TTÜ elektriajamite ja
jõuelektroonika instituut
Elektrivarustus Raivo Teemets
5.2 Keskpingevõrkude ehitus Elektrivõrk koosneb põhiliselt
liinidest ja
alajaamadest. Elektriliinide kaudu toimub
elektrienergia ülekanne
alajaamade vahel. Alajaamades transformeeritakse
elekter vajalikule pingeastmele ning
jaotatakse teatud piirkonnas. Toitealajaamad on enamasti välisjaotlatega, kuigi linnades kasutatakse
ka kinniseid jaotlaid. Jaotusalajaamad võivad olla mitmesuguse ehitusega (sise-,
kiosk -,
mastalajaamad).
5.2.1 Õhuliinid Elektrienergiat kantakse üle õhuliinidega, õhukaabelliinidega või maakaabelliinidega. Õhuliini
juhtmed paiknevad õhus ning on riputatud isolaatorite abil mastidele.
Kaablid paigaldatakse
maasse, vette, kaabliriiulitele ja mujale. Õhuliinide
ehitamisel tuleb silmas pidada
looduslikke olusid. Arvestada tuleb õhutemperatuuriga, tuule kiirusega ning jäite ja selle tekkimise ajal puhuva
tuulega. Õhuliinid peavad suutma vastu pidada mehaanilistele koormustele, keemilistele mõjuritele
ja temperatuuri muutustele.
Keskpingeõhuliinid koosnevad juhtmetest, mastidest, isolaatoritest, traaversitest, tõmmitsatest ja
tugedest ning kinnitusdetailidest.
Õhuliinide tähtsamad
parameetrid (joonis 5.14) on visangu pikkus
l (õhuliini kahe naabermasti
vaheline lõik), juhtmete ripe
f, liini maagabariit (juhtmete minimaalkaugus
maapinnast )
h ja masti
kõrgus
H. Loetletud parameetrid määratakse liini projekteerimisel iga konkreetse juhtumi kohta
eraldi, arvestades liini pinget, juhtme marki, kohalikke tingimusi, kehtivaid norme jm.
Juhtmetena kasutatakse keskpingevõrkudes paljasjuhtmeid, isoleerjuhtmeid ja universaalkaableid.
fHhl Joonis 5.14 Õhuliini parameetrid Juht peaks olema hea elektrijuhtivusega, suure mehaanilise
tugevusega , vastupidav keemilisele
toimele ning odav. Neile tingimustele ei vasta ükski juhtmematerjal eraldi võetuna. Otsitakse
sobivaid kompromisslahendusi.
Paljasjuhtmetena on kasutusel terasalumiiniumjuhtmed, kus voolujuhtivaks
materjaliks on
alumiinium , mida mehaaniliselt on tugevdatud terasega (joonis 5.15). Enamasti on tegemist
traatidest kihiti kokkukeerutatud köisjuhtmetega. Eelistatakse juhtmemarke
AS-35/6,2 (alumiiniumil
ristlõige 35 mm2 ja
terasel 6,2 mm2),
AS-50/8,0 ja
AS-70/11,0.
1
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
Joonis 5.15. Õhuliini teras-alumiiniumjuhtme ristlõige 1 – alumiiniumjuht, 2 – terassüdamik-kandetross
Õhuliinide töökindluse tõstmiseks kasutatakse tänapäeval ka isoleerjuhtmeid. Juhtme materjaliks on
alumiiniumisulam AlMgSi ning isolatsiooni materjaliks riststruktureeritud
polüeteen XLPE.
Kasutatakse ristlõiked 35, 50, 70, 95, 120 ja 150 mm2. Magistraalliinidel eelistatakse ristlõikeid 70
või 95 mm2 ning haruliinidel 35 või 50 mm2 (
SAX-keskpingeõhuliin). Universaalkaablid on ette
nähtud paigaldada pinnasesse, õhku ja vette (
AHXAMK-WM ehk
Multi -Wiski ja
EXCEL ).
Joonisel 5.16 näeb isoleerjuhtmetega ja paljasjuhtmetega liini looduses.
Joonis 5.16 Isoleerjuhtmetega ja paljasjuhtmetega keskpingeõhuliin Paljasjuhtmetega õhuliini gabariit on suurem. Kaheahelaline
liin mahub isoleerjuhtmete korral ära
ühele mastile, paljasjuhtmete korral on tarvis eraldi seisvaid
maste . Ka esteetilises mõttes on
isoleerjuhtmetega õhuliinid vastuvõetavamad.
Eestis kasutusel olevate õhuliinide juhtmete tehnilised andmed on tabelis 5.3, kus
M tähistab
vaskjuhtmeid,
A alumiiniumjuhtmeid,
AS terasalumiiniumjuhtmeid ja
SAX isoleerjuhtmeid
juhtmematerjalina
alumiinium.
Keskpingevõrkudes
kasutatakse
enam
teras-
või
alumiiniumpaljasjuhtmeid.
2
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
Tabel 5.3 Juhtmete tehnilised andmed
Aktiivtakistus
Lubatud vool
Reaktiivtakistus
Juhtme mark +20 °C juures
õhu +25 °C
Mass kg/km
Ω/km
Ω/km
juures A
M-16
1,20
0,411
130
140
M-25
0,74
0,397
180
221
M-50
0,39
0,375
270
439
M-70
0,28
0,365
340
618
A-25
1,28
0,391
135
68
A-50
0,64
0,369
215
136
A-70
0,46
0,355
265
191
AS-35/6,2
0,85
0,387
175
150
AS-50/8,0
0,65
0,375
210
196
AS-70/11
0,46
0,365
265
275
AS-120/19
0,27
0,348
380
492
AS-240/39
0,13
0,326
610
997
SAX-50
0,72
0,326
245
200
SAX-70
0,49
0,316
310
270
SAX-150
0,24
0,292
485
530
Õhuliinide juhtmeid hoiavad
üleval mastid .
Keskpingeõhuliinide
mastide materjaliks on
puit, raudbetoon , teras või alumiiniumisulamid .
Põhiliselt on Eestis levinud
puitmastid ja raudbetoonmastid. Kaitseks mädaniku ja kahjurite eest
tuleb puitposte eelnevalt autoklaavis
antiseptikutega immutada. Raudbetoon-mastid on küll pika
tööeaga, kuid nende puuduseks on
haprus . Terasmastid peavad olema korrosioonikaitseks kas
kuumtsingitud või värvitud.
Otstarbe alusel jaotatakse maste
kandemastideks, nurgamastideks, ankrumastideks, lõpu-
mastideks, hargnemismastideks jm. Mastide näited on joonisel 5.17.
a)b)c)d) Joonis 5.17 20 kV paljasjuhtmelise õhuliini kandemast (a) ja hargnemismast (b) ning isoleerjuhtmelise õhuliini kandemast (c) ja nurgamast (d) 3
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
Elektrijuhtmeid isoleeritakse mastist
isolaatoritega. Levinumateks on
tugi- ehk kandeisolaatorid
ja ripp- ehk tõmbisolaatorid (joonis 5.18). Isoleermaterjaliks on tavaliselt
portselan või klaas.
