Distribusi listrik: gardu induk, peralatan yang diperlukan, kondisi distribusi, aplikasi, aturan akuntansi dan kontrol

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Bagaimana distribusi tenaga listrik dan transmisinya dari sumber listrik utama ke konsumen? Masalah ini cukup rumit, karena sumbernya adalah gardu induk yang letaknya cukup jauh dari kota, tetapi energi harus disalurkan dengan efisiensi maksimum. Masalah ini harus dipertimbangkan lebih detail.

Deskripsi umum proses

Seperti disebutkan sebelumnya, objek awal, dari mana distribusi listrik dimulai, hari ini adalah pembangkit listrik. Saat ini, ada tiga jenis stasiun utama yang dapat memasok listrik ke konsumen. Ini bisa berupa pembangkit listrik tenaga panas (TPP), pembangkit listrik tenaga air (HPP) dan pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN). Selain tipe dasar ini, ada juga stasiun surya atau angin, namun ini digunakan untuk tujuan yang lebih lokal.

Ketiga jenis stasiun ini merupakan sumber dan titik pertama penyaluran tenaga listrik. UntukUntuk melakukan proses seperti transmisi energi listrik, perlu untuk meningkatkan tegangan secara signifikan. Semakin jauh konsumen, semakin tinggi tegangan yang seharusnya. Jadi kenaikannya bisa mencapai 1150 kV. Peningkatan tegangan diperlukan untuk mengurangi kekuatan arus. Dalam hal ini, resistansi pada kabel juga turun. Efek ini memungkinkan Anda untuk mentransfer arus dengan kehilangan daya paling sedikit. Untuk meningkatkan tegangan ke nilai yang diinginkan, setiap stasiun memiliki transformator step-up. Setelah melewati bagian dengan transformator, arus listrik ditransmisikan ke pusat distribusi pusat menggunakan saluran listrik. PIU adalah stasiun distribusi pusat dimana listrik didistribusikan secara langsung.

Deskripsi umum jalur saat ini

Fasilitas seperti pusat distribusi sudah dekat dengan kota, desa, dll. Di sini tidak hanya terjadi distribusi, tetapi juga terjadi drop tegangan hingga 220 atau 110 kV. Setelah itu, listrik ditransmisikan ke gardu induk yang sudah berada di dalam kota.

Saat melewati gardu kecil seperti itu, tegangan turun lagi, tetapi menjadi 6-10 kV. Setelah itu, transmisi dan distribusi tenaga listrik dilakukan melalui titik-titik trafo yang terletak di berbagai penjuru kota. Perlu juga dicatat di sini bahwa transmisi energi di dalam kota ke gardu transformator tidak lagi dilakukan dengan bantuan saluran listrik, tetapi dengan bantuan kabel bawah tanah yang diletakkan. Ini jauh lebih bijaksana daripada penggunaan saluran listrik. Titik trafo adalah fasilitas terakhir didi mana distribusi dan transmisi tenaga listrik, serta pengurangannya untuk terakhir kalinya, berlangsung. Di area seperti itu, tegangan dikurangi menjadi 0,4 kV yang sudah dikenal, yaitu, 380 V. Kemudian ditransfer ke pribadi, gedung bertingkat, koperasi garasi, dll.

Jika kita perhatikan secara singkat jalur transmisi, kira-kira sebagai berikut: sumber energi (pembangkit listrik 10 kV) - transformator step-up hingga 110-1150 kV - saluran transmisi daya - gardu induk dengan transformator step-down - titik trafo dengan penurunan tegangan menjadi 10- 0,4 kV - konsumen (sektor swasta, bangunan tempat tinggal, dll.).

Fitur Proses

Produksi dan distribusi listrik, serta proses transmisinya, memiliki fitur penting - semua proses ini berkelanjutan. Dengan kata lain, produksi energi listrik bertepatan dalam waktu dengan proses konsumsinya, itulah sebabnya pembangkit listrik, jaringan dan penerima saling berhubungan dengan konsep seperti mode umum. Sifat ini memerlukan penataan sistem energi agar lebih efisien dalam produksi dan distribusi listrik.

Di sini sangat penting untuk memahami apa itu sistem energi. Ini adalah satu set semua stasiun, saluran listrik, gardu induk dan jaringan pemanas lainnya, yang saling berhubungan oleh properti seperti mode umum, serta satu proses untuk produksi energi listrik. Selain itu, proses transformasi dan distribusi di area ini dilakukan di bawah standarmenjalankan seluruh sistem ini.

