Какво представлява електрическата подстанция? Електрически подстанции и разпределителни уредби

Електрически Специалистите знаят какво представлява електрически централи и подстанции, за какво са те и как да се изгради. Те знаят как да се изчисли силата си и всички необходими параметри, като например броя на навивките, размер тел и размери на магнитната верига. Това се преподава на студенти в техническите университети и техническите училища. Хората с хуманитарна образование осъзнават, че сградите често заемат специално място, къщи без прозорци (те обичат да рисуват фенове на графити), необходими за захранване на жилища и предприятия, както и да проникнат не трябва да бъде в тях, тези красноречиви страхотни лога под формата на черепи и мълния , прикрепен към опасни предмети. Може би мнозина не трябва да знаят повече, но информацията не е излишна.

Някои физика

Електрическата енергия е стока, за която е необходимо да се плаща, и е много обидно, ако се изразходва напразно. И това, както при всяко производство, е неизбежно, задачата е само да се намалят напразно загубите. Енергията е равна на мощта, умножена по времето, поради което при по-нататъшни разсъждения е възможно да се работи с тази концепция, тъй като времето постоянно се излива и е невъзможно да се върне обратно, тъй като се пее в песен. Електрическата мощност, при грубо приближение, без реактивни товари, е равна на произведението от напрежението на ток. Ако я разгледаме по-подробно, косинусът, който определя съотношението на консумираната енергия и нейния полезен компонент, наречен активен компонент, попада във формулата. Но този важен показател няма пряка връзка с въпроса защо е необходима подстанция. Електрическата енергия следователно зависи от двамата основни участници в законите на Ом и Жуле-Ленц, напрежение и ток. Ниското напрежение и високото напрежение могат да образуват една и съща мощност като обратното, високото и ниското напрежение. Изглежда, каква е разликата? И това е и много голямо.

Загрявате ли въздуха? Благодаря ви!

Така че, ако използвате формулата на активното захранване, получавате следното:

• P = U x I, където:
  
  U е напрежението, измерено във волта-
  I е текущата измерена в Ampere-
  P е мощността, измерена във ватове или волт-ампери.

Но има още една формула, която описва вече споменатия закон на Джаул-Ленц, според който топлинна енергия, енергията, освободена по време на преминаването на тока, е равна на квадрата от нейната величина умножена по съпротивлението на проводника. Затопляне на околната среда електропровод въздух - означава напразно да изразходвате енергия. И тези загуби могат да бъдат намалени теоретично по два начина. Първият от тях включва намаляване на съпротивлението, т.е. удебеляване на проводниците. Колкото по-голямо е напречното сечение, толкова по-ниско е съпротивлението и обратно. Но аз не искам да харчат метал напразно, това е скъпо, медно все пак. В допълнение, двойното потребление на проводников материал не само ще доведе до по-високи разходи, но и до претегляне, което от своя страна води до увеличаване на трудоемкостта на монтаж на високи линии. Поддръжката ще се нуждае от по-мощни. И загубите ще бъдат намалени само наполовина.

Решението

За да се намали нагряването на проводниците по време на преноса на енергия, е необходимо да се намали количеството на преминаващия ток. Това е съвсем ясно, защото намаляването му наполовина ще доведе до намаляване на загубите четири пъти. И ако десет пъти? Зависимостта е квадратична, така че загубите ще бъдат сто пъти по-малко! Но силата трябва да се "люлее" по същия начин, което се изисква от съвкупността от потребители, които го чакат от другата страна на електропровода, излизайки от електроцентралата понякога на стотици километри. Заключението е, че е необходимо да се увеличи напрежението с еднакво количество, тъй като токът се намалява. Трансформаторната подстанция в началото на преносната мрежа е предназначена само за тази цел. От него идват жиците под много високо напрежение, измерено с десетки киловолта. На цялото разстояние, разделящо ТЕЦ, ВЕЦ или атомна електроцентрала от мястото, където е адресирано, енергията се движи с малък (относително) ток. Потребителят трябва да получи енергия с дадените стандартни параметри, които в нашата страна съответстват на 220 волта (или 380 V интерфаза). Сега не е необходимо да се увеличаваме, както при входа на електропровода, но и в подножието. електрическа енергия отива в разпределителните станции, за да освети къщите в къщите, а роторите на машините се въртят в заводите.

Какво има в кутията?

От горното е ясно, че най-важната част в подстанцията е трансформатор, обикновено трифазен. Може да има няколко. Например, трифазен трансформатор могат да бъдат заменени от три еднофазни. По-голямо количество може да се дължи на висока консумация на енергия. Дизайнът на това устройство е различен, но във всеки случай има впечатляващи размери. Колкото повече енергия се дава на потребителя, толкова по-сериозна е структурата. Изграждането на електрическа подстанция обаче е по-сложно и включва не само трансформатор. Тук също е оборудването, предназначено за превключване и защита на скъпа единица, а най-често за охлаждане. Друга електрическа част на станциите и подстанциите включва табла, оборудвани с контролно и измерващо оборудване.