Järjest enam on keskpingevõrkudes hakatud kasutama
komposiit - ehk polümeerisolaatoreid.
Sellised isolaatorid on kerged, ultraviolettkiirguskindlad, hüdrofoobsete omadustega ja suure
mehaanilise tugevusega.
‚’
Komposiitisolaatoritel on klaasplastist südamik, mis on ümbritsetud polümeerist seelikutega
(joonis 5.18c). Pingel 35 kV kasutatakse laialdaselt taldrikisolaatoritest (joonis 5.18b)
koosnevaid paindühenduses isolaatorkette. Taldrikisolaatorite arv
ketis on tavaliselt 2 või 3, sõltudes masti
materjalist ja tüübist.
Joonis 5.18 Tõir- ehk tugiisolaator (a), taldrikisolaator (b) ja komposiitisolaator (c) Õhuliini mastide konstruktsiooni kuuluvad
traaversid. Traaversid tagavad juhtmete nõutava
vahekauguse olenevalt rippest ja visangust. Traaversid valmistatakse kuumtsingitud
terasest .
Traaversite konstruktsioonilisi erinevusi näeb jooniselt 5.17. Isoleerjuhtmetega õhuliini traaversid
on tunduvalt kompaktsemad
tingituna faasijuhtide väiksemast vahekaugusest.
Õhuliinide tarvikute hulka kuuluvad veel
tõmmitsad ja
toed mastide stabiliseerimiseks ning
mitmesugused
kinnitusdetailid. Tõmmitsad ja toed on ette nähtud mastile mõjuvate jõudude
tasakaalustamiseks , kui vabalt seisva masti püsivus pole tagatud. Enamasti on tõmmitsad
valmistatud terasköisjuhtmetest ning need kinnitatakse järelpingutamist võimaldava aasaga
ankruvardale.
Õhuliinide korral on olulisteks mõisteteks
liini trass , liini kaitsevöönd ja liinikoridor.
Liini
trassiks nimetatakse liini
kulgu tähistavat joont, mille
valikul tuleb lähtuda nõuetekohase
kaitsevööndi ja liinikoridori võimalikkusest.
Liini kaitsevöönd on ala, kus
tehnovõrkude ohtlikkusest ja kaitsevajadusest tulenevalt
kitsendatakse kinnisvara valdaja tegevust. Kehtiva korra kohaselt ulatub liini kaitsevöönd 6…20 kV
keskpingevõrgus 10 m mõlemale poole liini telge.
Liinikoridoriks nimetatakse muudest rajatistest ja looduslikest takistustest vaba ruumi, mis
normaalolukorras tagab liini puutumatuse ja ohutuse. Liinikoridori laius on määratud lubatud
4
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
vahekaugustega hoonetest, puudest ja tehnorajatistest. Isoleerjuhtmetega ja paljasjuhtmetega
keskpingeõhuliinide liinikoridore näeb joonisel 5.19.
20 kV paljasjuhtmed
20 kV paljasjuhtmed
rõhtpaigutus
kolmnurkpaigutus
a)20 kV isoleerjuhtmed
20 kV isoleerjuhtmed
rõhtpaigutus
püstpaigutus
b) Joonis 5.19 Paljasjuhtmetega (a) ja isoleerjuhtmetega (b) keskpingeõhuliini liinikoridorid 5.2.2 Kaabelliinid Õhuliinide kõrval kantakse elektrit üle ka kaabelliinidega. Maakaabelliinide töökindluse tase on
tunduvalt kõrgem kui tavalistel õhuliinidel. Nad nõuavad vähem ruumi, on välismõjude eest
paremini kaitstud ning ohutumad.
Teisalt on kaabelliinid aga kallimad ja nende
remont aeganõudvam. Kaabelliine rajatakse peamiselt linnades ja muudes tiheda asustusega piirkondades,
kus see on sageli ainuvõimalik lahendus. Tavaliselt mõeldakse
kaabelliinide all elektriliine, mis
paiknevad maa all. Kaabelliinid võivad aga
asuda ka hoonete sees, väljas, vees, õhus jm.
Kaablite
konstruktsioon on suhteliselt keerukas, sõltudes nimipingest,
soonte arvust, materjalist
ning
töötingimustest . Kaablisooned, üks või mitu, paiknevad mantli sees, mis on ette nähtud
kaitseks mehaaniliste vigastuste, korrosiooni ja niiskuse eest.
Kaablis ei tohi niiskus levida piki- ega
ristsuunas. Selleks on kaablis juhi kiudude vahel
pikisuunaline ja juhtide vahel ristisuunaline
veetõke. Keskpingekaablite isolatsioonimaterjaliks on ekstrudeeritud polüvinüülkloriid (
PVC) ja
polüeteen (
PE,
PEX,
XLPE). Kaablimantli ülesanne on kaitsta isolatsiooni niiskuse eest ja
kindlustada hermeetilisus. Mantli materjaliks on plii, alumiinium, plastmass (polüeteen) või ka
kumm . Pliimantel on tavaliselt kaablitel, mida kasutatakse korrosiooniohtlikus keskkonnas ja vee
all. Kaablimantlit kaitstakse vigastuste eest kaitsesoomusega, kaabli kaitsesoomust ja metallmantlit
korrosiooni eest välismantliga, mis on tavaliselt valmistatud bituumeniga
immutatud kiudmaterjalist
või plastmassist. Keskpingekaablite konstruktsioone on joonisel 5.20.
Joonisel 5.20a on kujutatud kolmesoonelist keskjuhtmega kaablit
AHXAMK-W, mis on tuntud ka
kui
Wiski-
kaabel . Selline kaabel on ette nähtud paigaldamiseks maa alla ning kohtkindlana sise- ja
välisruumidesse, riiulitele ning torudesse. Niiskuse levimist tõkestab nii piki- kui ristsuunaline
veetõke. Kaabli väliskatteks on ilmastikukindel polüeteen. Keerutatud ja tihendatud
vasest keskjuhtme otstarbeks on luua lai maandussüsteem. Keskjuhe maandatakse mõlemast otsast
(alajaamades), tagades sellega madalama summaarse maandustakistuse.
5
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
Joonisel 5.20b on kolmesooneline keskpingekaabel
AHXCMK-WTC, mida võib paigaldada
kaablikanalisse, pinnasesse ja vette. Eriti sobib seda tüüpi kaabel pinnasesse sissekündmiseks.