Unit kerja utama dalam sistem tersebut adalah instalasi listrik. Peralatan ini dirancang untuk produksi, konversi, transmisi dan distribusi listrik. Energi ini diterima oleh penerima listrik. Adapun instalasi itu sendiri, tergantung pada tegangan operasi, dibagi menjadi dua kelas. Kategori pertama bekerja dengan tegangan hingga 1000 V, dan yang kedua, sebaliknya, dengan tegangan dari 1000 V ke atas.

Selain itu, ada juga perangkat khusus untuk menerima, mentransmisikan, dan mendistribusikan listrik - switchgear (RU). Ini adalah instalasi listrik, yang terdiri dari elemen struktural seperti busbar prefabrikasi dan penghubung, perangkat untuk sakelar dan perlindungan, otomatisasi, telemekanik, alat ukur, dan perangkat tambahan. Unit-unit ini juga dibagi menjadi dua kategori. Yang pertama adalah perangkat terbuka yang dapat dioperasikan di luar ruangan, dan perangkat tertutup, yang hanya digunakan jika berada di dalam gedung. Adapun pengoperasian perangkat tersebut di dalam kota, dalam kebanyakan kasus itu adalah opsi kedua yang digunakan.

Salah satu batas terakhir dari sistem transmisi dan distribusi listrik adalah gardu induk. Ini adalah objek yang terdiri dari switchgear hingga 1000 V dan dari 1000 V, serta transformator daya dan unit tambahan lainnya.

Pertimbangan skema distribusi listrik

Untuk melihat lebih dekat proses produksi, transmisi dan distribusilistrik, Anda dapat mengambil contoh diagram blok pasokan listrik ke kota.

Dalam hal ini, proses dimulai dengan fakta bahwa generator di pembangkit listrik distrik (pembangkit listrik regional negara bagian) menghasilkan tegangan 6, 10 atau 20 kV. Dengan adanya tegangan seperti itu, tidak ekonomis untuk mentransmisikannya pada jarak lebih dari 4-6 km, karena akan ada kerugian besar. Untuk mengurangi kehilangan daya secara signifikan, transformator daya disertakan dalam saluran transmisi, yang dirancang untuk meningkatkan tegangan ke nilai-nilai seperti 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 kV. Nilai yang dipilih tergantung pada seberapa jauh konsumen berada. Kemudian dilanjutkan dengan titik penurunan energi listrik yang disajikan dalam bentuk gardu induk step down yang terletak di dalam kota. Tegangan dikurangi menjadi 6-10 kV. Perlu ditambahkan di sini bahwa gardu induk semacam itu terdiri dari dua bagian. Bagian pertama dari tipe terbuka dirancang untuk tegangan 110-220 kV. Bagian kedua tertutup, termasuk perangkat distribusi daya (RU), dirancang untuk tegangan 6-10 kV.

Bagian dari skema pasokan listrik

Selain perangkat yang telah disebutkan sebelumnya, sistem penyediaan energi juga mencakup objek seperti jalur kabel suplai - PKL, jalur kabel distribusi - RKL, jalur kabel dengan tegangan 0,4 kV - KL, jenis input switchgear di bangunan tempat tinggal - ASU, gardu induk step-down utama di pabrik - GPP, kabinet distribusi daya atau switchboardperangkat panel kontrol, terletak di toko pabrik, dan dirancang untuk 0,4 kV.

Juga di sirkuit mungkin ada bagian seperti pusat daya - CPU. Penting untuk dicatat di sini bahwa objek ini dapat diwakili oleh dua perangkat yang berbeda. Ini mungkin switchgear tegangan sekunder di gardu step-down. Selain itu, itu juga akan mencakup perangkat yang akan melakukan fungsi pengaturan tegangan dan pengiriman selanjutnya ke konsumen. Versi kedua adalah trafo untuk transmisi dan distribusi listrik, atau switchgear tegangan generator langsung di pembangkit listrik.

Perlu dicatat bahwa CPU selalu terhubung ke titik distribusi RP. Garis yang menghubungkan kedua benda ini tidak memiliki distribusi energi listrik sepanjang garis tersebut. Jalur seperti ini biasanya disebut jalur kabel.

