでは、メインラインは、次の場所にあるいくつかの配布ポイントにフィードを供給します。 TP からチェーンに沿って任意の一方向に。 ここでは、変電所から延びて作業場全体に敷設される SPS 線の数と全長が、放射状方式と比較して大幅に削減されます。

図3.30。 ケーブルで作られたNVRSバックボーン回線

大規模な作業場で使用される 2 番目のタイプの高速道路は、大電流 (1250 ~ 3200 A) 用に設計された ShMA タイプのメイン バスバーです。 彼らは持っているかもしれない さまざまなデザインおよび開閉装置 0.4 kV TP への接続図 (図 3.31) がありますが、主なアイデアは、バスラインを使用してワークショップ全体に電力を伝送することです。

ケーブルまたは絶縁ワイヤで作られた分岐を使用して、作業場にある配電ポイントが接続されます。 このような回路を「トランスメインブロック」と呼びます。 同時に、0.4 kV TP 開閉装置のコストと SPS の実装コストが大幅に削減され、SPS 自体が汎用になり、作業場内の技術機器の場所に依存しなくなりました。 ワークショップでの技術機器の再配置または完全な交換には、SPS を変更する必要はありません。

図3.31。 NVRSバックボーン回路、バックボーンバスバー製

3 番目のタイプの高速道路は、幹線母線と配電母線を組み合わせて使用​​するものです (図 3.32)。 ShRA タイプの配電バスバーは、低電流 (100 ~ 630 A) 用に作られています。 これらは、幹線と配布ポイントの機能を同時に組み合わせます。 電気の送電と配電の機能。 SRSはShRAから受電器まで敷設されています。

ラジアル回路と比較したすべてのメインライン回路の当然の欠点は、信頼性が低いことです。 幹線または幹線からの分岐が損傷した場合、この幹線に接続されているすべての配電ポイントで電力が失われます。

図3.32。 主母線と配電母線で構成されるNVRSの主回路

純粋な形では、ラジアル スキームまたはバックボーン スキームが SPS で使用されることはほとんどありません。 最も普及しているのは、ラジアル スキームとメイン スキームの要素を同時に組み合わせた混合スキームです。 さらに、すべてのスキームは個別であり、特定の条件に大きく依存します。

これらのスキームとその要件を包括的に分析することで、いくつかのスキームを定式化することができます。 一般原理そして次のような推奨事項:

電源の信頼性要件が許すすべての場合において、小型の 0.4 kV 開閉装置変電所を備えた主回路、または備えていない主回路を使用する必要があります。 やむを得ない理由がある場合にのみ、主要な SPS スキームを放棄して放射状の SPS スキームに切り替えることが許可されます。

個別の回線と対応する 400 または 630 A の回路ブレーカーを必要とする大型の単一受電器または配電点が存在する場合、主母線が提供されない場合はラジアル回路が適切です。

必要な電源の信頼性の程度に応じて、ワークショップ内の受電装置の大部分が消費者 II である場合、

カテゴリが多く、カテゴリ I の単一受電器が少数しかない場合、ワークショップ内の SPS の一般的なバックボーン回路では、カテゴリ I の受電器は、0.4 kV の自動転送スイッチを設置したラジアル方式を必ず備えている必要があります。開閉装置変電所や配電点でも。

カテゴリ I の消費者の場合、ATP は冗長である必要があります。

それらの。 に従って実施されるリング回路または双方向電源を備えた回路。

複雑なマルチリンク技術ユニットに、単一の電力を供給する複数の電気受信機がある場合、 技術的プロセス、およびこれらの受電器のいずれかへの電力損失によりユニット全体が停止しますが、その場合、必要な信頼性の程度に関係なく、これらの受電器に電力を供給する主回路を使用できます。

ワークショップ内に複数の変電所があり、電源ネットワークが幹線母線で構成されている場合、それらの相互冗長性が広く使用されます。 個々のラインは、スイッチまたは自動サーキットブレーカーを備えたバックアップジャンパーによって接続されます。 これにより修理が可能になります対応する高速道路を切断することなく、ワークショップ内のTPを追加します。 夜間やプロセス機器の修理中に負荷が減少した場合、このようなシステムはシャットダウンする機能を提供します。

電力を節約するために軽負荷の変圧器を使用します。

ワークショップの環境条件は、NVRS の回路、構造、設計を選択する際の決定に大きな影響を与えます。 不利な環境 (火災や爆発の危険、特に粉塵や攻撃性) では、NVRS を実行するには 2 つの方法があります。