Kolm faasisoont on sellel kaablil omavahel kokku keerutatud ja seotud pooljuhtiva
lindiga . Lisatud
on
kontsentriline juht – kiht paralleelseid vasktraate ja vasest kontaktlint, mis täidab sama ülesannet
kui keskjuhe eelmisel kaablil. Kaablikattena kasutatakse ilmastikukindlat polüeteeni.
Joonis 5.20 Keskpingekaablite konstruktsiooni näited: kolmesooneline ümber keskjuhtme keerutatud keskpingekaabel (a), kolmesooneline keskpingekaabel (b) ja ühesooneline keskpingekaabel (c) Kolmandana kujutatud keskpingekaabel
AXLJ-TT on ühesooneline (joonis 5.20c). Seda kaablit võib
paigaldada torudesse, pinnasesse (ka sisse künda) või vette. Kaabel on veetihe nii piki- kui
põiksuunas. Konstruktsioonilt on vaadeldav kaabel sarnane joonisel 4.19b esitatud kolmesoonelise
kaabliga .
Polümeerisolatsiooniga kaablite kõrval on kasutusel eelmistel
aastakümnetel paigaldatud
paber-
õliisolatsiooniga kaablid, mille kaablisooned on isoleeritud
viskoosse õliga immutatud paberiga.
Paberkaablite puudusteks võrreldes polümeerkaablitega on suurem kaal, õlilekke võimalus,
hooldevajadus ja kaablimuhvide väiksem töökindlus. Kasutusel on kaablimuhvid, mis võimaldavad
omavahel ühendada paber- ja polümeerkaableid. See lubab välja vahetada ainult osa paberkaablist
polümeerkaabli vastu, kui kaabel on lühistunud või muul viisil kahjustatud.
Kaabelliinide rajamisel tuleb arvestada konkreetseid olusid, eriti kaabli jahutustingimusi. Tähele
tuleb panna, kas kaabeleid on paigaldises üks või enam, kas kaabel asetseb kaablikanalis või õhus.
Levinud on kaablite paigaldamine kaablikraavidesse. Selleks et vältida kaabli vigastamist, kaetakse
kraavi põhi liivapadjaga või pinnasega, millele asetatakse kaabel, mis omakorda kaetakse liiva või
pinnasega kaitseks veel kaitseplokid või
tellised . Kaablite kaitseks kasutatakse ka plaate, renne ning
terasest, betoonist, plastmassist või keraamilisest materjalist
torusid . Kaablikraavi pinnas
tihendatakse. 6…20 kV nimipingega kaabel paigutatakse enamasti 0,7 m sügavusele, 35 kV kaabli
puhul on nõutav sügavus 1 m. Näiteid kaablite paigaldamise kohta leiab jooniselt 5.21.
6
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
Kaablite jätkamiseks ja
ühendamiseks teiste liinide ja seadmetega kasutatakse
jätku - ja
otsamuhve.
Kaabli paigaldus torus
Pealiskiht
Kaitse
Kollane
veniv hoiatuslint
Liivapadi Täide
Kaabli paigaldus
plaat- või lintkaitsega
Pealiskiht
Kaitse
Kollane veniv hoiatuslint
Liivapadi
Täide
Joonis 5.21 Näiteid keskpingekaablite paigaldamisest Sõltuvalt kaabli margist võib muhvide konstruktsioon erineda. Jätkumuhvi konstruktsioon sõltub
ennekõike sellest, kas on vaja omavahel ühendada kahte polümeerkaablit, kahte paberkaablit või
paber- ja polümeerkaablit. Ka pinnases või veekogudes kasutatavate muhvide konstruktsioonid
erinevad. Ensto Elekter AS-i keskpingekaabli otsamuhv välispaigalduseks on joonisel 5.22.
Joonis 5.22 Keskpingekaabli otsamuhv välispaigalduseks Kaablite ristlõiked on enamasti 3×25…3×240 mm2. IEC
soovitatud kaabliristlõigete skaala on
tabelis 5.4. Vähendamaks paigaldus- ja laokulusid on eelisristlõigeteks 3×50 mm2, 3×120 mm2 ja
3×240 mm2. Kaabli ristlõike valikul tuleb lähtuda lubatud pingekaost ja tagada, et kaitseaparatuuri
rakendusvool ei ületaks kaablile kestvalt lubatud voole antud paigaldustingimustes. Kaitseaparaadi
rakendusvoolu määramisel tuleb lähtuda konkreetse kaabli töövoolust ja vähimast kahefaasilisest
ning suurimast kolmefaasilisest lühisvoolust vastavalt lubatud soojustingimustele.
Soojuslikud tingimused olenevad kaablite paigalduse viisist, pinnase temperatuuris, kaabli
paigalduse sügavusest, pinnase omadustest. Oluline näitaja kaabli käitu silmas pidades on lubatud
koormusvool. Kaablite tehnilised andmed on tabelis 5.5.
Tabel 5.4 IEC
ristlõigete skaala ja eelisristlõiked mm2
Ristlõigete
3×25
3×35
3×50
3×70
3×95
skaala
3×120
3×150
3×185
3×240
Eelisristlõiked
3×50
3×120
3×240
7
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
Tabel 5.5 Kaablite tehnilised andmed
Soone Aktiivtakistus Lubatud vool
Soone
Aktiivtakistus Lubatud vool
ristlõige
(+20 °C)
(+25 °C)
ristlõige
(+20 °C)
(+25 ° C)
mm2
Ω/km
A
mm2
Ω /km
A
Vask
6 kV 10 kV Alumiinium
6 kV 10 kV
10
1,793
55
-
10
2,94
42
-
16
1,121
65
60
16
1,838
50
46
25
0,7172
90
85
25
1,176
70
65
35
0,5123
110
105
35
0,84
85
80
50
0,3586
145
135
50
0,588
110
105
70
0,
2561 175
165
70
0,42
135
130
95
0,1887
215
200
95
0,
3095 165
155
120
0,
1494 250
240
120
0,245
190
185
150
0,1195
290
270
150
0,196
225
210
185
0,0969
325
305
185
0,
1589 250
235
240
0,0747
375
350
240
0,1225
290
270
Elektrivõrgu operatiivjuhtimise seisukohalt on oluline teada kaablitele lubatud voole, mille järgi on
võimalik teha otsuseid kaablite koormatavuse kohta ümberlülituste tegemiseks elektrivõrgus
tarbijate elektrivarustamise tagamisel ning
rikete likvideerimisel. Uued keskpingekaabelliinid Eestis
tehakse kaablitega, millel on kolm alumiinium- või vasksoont ning maandatav vaskekraan või
keskjuhe. Paigaldatavate kaablite nimipinge valitakse 20 (või 24) kV, arvestades üleminekut sellele
pingele tulevikus.
5.2.3 Trafod Alajaamade tähtsaimad
seadmed on trafod.
