Stacje elektroenergetyczne

Stacje elektroener. należą do podstawowych elementów układy elektroenergetycznego.
Zadaniem stacji jest rozdział i przetwarzanie energii elektrycznej.

Rozróżnia się:
a)stacje Tansformatorowe – przetwarzanie energii na różne poziomy napięcia,
b)stacje rozdzielcze – rozdział energii na jednym poziomie napięcia,
c)stacje Transformatorowo rozdzielcze – przetwarzanie i rozdział energii. Stosuje się rozwiązania gdzie połączone są obie funkcje, a więc w systemach energetycznych dominują stacje TR rozdzielcze. Większe stacje mogą być wyposażone dodatkowo w nastawnie, służącą do bieżącego nadzoru urządzeń i wykonania czynności związanych z ruchem(pracą urządzeń). Stacje budowane są jako napowietrzne i wnętrzowe. Przy niewielkich macach stosuje się stacje napowietrzne – tereny wiejskie i osiedla o luźnej zabudowie. Do zasilania zakładów przemysłowych jak i sieci miejskich budowane są stacje wnętrzowe.
Stacje dużej mocy, np. GPZ, zasilane na poziomie 110kV i wyższym budowane są też jako napowietrzne. Wyjątkiem są stacje w wielkich aglomeracjach miejskich, gdzie wprowadzenie linii napowietrznych WN wyklucza się ze względu bezpieczeństwa(wymagane odległości) jak też względami estetyki i buduje się je jako wnętrzowe.

Stacje wnętrzowe mają zalety:
a)zwartą budowę, (zajmują małą pow.)
b)urządzenia stacji chronione są przed wpływami atmosferycznymi
c)zapewniają łatwą obsługę i konserwacje.
Wady tych stacji to:
a)większy koszt budowy
b)ograniczenie możliwości rozbudowy i modernizacji
c) większa możliwość rozprzestrzeniania się uszkodzeń
Najbardziej są rozpowszechnione stacje napowietrzne słupowe oraz prefabrykowane stacje kioskowe(o zwartej budowie).
Wyposażenie stacji:
*transformator
*szyny zbiorcze oraz izolatory
*łączniki
*przekładniki, urządzenia pomiarowe
*dławiki przeciwzwarciowe
*odgromniki.

UKŁADY POŁĄCZEŃ STACJI
1. Układy z szynami zbiorczymi.
Stosuje się najprostsze układy szyn zbiorczych, stosownie do wymaganego stopnia niezawodności zasilania odbiorców.
2.Sekcjonowanie szyn zbiorczych.
W celu poprawy niezawodności zasilania(ważnych odbiorów) stosujemy sekcjonowane szyny zbiorcze. Przy sekcjonowaniu szyny dzieli się na dwie lub więcej części, odpowiednio do ilości i mocy źródeł zasilania. Linie zasilające i odejściowe przyłącza się tak, ażeby uszkodzenie jednej sekcji nie powodowało przerwy w zasilaniu ważnych odbiorów.
3.Układ z podwójnym systemem szyn zbiorczych.
System ten zapewnia dużą niezawodność zasilania. W tym układzie najczęściej jeden system szyn jest roboczy a drugi rezerwowy.
Zalety układu 3:
a)możliwość pracy jednego systemu gdy drugi jest w naprawie lub konserwacji b)możliwość rozdzielenia linii zasilających i odbiorczych przez co uzyskuje się zmniejszenie mocy zwarciowych oraz wydzielania grupy odbiorców o znaczących i częstych zmianach obciążenia.
Przy przenoszeniu obciążenia z jednego systemu szyn na drugi kolejność czynności łączeniowych jest następująca:
*zamknięcie odłączników w polu wył. systemowego a następnie zamknięcie wył. systemowego, przełączenie napięcia na system.
*zamknięcie odłączników szynowych należących do systemu2.
*otwarcie odłączników szynowych należących do systemu1.
*otwarcie wył. systemowego a następnie odłączników w polu tego wyłącznika.

