Rozvod a využitie elektrickej energie: Pohľad na rozvádzače vysokého napätia

Úvod

Prístup k elektrickej energii je v súčasnosti nevyhnutný. S rastúcou spotrebou a komerčnou výrobou elektrickej energie sa zvyšuje aj potreba bezpečného a spoľahlivého riadenia. Tento článok sa zameriava na proces distribúcie elektrickej energie, s dôrazom na rozvádzače vysokého napätia (vn) a ich vývoj.

Distribúcia elektrickej energie a elektrické stanice

Distribúcia elektrickej energie zahŕňa transformáciu napätia z vyšších úrovní na úroveň vysokého napätia, čím sa približuje ku koncovému odberateľovi. Kľúčovým prvkom v tomto procese sú elektrické stanice, ktoré prepájajú elektrické siete rôznych prúdových a napäťových sústav. Moderné elektrické stanice vn sú vybavované krytými rozvádzačmi, ktoré zabezpečujú jednoduchšie plnenie funkcií elektrických staníc. Vďaka novým materiálom a procesom vo výrobe rozvodných zariadení prechádzajú rozvádzače vn kvalitatívnou výmenou, pričom sa zohľadňuje aj technický pokrok v oblasti priemyselnej informatiky a automatizácie.

Rozvádzače vysokého napätia: Definícia a vývoj

Rozvádzače vn sú definované ako zostavy spínacích a riadiacich zariadení, ktoré zahŕňajú spínacie prístroje a ich kombinácie s riadiacimi, meracími, ochrannými, ovládacími a regulačnými zariadeniami. Na základe realizácie prvých vysokonapäťových prenosových liniek na striedavý prúd sa začali objavovať prenosové a distribučné siete. Distribučné siete sa za 120 rokov vyvinuli do značnej miery.

Prvé inštalácie vysokonapäťových elektrických staníc sa spomínajú v literatúre z roku 1900. Spočiatku boli jednoduché a zamerané na technickú funkcionalitu. S rastúcimi prevádzkovými skúsenosťami sa optimalizácia parametrov a vyhotovenie elektrických staníc výrazne menili. Jednou zo zmien bolo zavedenie krytu elektricky vodivých častí z oceľového plechu na úrovni vn, čo malo chrániť operátorov pred živými časťami stanice a ohrozením vyplývajúcim z porúch na zariadeniach. Kryty sa časom vyvinuli do štandardu rozvádzačov s kovovým krytom odolným proti vnútornému oblúku. Použitie porcelánu a neskôr epoxidu ako izolátora bolo ďalším významným krokom. Izolačné médium sa časom zmenilo len málo. Plynom izolované rozvádzače (SF6) predstavila v 80. rokoch 19. storočia spoločnosť Siemens v jednofázovom vyhotovení. Riešenie izolácie plynom v puzdre všetkých troch fáz súčasne je rozmerovo kompaktnejšie, preto ho výrobcovia aplikujú najčastejšie. Dnešné vzduchom alebo plynom izolované rozvádzače sú vysoko optimalizované s ohľadom na bezpečnosť obsluhy, funkčnosť, spoľahlivosť a rozmery.

Vývoj spínacích prístrojov

Vývoj spínacích prístrojov pre vysoké napätie umožnil bezpečné pripojenie viacerých výrobných jednotiek a odberov na jedno elektrické vedenie. Na začiatkoch sa preferovali spínacie zariadenia vn konštruované na princípe zhášania elektrického oblúka prúdom vzduchu. Neskôr sa začali používať kryté olejové vypínače v aplikáciách vn. Ďalším stupňom vývoja vypínačov vn bolo použitie technológie zhášania oblúka, založenej na elektronegatívnom plyne SF6. Prvý patent na vypínač s plynom SF6 bol podaný vo Westinghouse v roku 1951. Vypínače s technológiou SF6 sa na trh dostali o 10 rokov neskôr. Na súčasnom stave rozvádzačov má zásluhu aj vývoj ostatných zariadení a softvéru. V posledných desaťročiach nastal pokrok vo vývoji technológie chránenia zariadení pred poruchami. Pôvodné elektromechanické relé sú nahradené digitálnymi ochranami s viacerými funkciami.

Prečítajte si tiež: Bytový Podnik Košice: Príležitosti pre ZŤP

Kobkové a skriňové rozvodne

Odbočky tvoriace kobkové rozvodne vn sú oddelené nehorľavými stenami, ktoré zabraňujú preskoku elektrického oblúka medzi susednými odbočkami (kobkami). Rovnakú úlohu majú aj vodorovné alebo šikmé priečky, ktoré v jednotlivých kobkách oddeľujú prípojnice od prístrojov. Kobkové rozvodne sa riešili podľa rozsahu vybavenosti odbočiek ako dvojpriestorové alebo jednopriestorové. Praktické usporiadanie prívodov a vývodov vyžadovalo hlavne pri vonkajších vedeniach časté použitie nástenných polokobiek. Historický nárast spotrebovanej elektrickej energie spôsobil, že parametre vn rozvodu narastali vo výkone aj v počte odbočiek. Z hľadiska hospodárnosti situácia vyžadovala, aby sa rozvodné stanice situovali pokiaľ možno v centre spotreby elektrickej energie. Klasické kobkové rozvodne vn túto požiadavku nespĺňali.

