Etm.cz - elektrotechnika on-line

Vnější rozvodny a transformační stanice

Neděle, 06. únor 2022

Výklad

Rozvodny tvoří nejpodstatnější část elektrických stanic. Na úrovni zvlášť vysokého napětí systému nebo umožňují větvení vedení. Jsou to uzly, pomocí kterých lze sítě konfigurovat a přesměrovávat toky energií podle aktuálních potřeb přenosu a distribuce.

Jejich řídicí systém a spínací technika bleskově reagují na výskyty nepředvídatelných situací a poruch.Snahou je omezit výpadky dodávek elektrické energie na minimum. Zatímco rozvodny vyšších napěťových úrovní jsou většinou vnějšího provedení a propojují vedení různých částísítě,u nižších napěťových úrovní se jedná spíše o rozdělení transformovaného výkonu do několika samostatných paprsků pro jeho transport k místům spotřeby. Rozvodny vysokého napětí se většinou realizují jako vnitřní rozvodny.

obr. Část rozlehlé rozvodny velmi vysokého napětí s portálovými stožáry pro přivedení nebo vyvedení výkonu

Obecně se elektrické stanice dělí podle toho, k čemu slouží. Nejviditelnější elektrickou stanicí je rozvodna a jak již název napovídá, rozvádí energii téhož napětí. Účelem transformoven je transformace přenosového nebo distribuovaného napětí na novou úroveň (většinou směrem dolů). Měnírny slouží k převodu střídavého napětí na napětí stejnosměrné, používané především v dopravě a v některých podnicích. Obousměrná změna druhu napětí se také využívá u stejnosměrných vysokonapěťových přenosových linek, dopravujících elektrickou energii na velmi velké vzdálenosti. Kompenzovny jsou elektrické stanice určené výhradně k vyrovnání jalových složek střídavého proudu.

obr. Letecký pohled na elektrickou stanici zahrnující dvě rozvodny a transformovnu, která se nachází uprostřed

Nad prakticky identickými poli vnější rozvodny se táhnou trubkové systémy přípojnic

V praxi se často jednotlivé typy elektrických stanic kombinují a na jednom místě jsou třeba dvě rozvodny,

transformovna a kompenzační stanice. A celé to nese zjednodušené označení rozvodna.

Vnější provedení rozvodny je typické pro sítě 110 kV a výš. Jednotlivé prvky takové rozvodny jsou rozloženy na venkovním prostranství, které zabírá poměrně velkou plochu. Je to z důvodu dodržení izolačních vzdáleností mezi vodiči pod napětím ve vzduchu. Pro nejvyšší napětí jsou to řádově metry. I když existuje alternativní způsob vnitřního modulového (zapouzdřeného) provedení rozvodny velmi nebo zvlášť vysokého napětí, převažující většina těchto rozvoden je venkovních, protože jsou přehlednější a levnější.

obr. Nad prakticky identickými poli vnější rozvodny se táhnou trubkové systémy přípojnic

SLOŽENÍ VNĚJŠÍCH ROZVODEN

Hlavními částmi vnějších rozvoden jsou pole a přípojnicové systémy. Polem se nazývá skupina zařízení tvořících ucelenou větev, neboli odbočku pro přivedení nebo vyvedení výkonu jednou linkou z rozvodny. Všechna pole jsou napříč propojena přípojnicemi. Nejpoužívanějšími odbočkami v rozvodně jsou vývody pro venkovní a kabelová vedení a vývody pro propojení s transformátory. Pomocné odbočky jsou osazeny různými podélnými, příčnými nebo kombinovanými spínači pro manipulační propojování hlavních a pomocných přípojnic při rekonfiguraci sítě nebo jsou to odbočky umožňující přesné měření elektrických veličin.

obr. Jednotlivá pole tvoří trojice řad propojených zařízení orientovaných kolmo na linie přípojnic

Složení typické odbočky pro venkovní vedení většinou zahrnuje část přípojnicového systému, několik přípojnicových odpojovačů, výkonový vypínač, přístrojové transformátory proudu a napětí, vývodový odpojovač, omezovač přepětí a systém uzemnění pole nebo vývodu. Odbočka pro kabelový vývod se liší jen nepřítomností omezovače přepětí. Naopak transformátorové odbočce bleskojistka k ochraně transformátoru nechybí, ale postrádá možnost uzemnění vývodu. Ideálním stavem z hlediska údržby a revizí je zapojení s plnou výzbrojí, kdy má výkonový vypínač z obou stran odpojovače.

Snímek obrazovky 2022 02 03 183510

obr..typická konfigurace odboček pro venkovní a kabelové vývody

PŘÍPOJNICE

Přípojnice tvoří systém vodičů propojujících všechna pole rozvodny. Úplným základem je jednoduchý systém přípojnic, kdy trojice fázových vodičů prochází
po celé délce rozvodny. V každém poli jsou tyto vodiče propojeny s přípojnicovým odpojovačem daného pole. Spolehlivějším řešením je použití dvojitého
systému přípojnic, kde je každé pole volitelně připojeno k jedné ze dvou paralelních přípojnic. Výběr přípojnice umožňuje větší možnosti konfigurace
celkového zapojení rozvodny. Dvojitý systém přípojnic ve velké míře eliminuje přerušení dodávek elektrické energie a je charakteristický pro většinu
středně velkých rozvoden.