1 つ目は、変電所のすべての主要な電気機器の配置です。

低電圧ネットワーク、変圧器から給電される電源は、原則として、4 線式回路を使用して 380/220 V の電圧で実行されます。 これらのネットワークのスキームもラジアルまたはバックボーンとして配置されます。 大型機械に動力を供給するには、通常、ラジアルラインが使用され、小型機械にはラジアルラインとメインラインが混合して使用されます。
変圧器を使用する低電圧ネットワークは、通常、4 線式システムを使用して 380/220 V の電圧で動作します。 これらのネットワークのスキームもラジアルまたはバックボーンとして配置されます。 大型機械に動力を供給するには、通常、ラジアルラインが使用され、小型機械にはラジアルラインとメインラインが混合して使用されます。
0 ~ 38 kV の低電圧配電ネットワークは通常、オーバーヘッドです。
石油貯蔵所の領土内の低電圧架空ネットワークと屋内電気配線は、絶縁電線で実行されます。
接続消費 - PLUG-LEY の可能性があります 三相電流三角形、 。 中性線を使用して低電圧配電ネットワークを敷設することをお勧めします。
磁気スターターは、低電圧ネットワークを過負荷から保護し、電圧が完全に消滅または低下したときにネットワークをオフにすることもできます。
この章では、店舗内ネットワークにはすべての低電圧ネットワーク (0 4.0 23 A - b) が含まれ、また、高圧ネットワーク (6:l から個々の電気受信機まで) も含まれます。
建設現場はコンパクトで、クレーン機器が高密度に設置されているため、仮設の低電圧ネットワークは架空ではなくケーブルによって提供されます。
大規模な集中負荷を供給するための典型的な独立したネットワークの図。 二次ネットワーク (図 1 ~ 10) は主に [前任者のエジソンと同様の低電圧ネットワークです。 ネットワークシステム直流。
このサイトの電源プロジェクトでは、高電圧ネットワークの電圧、その構成、およびワイヤの断面積の問題にも取り組んでいます。 変電所の種類、数、位置が決定されます。 低電圧ネットワークが設計されています。
低電圧敷設の問題にも取り組む必要がある ケーブルネットワーク。 設備を電気駆動に完全に変換すると、ケーブルの数が急激に増加するため、変電所から消費者までの低電圧ネットワークを構築する必要があります。 ケーブルチャンネル.
3 線式の線路は、面積が次の場合にこのような質量を持つことになります。 断面その各ワイヤは、2 線式のワイヤの断面積に等しかった。 問題の状況によると、インサートが溶ける最小電流は 10 A です。 低電圧単相ネットワークは、屋内および屋外の照明装置に電力を供給するために広く使用されています。 定格電流 10 A のヒューズ リンクを選択する必要があります。過負荷保護には、ヒューズ リンクの定格電流とワイヤの許容加熱電流をより厳密に調整する必要があります。
電流は電圧に比例し、抵抗に反比例することが知られています。 したがって、電圧が高くなるほど、病変の重症度は大きくなるはずです。 ただし、これは低電圧ネットワークが安全であることを意味するものではありません。 これは特徴的なパラドックスの本質です。10 kVの電圧は人にとって致命的ではない場合もありますが、他の場合には36 Vの電圧が致命的であることが判明しています。現在、最大25 Vの電圧のネットワークが原因であるという情報があります。致命的な電気傷害の総数の 6 ~ 5% に相当します。

電力線の意味をどのように示すことができますか? 電気が伝わる電線の正確な定義はありますか? 業界を超えたルールで 技術的な操作家庭用電気設備には正確な定義があります。 つまり、電力線は、まず電気線です。 第二に、これらは変電所や発電所の境界を越えて延びる電線のセクションです。 第三に、電力線の主な目的は、電流を長距離に伝送することです。

MPTEP の同じルールに従って、電力線は架空線とケーブルに分けられます。 ただし、電力線は高周波信号も伝送​​することに注意してください。高周波信号は、テレメトリ データの送信、さまざまな産業のディスパッチ制御、緊急オートメーション信号、および リレー保護。 統計によると、現在 60,000 の高周波チャネルが電力線を通過しています。 正直に言うと、この数字は重要です。

架空送電線

架空送電線は通常「VL」という文字で示され、 屋外。 つまり、ワイヤー自体が空中に敷設され、特別な金具(ブラケット、絶縁体)に固定されます。 さらに、電柱、橋、高架上にも設置できます。 高圧電柱に沿ってのみ敷設されている電線を「架空線」と考える必要はありません。

