Como a eletricidade é transmitida das usinas para os consumidores

Grupos geradores convertem a energia dos rios, vento, combustão de combustível e até ligações atômicas em eletricidade. Eles são distribuídos por todo o país, combinados em um único sistema por subestações de transformadores. A eletricidade é transferida para a distância entre eles pelas linhas de energia. Seu comprimento pode variar de dois a três a centenas de quilômetros.

Linhas de transporte de eletricidade

A eletricidade de alta potência pode ser transmitida através de cabos de energia enterrados no solo ou enterrados em corpos d'água. Mas o método mais comum de transporte é através de linhas aéreas fixadas em estruturas de engenharia especiais - suportes.

Então eles procuram uma VL-330 kV (clique na foto para ampliar):

E aqui está uma fotografia de uma linha separada de 110 kV.

Subestações elétricas

As linhas de energia de ar e cabo conectam subestações de transformador aos mesmos dispositivos de distribuição de tensão para transferir energia de um transformador de energia para outro.

Por exemplo, um autotransformador 330/110/10 kV recebe no lado alto 330 energia de várias linhas. A transmissão de eletricidade aos consumidores ocorre em uma média de 110 e uma parte baixa de 10 kV.

No entanto, o autotransformador pode ser alimentado por média ou baixa tensão. Depende do estado do circuito e da dinâmica dos processos que ocorrem nele.

Autotransformador-330kV do fragmento.

Vista de um transformador 110/10 de uma subestação remota que recebe eletricidade no lado 110, distribuindo-a em linhas de 10 kV.

Ele é, mas do lado oposto.

Para conectar as linhas aos transformadores, são usadas áreas vedadas, nas quais os elementos de potência do circuito são montados.

Vista de um pequeno fragmento de uma subestação de aparelhagem aberta 330 kV.

Parte do território do equipamento de manobra ao ar livre-110kV.

Variante da transmissão de energia elétrica da entrada 110 АТ-330 ao transformador 110/10 kV

Um exemplo de um fragmento do circuito de energia primária (uma seção) da distribuição de eletricidade em uma área aberta para 7 linhas de energia aéreas (para ampliar, clique na figura):

Aqui, é possível transferir energia das entradas de 110 AT No. 1 ou AT No. 2. No circuito, cada entrada AT foi conectada ao seu sistema de barramento com os interruptores nº 10 e nº 15, com os pneus divididos em seções através dos interruptores nº 8 e nº 9 ao usar um sistema de barramento de derivação comutado pelo comutador nº 13. Os pneus 1SSh e 2Sh podem ser combinados com o interruptor nº 18.

As linhas de energia aérea são alimentadas pelos interruptores nº 11, 12, 14, 16, 17, 19, 20. O circuito prevê o descomissionamento de cada uma delas para alimentar a linha aérea através do sistema de barramento de derivação.

O disjuntor SF6 de 110 kV neste circuito é mostrado na foto.

A partir disso, a energia é transferida para uma linha aérea de energia para uma subestação remota 110/10. A foto abaixo mostra seus principais elementos de energia a partir do suporte final de entrada da linha de transmissão de energia (clique na imagem para ampliar):

A eletricidade é fornecida ao transformador através de um seccionador, um separador, medidores de corrente e transformadores de tensão.

Cada um deles executa determinadas tarefas:

• Transformadores de corrente de medição e transformadores de corrente avaliam os vetores de corrente e tensão nas fases do circuito primário com certos erros metrológicos, transferem-nos para os dispositivos secundários de proteção, automação e medição para processamento subseqüente;

• O seccionador é usado para abrir / ligar manualmente o circuito de energia quando não há carga nos fios de energia do circuito;

• O separador desconecta automaticamente o transformador de potência da subestação da linha para um tempo morto, criado durante condições de emergência no transformador.