Saat ini, peralatan seperti KTP - gardu transformator lengkap - dapat digunakan di jaringan listrik. Ini terdiri dari beberapa transformator, perangkat distribusi atau input, yang dirancang untuk beroperasi dengan tegangan 6-10 kV. Kit ini juga mencakup switchgear untuk 0,4 kV. Semua perangkat ini saling berhubungan oleh konduktor saat ini, dan kit dikirim dalam keadaan jadi atau siap untuk dirakit. Penerimaan dan pendistribusian listrik juga dapat dilakukan pada bangunan tinggi atau pada menara transmisi tenaga listrik. Struktur seperti itu disebut gardu transformator tiang atau tiang.(ITP).

Penerima listrik kategori pertama

Saat ini, ada tiga kategori penerima listrik, yang tingkat keandalannya berbeda.

Kategori pertama penerima listrik termasuk benda-benda itu, jika terjadi kegagalan daya yang merupakan masalah yang cukup serius. Yang terakhir termasuk yang berikut: ancaman terhadap kehidupan manusia, kerusakan parah pada ekonomi nasional, kerusakan peralatan mahal dari kelompok utama, produk cacat massal, penghancuran proses teknologi yang mapan untuk produksi dan distribusi listrik, kemungkinan gangguan dalam pengoperasian elemen-elemen penting dari utilitas publik. Penerima listrik tersebut termasuk bangunan dengan kerumunan besar orang, misalnya, teater, supermarket, department store, dll. Kelompok ini juga mencakup transportasi listrik (metro, bus listrik, trem).

Untuk suplai listrik ke struktur ini, mereka harus dialiri listrik dari dua sumber yang tidak bergantung satu sama lain. Pemutusan sambungan dari jaringan bangunan tersebut hanya diperbolehkan selama periode di mana sumber daya cadangan akan dimulai. Dengan kata lain, sistem distribusi tenaga listrik harus menyediakan transisi cepat dari satu sumber ke sumber lainnya, dalam keadaan darurat. Dalam hal ini, sumber daya independen dianggap sebagai sumber tegangan yang akan tetap ada meskipun sumber daya lain yang memasok penerima listrik yang sama menghilang.

Kategori pertama juga mencakup perangkat yang harus diberi daya dari tiga sumber independen sekaligus. Ini adalah kelompok khusus yang pekerjaannya harus dipastikan tanpa gangguan. Artinya, pemutusan dari catu daya tidak diperbolehkan bahkan untuk saat sumber darurat dihidupkan. Paling sering, kelompok ini termasuk penerima, yang kegagalannya mengancam kehidupan manusia (ledakan, kebakaran, dll.).

Penerima kategori kedua dan ketiga

Sistem distribusi listrik dengan sambungan penerima listrik kategori kedua termasuk peralatan seperti itu, ketika daya dimatikan, akan ada downtime besar-besaran pada mekanisme kerja dan transportasi industri, kekurangan pasokan produk, serta gangguan kegiatan sejumlah besar orang yang tinggal baik di dalam kota, maupun di luar. Kelompok penerima listrik ini termasuk bangunan tempat tinggal di atas lantai 4, sekolah dan rumah sakit, pembangkit listrik, yang kegagalan dayanya tidak akan menyebabkan kegagalan peralatan mahal, serta kelompok konsumen listrik lainnya dengan total beban 400 hingga 10.000 kV.

Dua stasiun independen harus bertindak sebagai sumber energi dalam kategori ini. Selain itu, pemutusan dari sumber listrik utama fasilitas ini diperbolehkan hingga staf yang bertugas memulai sumber cadangan, atau tim pekerja yang bertugas di stasiun catu daya terdekat melakukannya.

Adapun kategori penerima ketiga, lalu kemereka memiliki semua perangkat yang tersisa yang dapat ditenagai hanya dengan 1 catu daya. Selain itu, pemutusan dari jaringan penerima tersebut diperbolehkan untuk periode perbaikan atau penggantian peralatan yang rusak untuk jangka waktu tidak lebih dari satu hari.

Diagram pokok penyediaan dan pendistribusian energi listrik

Pengendalian distribusi tenaga listrik dan transmisinya dari sumber ke penerima kategori ketiga dalam kota paling mudah dilakukan dengan menggunakan skema buntu radial. Namun, skema semacam itu memiliki satu kelemahan signifikan, yaitu jika salah satu elemen sistem gagal, semua penerima yang terhubung ke skema semacam itu akan tetap tanpa daya. Ini akan berlanjut sampai bagian rantai yang rusak diganti. Karena kekurangan ini, tidak disarankan untuk menggunakan skema switching seperti itu.

