Ein vollständiger Leitfaden für EE-Studenten | Wie funktioniert eine Umspannstation?

Was ist die Rolle einer Umspannstation in elektrischen Energiesystemen

Umspannwerke spielen eine wichtige Rolle im elektrischen Energiesystem. Die Kontinuität der Stromversorgung hängt vom erfolgreichen Betrieb der Umspannstation ab. Die Umspannstation ist ein zentraler Ort, an dem die elektrische Energie vom Krafthaus geliefert wird, und diese elektrische Energie wird über ein Netzwerk von Übertragungs- und Verteilungsleitungen geliefert. Daher ist es wichtig, beim Entwerfen und Bauen von Unterstationen darauf zu achten.

Es gibt einige Punkte, die bei der Auslegung von Umspannwerken berücksichtigt werden sollten.

1. Es sollte sich möglichst an einem geeigneten Ort befinden; er sollte sich im Schwerpunkt der Ladung befinden.
2. Es sollte den Verbrauchern eine sichere und zuverlässige Versorgung bieten. Auch aus Gründen der Zuverlässigkeit sollte es in geeigneter Weise entworfen und konstruiert werden.
3. Es soll einfach zu bedienen und zu warten sein.
4. Es sollte zu wirtschaftlichen Kosten gebaut werden.

Klassifizierung von Unterstationen

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Umspannwerke zu klassifizieren. Aber hier werden wir zwei Hauptkategorien von Unterstationen besprechen.

• Serviceanforderung

Umspannwerke:Umspannwerke, die das Spannungsniveau der ankommenden Spannung ändern und auf einem anderen Spannungsniveau an die Verbraucher liefern.

• Schaltunterstationen:Diese Unterstationen ändern nicht den Spannungspegel von ankommenden und abgehenden Leitungen. Sie übernehmen lediglich den Schaltvorgang der Stromleitungen.
• Unterstation zur Blindleistungskompensation: Die Unterstation, die den Leistungsfaktor des Systems verbessert, wird als Unterstation zur Leistungsfaktorkorrektur bezeichnet. Diese Umspannwerke verwenden im Allgemeinen Synchronkondensatoren als Ausrüstung zur Verbesserung des Leistungsfaktors.
• Frequenzumrichter-Unterstationen: Diese Unterstationen, die die Versorgungsfrequenz ändern, werden als Frequenzumsetzer-Unterstationen bezeichnet. Solche Frequenzen können für die industrielle Nutzung erforderlich sein.
• Umbau von Unterstationen: Diese Unterstationen, die die Ac-Menge in die Dc-Menge umwandeln, werden Umwandlungs-Unterstationen genannt. Diese Unterstationen erhalten Strom als Wechselstromgröße und wandeln ihn dann mit Hilfe von Gleichrichtern in Gleichstrom um.
• Industrielle Umspannwerke: Diejenigen Umspannwerke, die die einzelnen Industrien mit elektrischem Strom versorgen, werden als industrielle Umspannwerke bezeichnet.

Konstruktive Merkmale

Je nach Konstruktionsmerkmalen haben Umspannwerke viele Komponenten wie Leistungsschalter, Schalter, Sicherungen, Instrumente usw., die in geeigneter Weise angeordnet werden müssen, um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. Konstruktionstechnisch werden sie wie folgt klassifiziert:

• Innen-Umspannwerk:Diese Art von Umspannwerken wird aus wirtschaftlichen Erwägungen für eine Spannung von 11 kV installiert. Dies wird aufgrund der kontaminierten Atmosphäre unter den Schatten gebaut; Diese Unterstationen können für Spannungen bis zu 66 kV errichtet werden.
• Außenstation: Wenn der Spannungspegel 66 kV überschreitet, werden die Geräte wegen dieser hohen Spannung im Freien installiert. Die Geräte und Leitungen benötigen Freiraum.
• Unterirdische Unterstationen : In Ballungsgebieten, wo der freie Platz für die Installation von Umspannwerken sehr schwierig ist, werden die Umspannwerke unterirdisch gebaut.
  

• Mastmontierte Unterstationen: Diese Art von Unterstation wird im Freien auf einer 4-poligen Struktur installiert. Es ist die billigste Form einer Umspannstation für eine Spannung, die in einigen Fällen 11 kV oder 33 kV nicht überschreitet.

  

Umspannwerk:

Der größte Teil des Stromversorgungssystems befasst sich mit der Änderung des Spannungspegels, was als Umspannwerk bezeichnet werden kann, da der Transformator die Hauptkomponente zum Ändern des Spannungspegels ist. Station kann klassifiziert werden in,

1. a) Umspannstation verstärken   b) Primärstation
2. c) Sekundäre Unterstation d) Verteilerstation

Im folgenden Diagramm ist ein typisches elektrisches Versorgungssystem dargestellt, das die Position der oben genannten Arten von Umspannwerken zeigt.

• Umspannwerk verstärken:Diese Art von Umspannwerk erhöht die Erzeugungsspannung (11 kV) auf Hochspannung (220 kV), um die Wirtschaftlichkeit des Stromversorgungssystems zu beeinflussen. Dies ist bekannt dafür, Umspannwerke zu verstärken, die sich in der Regel in den Kraftwerken befinden.
• Primäre Unterstation: Die 220 kV werden über ein 3-phasiges 3-Draht-Freileitungssystem von der Stufenunterstation zum Lastzentrum übertragen. Der Strom wird dann von der Umspannstation des Primärnetzes empfangen, die den Spannungspegel für die Sekundärübertragung auf 66 kV reduziert.
• Nebenstation: Die elektrische Leistung von 66 kV von der primären Netzstation wird in einem 3-Phasen-3-Leiter-System an verschiedene sekundäre Unterstationen übertragen, die sich an verschiedenen Positionen befinden. Am Umspannwerk wird der Spannungspegel auf 11 kV reduziert, die Übertragungsleitungen verlaufen am Straßenrand.
• Verteilerstation: Diese Art von Umspannwerken erhält 11-kV-Strom von den sekundären Umspannwerken und befindet sich in der Nähe der Orte der Verbraucher. Hier wird die Spannung auf 400V heruntertransformiert, 3 Phasen 3 Leiter für die Verbraucher. Die Spannung b/w zwei Phasen beträgt 400 V, während b/w einphasig und neutral 220 V beträgt.