SZYNY ZBIORCZE W STACJACH WNĘTRZOWYCH
Połączenia obwodów głównych w tych stacjach wykonuje się przy użyciu szyn sztywnych. Stosuje się szyny o różnych profilach. Najbardziej rozpowszechnione są szyny płaskie. Są szyny jednopasmowe a przy dużych prądach zwarciowych dwu lub trzy pasmowe. Przy bardzo dużych prądach zwarciowych stosuje się szyny o profilach ceownikowych.
Wyjątkowo używane są szyny o przekroju okrągłym w postaci prętów czy rurowe, przy najwyższych napięciach, są jednak kłopotliwe w łączeniu. Szyny najczęściej wykonuje się z Al. a niekiedy stopy aluminium(aldrejowe). Do łączenia szyn stosuje się połączenia śrubowe na zakładki.. Śruby zaopatruje się w podkładki płaskie i sprężynujące, aby ograniczyć wpływ temperatury.
Kolory szyn zbiorczych: L1-żólty
L2-zielony
L3-fioletowy
N- niebieski
PE- żółto-zielona
Transformatory w stacjach elektroenergetycznych.
W zależności od przeznaczenia, wartości i rodzaju obciążenia TR a także napięcia strony wtórnej stosuje się TR o różnych układach połączeń uzwojeń pierwotnych i wtórnych.
a)TR w układzie Yz- budowane są na niewielkie moce do 250kVA i przeznaczone do zasilania odbiorców energii o niskim napięciu i dużej asymetrii obciążenia.
b)układ Dy- podobnie jak Yz stosuje się przy asymetrii obciążenia(mniejszej), przy czym możliwe jest tu obciążenie przewodu neutralnego(zerowego) prądem znamionowym.
c) układ Yy- jest układem najprostszym i najtańszym. Jednak nie może być stosowany przy większej asymetrii obciążeń. Używa się je w dużych stacjach wysokiego napięcia.
d)układ Yd- powszechnie stosowany w dużych TR zasilających linie trójprzewodowe, np. sieci przemysłowe.

PRACA RÓWNOLEGŁA TR.
Pracą równoległą TR-ów nazywamy połączenia do wspólnych szyn po stronie zasilania oraz po stronie odbioru. Daje to korzyści: a)w okresie zmniejszonego obciążenia niektóre TR możemy wył.- mniejsze straty mocy. b)uszkodzenie lub planowe wył. nie zmusza do wył. wszystkich odbiorców.

Warunki pracy równoległej TR.
1.ta sama grupa połączeń 2.jednakowe napięcie znamionowe pierwotne i wtórne 3.jednakowe napięcie zwarcia; dop. tolerancja 10% 4.zbliżone moce znamionowe- stosunek mocy nie większy niż 1:3.
INSTALOWANIE TR.
W stacjach wnętrzowych TR umieszcza się w specjalnych pomieszczeniach zwanych komorami transformatorowymi. Olej mineralny służący do chłodzenia uzwojeń TR jest palny, dlatego każdy TR umieszcza się w oddzielnej komorze. Komory TR powinny mieć zapewnioną wentylacje, zwykle grawitacyjną, poprzez wykonanie otworów nawiewnych u dołu i wywiewnych u góry. Wentylacje wymuszoną stosuje się przy dużych jednostkach. Ponadto w komorze wykonuje się dół ściekowy do gromadzenia oleju w przypadku uszkodzenia kadzi, o posadzka komory ze spadkiem 2-5% w kierunku otworu ściekowego.

TR o mocy do 630kVA budowane są jako hermetyzowane, natomiast większe są z konserwatorem, czyli zbiornikiem gdzie przemieszcza się olej w skutek rozszerzalności cieplnej. Przed otworem konserwatora zasysającym z zewnątrz powietrze umieszcza się filtr z żelem do pochłaniania wilgoci. Zmiana koloru żelu z niebieskiego na różowy wskazuje potrzebę wymiany lub regeneracji żelu. Wydzielanie się gazu z oleju wskazuje na nadmierne(awaryjne) nagrzewanie się uzwojeń TR. Do wykrycia tych stanów stosuje się przekaźniki gazowo przepływowe, które sygnalizują awarię, względnie powodują wył. TR w przypadku gwałtownego przepływu gazu.