Trafode arv alajaamas sõltub
piirkonnast , kus
alajaam asub, töökindluse nõuetest ja muudest teguritest.
Hajaasustusega piirkondades, kus tarbimine on väike ja kõrget elektrivarustuskindlust ei nõuta,
seatakse sageli üles vaid
üks trafo .
Linnades ja tähtsate ning kõrget elektrivarustuskindlust nõudvate tarbijatega piirkondades on
alajaamades tavaliselt
kaks või enam trafot.
Keskpingevõrkude trafode
nimivõimsuste jada on 50, 100, 160, 250, 400, 630, 800, 1000, 1600 ja
2500 kVA. Trafod on enamasti viieastmelised reguleerimisdiapasooniga ±2×2,5%. Kasutuses on ka
kolmeastmelisi
trafosid
reguleerimisdiapasooniga
±5%.
Toitealajaamade
trafodel
võib
reguleerimisastmeid olla rohkem. Näiteks 110 kV trafol on võimalik pinget reguleerida vahemikus
± 9× ,178 % . Toitealajaamade trafod on koormuse all
reguleeritavad , jaotustrafod aga mitte.
Selliste trafode pingeastet saab muuta vaid väljalülitatud olukorras.
Keskpingevõrkudesse ülesseatavate uute trafode
nimi- ja nimitalitluspinged on
6 – 6,3 ± 2×2,5 % / 0,410 kV
10 – 10,5 ± 2×2,5 % / 0,410 kV
15 – 15,75 ± 2×2,5 % / 0,410 kV
20 – 21,00 ± 2×2,5 % / 0,410 kV.
8
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
Paigaldatakse ka trafosid kahe ülempingemähisega nimitalitluspingega 6,3 ja 10,5 kV. Eesmärgiks
on kiirendada elektrivõrgu rekonstrueerimist tulevikus, kui toimub üleminek seniselt 6 kV pingelt
pingele 10 kV.
Jaotusvõrgus kasutatakse nii
õliisolatsiooniga kui ka
kuivisolatsiooniga trafosid, mille hulgas
moodustavad
omaette rühma
valuvaiktrafod, kus
mähised on valatud epoksüüdvaigu sisse ning on
väliskeskkonnast täielikult eraldatud. See tagab nende trafode kõrgema kaitseklassi, kuid samas on
trafo mõõtmed suuremad. Valuvaiktrafod taluvad võrreldes õliisolatsiooniga trafodega paremini
lühiajalist ülekoormust. Pikaajaliste ülekoormuste korral on vajalik
lisajahutus. Olulist vahet
valuvaiktrafode ja
tavaliste kuivtrafode vahel käidu seisukohalt siiski pole. Kuivtrafod on
õlitrafodega võrreldes 10…15% kallimad ning leiavad ennekõike kasutamist tuleohtlikes kohtades.
Joonis 5.24 Kolmefaasiline kuivtrafo ja valuvaiktrafo Ka on kuivtrafod väiksemate mõõtmetega, mistõttu
saab neid kasutada kohtades, kuhu teised trafod oma
gabariitide tõttu ei sobi. Tavaolukorras kasutatakse
siiski õlitrafosid. Joonisel 5.23 on kolmefaasiline
õlitrafo ning joonisel 5.24 kuiv- ja valuvaiktrafo.
Joonis 5.23 Kolmefaasilise õlitrafo läbilõige Jaotusvõrgu, eriti aga madalpingevõrgu käidu seisukohalt on oluline trafo
lülitusgrupi valik.
Keskpingevõrkude trafodes kasutatakse
kolme erinevat lülitusgruppi.
Kuni
100 kVA trafode korral kasutatakse lülitusgruppi
Yzn, trafodel
160…2500 kVA lülitusgruppi
Dyn ning nende kõrval ka lülitusgruppi
Yyn.
Tähed Y või y ja D või d ning Z või z osutavad vastavalt primaar- või sekundaarmähise (suur- või
väiketähed) lülitusviisile – täht-,
kolmnurk - või siksaklülitusele. Kui täht- või siksaklülituses mähise
neutraal maandatakse (ühendus neutraaliga on toodud trafo lülituskilbile), kuulub tähisesse täht N
või n.
Lülitusgrupile järgnev number (nt Dyn11) näitab sama faasi
sekundaarpinge vektori
nihkumist primaarpinge vektori suhtes kella numbrilaual, kui primaarpinge
vektor on asetatud 12-le.
Tuleb tähele panna, et paralleeltööle (nt operatiivselt koormuse üleviimise ajaks) võib lülitada
ainult sama lülitusgrupiga trafosid. Erinevate lülitusgruppidega trafode
skeemid ja
vektordiagrammid on joonisel 5.25.
9
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
0
0
A
11
A
a
a
a
b
c
a
b
c
A
B
C
A
B
C
b
b
c
B
C
C
c
B
Yy0Yd110
0
11
11
A
A
a
b
c
a
a
b
c
A
B
C
a
b
b
A
B
C
c
c
C
B
C
B
Dy11 Joonis 5.25 Trafode skeemid ja vektordiagrammid Trafo ühe mähise ühendamisel tähte ja teise ühendamisel kolmnurka takistatakse kõrgemate
harmoonikute levikut elektrivõrgus ning tagatakse, et trafo
faaside koormus primaarpoolel on trafo
sekundaarkoormuste ebavõrdsuse korral ühtlasem. Harmoonikutega tuleb arvestada ka trafo
neutraaljuhtme valikul. Harmoonikute esinemisel võib vajalikuks osutuda faasijuhiga võrdne või
suurema ristlõikega neutraaljuht.
Trafodel nimivõimsustega 50…100 kVA kasutatakse lülitusgruppi
Yzn. Sellise lülituse
eeliseks on,
et asümmeetrilisel koormamisel ei teki trafo madalpingepoolel olulisi faasipingete erinevusi. Kuna
siksaklülituses trafode korral asub iga
mähis trafo kahel
sambal , siis asümmeetrilise koormuse
korral püsib pinge sümmeetrilisena. Enam on levinud siiski lülitusgrupp
Dyn.
Probleemseteks on Eesti jaotusvõrkudes veel kasutatavad Yyn-lülitusgrupiga trafod. Selliste
trafode asümmeetrilisel koormamisel tekivad madalpingepoolel suured faasipingete erinevused ning
täiendavad võimsuskaod. Põhimõtteliselt sobivad sellised trafod ainult sümmeetriliste koormuste
korral.
Trafode arvu ja võimsuse valimisel lähtutakse nende arvutuslikust koormusest. Arvestada tuleb ka
reserveerimise ja avariilise ülekoormamise võimalusi ning muidugi majanduslikke võimalusi.
Enamasti on trafosid alajaamas üks või kaks olenevalt vajalikust elektrivarustuskindluse tasemest ja
perspektiivsest koormusest.
