H μελέτη ενός ΥΣ είναι ένα πολύπλοκο πρόβλημα. Έχει να κάνει με την αντιμετώπιση διαφορετικών θεμάτων (ηλεκτρολογικών, κτιριακών, ασφάλειας). Γενικά ένας υποσταθμός αποτελείται από τα παρακάτω τέσσερα τμήματα: Το τμήμα του ηλεκτρικού πίνακα ΜΤ της ΔEH. Το τμήμα του ηλεκτρικού πίνακα ΜΤ του καταναλωτή. Τον ή τους ΜΣ ισχύος. Το γενικό πίνακα ΧΤ. Διάταξη ΥΣ
Διάταξη ΥΣ Η ΔEH έχει διαμορφώσει τυπικές παροχές ΜΤ ανάλογα με το είδος του δικτύου (εναέριο ή υπόγειο) από το οποίο θα τροφοδοτηθεί ο ιδιωτικός ΥΣ, τη συνολική ισχύ του, κλπ. O τύπος της παροχής καθορίζει τη μέθοδο προστασίας από την πλευρά της ΔEH και του καταναλωτή. Το τμήμα της ΔEH μπορεί να είναι στεγασμένο ή όχι. Στην πρώτη περίπτωση ο καταναλωτής είναι υποχρεωμένος να δώσει στη ΔEH χώρο κατάλληλων διαστάσεων. Περιλαμβάνει ΜΣ μετρήσεων, μετρητές ισχύος και ενέργειας, μέσα προστασίας της παροχής.
Διάταξη ΥΣ Ο καταναλωτής πρέπει να προβλέψει ιδιαίτερο χώρο για τη στέγαση του δικού του τμήματος του ΥΣ και συγκεκριμένα ανεξάρτητους χώρους για την εγκατάσταση του τμήματος ΜΤ, του ΜΣ ισχύος και του γενικού πίνακα ΧΤ. Η εγκατάσταση ή συνδεσμολογία του καταναλωτή περιλαμβάνει τα καλώδια και τους ζυγούς ΜΤ, τα όργανα και τα μέσα προστασίας, τους ΜΣ ισχύος, τους ΜΣ οργάνων και τους ζυγούς ΧΤ με την αντίστοιχη προστασία τους. Σχηματική διάκριση τμημάτων ΥΣ.
Διάταξη ΥΣ Οι μονάδες της ΜΤ και της ΧΤ βρίσκονται απέναντι μεταξύ τους ως προς τον ΜΣ με τον οποίο αποτελούν ενιαίο συγκρότημα. Οι διαστάσεις των χώρων υπαγορεύονται από τις διαστάσεις των μηχανημάτων που θα στεγάσουν, τη λειτουργικότητα των χώρων αυτών και τις απαιτήσεις του Kτιριοδομικού Kανονισμού. H διάταξη των συσκευών μέσα στους χώρους πρέπει να είναι τέτοια ώστε να εξασφαλίζεται η ευχερής συντήρηση και λειτουργία τους. Στην περίπτωση που ο ΜΣ είναι ελαιόψυκτος, ο χώρος πρέπει να διαθέτει λεκάνη με επαρκή χωρητικότητα για την περισυλλογή του λαδιού σε περίπτωση διαρροής, χωρίς να αφήνει το λάδι σε ελεύθερη επιφάνεια για την αποφυγή πυρκαγιάς. (Στην περίπτωση ξηρής μόνωσης η απαίτηση αυτή δεν ισχύει.) Απαγορεύεται η διέλευση εγκατάστασης ξένης προς τον προορισμό του υποσταθμού (π.χ. σωληνώσεις παροχών, αποχετεύσεων, σωλήνες θέρμανσης κτλ.) μέσα από τους χώρους του υποσταθμού.
Υπαίθριος επίγειος ΥΣ ΜΤ Θα είναι εκτεθειμένος σε συνθήκες υπαίθρου και γι αυτό η κατασκευή είναι τέτοια ώστε να αποφεύγεται η διάβρωση. Ο ειδικός τρόπος κατασκευής και συναρμολόγησης του οικίσκου του ΥΣ στο χώρο τοποθέτησής του αποτρέπει μόνιμες παραμορφώσεις, θραύσεις, κακή λειτουργία των θυρών ή βλάβες. Εγκαθίσταται πάνω σε βάση από οπλισμένο σκυρόδεμα. Η μεταλλική κατασκευή του οικίσκου έχει μεταλλική συνέχεια για την καλή γείωσή της.
Σχηματική παράσταση ΥΣ ΜΤ όπου διακρίνονται τα διαμερίσματα (1) άφιξης ΜΤ, (2) του ΜΣ ισχύος και (3) της ΧΤ. Παράδειγμα κάτοψης βάσης ΥΣ ΜΤ και διαμόρφωση χώρων.
