Μέση Τάση – Μέρος 6ο (Δίκτυα μέσης τάσης)

στο σημερινό έκτο μέρος, θα διαβάσουμε για…

1) Ακτινικά δίκτυα

Στα ακτινικά δίκτυα οι γραμμές των 20 kV (συνήθως εναέριες) αναχωρούν από τον κεντρικό υποσταθμό 150/20 kV της ΔΕΗ και απλώνονται σαν τις ακτίνες ενός κύκλου, απ’ όπου και τ’ όνομά τους, δηλαδή ακτινικά. Κατά μήκος κάθε γραμμής συνδέονται οι καταναλωτές Μέσης Τάσης. Κάθε καταναλωτής Μέσης Τάσης πρέπει να διαθέτει το δικό του ιδιωτικό υποσταθμό για να μπορέσει να συνδεθεί με ασφάλεια στο δίκτυο της Μέσης Τάσης. Βασικό μειονέκτημα των ακτινικών δικτύων είναι ότι σε περίπτωση σφάλματος κατά μήκος της γραμμής, ο διακόπτης ισχύος (circuit-breaker) F1 που υπάρχει στην αρχή της γραμμής ανοίγει με αποτέλεσμα όλοι οι καταναλωτές που υπάρχουν κατά μήκος της γραμμής να μείνουν χωρίς τάση.

Οι συνέπειες της απώλειας της μέσης τάσης για τους καταναλωτές είναι κρίσιμες και, πολλές φορές, επικίνδυνες. Στην περίπτωση εγκαταστάσεων με ηλεκτρικά φορτία που δεν πρέπει να μείνουν πολύ χρόνο εκτός λειτουργίας, Π.χ νοσοκομεία, στρατιωτικές εγκαταστάσεις, ψυγεία, χημικές βιομηχανίες κ.λπ., η απώλεια της μέσης τάσης αντιμετωπίζεται με την ύπαρξη ενός τοπικού ηλεκτροπαραγωγού ζεύγους (ντηζελομηχανή και γεννήτρια 400 V). Το ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος αναλαμβάνει να τροφοδοτήσει τα κρίσιμα φορτία της εγκατάστασης, μέχρι την αποκατάσταση του σφάλματος και την επαναφορά της μέσης τάσης στο δίκτυο της ΔΕΗ.

Για το λόγο αυτό τα ακτινικά δίκτυα δεν είναι πολύ διαδεδομένα στη μέση τάση. Αντίθετα, στη χαμηλή τάση, το σύνολο των δικτύων είναι ακτινικού τύπου.

2) Βροχοειδή δίκτυα

To βασικό μειονεκτήματα των ακτινικών δικτύων ξεπερνιέται με τα βροχοειδή δίκτυα. Όπως φαίνεται και στην Εικόνα ,οι γραμμές των 20 kV (εναέριες ή υπόγεια καλώδια) που αναχωρούν από τον κεντρικό υποσταθμό 150/20 kV της ΔΕΗ, σχηματίζουν ένα κλειστό βρόχο που ξανακαταλήγει στους ζυγούς των 20 kV του υποσταθμού 150/20 kV. Κατα μήκος του βρόχου συνδέονται οι καταναλωτές b1, b2, b3, b4, b5. Ο βρόχος προστατεύεται στις δύο άκρες του με τους διακόπτες ισχύος F1, F2. Σε περίπτωση σφάλματος σε κάποιο σημείο του βρόχου, Π.χ στο τμήμα b3, b4 λειτουργούν οι προστασίες των διακοπτών F1, F2, οι διακόπτες ανοίγουν και ο βρόχος μένει χωρίς τάση.

Αφού εντοπίσουμε τη θέση του σφάλματος, ανοίγουμε τους διακόπτες φορτίων Q1 στο b3 και Q2 στο b4 και απομονώνουμε το τμήμα b3, b4. Ξανακλείνουμε τους διακόπτες F1, F2 και επανέρχεται η μέση τάση στο δίκτυο. Το βροχοειδές δίκτυο τώρα λειτουργεί σαν δύο ακτινικά δίκτυα. Τα συνεργεία αποκαθιστούν τη ζημιά, οι διακόπτες φορτίου Q1, Q2 ξανακλείνουν και ο βρόχος επανέρχεται στην κανονική του λειτουργία.

