配電および変電所用バスシステム
電気エネルギーの送電と配電には、さまざまな電圧レベルの架空線または電力ケーブルが使用され、その選択は技術的および経済的側面の分析に基づいています。
高い電源の信頼性を確保するために、電気ネットワークは多かれ少なかれマルチチェーンにすることができます。これにより、個々の送電線に障害が発生した場合でも、他の送電線を通じて消費者に供給を続けることができます。
2 つ以上の線が収束するネットワーク上の点は、節点と呼ばれます。これらの接続点には、故障時やメンテナンスおよび修理の際に個々の回線回路を切断するように設計されたスイッチ装置が常に設置されています。
これに必要なすべてのスイッチング デバイス、および測定、制御、保護、補助機器が配置されています。 配電変電所内.
これらの機器に加えて、レベルを変更するために配電変電所に変圧器が設置されている場合、そのような変電所はと呼ばれます。 変電所.
配電変電所には次の主要な構造要素が装備されています。
- しな;
- ディスコネクター;
- 電源スイッチ;
- 電流および電圧コンバータ。
- サージリミッター。
- 接地スイッチ;
- おそらく: 変圧器。
変電所には、要件と考えられる機械的および電気的負荷を満たす技術的特性を備えたアセンブリとコンポーネントが装備されています。
最近の変電所は主に遠隔制御されるため、追加の監視および制御デバイスが装備されています。さらに、変電所には、消費者に供給される電力の計量および測定装置、およびサージ保護装置が装備されています。
配電用変電所の主な要素はバスバーです。 一般に、それは短い航空会社のように見えます。非常に大電流の場合は、内部油冷チューブ内に配置されます。
バス配置にはいくつかのタイプがあり、特定の配置の選択は、システム電圧、システム内の変電所の位置、電源の信頼性、柔軟性、コストなどのさまざまな要因によって決まります。
物理的な観点から見ると、バスはネットワークのノードです。この時点で、別々の行の開始と終了が行われます。この文脈では、これらを次のように呼びます。 フィーダー.
フィーダーはスイッチでオン/オフできます。これらのスイッチには動作電流が流れ、故障時には非常電流が流れるため、電源スイッチと呼ばれます。
最新の高電圧電源スイッチ 最大 380 kV のレベルで、最大 80 kA の電流を損傷することなく確実にスイッチオン/オフできます。電源スイッチには定期的なメンテナンスが必要です。
このような作業の安全を確保するために、サーキットブレーカーにはいわゆる 断路器… 電源スイッチとは異なり、断路器はオフ状態、つまり、オフ状態でのみオン/オフを切り替えることができます。対応する回路ブレーカーを開いた後にのみ。
断路器と遮断器は、誤開閉を防止するために相互に機械的に連動しています。
さらに、断路器は目に見えるトリップ ポイントを作成するように設計されています。これは、パワー スイッチではこのポイントがアーク シュート内に位置し、視界から隠されているためです。安全規則によれば、電力線のセクションを切断するときは、切断箇所が見える必要があります。
供給を中断することなくバスバーのメンテナンス作業を実行するには、配電変電所に少なくとも 2 つの並列バスバーを装備する必要があります。
ネットワークの柔軟性を高めるために、ディスコネクタを使用して個々のフィーダをバスバーに接続することができます。さらに、動作の自由度を高めるために、レールをいくつかのセクション (いわゆるレールの縦セクション) に分割することができます。
これらの対策のおかげで、大規模な電気ネットワークをガルバニック絶縁によっていくつかのセクションに分割することができ、短絡が発生した場合の電流量を制限できます。
説明されているアクションは通常、修正スイッチング操作と呼ばれ、負荷分散および短絡保護プログラムを使用して最適なネットワーク構成が事前に決定されます。
これらの運用を最適化することで、危険な作業条件を生み出すことなく電力網の可能性を最大限に活用できます。
配電および変電所は、特定の機能を実行する個別のパネルに分割されています。電源盤、コンセント電源盤、接続盤があります。
通常、各パネルのデザインは統一されています。電気回路図では、パネルは常に単極形式で示されます。これは、このタイプの図では、標準のシンボルを使用して、設備の操作に必要なデバイスのみが示されていることを意味します。
電源の概略図
図に示すスキームに従って、電力パネルと出力電力デバイスを備えたパネルの両方が構築されます。どちらの断路器も、電流および電圧測定変圧器とともにブレーカーをトリップするように設計されています。
設置が複数のバスで構成されている場合は、バス ディスコネクタの数を 2 つのバスの対応する数だけ増やす必要があります。
計器用変圧器は、動作、計数、保護装置に必要な関連パラメータを記録します。
接地スイッチは、保守中に隣接する線路の誘導性および容量性の影響から線路を保護するため、また落雷から保護するために使用されます。その機能のため、接地スイッチはサービス接地スイッチと呼ばれることもあります。
緊急時にネットワークの大部分を切断したり、必要なメンテナンス作業を実行したりするには、通常、少なくとも 2 つの並列バスが使用されます。
ダブルレールシステム
接続プレートの電源スイッチを使用すると、両方のバスを単一のノード ポイントに接続できます。このタイプの接続はクロス接続と呼ばれます。クロス接続のおかげで、電源を中断することなくバスバーを交換できます。
電源パネルおよび出力電源装置を備えたパネルは、必要に応じて別のバスに接続でき、その結果、電源が中断されません。
断路器はオフ状態でのみオン/オフを切り替えることができるため、電源スイッチを 2 つのバスの接続に統合する必要があります。バスバーが相互接続されている場合は、まず両方の断路器を閉じてから、電源スイッチのみを閉じる必要があります。
バスバーを接続するときは、電位を等化するために適切な処置 (変圧器のタップ切替器を切り替えるなど) を行う必要があります。そうしないと、バスバーの接続時にバスバーに大きな過渡電流が発生します。
バスバーを接続した後は、バスバーの電位差がなくなるため、電源の接続と切断を行うことができます。
1 つの断路器を開く前に、同じフィーダ上のもう 1 つの断路器が閉じていることを確認することのみが必要です。そうしないと、断路器を開いたときに負荷がかかり、破壊が発生したり、設備の他のコンポーネントが損傷したりする可能性があります。したがって、断路器は特別なロック装置 (電気および空気圧) によって偶発的に開くことがないよう保護されています。
配電用変電所で行われる基本的なプロセスを研究するには、基本的なスイッチング操作を実行できる実験回路を組み立てます。
実験台
実験台の概略図
配電および変電所のバスシステムを研究するためのこのような実験スタンド（ドイツの会社Lucas-Nuelleの実験スタンド）は、リソースセンター「Econtechnopark Volma」にあります。
リソース センターのラーニング ラボ機器の説明については、ここ — およびここ — を参照してください。
Power Lab の SCADA スクリーンショット: デュアル バス
電圧および電流パラメータの分析は、SCADA for power Lab (SO4001-3F) ソフトウェアを使用して実行されます。デュアル バス システムを最大限に活用するには、各バスを独自の電圧源に接続することをお勧めします。