架空送電線に含まれるもの:

  • 肝心なのはワイヤーです。
  • クロスバー。ワイヤーがサポートの他の要素と接触するのを防ぐための条件が作成されます。
  • 絶縁体。
  • 自分たち自身をサポートします。
  • グランドループ。
  • 避雷針。
  • 逮捕者。

つまり、電力線は単なるワイヤーやサポートではありません。ご覧のとおり、これは非常に印象的なリストです。 さまざまな要素、それぞれが独自の特定の負荷を運びます。 ここに追加することもできます 光ファイバーケーブル、およびその付属機器。 もちろん、高周波通信チャネルが電力線に沿って伝送される場合はサポートされます。

送電線の構造とその設計、さらにサポートの設計特徴は、電気設備の設計規則 (PUE) および建築に関するさまざまな規則や規制 (つまり、電気設備の設計規則) によって決定されます。 、 をちょきちょきと切る。 一般に、電力線の建設は簡単ではなく、非常に責任のある仕事です。 したがって、それらの建設は、高度な資格を持つ専門家がスタッフを抱える専門組織や会社によって実行されます。

架空送電線の分類

架空高圧送電線自体はいくつかのクラスに分類されます。

電流の種類別:

  • 変数、
  • 永続。

基本的に、架空架線は伝送の役割を果たします。 交流電流。 2 番目のオプションを見ることはほとんどありません。 通常、連絡網または通信ネットワークに電力を供給して、いくつかの電力システムに通信を提供するために使用されます。

電圧による 架空送電線この指標の額面に応じて分割されます。 参考までに、以下にそれらをリストします。

  • 交流の場合: 0.4; 6; 10; 35; 110; 150; 220; 330; 400; 500; 750; 1150キロボルト(kV);
  • 定電圧の場合、400 kV の 1 種類の電圧のみが使用されます。

この場合、最大 1.0 kV の電圧の送電線は低級、1.0 ~ 35 kV - 中級、110 ~ 220 kV - 高級、330 ~ 500 kV - 超高級、750 kV 以上 - 超高級とみなされます。 。 これらすべてのグループは、設計条件と設計特徴の要件のみが互いに異なることに注意してください。 それ以外の点では、これらは通常の高圧送電線です。


電力線の電圧はその目的に応じたものになります。

  • 電圧が 500 kV を超える高圧線は超長距離とみなされ、個々の電力システムを接続することを目的としています。
  • 電圧 220 および 330 kV の高圧線は幹線とみなされます。 その主な目的は、強力な発電所、個々の電力システム、およびこれらのシステム内の発電所を接続することです。
  • 電圧 35 ~ 150 kV の架空送電線が需要家間に敷設されています ( 大企業または人口密集地域)と配布ポイント。
  • 20kVまでの架空線を直接供給する電力線として使用 電気消費者へ。

中性点による電力線の分類

  • 中性点が接地されていない三相ネットワーク。 通常、この方式は、低電流が流れる電圧 3 ~ 35 kV のネットワークで使用されます。
  • 中性点がインダクタンスを介して接地される三相ネットワーク。 いわゆる共振接地型です。 このような架空線には3~35kVの電圧が使用されており、大電流が流れます。
  • 中性母線が完全に接地されている (実質的に接地されている) 三相ネットワーク。 このニュートラル動作モードは、中電圧および超高電圧の架空線で使用されます。 このようなネットワークでは、中性点がしっかりと接地されている単巻変圧器ではなく、変圧器を使用する必要があることに注意してください。
  • そしてもちろん、しっかりと接地された中性線を備えたネットワークです。 このモードでは、1.0 kV 未満および 220 kV を超える電圧の架空線が動作します。

残念ながら、電力線のすべての要素の動作条件が考慮される電力線の分割もあります。 これは、ワイヤ、サポート、その他のコンポーネントが良好な状態にある、良好な状態の電力線です。 主にワイヤーとケーブルの品質に重点が置かれており、破損してはなりません。 緊急事態。ワイヤーやケーブルの品質にはまだ不十分な点が多くあります。 また、電力線の電線、絶縁体、ブラケット等の修理・交換を行う際の設置状態。


架空送電線の要素

専門家間の会話では、電力線に関する特殊な用語が常に使用されます。 スラングの微妙な点に慣れていない人にとって、この会話を理解するのは非常に困難です。 したがって、これらの用語の定義を提供します。