3) Σφάλματα στα εναέρια δίκτυα

Τους χειμερινούς μήνες, ο δυνατός άνεμος ή ο σχηματισμός πάγου μπορεί να φέρουν σε επαφή τους αγωγούς των εναέριων γραμμών, δημιουργώντας στιγμιαία ένα προσωρινό βραχυκύκλωμα μεταξύ των φάσεων ή μεταξύ φάσης και γης. Τους καλοκαιρινούς μήνες, η αστοχία στη μόνωση των ραγισμένων μονωτήρων σε συνδυασμό με τη σκόνη που επικάθεται στους μονωτήρες δημιουργεί υπερπηδήσεις που προκαλούν βραχυκυκλώματα μεταξύ φάσης και γης. Τα περισσότερα από αυτά τα σφάλματα είναι αυτο-καθαριζόμενα. Για παράδειγμα, ή έντονη ζέστη που δημιουργεί το ηλεκτρικό τόξο έχει σαν αποτέλεσμα να καθαρίσει τη διαδρομή του ρεύματος, Π.χ να λιώσει ο πάγος, με συνέπεια την αποκατάσταση της μόνωσης.

Εν τω μεταξύ η προστασία της γραμμής έχει δώσει εντολή και ο διακόπτης ισχύος στην αρχή της γραμμής ανοίγει (πολλές φορές λέμε πέφτει αντί ανοίγει). Η εμπειρία μας έχει δείξει ότι τις περισσότερες φορές η απλή επαναφορά της τάσης με το ξανακλείσιμο του διακόπτη ισχύος είναι αρκετή για να επαναφέρει το δίκτυο στην κανονική του κατάσταση. Έτσι, είναι δυνατόν να βελτιώσουμε την αξιοπιστία των εναέριων δικτύων δίνοντας απλά εντολή στο διακόπτη ισχύος να εκτελέσει περισσότερους (συνήθως τρείς) κύκλους λειτουργίας (άνοιγμακλείσιμο), όπως φαίνεται στην Εικόνα. Οι επαναφορές δεν εκτελούνται στα υπόγεια δίκτυα, γιατί τα σφάλματα εκεί είναι κατά κανόνα μόνιμα.

4) Σφάλματα στα υπόγεια δίκτυα

Στις αστικές περιοχές και ειδικά στα κέντρα των πόλεων τα δίκτυα μέσης τάσης για λόγους αισθητικούς και πρακτικούς δεν μπορούν να είναι εναέρια. Έτσι τα δίκτυα μέσης τάσης κατασκευάζονται υπόγεια χρησιμοποιώντας καλώδια ονομαστικής τασης 20 kV.

Τα σφάλματα στα υπόγεια δίκτυα καλωδίων μερικές φορές οφείλονται στην απροσεξία κατά τη διάρκεια της κατασκευής τους, Π.χ κακές συνδέσεις (μούφες) ή κακό τράβηγμα κατά την εγκατάσταση. Τις περισσότερες φορές οφείλονται σε εκτελούμενες εργασίες από συνεργεία άλλων δημοσίων υπηρεσιών, π.χ. Εταιρεία Ύδρευσης – Αποχέτευσης, που χρησιμοποιούν εκσκαφείς, κομπρεσέρ κ.λπ. Αλλες φορές παρατηρείται λόγω υπερτάσεων, αστοχία στα ακροκιβώτια των καλωδίων 20 kV, στα σημεία που αυτά συνδέονται με εναέριες γραμμές. Οι υπερτάσεις αυτές είναι κατά κανόνα ατμοσφαιρικής προέλευσης (κεραυνοί). Σε αυτά τα σημεία χρησιμοποιούμε απαγωγείς τάσεις (αλεξικέραυνα), έτσι ώστε το κρουστικό κύμα να εκτονωθεί προς τη γη πριν συναντήσει το υπόγειο καλώδιο.

Τα σφάλματα στα υπόγεια δίκτυα είναι πολύ λιγότερα από τα σφάλματα στις εναέριες γραμμές αλλά είναι κατά κανόνα περισσότερο μόνιμα, δηλαδή χρειάζεται πολύ περισσότερος χρόνος για τον εντοπισμό και την αποκατάστασή τους από τα συνεργεία του παροχέα ηλεκτρικής ενέργειας (ΔΕΗ).

5) Τύποι παροχών μέσης τάσης

Η ΔΕΗ έχει τυποποιήσει τέσσερις τύπους παροχών μέσης τάσης που αναφέρονται στον παρακάτω Πίνακα.

Παροχή τύπου Α1 και Α2

Η παροχή αυτή γίνεται από το εναέριο δίκτυο των 20 kV και είναι η απλούστερη σε διατάξεις. Τα μέσα που χρησιμοποιεί η ΔΕΗ, δηλαδή ασφαλειοαποζεύκτης, Μ/Σ μέτρησης έντασης και τάσης είναι πάνω σε στύλο, δηλαδή υπαίθρια.Οι μετρητές ενέργειας τοποθετούνται σε ειδικό ερμάριο. Από το στύλο αναχωρεί καλωδιακή γραμμή προς τον υποσταθμό του καταναλωτή, την οποία κατασκευάζει ο καταναλωτής. Η παροχή Α1 ασφαλίζεται με ασφάλειες εκτόνωσης βραδείας τήξης ονομαστικής έντασης μέχρι 30 Α. Η παροχή Α2 διαφέρει από την Α 1 στο ότι χρησιμοποιεί διακόπτη απομόνωσης αντί ασφαλειοαποζεύκτη.

