2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27
Comment se passe la distribution de l'électricité et sa transmission de la source d'alimentation principale au consommateur ? Ce problème est assez compliqué, car la source est une sous-station, qui peut être située à une distance considérable de la ville, mais l'énergie doit être fournie avec une efficacité maximale. Ce problème doit être examiné plus en détail.
Description générale du processus
Comme mentionné précédemment, l'objet initial, d'où commence la distribution d'électricité, est aujourd'hui une centrale électrique. Aujourd'hui, il existe trois principaux types de bornes pouvant alimenter les consommateurs en électricité. Il peut s'agir d'une centrale thermique (TPP), d'une centrale hydroélectrique (HPP) et d'une centrale nucléaire (NPP). En plus de ces types de base, il existe également des stations solaires ou éoliennes, mais celles-ci sont utilisées à des fins plus locales.
Ces trois types de bornes sont à la fois la source et le premier point de distribution de l'électricité. PourAfin de réaliser un processus tel que la transmission d'énergie électrique, il est nécessaire d'augmenter considérablement la tension. Plus le consommateur est éloigné, plus la tension doit être élevée. Ainsi, l'augmentation peut atteindre jusqu'à 1150 kV. Une augmentation de la tension est nécessaire pour diminuer l'intensité du courant. Dans ce cas, la résistance des fils chute également. Cet effet vous permet de transférer le courant avec le moins de perte de puissance. Afin d'augmenter la tension à la valeur souhaitée, chaque station dispose d'un transformateur élévateur. Après avoir traversé la section avec le transformateur, le courant électrique est transmis au centre de distribution central à l'aide de lignes électriques. PIU est une station de distribution centrale où l'électricité est directement distribuée.
Description générale du chemin actuel
Des installations telles que le centre de distribution central sont déjà à proximité des villes, des villages, etc. Ici, non seulement la distribution a lieu, mais aussi une chute de tension à 220 ou 110 kV. Après cela, l'électricité est transmise aux sous-stations situées déjà dans la ville.
Lors du passage dans de si petites sous-stations, la tension chute à nouveau, mais à 6-10 kV. Après cela, la transmission et la distribution de l'électricité s'effectuent via des points de transformation situés dans différentes parties de la ville. Il convient également de noter ici que la transmission de l'énergie à l'intérieur de la ville vers le poste de transformation ne s'effectue plus à l'aide de lignes électriques, mais à l'aide de câbles souterrains posés. C'est beaucoup plus pratique que l'utilisation de lignes électriques. Le point du transformateur est la dernière installation surdans lequel la distribution et la transmission de l'électricité, ainsi que sa réduction pour la dernière fois, ont lieu. Dans ces zones, la tension est réduite au 0,4 kV déjà familier, soit 380 V. Ensuite, elle est transférée à des bâtiments privés à plusieurs étages, des coopératives de garage, etc.
Si nous considérons brièvement le chemin de transmission, il se présente approximativement comme suit: source d'énergie (centrale électrique de 10 kV) - transformateur élévateur jusqu'à 110-1150 kV - ligne de transport d'énergie - sous-station avec transformateur abaisseur - point de transformateur avec chute de tension à 10- 0,4 kV - consommateurs (secteur privé, bâtiments résidentiels, etc.).
Caractéristiques du processus
La production et la distribution d'électricité, ainsi que le processus de sa transmission, ont une caractéristique importante - tous ces processus sont continus. En d'autres termes, la production d'énergie électrique coïncide dans le temps avec le processus de sa consommation, c'est pourquoi les centrales électriques, les réseaux et les récepteurs sont interconnectés par un concept tel que le mode commun. Cette propriété rend nécessaire l'organisation des systèmes énergétiques afin d'être plus efficace dans la production et la distribution d'électricité.
Ici, il est très important de comprendre ce qu'est un tel système énergétique. Il s'agit d'un ensemble de toutes les stations, lignes électriques, sous-stations et autres réseaux de chauffage, qui sont interconnectés par une propriété telle qu'un mode commun, ainsi qu'un processus unique de production d'énergie électrique. En outre, les processus de transformation et de distribution dans ces zones sont effectués sous la responsabilité généraleexécutant tout ce système.