  • ルートは地表に沿って走る送電線の軸です。
  • PC – ピケット。 本質的に、これらは電力線ルートのセクションです。 それらの長さは、地形とルートの定格電圧によって異なります。 ゼロピケットはルートの始まりです。
  • サポートの構造は中央の記号で示されます。 ここがサポート設置の中心です。
  • ピケッティングは基本的に 簡単インストールピケット。
  • スパンはサポート間の距離、より正確にはサポートの中心間の距離です。
  • サグは、ワイヤのサグの最下点とサポート間の厳密に張力がかかったラインとの間のデルタです。
  • ワイヤのサイズも、たわみの最低点とワイヤの下を通る工学構造の最高点との間の距離です。
  • ループまたは電車。 これは、アンカー サポート上の隣接するスパンのワイヤを接続するワイヤの部分です。

ケーブル電力線

それでは、ケーブル電力線などの検討に移りましょう。 まず、これらは架空送電線で使用される裸線ではなく、絶縁体で囲まれたケーブルであるという事実から始めましょう。 通常、ケーブル電力線は、平行方向に隣り合って設置された複数の線です。 これにはケーブルの長さが十分ではないため、セクション間にカップリングが取り付けられます。 ちなみに、油が充填されたケーブル送電線がよく見られるため、そのようなネットワークには、特別な低充填装置やケーブル内の油圧に反応する警報システムが装備されていることがよくあります。

ケーブル線の分類について言えば、架空線の分類と同じです。 特徴的な機能ありますが、それほど多くはありません。 基本的に、これら 2 つのカテゴリは、敷設方法と同様に互いに異なります。 デザインの特徴。 たとえば、ケーブル電力線は、設置の種類に応じて、地下、水中、および構造によって分類されます。


最初の 2 つの立場は明らかですが、「構造」の立場には何が当てはまりますか?

  • ケーブルトンネル。 これらは、設置された支持構造に沿ってケーブルが敷設される特別な閉じた廊下です。 送電線の設置、修理、保守をしながら、このようなトンネル内を自由に歩くことができます。
  • ケーブルチャンネル。 ほとんどの場合、それらは埋設または部分的に埋設された水路です。 地面、床下、または天井の下に設置できます。 これらは歩くことが不可能な小さな運河です。 ケーブルを確認または取り付けるには、天井を分解する必要があります。
  • ケーブル鉱山。 これは長方形の断面を持つ垂直の廊下です。 シャフトはウォークスルーにすることができ、つまり人がその中に入ることができ、そのためにはしごが装備されています。 もしくは通行不能。 で この場合構造物の壁の 1 つを取り外すだけでケーブル線にアクセスできます。
  • ケーブル床。 これは通常高さ 1.8 m の技術スペースで、上下に床スラブが装備されています。
  • 床スラブと部屋の床の間の隙間にケーブル電力線を敷設することもできます。
  • ケーブルブロックは、敷設されたパイプといくつかの井戸で構成される複雑な構造物です。
  • チャンバーとは、上部を鉄筋コンクリートまたはスラブで覆った地下構造物です。 このようなチャンバーでは、ケーブル電力線のセクションがカップリングで接続されています。
  • 高架は水平または傾斜した構造物です オープンタイプ。 地上でも地上でも、ウォークスルーでも通行不能でも構いません。
  • ギャラリーは陸橋と実質的に同じですが、閉鎖されているだけです。

ケーブル電力線の最後の分類は、絶縁体の種類です。 原則として、固体絶縁体と液体絶縁体という 2 つの主なタイプがあります。 1 つ目は、ポリマー (ポリ塩化ビニル、架橋ポリエチレン、エチレン - プロピレンゴム) で作られた絶縁編組と、他のタイプ (油紙、ゴム紙編組など) で作られた絶縁編組です。 液体絶縁体には石油が含まれます。 特殊ガスや他の種類の固体材料など、他の種類の断熱材もあります。 しかし、今日ではそれらが使用されることはほとんどありません。

このテーマに関する結論

電力線の種類は、架空線とケーブルという 2 つの主なタイプに分類されます。 どちらのオプションも今日どこでも使用されているため、一方を他方から区別したり、一方を他方より優先したりする必要はありません。 もちろん、架空線の建設には多額の資本投資が必要です。なぜなら、ルートの敷設には、主に金属製の支柱の設置が必要であり、その支柱はかなり複雑な設計になっているからです。 この場合、どのネットワークがどの電圧で敷設されるかが考慮されます。