Παροχή τύπου B1 και B2

Η παροχή αυτή εγκαθίσταται σε καταναλωτές με αυξημένη ζήτηση ισχύος και η εγκατάσταση της ΔΕΗ είναι εσωτερικού τύπου. Ο καταναλωτής είναι υποχρεωμένος να διαθέσει στη ΔΕΗ ένα χώρο διαμορφωμένο σύμφωνα με τις οδηγίες της ΔΕΗ. Στο χώρο αυτό η ΔΕΗ εγκαθιστά έναν προκατασκευασμένο πίνακα 20 kV που περιλαμβάνει εκτός των διακοπτών, τους Μ/Σ μέτρησης και τους μετρητές ενέργειας. Η σύνδεση με το δίκτυο της ΔΕΗ γίνεται κατά κανόνα ακτινικά, αν πρόκειται για εναέριο δίκτυο ή βροχοειδώς , αν πρόκειται για υπόγειο δίκτυο. Στη βροχοειδή σύνδεση έχουμε δύο καλώδια που οδεύουν από το δίκτυο της ΔΕΗ στον καταναλωτή. Το ένα καλώδιο της παροχής προέρχεται από τον προηγούμενο καταναλωτή και το άλλο καλώδιο της παροχής οδηγεί στον επόμενο καταναλωτή.

6)Υποσταθμός καταναλωτή μέσης τάσης

Με τον όρο υποσταθμός καταναλωτή μέσης τάσης ή απλά υποσταθμός (γ/Σ) εννοούμε το σύνολο του εξοπλισμού που έχει σαν στόχο τον ασφαλή υποβιβασμό της Μέσης Τάσης (20 kV) σε Χαμηλή Τάση (400 V). Χαμηλή Τάση χαρακτηρίζεται η τάση που είναι μικρότερη από 1000 V. Μέση Τάση χαρακτηρίζεται η τάση που είναι μεγαλύτερη από 1000 V και μικρότερη από 30.000 V. Στην Ελλάδα, αλλά και σε όλη την Ευρώπη, η χαμηλή τάση που χρησιμοποιείται είναι η τάση 400/230 V. Όπως φαίνεται και στο μονογραμμικό διάγραμμα της εικόνας , τα βασικά μέρη ενός υποσταθμού καταναλωτή είναι:

Ο Πίνακας 20 kV

Στον πίνακα 20 kV έρχεται το καλώδιο από το δίκτυο της ΔΕΗ και αναχωρεί το καλώδιο προς το μετασχηματιστή (Μ/Σ). Αν ο υποσταθμός έχει και δεύτερο Μ/Σ τότε για κάθε Μ/Σ υπάρχει ξεχωριστή γραμμή από τον πίνακα 20 kV. Κάθε μετασχηματιστής προστατεύεται με ασφάλειες σκόνης ή διακόπτη ισχύος με ηλεκτρονόμους προστασίας.

Ο Μετασχηματιστής 20/0,4 kV

Ο μετασχηματιστής υποβιβάζει την τάση των 20 kV σε τάση διανομής 400 V για τα φορτία του καταναλωτή. Το πρωτεύον τύλιγμά του είναι σε τρίγωνο (Δ) και το δευτερεύον τύλιγμά του σε αστέρα (Υ) με γειωμένο τον ουδέτερο κόμβο.

Ο Γενικός Πίνακας 400 V

Στο γενικό πίνακα 400 V έρχεται το ρεύμα χαμηλής τάσης με τη βοήθεια καλωδίων ή εγκιβωτισμένων ζυγών, αν το ρεύμα είναι πολύ μεγάλο(> 2000 Α). Στην άφιξη του πίνακα υπάρχει ένας διακόπτης ισχύος με θερμική και μαγνητική προστασία. Οι αναχωρήσεις προστατεύονται με διακόπτες ισχύος ή τηκτές ασφάλειες και τροφοδοτούν τους πίνακες διανομής 400/230 V που υπάρχουν στην εγκατάσταση του καταναλωτή. Όταν ο Υ/Σ έχει δύο Μ/Σ τότε ο Πίνακας 400 V διαθέτει δύο αφίξεις (εισόδους) και οι ζυγοί του χωρίζονται σε δύο μέρη. Τα δύο μέρη των ζυγών συνδέονται με διακόπτη ιχύος.

Πηγή: ti-soft.com/el