Ülesseatud trafode võimsus peab normaaltalitlusel vastama tingimusele
SmS ≥
Tn Tkus
S m – alajaama maksimaalkoormus
n T – trafode arv alajaamas.
Avariijärgses talitluses on tingimuseks
10
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
SS ≥
k ⋅(
AVTn −
n TV )
−
kus
SSSAVmres – alajaama koormus avariijärgsel talitlusel (
maksimaal - ja
reservvõimsuse vahe),
n V – väljalülitatud trafode arv,
k – trafole lubatud koormatustegur avariijärgsel talitlusel (tavaliselt
lubatakse 5 ööpäeval kuni 6 tunni jooksul koormatustegurit
k = 1,4).
Eelnenust järeldub, et kahe
trafoga alajaamas tuleb valida
S≥ 7
0 ⋅
STAV ning ühe trafoga alajaamas
S≥
STm 5.2.4 Kommutatsiooni- ja mõõteaparatuur Elektrienergia ülekandmise ja jaotamise kõikidel tasemetel on vaja elektriahelaid teineteisest
eraldada hooldustööde tegemiseks, rikete likvideerimiseks ning rikkis seadmete eemaldamiseks
elektrivõrgust. Seadmeid, mille ülesanne on eraldada erinevaid võrguosi teineteisest, nimetatakse
kommutatsiooniseadmeteks. Kommutatsiooniseadmete valik sõltub ennekõike pingeastmest ja
jaotlate skeemist, aga ka nõutavast töökindlusest ja muudest asjaoludest.
Keskpingevõrkude kommutatsiooniseadmeteks on
võimsuslülitid, koormuslülitid, lahklülitid ja
sulavkaitsmed. Lülituste kõrval
normaal - ja anormaaltalitluses on vajalik kaitselahutamine, kus
seadmed pikemaks ajaks elektriliselt eraldatakse ning ohutuse tagamiseks ka
maandamine .
Joonisel 5.26 on kaks uutes 110/20/10/6 kV toitealajaamades enam levinud keskpingejaotla skeemi.
Joonisel 4.25a on
jaotla , kus keskpingefiidri kommuteerimiseks kasutatakse võimsus- ja lahklüliti
kombinatsiooni .
a)b) Joonis 5.26 Toitealajaama keskpingejaotla skeemid Sellel skeemil on fiidri kaitselahutamiseks ja maandamiseks ühisajamiga kolme lülitusasendiga
seade –
lahklüliti/maanduslüliti. Fiidri maandamine sellise skeemi korral toimub läbi
võimsuslüliti, mis tähendab, et maanduslüliti ja võimsuslüliti on mõlemad sisselülitatud asendis.
Joonisel 5.26b on jaotla, kus võimsuslüliti asub
vankril. Sellise fiidri kaitselahutamine tekitatakse
vankri väljatõmbamisega lahtrist ning maandamiseks on eraldi asetsev
kohtkindel maanduslüliti.
11
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
Eriti iseloomulik on selline skeem varem ehitatud alajaamadele, kuid leiab kasutamist ka uutes
alajaamades.
Kaugjuhitavad on vanades toite- ja vahealajaamades vaid võimsuslülitid. Uutes alajaamades on
võimalik kauglülitada ka
lahk - ja maanduslüliteid ning viia
vankreid remondi- või tööasendisse.
Kaugjuhtimine muudab võrgu dispetšjuhtimise efektiivsemaks ja võimaldab tunduvalt kiiremini
avariisid
likvideerida .
Elektrivõrgu tähtsaim kommutatsiooniaparaat on
võimsuslüliti. Võimsuslüliti on seade, mis on
võimeline sisse ja välja lülitama nii elektriahela normaal- kui ka anormaaltalitlusvoolu näiteks
lühiste korral.
Võimsuslüliti ülesanne on ahela lahutamisel tekkiv
elektrikaar kustutada . Olenevalt
sellest, millises keskkonnas elektrikaart kustutatakse, liigitatakse võimsuslüliteid järgmiselt:
õlivaesed
lülitid elegaas (
SF6) võimsuslülitid
vaakumlülitid
õlirikkad lülitid
suruõhkvõimsuslülitid
tahkegaaslülitid.
Keskpingevõrkudes kasutatakse neist kolme esimest. Võimsuslülititele seatakse olulisi nõudeid.
Nad peavad olema kiired, taluma lühisvoolu termilist ja elektrodünaamilist toimet, ennekõike aga
olema võimelised
lahutama lühisvoolu. Rekonstrueeritavatesse või uutesse keskpingealajaamadesse
seatakse üles elegaas- või vaakumlülitid. Seni veel kasutatavad õlilülitid vajavad pidevat
hooldust ja
nende töökindlus on madalam kui nüüdisaegsetel lülititel. Eesti jaotusvõrkude võimsuslüliteid näeb
joonisel 5.27.
Joonis 5.27 Eesti jaotusvõrkude võimsuslüliteid Võimsuslüliteid kasutatakse peamiselt toite- ja vahealajaamades, mõnikord ka suurtes
jaotusalajaamades, kui selleks on tarvidus. Mujal on elektriahelate kommuteerimiseks koormus- või
lahklülitid, väiksemate trafode lülitamiseks ka lahkkaitsmed.
Lahklüliti ülesanne on luua kaitselahutusvahemik. Lahklülitiga võib elektriahelat avada ja sulgeda,
kui katkestatakse või lülitatakse sisse tühiselt väike vool. Lahklüliti
ei ole mõeldud lühis- ega
koormusvoolude kommuteerimiseks, kuid on võimeline etteantud aja lühisvoolu taluma.
12
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
Koormuslüliti on võimeline sisse ja välja lülitama ahela normaaltalitlusvoolu ja ülekoormusvoolu.
Koormuslüliti sobib ka kaitselahutusvahemiku loomiseks. Ehituselt on lahklüliti ja koormuslüliti
sarnased,
kuid
koormuslülitil
on
kaarekustutuskamber.
Keskpingevõrkude
kommutatsiooniseadmeid näeb joonistel 5.28 ja 5.29.
Joonis 5.28 Keskpingevõrkude kommutatsiooniseadmed: koormuslüliti NALF (a), lahklüliti (b) ja GEVEA lahkkaitsmed (c) Joonis 5.29 Keskpingevõrkude kommutatsiooniseadmeid Keskpingevõrkude lülitid võivad olla käsi- või mootorajamiga, mis omakorda on või ei ole
kaugjuhitav. Enamasti on kasutusel käsiajamiga seadmed, mille lülitamiseks on tarvis
operatiiv -
brigaadil minna alajaama ning teha soovitud lülitused.