Dvojitý systém přípojnic tvořený šesticí trubkových vedení na podpěrných izolátorech procházející každým polem rozvodny

obr.Dvojitý systém přípojnic tvořený šesticí trubkových vedení na podpěrných izolátorech, procházející každým polem rozvodny

Ukázka malé rozvodny kde jsou dva přívody propojeny s dvojicí transformátorů do tvaru písmene H

Vícenásobné systémy přípojnic se používají spíše výjimečně pro dosažení vyšší spolehlivosti a flexibility zapojení. Někdy se k hlavním přípojnicím přidává ještě jedna pomocná přípojnice, která umožňuje provozovat vybranou odbočku i při revizi nebo poruše jejího hlavního vypínače. Pomocná přípojnice je totiž napojena na odbočku až za výkonovým vypínačem, kdežto hlavní přípojnice před ním. Vícenásobné systémy přípojnic jsou vždy ještě vybaveny příčnými spínači, vzájemně propojujícími jednotlivé přípojnice. Manipulace přepojení vývodu odbočky na jinou přípojnici se v rozvodnách provádí dálkově z centrálního nebo místního dispečinku, bez přerušení provozu a dodávky elektřiny.

Při větších a delších rozvodnách jsou všechny přípojnice děleny i podélně. Malé rozvodny, obsahující jen 2 vývodová pole a 2 pole pro transformátory s jedním příčným propojením, se často zapojují do tvaru písmene H.

obr.Ukázka malé rozvodny, kde jsou dva přívody propojeny

s dvojicí transformátorů do tvaru písmene „H“

PROVOZNÍ MANIPULACE

Ruční manipulace jsou v elektrických rozvodnách již vzácností ve většině případů jsou manipulace prováděny dálkově pomocí elektrických nebo pneumatických pohonů V elektrických rozvodnách běžně dochází k zapínání a vypínání odboček na určitý přípojnicový systém,
ke změně aktivní přípojnice,k připojení nebo odpojení odbočky z pomocné přípojnice (náhradní provoz),
anebo spínání či rozepínání podélných úseků přípojnic. Všechny provozní manipulace vyžadují dodržování
přesného postupu a sledu operací. Navíc jednotlivé operace jsou mechanicky, elektromagneticky nebo
elektronicky povoleny, jen když jsou splněna kritéria bezpečné manipulace. Blokovací podmínky jsou zahrnuty
i v programovém vybavení řídicího systému rozvodny, který například nedovolí zapnout výkonový vypínač
, pokud jsou odpojovače odbočky v otevřeném stavu nebo v mezipolobr.

obr. Ruční manipulace jsou v elektrických rozvodnách již vzácností, ve většině případů
jsou manipulace prováděny dálkově pomocí elektrických nebo pneumatických pohonů

SPOLEČNÉ PROVOZY A VLASTNÍ SPOTŘEBA

Transformátory vlastní spotřeby jsou většinou napájeny vysokým napětím a zásobují rozvaděče vlastní spotřeby nízkým napětím 400230 V

Žádná rozvodna se neobejde bez zařízení vlastní spotřeby, která spadají
pod společné provozy.Vlastní spotřeba je elektrická energie, kterou stanice potřebuje,
aby spolehlivě zabezpečila svůj provoz při všech možných režimech. Kromě vlastní spotřeby
patří do společných provozů vzduchové hospodářství pro pneumatické ovládání, vodní
a olejové hospodářství, sady akumulátorových baterií,usměrňovače a střídače, dozorna,
systém ochran a další pomocné systémy potřebné pro hladký
a bezpečný chod celé rozvodny.

Soubor transformátorů, vedení a rozvaděčů, označovaných souhrnně jako vlastní spotřeba zajišťuje v každém okamžiku elektrické napájení pro řízení a ovládání spínacích a manipulačních prvků všech polí, napájení systémů elektrických ochran a napájení méně důležitých zařízení, jakými jsou třeba osvětlovací zdroje, chlazení, klimatizace a kompresory.

obr. Transformátory vlastní spotřeby jsou většinou napájeny vysokým napětím
a zásobují rozvaděče vlastní spotřeby nízkým napětím 400/230 V

Zdroje vlastní spotřeby zajišťují fungování rozvodny při normálním i poruchovém stavu, při revizích i odstávkách a dokonce

i v případě kompletního výpadku napájení rozvodny. Obyčejně má každá stanice hlavní, primární zdroj vlastní spotřeby a záložní,
sekundární zdroj. Primárním zdrojem může být například terciární vinutí výkonových transformátorů, záložním zdrojem samostatné
vysokonapěťové vedení z jiné rozvodny nebo dieselgenerátor. Vlastní spotřeba je zabezpečována na úrovni střídavého napětí 3 × 400/230 V
a prostřednictvím usměrňovačů a baterií i na několika úrovních stejnosměrného
napětí (například 220 V a 60 V).

Zdroj: Skupina ČEZ

Svět energie

Redakčně upravil : Ing.Pavel Hála