Rozdzielnice elektryczne: co to jest i z jakich podzespołów się składa?

Rozdzielnice elektryczne składają się z szerokiej gamy niezbędnych urządzeń zapewniających wydajną pracę sieć

Nieskończona liczba urządzeń, które, niezauważane przez nas, działają w naszym codziennym życiu, aby zagwarantować nam dostawy energii elektrycznej, jest przytłaczająca, jeśli się nad tym dobrze zastanowić. Ten zestaw elementów jest powszechnie nazywany rozdzielnicą elektryczną — sprzętem elektrycznym lub rozdzielnicą w niektórych krajach hiszpańskojęzycznych — i reprezentuje plątaninę idealnie połączonych systemów, które są obecne w podróży energii elektrycznej od jej wytwarzania, przez dystrybucję, aż po jej późniejsze zużycie w miejscu przeznaczenia. Jednak pomimo jej kluczowej roli w tworzeniu czegoś wspaniałego każdego dnia, nie jesteśmy świadomi, z jakich elementów składa się ta rozdzielnica ani jak oddziałują one na siebie. Dzisiaj chcemy temu zaradzić, wyjaśniając to i inne rzeczy. Do dzieła!

Jak już wspomnieliśmy, rozdzielnice elektryczne można zdefiniować jako zbiór urządzeń – o różnym poziomie rozwoju technologicznego – które sterują, zarządzają, mierzą, chronią, przetwarzają i dystrybuują energię elektryczną w sposób bezpieczny i efektywny, gwarantując dzięki swojej szczególnej roli, że nasze domy, miejsca pracy, przemysł, infrastruktura krytyczna, systemy transportowe czy elektrownie mogą funkcjonować całkowicie normalnie. Te nieznane elementy, które mogą być instalowane na zewnątrz lub wewnątrz budynków, w zależności od ich lokalizacji i funkcji, gwarantują, że elektryfikacja społeczeństwa stanie się rzeczywistością, sprzyjając również włączeniu odnawialnych źródeł energii w naszą walkę ze zmianami klimatu. Za każdym woltem, za pomocą którego włączamy światło, zasilamy urządzenia, ładujemy samochód elektryczny lub dbamy o konserwację żywności, kryje się urządzenie technologiczne, które to wszystko umożliwia.

Te systemy są rozsiane po całym naszym krajobrazie: kable przecinające nasze pola, aby dostarczać energię do miast, podstacje na obrzeżach zakładów przemysłowych lub miasteczek, prefabrykowane betonowe centra transformacji na i pod naszymi chodnikami, panele niskiego napięcia w pobliżu naszych domów… Krótko mówiąc, cały świat elementów, które razem stanowią jeden z największych cudów techniki naszych czasów i umożliwiły drugą rewolucję przemysłową oraz ukształtowanie naszego obecnego społeczeństwa.

Jak klasyfikuje się elementy rozdzielnic elektrycznych?

Rozdzielnice elektryczne możemy podzielić według następujących klasyfikacji:

Rozdzielnice i rodzaj funkcji

• Przełączanie: urządzenia łączące i otwierające (rozłączniki, przełączniki, styczniki itp.).
• Zabezpieczenie: systemy gwarantujące działanie pozostałych elementów, zapobiegające przerwom w dostawie prądu (bezpieczniki, wyłączniki itp.).
• Pomiar: urządzenia obliczające zużycie energii elektrycznej (liczniki).
• Regulacja: dostosowuje warunki elektryczne do wymagań zużycia (rozdzielnice niskiego napięcia).
• Sterowanie: systemy obsługi ręcznej, automatycznej lub zdalnej (przekaźniki).
• Dławiki i kondensatory

Rozdzielnice i poziom napięcia

• Niskie napięcie (LV): ≤ 1000 V prądu przemiennego, ≤ 1500 V prądu stałego.
• Średnie napięcie (MV): od 1 do 36,5 kV (może osiągnąć 45 kV)
• Wysokie napięcie (AT): Od 45 do 220 kV
• Bardzo wysokie napięcie (HV): >220 kV

Rozdzielnica według jej lokalizacji

• Zestaw wewnętrzny: elementy znajdują się w osłoniętym miejscu (budynek, prefabrykowana konstrukcja betonowa i/lub blaszana itp.), chronionym przed zewnętrznymi czynnikami środowiskowymi, takimi jak woda, zimno, ciepło…
• Na zewnątrz: instalacja odbywa się na zewnątrz, tak aby urządzenia były przygotowane do wystawienia na działanie czynników klimatycznych. Przykładem jest okablowanie, słupy napięciowe lub transformatory słupowe.