Tõhusamad on kaugjuhitavad seadmed, mida
lülitatakse dispetšisüsteemi vahendusel. Kaugjuhtimine on kasutusel toite- ja vahealajaamades ning
mõningates mastalajaamades (lahutuspunktides). Ajam paikneb enamasti karbis maapinna lähedal
ja on ühendatud lülitiga juhtvarda abil. Ajamiga
samasse karpi paigutatakse
mõõte - ja sideaparatuur
ning akumulaatorpatarei ja kütteseadmed. Sidet juhtimiskeskusega peetakse tavaliselt raadio teel.
Tulemuseks on
jaotusterminal (
distribution terminal unit , DTU), mille abil võib jaotusvõrgu
talitlust efektiivselt juhtida. Joonisel 5.30 kujutatud mastlülituspunkt on varustatud firma ABB
seadmetega.
13
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
Joonis 4.29 Mastlülituspunkt Kommutatsiooniseadmeteks loetakse ka
sulavkaitsmed, mida keskpingevõrkudes kasutatakse
peamiselt
väikese
võimsusega
trafode
kommuteerimiseks
koormusvabas
olukorras.
Kaitseelemendina koos koormus- või lahklülitiga on
sulavkaitse küllaltki levinud. Elektriahela
kaitsmine sulavkaitsmetega on võrreldes releekaitsega ja võimsuslülitiga odavam ja võimaldab
eraldada elektriahela rikkis elementi võrgust. Sulavkaitsmeid kasutatakse siiski rohkem
madalpingevõrkudes.
Elektrimõõtmised keskpingevõrkudes lähtuvad
mõõteanduritest, milleks on
voolu- ja
pingetrafod. Mõningatesse nüüdisaegsetesse võimsus- ja koormuslülititesse on sisse ehitatud ka
valgusmõõteandurid. Voolu- ja pingeandurite ülesanne on vähendada voolu ja pinge väärtusi
mõõteandmeid kasutavate seadmete tarvis ning eraldada primaarahel sekundaarahelast.
Mõõteanduritest saadud väärtusi kasutatakse
releekaitse -, mõõte- ja juhtimisseadmete tarvis.
Levinumad mõõteandurid on
voolutrafod . Voolutrafosid jaotatakse mõõte- ja kaitsevoolutrafodeks.
Mõõtevoolutrafode ülesanne on toetada täpseid mõõtmisi ning need töötavad
kitsas voolude
vahemikus. Mõõtevoolutrafode tähtsaim näitaja on täpsusklass.
Kaitsevoolutrafod edastavad andmeid kaitseseadmetele. Seda tüüpi
voolutrafo töötab laias voolude
diapasoonis ning täpsusklassil pole nii suurt tähtsust. Voolutrafo nimisekundaarvooluks on IEC-
standardi kohaselt 1 A või 5 A. Ka pingetrafod jaotatakse
mõõte- ja
kaitsepingetrafodeks ning
seetõttu on nende omadused mõnevõrra
teistsugused . Pingetrafode nimisekundaarpingena
kasutatakse Eestis IEC-standardi kohaseid väärtusi 100 V või 200 V. Voolutrafodel on üks
primaarmähis ja tavaliselt mitu eri südamikul paiknevat sekundaarmähist. Pingetrafodel on üks
primaarmähis ja üks või kaks sekundaarmähist, millest üks on tavaliselt avakolmnurkmähis. Voolu-
ja pingetrafode
käsitlemisel tuleb silmas pidada, et
voolutrafo talitlus on lähedane lühistalitlusele ja
pingetrafo talitlus trafo tühijooksutalitlusele. Selletõttu peab voolutrafo sekundaarmähis
olema lühistatud ja pingetrafo sekundaarmähis tühijooksul ning
vältida tuleb igal juhul voolutrafo
tühijooksutalitlust ja pingetrafo lühistalitlust.
14
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
5.2.5 Alajaamad Eestis edastatakse elektrienergiat elektrijaamadest tarbimiskeskustesse õhuliinidega pingel 330 kV
ja 110 kV. Elektrit jaotatakse piirkonniti keskpingel 6…35 kV. Tarbijateni jõuab elekter tavaliselt
pingel 0,4 kV. Elektri
muundamine ühelt pingeastmelt teisele ning jaotamine toimub alajaamades.
Alajaam on elektrivõrku kuuluv
kompleks , mis paikneb kindlal territooriumil, koosneb enamasti
ülem- ja alampinge jaotusseadmest ning trafodest.
Jaotusseade ehk
jaotla hõlmab lülitusseadmeid nende juurde kuuluvate juhtimis-, mõõte-, kaitse-
ja
reguleerimisseadmetega
koos
vajaliku
juhistiku ,
lisaseadmete,
kestade
ja
kandekonstruktsioonidega. Jaotla iseloomulikuks konstruktsioonielemendiks on
kogumislatid.
Trafod võivad alajaamas ka
puududa . Sel juhul on tegemist
lülitusalajaamaga. Kasutatakse ka
mõistet
lülituspunkt, mille ülesandeks on jaotusvõrgu fiidrite lahutamine või ümberlülitamine.
Releekaitse
seondub võimsuslülititega, mis asuvad vaid suurtes alajaamades.
Alajaamu liigitatakse otstarbe, konstruktsiooni (sh isolatsiooni) ja muude tunnuste järgi.
Otstarbest sõltuvalt võib jaotusvõrgus vaadelda
toite-, vahe- ja jaotusalajaamu, täiendava
liigitusena ka
haru- ja tupikalajaamu.
Toitealajaamade, mida nimetatakse ka
piirkonnaalajaamadeks, kaudu varustatakse jaotusvõrku
elektrienergiaga. Need alajaamad seovad
niisiis jaotus- ja põhivõrku. Eestis on toitealajaamade
ülempingeks peaaegu eranditult 110 kV, alampingeks enamasti 6, 10 ja 35 kV, aga ka 15 ja 20 kV.
Jaotusalajaamad varustavad
elektriga tarbijaid enamasti madalpingel 0,4 kV. Tööstusettevõtteid
toidetakse ka keskpingel.
Vahealajaamad on ette nähtud elektri jaotamiseks keskpingel, võimalikult ka transformeerimiseks
näiteks pingelt 10 kV pingele 6 kV.
Alajaamade jaotust otstarbe järgi on illustreeritud joonisel 5.31.
Toitealajaam110 kV
0,4 kV
Tupikalajaam 10/0,4 kV10 kV
Jaotusalajaamad 10/0,4 kV10 kV
0,4 kV
Vahealajaamad10 kV
0,4 kV
0,4 kV
MastalajaamadKeskpingevõrgu lahutuspunkt
Joonis 5.31 Keskpingevõrgu alajaamade jaotamine otstarbe järgi 15
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
Toitealajaam ja vahealajaamad on varustatud võimsuslülititega. Kasutusel on
muuhulgas sekt -
sioonidevahelised
võimsuslülitid,
mis
rakenduvad
reservilülitusautomaadi
toimel.