Jika kita berbicara tentang koneksi dan distribusi energi untuk penerima kategori kedua dan ketiga, maka di sini Anda dapat menggunakan diagram rangkaian cincin. Dengan koneksi seperti itu, jika salah satu saluran listrik gagal, Anda dapat memulihkan catu daya ke semua penerima yang terhubung ke jaringan tersebut dalam mode manual, jika Anda mematikan daya dari sumber utama dan memulai yang cadangan. Sirkuit cincin berbeda dari sirkuit radial karena memiliki bagian khusus di mana pemisah atau sakelar berada dalam mode mati. Jika sumber daya utama rusak, mereka dapat dihidupkan untuk memulihkan pasokan, tetapi dari saluran cadangan. Ini juga akan melayanikeuntungan yang baik jika ada perbaikan yang perlu dilakukan pada jalur utama. Pemutusan catu daya dari saluran semacam itu diperbolehkan untuk jangka waktu sekitar dua jam. Kali ini cukup untuk mematikan sumber listrik utama yang rusak dan menyambungkan cadangan ke jaringan sehingga mendistribusikan listrik.

Ada cara yang lebih andal untuk menghubungkan dan mendistribusikan energi - ini adalah skema dengan koneksi paralel dari dua jalur suplai atau pengenalan koneksi otomatis dari sumber cadangan. Dengan skema seperti itu, saluran yang rusak akan terputus dari sistem distribusi umum menggunakan dua sakelar yang terletak di setiap ujung saluran. Pasokan listrik dalam hal ini akan dilakukan dalam mode yang masih tidak terputus, tetapi sudah melalui jalur kedua. Skema ini relevan untuk penerima kategori kedua.

Skema distribusi untuk kategori penerima pertama

Adapun distribusi energi untuk memberi daya pada penerima kategori pertama, dalam hal ini perlu untuk menghubungkan dari dua pusat daya independen secara bersamaan. Selain itu, skema seperti itu sering menggunakan tidak hanya satu titik distribusi, tetapi dua, dan sistem tenaga cadangan otomatis selalu disediakan.

Untuk penerima listrik yang termasuk dalam kategori pertama, peralihan otomatis ke daya cadangan dipasang pada perangkat distribusi input. Dengan sistem sambungan seperti itu, distribusi arus listrikdilakukan dengan menggunakan dua saluran listrik, yang masing-masing ditandai dengan tegangan hingga 1 kV, dan juga terhubung ke transformator independen.

Distribusi penerima dan skema daya lainnya

Untuk mendistribusikan listrik secara efisien ke penerima kategori kedua, Anda dapat menggunakan sirkuit dengan perlindungan arus lebih untuk satu atau dua RP, serta sirkuit dengan daya cadangan otomatis. Namun, ada persyaratan tertentu di sini. Skema ini hanya dapat digunakan jika biaya sumber daya material untuk pengaturannya tidak meningkat lebih dari 5%, dibandingkan dengan pengaturan transisi manual ke sumber daya cadangan. Selain itu, perlu untuk melengkapi bagian-bagian tersebut sedemikian rupa sehingga satu saluran dapat mengambil alih beban dari yang kedua, dengan mempertimbangkan kelebihan beban jangka pendek. Hal ini diperlukan, karena jika salah satu dari mereka gagal, distribusi semua tegangan akan ditransfer ke yang lain.

Ada koneksi balok dan skema distribusi yang cukup umum. Dalam hal ini, satu titik distribusi akan ditenagai oleh dua trafo yang berbeda. Kabel terhubung ke masing-masing, tegangan di mana tidak melebihi 1000 V. Masing-masing transformator juga dilengkapi dengan satu kontaktor, yang dirancang untuk secara otomatis mengalihkan beban dari satu unit daya ke yang lain, jika salah satunya tegangan akan hilang.

Meringkas keandalan jaringan, ini adalah salah satu persyaratan terpenting yang harusmemastikan bahwa distribusi energi tidak terganggu. Untuk mencapai keandalan maksimum, perlu tidak hanya menggunakan skema pasokan yang paling cocok untuk setiap kategori. Penting juga untuk memilih merek kabel yang tepat, serta ketebalan dan penampangnya, dengan mempertimbangkan pemanasan dan kehilangan daya selama aliran arus. Penting juga untuk mengikuti aturan operasi teknis dan teknologi untuk melakukan semua pekerjaan kelistrikan.

Berdasarkan uraian di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa perangkat untuk menerima dan mendistribusikan listrik, serta memasoknya dari sumber ke konsumen atau penerima akhir, bukanlah proses yang rumit.