Χώρος εγκατάστασης ΜΣ Αν ο ΜΣ ισχύος πρόκειται να τοποθετηθεί σε θάλαμο, χρειάζεται προσοχή στις διαστάσεις του θαλάμου και στον τρόπο αερισμού του. Από τους δύο αυτούς παράγοντες εξαρτάται η ψύξη του ΜΣ και επομένως η διάρκεια ζωής του. Στο χώρο απαιτείται η θερμοκρασία να μην είναι μεγαλύτερη από 40 ο C για να είναι δυνατό να διατηρηθούν ο χαλκός και το λάδι στα επιτρεπόμενα όρια. Αλλιώς υπάρχει κίνδυνος μεγαλύτερης μείωσης της ζωής του ΜΣ σε λειτουργία στο ονομαστικό φορτίο. Ο χώρος πρέπει να παρέχει δυνατότητα εύκολης πρόσβασης για παρακολούθηση της λειτουργίας του, τη συντήρηση και αντικατάσταση και για την απρόσκοπτη κυκλοφορία του αέρα. Αν ο αερισμός του χώρου δεν επαρκεί, χρειάζεται εγκατάσταση ανεμιστήρα για εξαναγκασμένη κυκλοφορία του αέρα.
Χώρος εγκατάστασης ΜΣ
Διαστάσεις χώρων σε ΥΣ Στο σχέδιο που ακολουθεί φαίνεται μια τυπική κάτοψη ενός ΥΣ ΜΤ που τροφοδοτείται από συγκρότημα πινάκων της ΔΕΗ. Παράδειγμα κάτοψης των χώρων του ηλεκτροστασίου σε ένα καταναλωτή ΜΤ
Υπολογισμοί ΥΣ Κατά τη μελέτη ενός υποσταθμού θα πρέπει να γίνουν υπολογισμοί για τον προσδιορισμό: Μεγέθους και πλήθους ΜΣ ισχύος. Μεγέθους και είδους του καλωδίου μέσης τάσης. Μεγέθους και είδους των ζυγών στη μέση και χαμηλή τάση. Μεγέθους και είδους των μέσων προστασίας στη μέση και χαμηλή τάση.
Επιλογή ΜΣ ισχύος Η επιλογή ΜΣ γίνεται με βάση μεγέθη που έχουν προκύψει από τεχνοοικονομική μελέτη καθορισμού της ισχύος. Λαμβάνονται υπόψη τα εξής: Συντελεστής ταυτοχρονισμού των φορτίων. Συντελεστής ισχύος συσκευών. Επεκτασιμότητα εγκατάστασης. Στη συνέχεια χρησιμοποιούνται πίνακες που παρέχουν οι κατασκευαστές, όπως: Τριφασικοί ΜΣ ελαίου 250 έως 1600 kva 20/0,4 kv (ΕΛΒΗΜ) Βασικό κριτήριο επιλογής αποτελεί όχι μόνο το αρχικό κόστος αλλά και το κόστος λόγω των απωλειών και το κόστος συντήρησης.
Υπολογισμός ΜΣ
Παράδειγμα 1
Παράδειγμα 1 (συνέχεια)
Παράδειγμα 2
Παράδειγμα 2 (συνέχεια)
Άλλοι υπολογισμοί Καλώδια μέσης τάσης: Οι απαιτούμενοι υπολογισμοί γίνονται σύμφωνα με τα πρότυπα. Ζυγοί ΜΤ και ΧΤ: Οι ζυγοί υπολογίζονται σύμφωνα με τα πρότυπα. Η επιλογή της διατομής θα γίνει μετά από εξέταση όχι μόνο του επιτρεπόμενου ρεύματος συνεχούς φόρτισης αλλά και της αντοχής του ζυγού της διατομής αυτής στη θερμική και τη μηχανική καταπόνηση του ρεύματος βραχυκύκλωσης. Κατασκευάζονται από χαλκό κυκλικής ή ορθογωνικής διατομής. Μέσα προστασίας στη ΜΤ και ΧΤ: Τα μέσα γενικής προστασίας που χρησιμοποιούνται από τον καταναλωτή είναι οι ασφάλειες και οι ΔΙ. Εκτός των γενικών αυτών μέτρων προστασίας, υπάρχουν για τους ΜΣ και ειδικά μέσα προστασίας τα οποία εφαρμόζονται κατά περίπτωση (όπως η επιτήρηση της θερμοκρασίας, ο ηλεκτρονόμος Buchholz και η διαφορική προστασία).
Μονωτήρες διέλευσης: Τα στοιχεία στα οποία γίνεται η άφιξη των γραμμών ΜΤ και η αναχώρηση των γραμμών ΧΤ. Πρέπει να διαθέτουν τις ανάλογες προς τις τάσεις προδιαγραφές. Γειώσεις (λειτουργίας και προστασίας): Καλύτερη γείωση σε υποσταθμό θεωρείται η θεμελιακή γείωση. Στις περισσότερες περιπτώσεις η θεμελιακή γείωση λόγω της έκτασής της εξασφαλίζει συνολική αντίσταση γείωσης μικρότερη του 1 Ω. Όταν δεν υπάρχει θεμελιακή γείωση, τότε κατασκευάζονται τρίγωνα γείωσης. (Απαιτούνται συνήθως περισσότερα του ενός.) Στη βάση των ΥΣ ενσωματώνεται ισοδυναμικό πλέγμα σε βάθος 5 10 cm από το δάπεδο, που συνδέεται με την εγκατάσταση γείωσης.