Den Adélard-Godbout station i Montreal er Canadas ældste transformerstation, i kontinuerlig drift siden 1901. Det har en facade i ler mursten med grå sten ornamenter, at blande ind i sin do .nto .n miljø.
Transformerstation i en slotslignende bygning fra 1910’erne, fungerer som fordeling punkt ved siden af Lésna dam, en af flere hydroelectrical stationer ved floden Bóbr.,
15 kV/400 V distribution tower i Polen
– Elementer af en substationEdit
Transformerstationer, har generelt skift, beskyttelse og kontrol af udstyr, og transformere. I en stor understation bruges afbrydere til at afbryde kortslutninger eller overbelastningsstrømme, der kan forekomme på netværket. Mindre distributionsstationer kan bruge recloser afbrydere eller sikringer til beskyttelse af distributionskredsløb., Understationer selv har normalt ikke generatorer, selvom et kraftværk kan have en understation i nærheden. Andre enheder såsom kondensatorer, spændingsregulatorer og reaktorer kan også være placeret på en understation.understationer kan være på overfladen i indhegnede kabinetter, underjordiske eller placeret i specialbygninger. Højhuse kan have flere indendørs understationer. Indendørs understationer findes normalt i byområder for at reducere støj fra transformatorerne af hensyn til udseende eller for at beskytte koblingsudstyr mod ekstreme klima-eller forureningsforhold.,
et jordforbindelse (jordforbindelse) skal være konstrueret. Den samlede stigning i jordpotentialet og gradienterne i potentialet under en fejl (kaldet berørings-og trinpotentialer) skal beregnes for at beskytte forbipasserende under en kortslutning i transmissionssystemet. Jordfejl på en transformerstation kan forårsage en stigning i jordpotentialet. Strømme, der strømmer i jordoverfladen under en fejl, kan forårsage, at metalgenstande har en markant anden spænding end jorden under en persons fødder; dette berøringspotentiale udgør en fare for elektrokution., Hvor en transformerstation har et metallisk hegn, skal det være korrekt jordet for at beskytte folk mod denne fare.
de vigtigste problemer, som en magtingeniør står overfor, er pålidelighed og omkostninger. Et godt design forsøger at finde en balance mellem disse to for at opnå pålidelighed uden for store omkostninger. Designet skal også muliggøre udvidelse af stationen, når det kræves.
placering selectionEdit
valg af placeringen af en transformerstation skal overveje mange faktorer., Tilstrækkelig areal er nødvendig for installation af udstyr med nødvendige frirum for elektrisk sikkerhed, og for adgang til at opretholde store apparater såsom transformatorer.
hvor jord er dyrt, såsom i byområder, kan gasisoleret koblingsudstyr spare penge generelt. Understationer beliggende i kystområder, der er berørt af oversvømmelser og tropiske storme, kan ofte kræve en forhøjet struktur for at holde udstyr følsomt over for overspændinger hærdet mod disse elementer. Siteebstedet skal have plads til ekspansion på grund af belastningsvækst eller planlagte transmissionstilsætninger., Transformerstationens miljøeffekter skal overvejes, f.eks. dræning, støj og vejtrafikeffekter.transformerstationsstedet skal være rimeligt centralt i forhold til det distributionsområde, der skal betjenes. Siteebstedet skal være sikkert mod indtrængen fra forbipasserende, både for at beskytte folk mod skade ved elektrisk stød eller buer, og for at beskytte det elektriske system mod forkert drift på grund af hærværk.
Design diagramsEdit
Tottenham Transformerstation, der ligger i wild park i det Nordlige London.,
det første trin i planlægningen af et transformerstationslayout er forberedelsen af et enkeltlinjediagram, der i forenklet form viser det nødvendige skifte-og beskyttelsesarrangement samt de indgående forsyningslinjer og udgående fødere eller transmissionslinjer. Det er en almindelig praksis for mange elektriske forsyningsselskaber at forberede en-line diagrammer med hovedelementer (linjer, afbrydere, afbrydere, transformatorer) arrangeret på siden på samme måde som apparatet ville blive lagt ud i den aktuelle station.,
i et fælles design har indgående linjer en afbryderkontakt og en afbryder. I nogle tilfælde, linjerne har ikke begge dele, med enten en s .itch eller en afbryder er alt, hvad der anses for nødvendigt. En afbryderkontakt bruges til at tilvejebringe isolering, da den ikke kan afbryde belastningsstrømmen. En afbryder bruges som en beskyttelsesanordning til automatisk at afbryde fejlstrømme og kan bruges til at tænde og slukke for belastninger eller til at afbryde en linje, når strømmen strømmer i den ‘forkerte’ retning., Når en stor fejlstrøm strømmer gennem afbryderen, detekteres dette ved brug af strømtransformatorer. Størrelsen af strømtransformatorudgangene kan bruges til at udløse afbryderen, hvilket resulterer i en afbrydelse af belastningen, der leveres af kredsløbsbruddet fra fødepunktet. Dette søger at isolere fejlpunktet fra resten af systemet og lade resten af systemet fortsætte med at fungere med minimal påvirkning. Både afbrydere og afbrydere kan betjenes lokalt (inden for transformerstationen) eller eksternt fra et tilsynskontrolcenter.,
med overheadtransmissionsledninger kan udbredelsen af lyn-og koblingsstød forårsage isoleringsfejl i understationsudstyr. Line indgangen overspændingsafledere bruges til at beskytte understation udstyr i overensstemmelse hermed. Isoleringskoordineringsundersøgelser udføres i vid udstrækning for at sikre, at udstyrsfejl (og tilhørende udfald) er minimal.