L'unité de travail principale dans de tels systèmes est l'installation électrique. Ces équipements sont destinés à la production, la conversion, le transport et la distribution d'électricité. Cette énergie est reçue par des récepteurs électriques. Quant aux installations elles-mêmes, en fonction de la tension de fonctionnement, elles sont divisées en deux classes. La première catégorie fonctionne avec des tensions jusqu'à 1000 V, et la seconde, au contraire, avec des tensions à partir de 1000 V et plus.
En outre, il existe également des dispositifs spéciaux pour la réception, la transmission et la distribution d'électricité - un appareillage de commutation (RU). Il s'agit d'une installation électrique composée d'éléments structurels tels que des jeux de barres préfabriqués et de raccordement, des dispositifs de commutation et de protection, d'automatisation, de télémécanique, d'instruments de mesure et de dispositifs auxiliaires. Ces unités sont également divisées en deux catégories. Le premier concerne les appareils ouverts pouvant être utilisés à l'extérieur et les appareils fermés, qui ne sont utilisés que lorsqu'ils sont situés à l'intérieur d'un bâtiment. Quant au fonctionnement de tels appareils dans la ville, dans la plupart des cas, c'est la deuxième option qui est utilisée.
L'une des dernières frontières du système de transport et de distribution d'électricité est la sous-station. Il s'agit d'un objet composé d'un appareillage jusqu'à 1 000 V et à partir de 1 000 V, ainsi que de transformateurs de puissance et d'autres unités auxiliaires.
Considération du schéma de distribution d'énergie
Pour regarder de plus près le processus de production, de transmission et de distributionl'électricité, vous pouvez prendre comme exemple le schéma fonctionnel de l'approvisionnement en électricité de la ville.
Dans ce cas, le processus commence par le fait que les générateurs de la centrale électrique du district de l'État (centrale électrique régionale de l'État) génèrent une tension de 6, 10 ou 20 kV. En présence d'une telle tension, il n'est pas économique de la transmettre sur une distance de plus de 4 à 6 km, car il y aura de grandes pertes. Afin de réduire considérablement les pertes de puissance, un transformateur de puissance est inclus dans la ligne de transmission, qui est conçu pour augmenter la tension à des valeurs telles que 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 kV. La valeur est choisie en fonction de la distance à laquelle se trouve le consommateur. Vient ensuite un point d'abaissement de l'énergie électrique qui se présente sous la forme d'un poste abaisseur situé dans la ville. La tension est réduite à 6-10 kV. Il convient d'ajouter ici qu'une telle sous-station se compose de deux parties. La première partie du type ouvert est conçue pour une tension de 110-220 kV. La deuxième partie est fermée, comprend un dispositif de distribution d'énergie (RU), conçu pour une tension de 6-10 kV.
Sections du schéma d'approvisionnement en électricité
Outre les appareils répertoriés précédemment, le système d'alimentation en énergie comprend également des objets tels qu'une ligne de câble d'alimentation - PKL, une ligne de câble de distribution - RKL, une ligne de câble avec une tension de 0,4 kV - KL, un type d'entrée d'appareillage de commutation dans un bâtiment résidentiel - ASU, le poste abaisseur principal de l'usine - GPP, une armoire de distribution électrique ou un tableau de distributiondispositif de panneau de commande, situé dans l'atelier de l'usine et conçu pour 0,4 kV.
Aussi dans le circuit, il peut y avoir une section telle que le centre d'alimentation - le CPU. Il est important de noter ici que cet objet peut être représenté par deux dispositifs différents. Il peut s'agir d'un appareillage de commutation de tension secondaire dans un poste abaisseur. En outre, il comprendra également un dispositif qui remplira les fonctions de régulation de la tension et de sa livraison ultérieure aux consommateurs. La deuxième version est un transformateur pour la transmission et la distribution d'électricité, ou un appareillage de commutation de tension de générateur directement à la centrale électrique.
Il convient de noter que le CPU est toujours connecté au point de distribution RP. La ligne qui relie ces deux objets n'a pas de distribution d'énergie électrique sur toute sa longueur. Ces lignes sont généralement appelées lignes de câble.
Aujourd'hui, des équipements tels que KTP - un poste de transformation complet - peuvent être utilisés dans le réseau électrique. Il se compose de plusieurs transformateurs, d'un dispositif de distribution ou d'entrée, conçus pour fonctionner avec une tension de 6-10 kV. Le kit comprend également un appareillage de commutation pour 0,4 kV. Tous ces appareils sont reliés entre eux par des conducteurs de courant, et le kit est livré prêt à l'emploi ou prêt à monter. La réception et la distribution d'électricité peuvent également avoir lieu sur des structures élevées ou sur des pylônes de transmission d'énergie. Ces structures sont appelées sous-stations de transformation à poteau ou à mât.(ITP).