Ühe
latisektsiooni pingetuks jäämisel on seda võimalik pingestada teise latisüsteemi kaudu. Selline
reservilülitus on edukas, kui rikkis on
latte toitev kaabel või trafo. Ka jaotusalajaamad võivad olla
ühe- või kahesektsioonilised, kuid on lihtsama konfiguratsiooniga kui toite- või vahealajaamad.
Kommutatsiooniaparaatidena kasutatakse jaotusajaamades peamiselt lahk- ja koormuslüliteid,
trafoahelates ka võimsuslüliteid. Skeemi kuuluvad veel lahutuskohad, mille kaudu saab toite
taastamiseks, remondiks või talitluse optimeerimiseks fiidrite koosseisu muuta.
Alajaamade ehitus sõltub nende
suurusest ja ülesannetest võrgus. Kõrgema pingega toitealajaamad
on peamiselt suured õhkisolatsiooniga ja
keeruka konfiguratsiooniga
välisalajaamad. Linnades on
ka kinniseid
sisealajaamu, mis võtavad vähem ruumi ja on meeldivama väljanägemisega, kuid
tunduvalt kallimad. Sisealajaamad võivad olla nii õhk- kui gaasisolatsiooniga (
gas insulated
switchgear, GIS) isolatsioonikeskkonnaks elegaas (
SF6). Selliste alajaamade seadmed on
kompaktsemad ega vaja sagedast hooldust. Joonisel 5.32 on firma ABB õhkisolatsiooniga
keskpingejaotla. Kambri lõikel on näha kaablisisendit, voolutrafosid, kogumislatte ja võimsuslülitit,
mis on paigutatud vankrile. Kambri ülaosas on releeterminal. Joonisel 5.33 on firma Merlin
Gerin gaasisolatsiooniga keskpingejaotla kambri lõige. Siin on järjestikku (alt üles) kaablisisend,
voolutrafod, võimsus- ja lahklüliti ning latid. Latide ees on releeterminal. Kaitselahutus tehakse
võimsuslüliti väljatõmbamisega kambrist.
Joonis 5.32 Õhkisolatsiooniga alajaama keskpingejaotla kambri lõige ja jaotla Joonis 5.33 Gaasisolatsiooniga keskpingejaotla kambri lõige 16
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
Jaotusalajaamad on enamasti kinnised
kiosk- ja
komplektalajaamad või lahtist tüüpi
mastalajaamad. Kinniseid alajaamu rajatakse linnadesse ja tiheda asustusega piirkondadesse.
Kioskalajaamadeks on tellistest või
muust materjalist statsionaarsed ehitised. Sellist tüüpi
alajaamu tänapäeval enam ei ehitata. Levinumaks alajaama tüübiks on teisaldatavad metall-
konstruktsiooniga
komplektalajaamad (
KTPN,
KTPK,
HEKA,
HOLTAB). Muidugi võivad
jaotusalajaamad asetseda ka suurte ehitiste siseruumides.
Nüüdisaegsed komplektalajaamad sobivad küllaltki hästi keskkonda ja sisaldavad suhteliselt
hooldusvabasid seadmeid. Komplektalajaamu on võimalik kiirelt paigaldada ja seadmete vahetus
neis on lihtne.
Joonisel 5.34 on firma Harju Elekter AS
jaotusalajaam ning joonisel 5.35 näeb komplektalajaama
HEKA lõiget.
Joonis 5.34 Keskpingevõrgu jaotusalajaam 1
2
3
1
2
3
Joonis 5.35 Keskpingevõrgu komplektalajaam HEKA: 1- keskpingelahter, 2 - trafolahter, 3 - madalpingelahter
17
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
Maapiirkondades on levinud
mastalajaamad. Mastalajaamade konstruktsiooni valikul tuleb
arvestada keskpingeliini kulgemisega, kas tegemist on tupikalajaamaga või kulgeb
kõrgepingeliin edasi, samuti on tarvis arvestada mastalajaamast väljuvate madalpingefiidrite arvu ja suunda, kui
suure trafoga on tegemist ning loomulikult ka kohalikke looduslikke olusid.
Mastalajaamade trafod peavad olema tugevdatud isolatsiooniga, hermeetilised ja spetsiaalse
konstruktsiooniga. Trafode võimsusrida mastalajaamade korral on 30, 50, 100, 200, 315 kVA,
kusjuures 30 kVA võimsusega trafosid ei ole üldjuhul
soovitav kasutada. Kaitseseadmeteks on
keskpinge poolel enamasti
lahkkaitsmed. Liigpingekaitseks on 200 kVA ja väiksema võimsusega
trafode korral
kaksiksädemik, mis monteeritakse trafo isolaatoritele, õhuliini tõmbeisolaatoritele
või eriraamile paigaldatud tugiisolaatoritele. Üle 200 kVA võimsusega trafosid kaitstakse
metalloksiidpiirikutega, mis monteeritakse trafo kaanel selleks ette nähtud
raamile .
Mastalajaamade konstruktsioonilisi lahendusi näeb joonisel 5.36. Toitealajaamade skeem on
joonisel 5.37.
Joonis 5.36 Mastalajaamade konstruktsioonilisi lahendusi Joonistel 5.37 on kujutatud kahe 63 MVA nimivõimsusega kolmemähiselise trafoga alajaama.
Trafode üks alampingemähis varustab 35 kV kogumislatte ja teine kaht 6 kV latisektsiooni.
18
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
110 kV I-s110 kV II-s35 kV I-s35 kV II-s35PT-135PT-235PT-335PT-4C1TC2T63 MVA63 MVAV1TV2TR-1OT-1OT-2R-2KKP-3KKP-4KKP-1KKP-26PT-36PT-4RLA6 kV III-s6 kV IV-s6 kV I-s6 kV II-sRLA6PT-2 Joonis 5.37 Toitealajaama skeem Normaaltalitluses lahus töötavaid latisektsioone võidakse ühendada ühes
sektsioonis pinge
kadumisel reservilülitusautomaadi toimel. Trafode õlgadele on 6 kV poolel paigaldatud
reaktorid ,
mille eesmärk on vähendada võimalikke lühisvoole. Kasutusel on kaarekustutuspoolid (
KKP), mis
on ühendatud trafode 35 kV mähiste neutraaliga ning omatarbetrafodega (
OT) 6 kV poolel. Igal
6 kV latisektsioonil on väljuvatele kaablitele lisaks pingetrafo (
PT)
lahtrid . Skeemi eripäraks on ühe
kaarekustutuspooli kasutamine kahe 6 kV latisektsiooni maaühendusvoolude kompenseerimiseks.
