En elektrisk understation er et element i det elektriske netværk, der bruges både til transmission og distribution af elektricitet . Det gør det muligt at hæve den elektriske spænding til transmission og derefter sænke den til forbrug af brugere (private eller industrielle). Understationerne er derfor placeret i enderne af transmissions- eller distributionslinjerne. Vi taler også om en understation , blandt andet i jernbanerne .
Ifølge definitionen af Internationale Elektrotekniske Kommission , en elektrisk understation er "en del af en elektrisk netværk , beliggende i et sted, der hovedsagelig omfatter enderne af transmissions- eller distributionssystemer linjer, elektrisk udstyr , bygninger og eventuelt transformere ” .
Elektriske understationer har tre hovedfunktioner:
Til transmission af elektrisk energi er det økonomisk fordelagtigt at øge spændingen, fordi dette reducerer energitabet ved Joule-effekten . Faktisk ved konstant leveret effekt, jo højere spænding, jo lavere strøm passerer gennem kablerne, derfor er mindre opvarmning vigtig, hvilket blandt andet gør det muligt at reducere kablets sektion, hvilket resulterer i besparelser.
Spændingsniveauerne anvendes til langdistance transmissioner er generelt mellem 400 og 800 kV , beskrives som meget høj spænding eller strøm højspænding B . Spændingen reduceres derefter til forbrug til et normalt spændingsniveau, dvs. 230 V i Europa og Latinamerika eller 110 V i Nordamerika.
Tag det typiske eksempel på et atomkraftværk . Elektricitet produceres af kraftværket og passerer derefter gennem:
I tilfælde af en privatperson skal elektriciteten passere gennem en kilde-understation , som er en HTB / HTA- transformerstation , for derefter at blive injiceret i distributionsnetværket. Kildestationerne er udstyret med HV / MV-transformere, det vil sige 63 til 225 kV for HV- spændingen og 10 til 20 kV for MV-spændingen. Derefter ændres spændingen igen af en HTA / LV- transformer (400 V i LV), inden den når en privatperson.
Der er to hovedteknologier til højspændingsstationer:
Den såkaldte afskærmede teknologi har tekniske fordele i forhold til den såkaldte konventionelle teknologi: kompakthed, pålidelighed, reduceret vedligeholdelse. Imidlertid repræsenterer produktionsomkostningerne en højere investering end konventionel teknologi. En analyse af livscyklusomkostningerne ved at integrere aspekterne af jordomkostninger, investering, pålidelighed, vedligeholdelse ( lækagedetektion ) og endelig genanvendelse af SF6-gas og demontering kan vise, at det i sidste ende er billigere generelt. Men konklusionerne af denne form for analyse er meget afhængige af omkostningerne ved det land, hvor stationen er placeret.
Der er flere typer understationer:
Udseendet på understationer varierer meget alt efter deres funktioner. Stationerne kan være på overfladen inde i et kabinet, under jorden, i de bygninger, de betjener.
Elektriske distributionsstationer er de sidste led i transformationen af energi. Disse er transformere, der sænker højspænding til lavspænding. Et distributionspost, uanset dets form, findes i to kategorier: det offentlige indlæg og det private indlæg.
En offentlig transformerstation sænker spændingen på et lavspændingsnetværk, og dette lavspændingsnetværk deles mellem et bestemt antal abonnenter. En privat understation sænker spændingen og forsyner et lavspændingsnetværk, der kun forsyner en enkelt abonnent, hvilket ofte er en virksomhed eller en lille industri (mølle, murværk, stenbrud, cementfabrik osv.).
Intern indgang på afbryder.
Posttårn, global visning.
MV-indgang på tårnstation.
