Stacje

elektroenergetyczne



Definicje, podziały,

określenia



Układy połączeń stacji



Pola rozdzielni i ich

wyposażenie



Układy szynowe



Układy bezszynowe

16.05.21 20:43

2

Podstawowe pojęcia

Stacją elektroenergetyczną nazywa się zespół

urządzeń służących do rozdziału energii

elektrycznej lub do jej przetwarzania i

rozdziału. Urządzenia te znajdują się we

wspólnym wydzielonym pomieszczeniu lub na

ogrodzonym terenie, lub są umieszczone na

wspólnych konstrukcjach wsporczych.

Ze

względu

na

wartość

napięcia

znamionowego stacje można podzielić na:

1)

Najwyższych napięć, U

N

 500 kV

2)

Wysokich napięć, 110 kV  U

N

 400 kV

3)

Średnich napięć, 6 kV  U

N

 30 kV

16.05.21 20:43

3

Przykład rozdziału

energii elektrycznej

w sieci miejskiej:

E – elektrownia,

EC – elektrociepłownia,

GPZ – główny punkt zasilający,

RSM – rozdzielnia sieciowa

miejska,

GSZ – główna stacja zasilająca

duży zakład

przemysłowy

16.05.21 20:43

4

Fragment sieci elektroenergetycznej przemysłowej:

GSZ – główna stacja zasilająca, SP – stacje pośrednie, SO – stacje oddziałowe,

RO – rozdzielnice odbiorcze niskiego napięcia

16.05.21 20:43

5

Fragment sieci rozdzielczej

niskiego napięcia dużego

zakładu przemysłowego:

RG – rozdzielnica główna,

RP – rozdzielnica pośrednicząca,

RO – rozdzielnica odbiorcza

16.05.21 20:43

6

Rodzaje stacji

Stacje elektroenergetyki zawodowej:

Główny punkt zasilający (GPZ) – stacja elektroenergetyczna o napięciu

110 kV zasilana z elektrowni lub elektrociepłowni oraz z sieci 220 i 400

kV,

Rozdzielnia sieciowa miejska (RSM) – stacja elektroenergetyczna o

napięciu

z zakresu 10 – 20 kV, zasilana z GPZ-tów, która zasila bezpośrednio

stacje transformatorowe odbiorcze i dalej miejską sieć nn.

Elektroenergetyczne stacje przemysłowe:

Główny stacja zasilająca (GSZ) – ze sobą sieć dostawcy i odbiorcy energii

elektrycznej, niezależnie od wartości napięcia,

Stacje pośrednie (SP) – zasilają wydzielone grupy odbiorników lub stacji

oddziałowych, najczęściej na poziomie SN, czasami 110 kV,

Stacje oddziałowe (SO) – przeznaczone do transformowania i rozdziału

energii na napięciu średnim oraz niskim,

Rozdzielnice odbiorcze (RO) – przeznaczone do bezpośredniego zasilania

odbiorników niskiego napięcia.

16.05.21 20:43

7

Sposób wykonania

Stacje wnętrzowe

Zalety:

1.

Mała powierzchnia (nowoczesne rozwiązania – izolacja SF

6

;

niekonwencjonalne kształty),

2.

Ochrona izolacji przed czynnikami atmosferycznymi i zabrudzeniem,

3.

Dogodna eksploatacja,

4.

Możliwość wkomponowania w otoczenie.

Wady:

1.

Relatywnie większe koszty i czas budowy,

2.

Ograniczone możliwości rozbudowy i modernizacji,

3.

Możliwość rozprzestrzeniania się uszkodzeń.

Stacje napowietrzne

16.05.21 20:43

8

Układy połączeń stacji

Wymagania stawiane układom połączeń stacji:

1)

Duża pewność dostawy energii elektrycznej o odpowiedniej

jakości,

2)

Zapewnienie możliwości zmiany układu w miarę rozwoju sieci lub

rozbudowy i zmiany roli stacji w systemie elektroenergetycznym,

3)

Zapewnienie zasilania odbiorców w sytuacjach awaryjnych

(uszkodzenie urządzeń stacji),

4)

Możliwość odłączenia spod napięcia dowolnego wyłącznika w

celu wykonania jego naprawy lub konserwacji bez długotrwałej

przerwy

w pracy połączonej z nim linii,

5)