Selline skeem on odavam, kuid selle puuduseks on, et maaühendus ühel latisektsioonil mõjutab ka
teist latisektsiooni. Suureneb kahekordse maaühenduse risk ning releekaitse on mõnevõrra
keerukam . Selline maaühendusvoolude kompenseerimise skeem on Eesti jaotusvõrkudes küllaltki
levinud. Skeemi 35 kV poolel on seadmeid minimaalselt, mis ei taga kõrget elektrivarustuskindluse
taset. Tuleb siiski arvestada, millist piirkonda 35 kV liinidega varustatakse ning millised on
reservilülitamise võimalused piirkonnas. Väljuvatel fiidritel kasutatakse lahklüliti, maanduslüliti ja
võimsuslüliti kombinatsiooni, mille korral fiidri
maandus toimub läbi võimsuslüliti. Trafo
V1T on
mõeldud esimese ja
V2T teise latisektsiooni ühendamiseks kaarekustutuspooliga. Tegemist on
vahetrafodega, mille mähiste neutraalidest on võetud
ühendused kaarekustutuspooli tarvis. Nii
trafode kui erinevate latisektsioonide kaitseks liigpingete vastu on üles seatud liigpingepiirikud.
Vaadeldud skeem on iseloomulik suurtele koormuskeskustele, millele
viitab kolmemähiseliste
trafode kasutamine ja nelja tarbijafiidritega
sektsiooni olemasolu. Väikese koormusega
piirkondades on levinud lihtsa ehitusega toitealajaamad, kus on kaks kahemähiselist trafot, mis
toidavad kahte teineteisest lahus töötavat 6…20 kV latisektsiooni. Vajadusel ühendab latisüsteeme
reservilülitusautomaat. Kui tegemist on peamiselt õhuliinidega, siis puuduvad alajaamas ka
kaarekustutuspoolid.
Vahealajaamade ülesanne on jaotada keskpingel elektrit suurtes koormuskeskustes.
Maapiirkondades, kus tarbimine on väike, vahealajaamu ei vajata. Vahealajaamad saavad toite
19
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
piirkonnaalajaamadest tugevdatud ühenduste kaudu. Vahealajaamade skeem on toitealajaamadega
võrreldes lihtsam. Puuduvad suured toitealajaamadele iseloomulikud pinget alandavad trafod.
Keskpinge erinevaid astmeid ühendavad trafod võivad siiski olla. Võimalikud on kohalikke
tarbijaid varustavad 6…20/0,4 kV trafod. Väljuvaid fiidreid on jaotusalajaamas vähem ning
puuduvad kaarekustutuspoolid. Vahealajaama skeem on joonisel 5.38. Alajaam koosneb kahest
10 kV lahus töötavast latisektsioonist,
sisend - ja väljundlahtritest ning trafolahtritest. Nii sisenevad
kui ka väljuvad lahtrid on varustatud võimsus- ja lahklüliti skeemiga.
I sektsioon
T-1
T-2
II sektsioon
Joonis 5.38 Vahealajaama skeem Alternatiiviks on võimsuslüliti paigutamine vankrile, mida ka sageli tehakse. Väljuvate fiidrite
võimsuslülitid
ja
sektsioonidevahelised
võimsuslülitid
on
varustatud
releekaitsega.
Reservilülitusautomaat võib vajaduse korral sektsioone ühendada. Trafode kaitseks on
sulavkaitsmed ja kommutatsiooniaparaadiks koormuslülitid. Nii nagu toitealajaamad, on ka
vahealajaamad nüüdisajal enamjaolt kaugjuhitavad, kuigi mitte tingimata kõikide
lülitite osas.Jaotusalajaamad, mille ülesanne on toita tarbijaid madalpingel, on tihedalt asustatud
piirkondades ehitatud kiosk- ja komplektalajaamadena või asetsevad suurte ehitiste sees.
Maapiirkondades on aga enamasti tegemist mastalajaamadega. Tavaliselt on jaotusalajaamades paar
sisenevat fiidrit keskpingel, trafo ja väljuvate fiidritega madalpingejaotusseade. Lülitusseadmeteks
on koormuslülitid, lahklülitid ning trafode fiidrites vähesel määral ka võimsuslülitid, mis releekaitse
vahendusel täidavad ka kaitsefunktsioone. Levinum on skeem, kus trafo lülitusseadmeks on
koormuslüliti või lahklüliti ja kaitseseadmeks sulavkaitse. Mastalajaamades kasutatakse
lülitusseadmetena lahkkaitsmeid, millel on ka kaitseseadme funktsioon ning millega on võimalik
koormusvabas olukorras trafot sisse ja välja lülitada.
Jaotusalajaama madalpingejaotla on enamasti lahtrite arvult ja mahult tunduvalt suurem kui
keskpingejaotla. Suurte alajaamade jaotlad on nii kesk- kui madalpingel tavaliselt
kahesektsioonilised.
Normaalskeemi
kohaselt
töötavad
kahesektsioonilises
alajaamas
madalpingesektsioonid lahus, kuid jääb võimalus ümberlülitusteks, mille tulemusena viiakse
koormus ühelt trafolt teisele. Reservilülitusautomaati madalpingel tavaliselt ei kasutata. Vajalikud
ümberlülitused teeb operatiivbrigaad. Vaid eriti tähtsate tarbijate juures, kus pikaajaline
elektrikatkestus pole lubatud, võib olla ka
automaatne ümberlülitus.
20
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut Elektrivarustus Raivo Teemets
I sektsioon
II sektsioon
T1
T2
6/0,4 kV
6/0,4 kV
I sektsioon
II sektsioon
Joonis 5.39 Jaotusalajaama skeem Madalpingejaotla lahtrite ehitus on suhteliselt lihtne. Kaitseelemendiks on kas sulavkaitse või
kaitselüliti . Sulavkaitsme korral kasutatakse lisaks ka vinnaklülitit, millega on võimalik lülitada
koormusvoolu.
Joonisel 5.39 on alajaama skeem, kus keskpingejaotusseade on kahesektsiooniline, mõlemas
sektsioonis on üks liinisisend, trafo
lahter ja sektsioonidevaheline lahter. Liinide lülitamiseks
kasutatakse koormuslüliteid, trafo lülitamiseks aga võimsuslülitit.
Madalpinge jaotusseade on
samuti kahe sektsiooniga, mis töötavad lahus. Väljuvate fiidrite lahtrites on jadamisi madalpinge
vinnaklülitid ja sulavkaitsmed. Punktiirjoonega on joonisel 5.39 esitatud
PEN-juht.
Eesti jaotusvõrkudes on ligemale 19 000 alajaama, millest enamik on jaotusalajaamad pingega
10/0,4 kV. Alajaama tüüpidest on enam levinud mastalajaamad, järgnevad komplekt- ja
kioskalajaamad. Trafosid on alajaamadesse paigaldatud kokku ligemale 25 000 koguvõimsusega üle
7000 MVA.
21
5. Keskpingevõrgud
5.2 Keskpingevõrkude ehitus
Kõik kommentaarid