En distributionsstation kan tage forskellige former:
Tårnstolper (høje hytter) Disse er de ældste, bygget mellem 1920'erne og 1960'erne. De består af et murværk eller et armeret betontårn, der måler mellem 6 og 10 meter højt. De elektriske luftledninger er forankret øverst, det indvendige koblingsudstyr er anbragt ned ad bakke og er af typen luftskåret. De har tilnavnet "trolleystationer", et ord der henviser til de meget stive kabler, der bruges af trolleybusser . Højspændingsindløbet var i bare ledere, hver leder blev fastgjort til væggen på understationen ved hjælp af en forankringsisolator udstyret med horngnistgab, eller ellers trepladeisolatorer og broer ind i substationen ved gennem koncentriske bølgepapindgangsskiver. Indvendigt var der en manuel afbryderkontakt og afbryder (sikringer), som var luftisoleret og fastgjort til glas- eller porcelænisolatorer i form af en køl, kaldet "post-indre isolatorer." ". Transformatoren blev anbragt så langt som muligt fra adgangsdøren, på klodser og over et lille lækageopbevaringsbassin. En skærmadskillelse udstyret med to dørblade adskilt LV-delen fra HV-transformeren og dannede et Faraday-bur, som utvivlsomt er oprindelsen til udtrykket "MV-celle". Lavspændingsoutputtet var meget ofte i fortinnede kobberstrengede kabler omgivet af en tekstilkappe. Disse LV-ledere passerede gennem et generelt omstillingsbord, der omfatter en afbryder, sikringer og derefter tælleindretninger. LV-kabler, der forsynede det overliggende netværk, gik op ad væggen, fastgjort til lakerede træbånd, der holdt dem adskilt. Hver leder ledte gennem væggen gennem enten en lille glasskive eller et bøjet porcelænsemaljerør og lavede derefter en dråbeformet bro, der skulle forbindes til den relevante overheadleder. Suspenderede indlæg (øverst på indlægget, indlæg på indlæg eller H61)) Dette er stillingerne, der blev installeret massivt mellem 1960'erne og 1990'erne på grund af installationshastigheden og behovet for en beskyttende kabine. De har ofte tilnavnet "H61" og hænges op fra armeret betonstolpe via en metalstøtte med tilnavnet "Jesu kors", da det er en stang fastgjort til stolpen med flere bolte, og to stænger er svejset vandret for at hænge transformatoren. De første modeller havde brune porcelænsterminaler, de seneste er i kompositmateriale. Transformeren placeres enten på en stopstolpe (slutningen af MV-linjen) eller på en dobbeltforankret stolpe (en linje hænges på hver side af stolpen og passerer over transformeren). Isolatorer er ankerkæder af hærdet glas. Til lynbeskyttelse var der gnistgabskæder (1950'erne til 1980'erne), derefter brune porcelænspatroner (1980'erne til 1990'erne), mens den nuværende teknologi bruger syntetiske isolatorer. Grå sæt vandret. Lavspændingsoutputtet er via porcelæn eller plastikterminaler på transformeren, en forbindelse går gennem en manuelt betjent afbryder, hvorefter en underjordisk eller overheadføder er fastgjort ovenfor. Det er disse holdninger, der stort set har generaliseret brugen af PCB'er, som er blevet forbudt og erstattet af vegetabilske olier siden midten af 1990'erne. PCB'er blev demokratiseret i begyndelsen af 1960'erne på grund af deres lavere densitet end den for traditionel mineralolie til samme effektivitet.Elementerne i en understation skelnes undertiden i "primære elementer" (højspændingsudstyr) og "sekundære elementer" (lavspændingsudstyr).
Primært udstyr inkluderer:
Sekundære elementer inkluderer:
På jernbanelinjer, der er elektrificeret med køreledning eller tredje jernbane , leveres strøm fra elektriske understationer og kraftværker. Disse understationer leveres af det elektriske netværk , ofte med linjer, der løber langs sporene, der leveres mellem 35 og 90 kV . Efter en harve input, der er et batteri transformatorer (main transformer sektion og transformatorer), sænke spændingen på 25 000 eller 1500 V . Stationerne, der skal levere en direkte spænding, inkluderer ud over ensrettere eller endda oprindeligt kommutatorer . De fleste transformerstationer leverer en sektion af sporet direkte, men frem for alt med jævnstrøm har de også kabler (kaldet fødere ), der gør det muligt at genforsyne linjen med jævne mellemrum. Den absorberede strøm fordeles således, og det lokale spændingsfald er begrænset, når et tog passerer forbrug meget. Intervallet mellem understationerne er cirka tyve kilometer i 1500 V DC, op til 50 km i 25.000 V enkeltfase. Understationen styres eksternt af en central understation.
Installationen af en elektrisk understation er langt fra miljøproblemer forårsaget af installationen af et kraftværk eller en højspændingsledning .
De genererede problemer er hovedsageligt:
I byen kan Enedis understationer være 12 m 2 bygninger . De kan også være dekoreret.