Récepteurs électriques de première catégorie
Aujourd'hui, il existe trois catégories de récepteurs électriques, qui diffèrent par leur degré de fiabilité.
La première catégorie de récepteurs électriques comprend les objets qui, en cas de panne de courant, présentent des problèmes assez graves. Ces derniers comprennent les éléments suivants: une menace pour la vie humaine, de graves dommages à l'économie nationale, des dommages aux équipements coûteux du groupe principal, des produits défectueux en masse, la destruction d'un processus technologique établi pour la production et la distribution d'électricité, une éventuelle perturbation dans l'exploitation d'éléments importants des services publics. Ces récepteurs électriques incluent les bâtiments avec une grande foule de personnes, par exemple, un théâtre, un supermarché, un grand magasin, etc. Ce groupe comprend également les transports électrifiés (métro, trolleybus, tramway).
Quant à l'alimentation électrique de ces structures, elles doivent être alimentées en électricité par deux sources indépendantes l'une de l'autre. La déconnexion du réseau de ces bâtiments n'est autorisée que pendant la période pendant laquelle la source d'alimentation de secours sera démarrée. En d'autres termes, le système de distribution d'énergie doit permettre une transition rapide d'une source à une autre, en cas d'urgence. Dans ce cas, une source d'alimentation indépendante est considérée comme celle sur laquelle la tension restera même si elle disparaît sur d'autres sources qui alimentent le même récepteur électrique.
La première catégorie comprend également les appareils qui doivent être alimentés à partir de trois sources indépendantes à la fois. Il s'agit d'un groupe particulier dont le travail doit être assuré de manière ininterrompue. C'est-à-dire que la déconnexion de l'alimentation électrique n'est pas autorisée même pendant la durée d'activation de la source d'urgence. Le plus souvent, ce groupe comprend des récepteurs dont la défaillance entraîne une menace pour la vie humaine (explosion, incendie, etc.).
Récepteurs de deuxième et troisième catégorie
Les systèmes de distribution d'électricité avec la connexion de la deuxième catégorie de récepteurs électriques comprennent de tels équipements, lorsque l'alimentation est coupée, il y aura un temps d'arrêt massif des mécanismes de travail et du transport industriel, une sous-approvisionnement en produits, ainsi que des perturbations des activités d'un grand nombre de personnes vivant à la fois dans la ville et au-delà. Ce groupe de récepteurs électriques comprend des bâtiments résidentiels au-dessus du 4ème étage, des écoles et des hôpitaux, des centrales électriques dont la panne de courant n'entraînera pas la panne d'équipements coûteux, ainsi que d'autres groupes de consommateurs électriques d'une charge totale de 400 à 10 000 kV.
Deux stations indépendantes devraient agir comme sources d'énergie dans cette catégorie. De plus, la déconnexion de la source d'alimentation principale de ces installations est autorisée jusqu'à ce que le personnel de service démarre la source de secours, ou que l'équipe de service de la station d'alimentation la plus proche le fasse.
Quant à la troisième catégorie de récepteurs, alors pourils possèdent tous les appareils restants qui peuvent être alimentés par une seule alimentation. En outre, la déconnexion du réseau de ces récepteurs est autorisée pendant la période de réparation ou de remplacement de l'équipement endommagé pendant une période ne dépassant pas une journée.
Schéma de principe de l'approvisionnement et de la distribution d'énergie électrique
Le contrôle de la distribution de l'électricité et de sa transmission de la source au récepteur de troisième catégorie dans la ville s'effectue le plus facilement à l'aide d'un schéma radial sans issue. Cependant, un tel schéma présente un inconvénient important, à savoir que si l'un quelconque des éléments du système tombe en panne, tous les récepteurs connectés à un tel schéma resteront sans alimentation. Cela continuera jusqu'à ce que la section endommagée de la chaîne soit remplacée. En raison de cette lacune, il n'est pas recommandé d'utiliser un tel schéma de commutation.