Rozdzielnice ze względu na ich ochronę

• Niezabezpieczone lub otwarte: urządzenia, których konstrukcja nie posiada obudowy.
• Zabezpieczone za pomocą obudowy metalowej: posiadają obudowę gwarantującą ich trwałość użytkową.

Zastosowanie rozdzielnic

• Instalacje domowe: Systemy oświetleniowe, gniazdka elektryczne, urządzenia, systemy bezpieczeństwa i inne.
• Instalacje przemysłowe: Używane do sterowania maszynami, systemami automatyki, rozdziału mocy do dużych urządzeń, ochrony obwodów i innych zastosowań przemysłowych.
• Instalacje publiczne: Używane w oświetleniu publicznym, systemach transportowych, zasilaniu budynków publicznych i innych.
• Sieci elektryczne: Ich funkcją jest wspieranie wytwarzania, produkcji, magazynowania, dystrybucji, kontroli lub transformacji energii elektrycznej.

Jakie elementy wchodzą w skład rozdzielnicy elektrycznej?

Tak więc rozdzielnice elektryczne składają się z szerokiej gamy elementów, takich jak panele niskiego napięcia, transformatory, okablowanie, liczniki energii…

Przyjrzyjmy się niektórym z najważniejszych:

• Okablowanie: Podstawowy element przewodzący prąd elektryczny, który możemy znaleźć w podziemnych lub widocznych liniach między wieżami i słupami.
• Transformatory elektryczne: Służą do przekształcania wartości energii elektrycznej w zależności od zużycia potrzeby.
• Ogniwa lub przełączniki: Pełnią one funkcje przełączania linii, zabezpieczeń i/lub pomiarów.
• Rozdzielnice niskiego napięcia: Dostosowują energię elektryczną do konkretnych zastosowań w punktach końcowego zużycia.
• Centra transformacyjne: Łączą one w całości pod prefabrykowaną obudową betonową lub metalową różne elementy, takie jak te wymienione powyżej; oferując kompleksowe rozwiązanie.
• Liczniki: Ich funkcja jest kluczowa dla pomiaru poziomu zużycia energii elektrycznej przez użytkowników końcowych.

• Elementy sterowania i ochrony: Stanowią mózg sieci elektrycznej, komunikując się z pozostałymi elementami, i umożliwiają automatyzację oraz zdalne zarządzanie siecią.

Dlatego konstrukcja samych elementów i konfiguracja rozdzielnicy elektrycznej jako całości umożliwiają zagwarantowanie niezawodnego zasilania.

Digitalizacja i automatyzacja gwarancją przyszłości urządzeń elektrycznych

W tym sensie teraźniejszość i przyszłość rozdzielnic zależą od zapewnienia ich digitalizacji i automatyzacji. Koncepcja ta, przez Jose Maríę Torresa, dyrektora działu Smart Grids w Ormazabal, definiuje się jako „główny cel osiągnięcia celów dekarbonizacji wyznaczonych przez Unię Europejską”. Torres utrzymuje, że zewnętrzne i obecne czynniki geopolityczne „przyspieszyły transformację sektora elektroenergetycznego w kierunku świata z większą integracją odnawialnych i bardziej zrównoważoną generacją”. W tym kontekście „Komisja Europejska i rząd Hiszpanii, za pośrednictwem PNIEC, jednoczą się w dążeniu do globalnego przejścia na zrównoważony rozwój; cel wspólny dla firm z sektora elektroenergetycznego”.