en gang forbi koblingskomponenterne, forbindes linjerne i en given spænding til en eller flere busser., Dette er sæt af samleskinner, normalt i multipla af tre, da trefaset elektrisk strømfordeling stort set er universel over hele verden.
arrangementet af afbrydere, afbrydere og busser, der anvendes, påvirker omkostningerne og pålideligheden af transformatorstationen. For vigtige transformerstationer kan en ringbus, dobbelt bus, eller såkaldt “breaker and a half”-opsætning bruges, så svigt i en hvilken som helst afbryder ikke afbryder strømmen til andre kredsløb, og så dele af transformerstationen kan være slukket til vedligeholdelse og reparationer., Understationer, der kun forsyner en enkelt industriel belastning, kan have minimale koblingsbestemmelser, især for små installationer.
dette enkeltlinjediagram illustrerer det breaker og et halvt koncept, der ofte bruges i s .itchyards.
når der er etableret busser for de forskellige spændingsniveauer, kan transformere være forbundet mellem spændingsniveauerne. Disse vil igen have en afbryder, ligesom transmissionsledninger, hvis en transformer har en fejl (ofte kaldet en “kortslutning”).,
sammen med dette har en understation altid kontrolkredsløb, der er nødvendigt for at kommandere de forskellige afbrydere til at åbne i tilfælde af fejl i en komponent.
AutomationEdit
tidlige elektriske understationer krævede manuel skift eller justering af udstyr og manuel indsamling af data for belastning, energiforbrug og unormale begivenheder., Efterhånden som distributionsnetværkets kompleksitet voksede, blev det økonomisk nødvendigt at automatisere overvågning og kontrol af transformerstationer fra et centralt besøgt punkt, tillade overordnet koordinering i tilfælde af nødsituationer og reducere driftsomkostningerne. Tidlige bestræbelser på at fjernbetjening understationer brugte dedikerede kommunikation ledninger, ofte kører sammen strømkredsløb. Po .er-line carrier, mikrobølge radio, fiberoptiske kabler samt dedikerede kablede fjernbetjeningskredsløb er alle blevet anvendt til tilsynskontrol og dataindsamling (SCADA) til understationer., Udviklingen af mikroprocessoren skabte en eksponentiel stigning i antallet af punkter, der kunne styres og overvåges økonomisk. I dag bruges standardiserede kommunikationsprotokoller som DNP3, IEC 61850 og Modbus, for at nævne nogle få, til at tillade flere intelligente elektroniske enheder at kommunikere med hinanden og tilsynskontrolcentre. Distribueret automatisk kontrol ved transformerstationer er et element i det såkaldte smart grid.,
Isoleringredit
afbrydere, afbrydere, transformatorer og andre apparater kan være forbundet med hinanden ved hjælp af luftisolerede nøgne ledere spændt på støttestrukturer. Det krævede luftrum øges med systemspændingen og med lynspændingsspændingen. For mellemspændingsdistributionsstationer må der anvendes metalindkapslet omskiftergear, og ingen strømførende ledere udsættes overhovedet. For højere spændinger, gas-isolerede s .itch gear reducerer den nødvendige plads omkring live bus., I stedet for bare ledere er bus og apparat indbygget i trykbeholdere fyldt med svovlhe .afluorid (SF6) gas. Denne gas har en højere isolerende værdi end luft, hvilket gør det muligt at reducere apparatets dimensioner. Ud over luft eller SF6 gas, apparater vil bruge andre isoleringsmaterialer såsom transformer olie, papir, porcelæn, og polymer isolatorer.
StructureEdit
udendørs, overjordiske understationsstrukturer inkluderer træstang, gittermetaltårn og rørformede metalstrukturer, selvom andre varianter er tilgængelige., Hvor rummet er rigeligt, og stationens udseende ikke er en faktor, giver stålgittertårne billige understøtninger til transmissionsledninger og apparater. Lavprofilstationer kan specificeres i forstæder, hvor udseendet er mere kritisk. Indendørs understationer kan være gasisoleret koblingsudstyr (ved høje spændinger) eller metalindkapslet eller metalbeklædt koblingsudstyr ved lavere spændinger. Urban og forstæder indendørs understationer kan være færdige på ydersiden for at blande sig med andre bygninger i området.,
En kompakt transformerstation er generelt en udendørs transformerstation er bygget i metal hus, hvor hvert element af elektrisk udstyr, der er placeret meget tæt på hinanden for at skabe en relativt mindre fodaftryk størrelsen af transformerstation.