Obiekty elektroenergetyczne
Obiekty stacyjne to dość ogólnikowe określenie. Niewiele mówi osobie niewtajemniczonej w zagadnienia energetyczne. W poniższym artykule wyjaśniamy, czym są obiekty stacyjne i jak wygląda ich eksploatacja na co dzień.
Elektroenergetyczne obiekty stacyjne
Stacje elektroenergetyczne to instalacje, które służą do rozdzielania i transformacji prądu elektrycznego. Z tej racji wyróżnia się stacje rozdzielcze, transformatorowe i transformatorowo-rozdzielcze. Umieszcza się je na osobnym, ogrodzonym terenie, w osobnym pomieszczeniu lub na pewnej konstrukcji – to są właśnie obiekty stacyjne. Każdy zapewne nieraz widział taką stację, niekoniecznie zwracając na nią uwagę. I bardzo dobrze, ponieważ opisywane obiekty powinny pracować niezauważenie dla przeciętnego człowieka i zapewniać sprawną dystrybucję energii.
Oprócz przewodów i szyn prądowych w skład obiektów stacyjnych wchodzą liczne wyłączniki, zabezpieczenia oraz (w większych stacjach) sterownie. Te ostatnie gromadzą urządzenia kontrolne i pomiarowe. Pozwalają monitorować stan sieci, lokalizować uszkodzenia oraz prowadzić pomiary elektryczne.
Przeznaczenie rozdzielni elektrycznej jest jasne - chodzi o rozdział przepływu prądu na poszczególne linie, aby zapewnić dostawy do licznych odbiorców. Transformatory zaś są bardziej skomplikowane. Służą one dostosowaniu napięcia elektrycznego albo do linii przesyłowej, albo do odbiorników. Ogólna zasada brzmi: im dalej chcemy przesłać prąd, tym wyższe powinno być napięcie (nawet ponad 400 kV). Odbiorniki natomiast dostosowane są do niskich napięć (np. w polskich domach 230 V).
Dlaczego konieczne są transformatory?
Z praw fizyki wynika, że straty mocy w przewodach są wprost proporcjonalne do kwadratu natężenia prądu. Oznacza to, że prosta oszczędność skłania do zwiększenia napięcia, zanim będzie ono przesłane z elektrowni do linii przesyłowej. Na szczęście prąd przemienny dzięki indukcji magnetycznej w układzie dwóch cewek może mieć zmieniane wartości napięcia i natężenia przy niemal zachowanej mocy. Właśnie te dwie cewki to najważniejsze elementy transformatora. Oczywiście, zawsze mają miejsce pewne straty – dlatego istnieje pojęcie sprawności transformatora. Między miastami lub elektrowniami buduje się sieci wysokiego (lub najwyższego) napięcia. Natomiast na przedmieściach widuje się stacje transformatorowo-rozdzielcze. Stanowią one energetyczne wejście do miasta, które potrzebuje napięć średnich i niskich.
Transformatory
Eksploatacja obiektów stacyjnych w przemyśle
Codzienna praca stacji elektroenergetycznych nieuchronnie prowadzi do zużycia wielu części. Transformatory często potrzebują elektroizolacyjnych olejów, które trzeba wymieniać. Warunki atmosferyczne powodują zużycie – rdzewienie, pękanie ceramicznych izolatorów. Zdarzają się też większe uszkodzenia i awarie. Dlatego eksploatacja uwzględnia bardzo liczne czynności:
- wymianę izolacji
- serwis olejowy
- badania diagnostyczne urządzeń sterujących
- przeglądy okresowe instalacji zabezpieczających, odgromowych i innych
- namierzanie i naprawa awarii kabli oraz urządzeń
- pomiary ochrony przeciwporażeniowej
- wymiana uszczelnień
- przeglądy i badania diagnostyczne transformatorów: pomiary rezystancji izolacji, parametrów stratności, zawilgocenia, odkształceń uzwojeń, a także przeglądy jednostek chłodzących
Tak liczne czynności służą zapobieganiu poważnym awariom na długo, zanim faktycznie mogą nastąpić. Po wykryciu pozornie nieistotnego uszkodzenia lub wady naprawa może trwać chwilę. To samo, pozostawione bez nadzoru na dłuższy czas, może doprowadzić do poważniejszych awarii, znacznie kosztowniejszych do opanowania.
Eksploatacja obiektów stacyjnych w przemyśle uwzględnia też remonty. Stacje są projektowane do eksploatacji przez dziesięciolecia, więc z czasem wymagają również koniecznych modernizacji. Wiąże się to m.in. z budową nowych budynków lub konstrukcji wsporczych, wykonywaniem wykopów, ustawianiem szaf sterowniczych i kablowych, montażem szyn prądowych i koryt na kable, układaniem przewodów, instalacją uziemień. Są to zadania dla fachowców z dziedziny energetyki, dlatego warto powierzyć je najlepszym, na przykład firmie Eltel Networks.
Szczególne wyzwania eksploatacyjne stacji elektroenergetycznych
Nieoczywistym aspektem serwisowania stacji jest dyspozycyjność. Prace modernizacyjne często są planowane z krótkim, zaledwie kilkudniowym wyprzedzeniem. Awarie zaś są jeszcze bardziej nieprzewidywalne. Dlatego ekipa powinna być gotowa do wyjazdu w teren o każdej porze, aby błyskawicznie przywrócić utracone zasilanie. Serwisanci muszą czasem być nastawieni na trudne, a nawet niebezpieczne warunki pracy. Nagłe wyłączenia mogą być spowodowane gwałtownym wiatrem, oblodzeniem, podtopieniami. Samo dojechanie do odległej stacji z całym potrzebnym sprzętem jest wtedy trudne. Zdarzają się też uszkodzenia zabezpieczeń, zatem ryzyko wypadków przy pracy jest znaczące.
Jeszcze mniej oczywisty aspekt pracy eksploatacyjnej stanowi dokumentacja, która jest kluczowa, aby udowodnić rzetelność wykonania każdej budowy, rozbudowy czy naprawy. Po każdej pracy musi być podpisany protokół odbioru, który świadczy o odpowiedzialności wykonawcy. Staranna firma zawsze dba zarówno o sprawy bezpieczeństwa, techniczne, jak i formalne.