Si nous parlons de la connexion et de la distribution d'énergie pour les récepteurs des deuxième et troisième catégories, vous pouvez utiliser ici le schéma du circuit en anneau. Avec une telle connexion, si l'une des lignes électriques tombe en panne, vous pouvez rétablir l'alimentation de tous les récepteurs connectés à un tel réseau en mode manuel, si vous coupez l'alimentation de la source principale et démarrez celle de secours. Le circuit en anneau diffère du circuit radial en ce qu'il comporte des sections spéciales sur lesquelles les sectionneurs ou les interrupteurs sont en mode arrêt. Si la source d'alimentation principale est endommagée, ils peuvent être allumés pour rétablir l'alimentation, mais à partir de la ligne de secours. Il servira égalementun bon avantage si des réparations doivent être effectuées sur la ligne principale. Une interruption de l'alimentation électrique d'une telle ligne est autorisée pendant une période d'environ deux heures. Ce temps est suffisant pour éteindre la source d'alimentation principale endommagée et connecter la source de secours au réseau afin qu'elle distribue l'électricité.
Il existe un moyen encore plus fiable de connecter et de distribuer l'énergie - il s'agit d'un schéma avec connexion parallèle de deux lignes d'alimentation ou l'introduction d'une connexion automatique d'une source de secours. Avec un tel schéma, la ligne endommagée sera déconnectée du système de distribution générale à l'aide de deux interrupteurs situés à chaque extrémité de la ligne. La fourniture d'électricité dans ce cas sera effectuée en mode toujours ininterrompu, mais déjà via la deuxième ligne. Ce schéma est pertinent pour les récepteurs de la deuxième catégorie.
Schémas de distribution pour la première catégorie de récepteurs
En ce qui concerne la distribution d'énergie pour alimenter les récepteurs de la première catégorie, dans ce cas, il est nécessaire de se connecter à partir de deux centrales électriques indépendantes en même temps. De plus, ces systèmes n'utilisent souvent pas un point de distribution, mais deux, et un système d'alimentation de secours automatique est toujours fourni.
Pour les récepteurs électriques appartenant à la première catégorie, une commutation automatique sur l'alimentation de secours est installée sur les dispositifs de distribution d'entrée. Avec un tel système de connexion, la distribution du courant électriques'effectue à l'aide de deux lignes électriques, chacune caractérisée par une tension allant jusqu'à 1 kV, et est également connectée à des transformateurs indépendants.
Autres schémas de distribution et d'alimentation du récepteur
Afin de distribuer le plus efficacement possible l'électricité aux récepteurs de deuxième catégorie, vous pouvez utiliser un circuit avec protection contre les surintensités pour un ou deux RP, ainsi qu'un circuit avec alimentation de secours automatique. Cependant, il y a une certaine exigence ici. Ces schémas ne peuvent être utilisés que si le coût des ressources matérielles pour leur agencement n'augmente pas de plus de 5%, par rapport à l'agencement d'une transition manuelle vers une source d'alimentation de secours. De plus, il est nécessaire d'équiper ces sections de manière à ce qu'une ligne puisse reprendre la charge de la seconde, en tenant compte de la surcharge à court terme. Ceci est nécessaire, car si l'un d'eux tombe en panne, la distribution de toute la tension sera transférée à l'autre.
Il existe un schéma de connexion et de distribution des faisceaux assez courant. Dans ce cas, un point de distribution sera alimenté par deux transformateurs différents. Un câble est connecté à chacun d'eux, dont la tension ne dépasse pas 1000 V. Chacun des transformateurs est également équipé d'un contacteur, qui est conçu pour commuter automatiquement la charge d'un bloc d'alimentation à un autre, si l'un d'entre eux le la tension disparaîtra.
Résumant la fiabilité du réseau, c'est l'une des exigences les plus importantes qui doivent êtres'assurer que la distribution d'énergie n'est pas interrompue. Pour atteindre une fiabilité maximale, il est nécessaire non seulement d'utiliser les schémas d'approvisionnement les plus appropriés pour chaque catégorie. Il est également important de choisir les bonnes marques de câbles, ainsi que leur épaisseur et leur section, en tenant compte de leur échauffement et des pertes de puissance lors du passage du courant. Il est également important de suivre les règles de fonctionnement technique et la technologie pour effectuer tous les travaux électriques.
Sur la base de ce qui précède, nous pouvons conclure que le dispositif de réception et de distribution d'électricité, ainsi que sa fourniture de la source au consommateur final ou au récepteur, n'est pas un processus si compliqué.
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