Para comparar a imagem das capacidades transmitidas e a complexidade das estruturas, observe o tipo de seccionador no quadro elétrico de 330 kV.É acionado por potentes motores elétricos trifásicos, controlados por automação com circuitos de alarme.

Em uma rede de 380/220 volts, esse dispositivo é um comutador comum. Mas voltando ao esquema da subestação de 110/10 kV.

Preste atenção! Não há um interruptor de alta tensão para eliminar acidentes.

No entanto, isso não significa que problemas de operação segura tenham sido negligenciados. Transformações eletromagnéticas complicadas ocorrem constantemente no transformador de energia com a liberação de energia térmica e a transferência de grandes capacidades elétricas. Tudo isso é controlado através da medição de corpos de proteção.

Eles estão localizados em painéis separados.

No caso de situações críticas, a eletricidade é removida do equipamento por todos os lados: 110 e 10 kV. A tensão de alimentação é desligada neste circuito por um interruptor isolado a gás localizado na subestação 330/110 kV.

Para que funcione, use o curto-circuito (clique na foto para ampliar):

Este é um dispositivo especial que serve como elemento executivo da proteção de um transformador de potência. Possui uma faca aterrada móvel com acionamento eletromecânico.

Em um modo operacional crítico, as proteções que monitoram o estado dos processos dentro do transformador dão um poderoso impulso ao eletroímã da bobina de curto-circuito. A partir dele, é acionada a trava do acionamento por mola, que é ativada e impõe uma faca de curto-circuito nos pneus de alta tensão (o princípio da ratoeira).

Uma falta à terra ocorre no circuito. A corrente é sentida pela proteção do disjuntor SF6 na subestação de energia remota. Sua automação abre o disjuntor por um determinado intervalo de tempo de vários segundos.

Durante esse período, em todas as subestações conectadas a esta linha de energia, é criada uma pausa de tempo morto. Durante sua proteção, a automação do transformador em questão emite um comando para acionar o separador, que espalha automaticamente suas facas, interrompendo o circuito de alimentação de tensão do transformador de potência, que finalmente “amortece a subestação”.

Todas essas operações levam cerca de 4 segundos. Após a expiração, a automação do comutador remoto faz com que a tensão seja aplicada à linha. Mas não alcançará o transformador de potência danificado devido ao espaço criado pelo separador. E todos os outros consumidores continuarão recebendo eletricidade.

A comutação reversa com um curto-circuito e um separador é realizada manualmente pela equipe operacional após analisar a operação da automação de acordo com os resultados das ações dos circuitos de alarme.

Dessa forma, a confiabilidade do equipamento aumenta, as perdas durante a transmissão de eletricidade nas redes elétricas são reduzidas.

Circuito de 10 kV

A partir do transformador de potência, a energia convertida de 10 kV é fornecida à entrada do quadro completo externo KRUN - e é distribuída através de um sistema de barramento e disjuntores com proteção e automação nas linhas de ar ou cabo.

As linhas aéreas de 10 kV que partem de KRUN são visíveis na foto.

Uma linha aérea de 10 kV na área ao longo da rodovia.

Subestações de 10 / 0,4 kV são conectadas a essas linhas.

Transformador 10 / 0,4 kV

O design e as dimensões dos transformadores de potência que convertem eletricidade com uma voltagem de 10 kV a 380 volts dependem das tarefas que executam e das capacidades transmitidas. Suas dimensões externas podem ser estimadas por várias fotos.

Construção em um prédio fechado separado para edifícios de vários andares na vila.

Armários fechados de metal 10 / 0,4 kV no campo.

Transformador de 10 / 0,4 kV em uma cooperativa de garagem (clique na foto para ampliar):

Como esses transformadores funcionam, a energia é transferida para os consumidores, as perdas ocorrem durante a transmissão de eletricidade em redes elétricas e a compensação é realizada, será descrito no próximo artigo.

Continuação do artigo:Como a eletricidade é transmitida aos consumidores através de uma rede de 0,4 kV