Elastyczność układu, stwarzająca możliwość zasilania odbiorców

przy planowanych lub zakłóceniowych wyłączeniach lub

przełączeniach części urządzeń stacji,

16.05.21 20:43

9

Układy połączeń stacji

Wymagania stawiane układom połączeń stacji:

6)

Przejrzystość układu stacji oraz dogodna jej eksploatacja,

zapewniająca personelowi łatwą orientację i bezpieczną

obsługę

7)

W sytuacjach awaryjnych liczba odbiorców dotkniętych

skutkami zakłócenia powinna być jak najmniejsza,

8)

Możliwość

ograniczenia

nadmiernych

wartości

prądu

zwarciowego,

9)

Układ połączeń stacji powinien zapewniać ekonomiczne

rozwiązanie pod względem nakładów inwestycyjnych i

eksploatacyjnych,

10)

Stacje należy wyposażać w aparaturę umożliwiającą jej

bezobsługową pracę.

16.05.21 20:43

1
0

Układy połączeń stacji

Podział ze względu na sposób rozwiązania połączeń między liniami a

transformatorami

16.05.21 20:43

1
1

Pola rozdzielni

W zależności od przeznaczenia rozróżniamy następujące pola:



Liniowe (odpływowe i dopływowe – zasilające) – najczęściej

wyposażone się w wyłączniki i odłączniki (szynowe i liniowe) lub

rozłączniki

z

bezpiecznikami,

ostatecznie

odłączniki

z

bezpiecznikami



Transformatorowe – wyposażone w wyłączniki i odłączniki



Pomiarowe – przekładniki prądowe i napięciowe – przyłączone za

pomocą odłączników z bezpiecznikami



Łączników szyn (sekcyjne i systemowe)



Potrzeb własnych



Odgromnikowe

16.05.21 20:43

1
2

Pola rozdzielni

Przykłady rozwiązań pól:
a, b, c, d – liniowych; e, f - transformatorowych

16.05.21 20:43

1
3

Pola rozdzielni

Przykłady rozwiązań pól:
g – transformatorowego; h – liniowego;
i, j, k, l, m – pola rozdzielnic

osłoniętych dwuczłonowych

16.05.21 20:43

1
4

Układy z szynami

zbiorczymi

Pojedynczy

niesekcjonowany

system

szyn zbiorczych średniego napięcia

Zalety:



Niskie koszty



Duża przejrzystość wykluczająca

błędy przełączeniowe

Wady:



Mała elastyczność dowolna awaria

powoduje wyłączenie całej stacji

Przeznaczenie:



Mało wymagający odbiorcy



Odbiorcy z rezerwowymi źródłami

16.05.21 20:43

1
5

Układy z szynami

zbiorczymi

Pojedynczy

system

szyn

zbiorczych

sekcjonowanych

odłącznikiem

(a),

dwoma odłącznikami (b), lub
wyłącznikiem i odłącznikami (c)

Zalety:



Zwiększona niezawodność



Łatwiejsza eksploatacja



Elastyczność

Przeznaczenie:



Odbiorcy wymagający

większej pewności zasilania

16.05.21 20:43

1
6

Układy z szynami

zbiorczymi

Stacja

z

trzema

transformatorami

i z trzema sekcjami szyn na

każdym z dwóch poziomów

napięć

16.05.21 20:43

1
7

Układy z szynami

zbiorczymi

Pojedynczy sekcjonowany

system szyn zbiorczych z

szyną pomocniczą SP:

W

o

– wyłącznik obejściowy;

W

L

– naprawiany wyłącznik

liniowy;
1 – droga przepływu prądu

przy niesprawnym

wyłączniku W

L

16.05.21 20:43

1
8

Układy z szynami

zbiorczymi

Rozdzielnia z podwójnym

systemem szyn

zbiorczych:

W

s

– wyłącznik systemowy

16.05.21 20:43

1
9

Układy z szynami

zbiorczymi

Przykład wykorzystania

wyłącznika systemowego

W

s

do zastąpienia

uszkodzonego wyłącznika

liniowego W

L

1 – prowizoryczne połączenie

bocznikujące

16.05.21 20:43

2
0

Układy z szynami

zbiorczymi

Podwójny system

szyn zbiorczych z

jednym systemem

sekcjonowanym

wyłącznikiem:

W

s

– wyłącznik

systemowy

(sprzęgłowy)
W

sk

– wyłącznik sekcyjny

16.05.21 20:43

2
1

Układy z szynami

zbiorczymi

Różne układy

połączeń sprzęgieł

systemowo-

sekcyjnych

16.05.21 20:43

2
2

Układy z szynami

zbiorczymi

Różne układy

połączeń sprzęgieł

systemowo-

sekcyjnych

16.05.21 20:43

2
3

Układy z szynami

zbiorczymi

Podwójny system szyn

zbiorczych w kształcie

litery U

16.05.21 20:43

2
4

Układy z szynami

zbiorczymi

Fragment rozdzielni o potrójnym

systemie szyn zbiorczych

W

s

– wyłącznik systemowo-sekcyjny

16.05.21 20:43

2
5

Układy z szynami

zbiorczymi

Fragment rozdzielni o

podwójnym systemie szyn

zbiorczych z dwoma

wyłącznikami na każde pole

16.05.21 20:43

2
6

Układy z szynami

zbiorczymi

Schemat rozdzielni dużej stacji

z dwoma sekcjonowanymi

systemami szyn zbiorczych,

z trzema wyłącznikami na dwa

pola

16.05.21 20:43

2
7

Układy z szynami

zbiorczymi

Układ połączeń stacji o podwójnych systemach szyn zbiorczych

z szynami pomocniczymi SP:

a) układ z odrębnym polem i wyłącznikiem rezerwowym W

r

;

b) układ z wzajemnym rezerwowaniem wyłączników

16.05.21 20:43

2
8

Układy bezszynowe

Układy połączeń blokowe i mostkowe

– stosuje się w

stacjach zasilanych jedną lub dwiema liniami.

Układy blokowe charakteryzują się szeregowym połączeniem

wszystkich elementów obwodu głównego bez pośrednictwa

szyn zbiorczych. Często są stosowane w pierwszym etapie

budowy rozdzielni 110 kV oraz dość rozpowszechnione w

sieciach SN.

Układ mostkowy to dwa układy blokowe poprzecznie połączone

za pomocą odłącznika lub wyłącznika. Najbardziej

rozpowszechnionym układem mostkowym jest układ H,

umożliwiający wzajemne rezerwowanie zarówno linii, jak i

transformatorów.

16.05.21 20:43

2
9

Układy z szynami

zbiorczymi

Fazy rozbudowy układu połączeń stacji:

a) układ blokowy; b) układ mostkowy;
c) pojedynczy, sekcjonowany system szyn zbiorczych

16.05.21 20:43

3
0

Układy z szynami

zbiorczymi

Blokowe

układy

połączeń:

a)

stacja

1-

transformatorowa
b)

stacja

1-

transformatorowa
c)

stacja

2-

transformatorowa

Z - zwiernik

16.05.21 20:43

3
1

Układy z szynami

zbiorczymi

Układy mostkowe H z

trzema wyłącznikami:

a) w poprzeczce i polach

liniowych
b) w poprzeczce i polach

transformatorowych

16.05.21 20:43

3
2

Układy bezszynowe

Układy mostkowe umożliwiają pracę:



dwóch linii i dwóch transformatorów, przy otwartej lub

zamkniętej poprzeczce (praca równoległa)



dwóch linii i jednego transformatora



jednej linii i dwóch transformatorów



jednej linii i jednego transformatora



dwóch linii, przy przelotowym przesyle energii.

16.05.21 20:43

3
3

Układy bezszynowe

Układy połączeń wielobokowe

– występują w sieciach

wysokich

i najwyższych napięć – 400 kV i wyższe.

Zalety:



rezerwowanie wyłączników



wykonywanie wyłącznikami czynności związanych ze zmianą

układu połączeń



niezawodność stacji większa niż w układzie dwusystemowym,

pomimo mniejszej liczby wyłączników

Wady:



konieczność doboru łączników i przekładników prądowych na

prądy robocze będące sumą wszystkich odbiorów



trudności z rozbudową rozdzielni



skomplikowany system zabezpieczeń

16.05.21 20:43

3
4

Układy bezszynowe

Schemat rozdzielni o

kształcie

czworoboku

(a)

oraz

możliwe

warianty

rozmieszczenia

urządzeń

w terenie (b, c)

16.05.21 20:43

3
5

Układy rozdzielni WN

Przykład stacji 110 kV –

pojedynczy,

sekcjonowany

system

szyn zbiorczych

16.05.21 20:43

3
6

Układy rozdzielni SN

Stacja SN

z pojedynczym

systemem szyn

zbiorczych

i czterema

sekcjami, zasilana z

dwóch

transformatorów

trójuzwojeniowych