Prvé rozvádzače vn sa svojím technickým vyhotovením takmer zhodovali s kobkovými rozvodňami. Pole, resp. kobka, boli zabezpečené plechovými dverami a krytmi. Použitie špeciálnych prístrojov prispôsobených iba skriňovým rozvádzačom a nahradenie vzduchovej izolácie prípojníc pevným izolantom (epoxidové živice, mechanické izolovanie prípojníc) bolo rozhodujúcim krokom v konštrukčnom vyhotovení skriňových rozvádzačov. Vyvinuli sa nové vyhotovenia výkonového vypínača s výsuvnými kontaktmi, takže v daných aplikáciách nahradili odpojovače a zostrojili sa prístroje s viacerými funkciami. Začali sa využívať káblové koncovky s integrovanými prístrojovými transformátormi prúdu, ktoré zároveň plnia funkciu spodného výsuvného kontaktu. Inováciami sa dosiahli úspory potrebného priestoru, čo malo za následok zmenšenie rozmerov samotných rozvádzačov.

Moderné rozvádzače vn a ich aplikácie

Moderné rozvádzače vn sú určené pre širokú oblasť aplikácií distribúcie elektrickej energie a priemyselného použitia pri plnení požiadavky na prevádzku bez údržby. Pri zachovaní spoľahlivej a bezpečnej distribúcie elektrickej energie sa moderné rozvádzače vn opierajú o technológie zabezpečujúce spoľahlivú a bezpečnú súčinnosť všetkých spínacích, ochranných, riadiacich a meracích zariadení. Variabilita vyhotovenia elektrických staníc je dosiahnutá ich modulárnosťou, na základe ktorej možno vyšpecifikovať ľubovoľnú zostavu polí. V distribúcii elektrickej energie sa najčastejšie používajú kombinácie polí kompaktných rozvádzačov predstavujúce polia s vývodom na transformátor (s poistkovým odpínačom alebo vypínačom s ochranou a prúdovými transformátormi) a prívodné polia s odpínačom (príp. s vypínačom).

Rozvádzače vn sa dnes používajú vo všetkých odvetviach energetiky a priemyslu. Potreba zabezpečenia elektrickou energiou efektívne, rýchlo a často na ťažko prístupných miestach si vyžiadala existenciu elektrických kontajnerových staníc. Takto riešené stanice umožňujú znížiť časovú náročnosť výstavby a optimalizovať technologicky zastavanú plochu. Kompletné stanice sú kompaktné, továrensky integrované a testované celky umožňujúce bezpečnú distribúciu elektrickej energie. Elektrické rozvodne integrované do kontajnerových blokov sú riešením pre projekty energeticky ťažko prístupných priemyselných miest, ako sú ropné plošiny, odľahlé inžinierske siete a veľké FVE. Výhody rozvodní umiestnených v kontajneroch vyplývajú z vlastností použitých certifikovaných kontajnerov ISO. Na distribúciu elektrickej energie v lodnej doprave na úrovni vn sa využívajú špeciálne prispôsobené rozvádzače navrhnuté na použitie v námorníctve. Vďaka malým rozmerom rozvádzačov izolovaných plynom sú dnes montované do obmedzených priestorov.

Pneumatické mechanizmy a ich využitie

Sústavné zvyšovanie stupňa automatizácie strojov prináša stále vyššie požiadavky na presnosť, spoľahlivosť a výkonnosť strojov. Na splnenie všetkých požiadaviek je nutná zásadná zmena v štruktúre strojov, v ktorých sa stále viac využíva kombinácia rôznych prenosových systémov. K dosiahnutiu optimálneho využitia strojov je nutný komplexný prístup k syntéze strojov a tiež zjednocovanie teoretických, technologických i experimentálnych poznatkov. Pneumatické mechanizmy sú významným prostriedkom mechanizácie a automatizácie rôznych strojov a zariadení. V porovnaní s inými mechanizmami majú rad výhod, z ktorých do popredia vystupuje jednoduchosť, vysoká spoľahlivosť, v neposlednom rade i cena. Pneumatické mechanizmy majú využitie vo všetkých odvetviach priemyslu, montážnych a baliacich strojov, manipulačných a dopravných zariadeniach a pod. S nástupom nových technológií dochádzalo k rozšíreniu oblastí využívania pneumatiky. Jej aplikačné využitie sa stalo mnohostranné. Pre jednotlivé oblasti pneumatiky existuje mnoho názvov, pričom pod názvom pneumatika sa obecne chápe priemyselné využitie tlakového vzduchu pre pracovnú činnosť, prenos a spracovanie informácií. U týchto mechanizmov sa používa vzduch na prenos energie. Pneumatika má čím ďalej, tým väčšie uplatnenie v oblasti automatizácie, mechanizácie a robotizácie. Možnosť automatizácie a logických pracovných funkcií.

Prečítajte si tiež: Práca v Štúrove pre opatrovateľov

Prečítajte si tiež: Podmienky práce na dohodu

tags: #rozvod #a #využitie #elektrickej #energie #rocnikova