трансформатор

Основната задача на това съоръжение е да донесе енергия на потребителя. Преди изпращане напрежението трябва да се увеличи и след получаването му да се снижи до стандартно ниво.

Независимо от факта, че веригата на електрическата подстанция включва много елементи, основната е все още трансформатор. Няма съществена разлика между устройството на този продукт в конвенционално захранване за домакински уред и промишлени образци с висока мощност. Трансформаторът се състои от намотки (първични и вторични) и магнитна сърцевина, направена от феромагнит, т.е. материал (метал), усилващ магнитното поле. Изчисляването на това устройство е доста стандартна образователна задача за студент в технически колеж. Основната разлика между трансформатора на подстанцията и не толкова мощните му колеги, в допълнение към размера, е наличието на охладителна система, която представлява колекция от нефтопроводи, обграждащи нагревателните бобини. Дизайнът на електрическите подстанции обаче не е лесна задача, тъй като от климатичните условия до естеството на товара трябва да се вземат предвид много фактори.

Тракторна мощност

Не само къщите и бизнесите консумират електроенергия. Тук всичко е ясно, трябва да приложите 220 волта AC срещу неутрален автобус или 380 V между фази с честота 50 херца. Но има и електрически градски транспорт. Трамваите и тролейбусите изискват напрежение, което не е променливо, а постоянно. И различни. На тролейбуса трябва да има 750 волта (спрямо земята, т.е. релсите), а тролейбусите се изискват на един проводник от нула и 600 волта от постоянен ток от другата, гумените протектори на колелата са изолатори. Затова се нуждаем от отделна много мощна подстанция. Електрическата енергия върху нея се трансформира, т.е. тя се изправя. Неговата мощност е много висока, токът в веригата се измерва в хиляди ампери. Такова устройство се нарича устройство за чертане.

Защита на подстанцията

Както трансформаторът, така и мощният токоизправител (в случая на захранващи устройства) са скъпи. Ако възникне аварийна ситуация, късо съединение, В схемата на вторичната намотка (и следователно първичната намотка) ще се появи ток. Следователно, напречното сечение на проводниците не се изчислява. Електрическата трансформаторна подстанция ще започне да се нагрява благодарение на резистивното разсейване на топлината. Ако не осигурите подобен сценарий, тогава в резултат на късо съединение в някоя от периферните линии линията на намотката ще се разтопи или изгори. За да се избегне това, се използват различни методи. Това е диференциално, газ и максимална токова защита.

Диференциалът сравнява стойностите на тока във веригата и вторичната намотка. Защитата на газа се задейства от появата във въздуха на изолация от изгаряне, масло, и т.н. Текущата защита изключва трансформатора, когато токът надвиши максималната зададена стойност.

Трансформаторната подстанция трябва автоматично да се изключи и в случай на удар от мълния.

Видове подстанции

Те са различни по сила, предназначение и устройство. Тези от тях, които служат само за увеличаване или намаляване на напрежението, се наричат ​​трансформаторни. Ако е необходимо също да се променят други параметри (ректификация или стабилизиране на честотата), подстанцията се нарича трансформация.

По отношение на архитектурния си проект подстанциите могат да бъдат вградени, вградени (в съседство с основното съоръжение), вътрешно (разположени в производствените помещения) или самостоятелна спомагателна сграда. В някои случаи, когато не се изисква висока мощност (когато се организира захранването на малки селища), се прилага конструкцията на мачтата на подстанциите. Понякога се използват трансформатори мощност предаване линия подкрепя, на която е монтирано цялото необходимо оборудване (предпазители, предпазители, разединители и т.н.).

Електрическите мрежи и подстанции се класифицират по напрежение (до 1000 kV или повече, т.е. високо напрежение) и мощност (например от 150 VA до 16 000 kVA).

Съгласно схематичната характеристика на външната връзка, подстанциите са nodal, dead-end, преминаване и изтичане.

Вътре в камерата

Пространството вътре в подстанцията, в което са разположени трансформаторите, автобусите и оборудването, осигуряващо функционирането на цялото устройство, се нарича камера. Тя може да бъде оградена или затворена. Разликата между начините за отчуждаването му от околното пространство е малка. Затворената камера е напълно изолирано помещение, а затворената камера се намира зад непрекъснати (окото или решетъчни) стени. Те се произвеждат по правило от промишлени предприятия за стандартни проекти. Обслужването на системите за електрозахранване се извършва от обучен персонал, който има достъп и необходимата квалификация, потвърден от официалния документ за разрешение за работа на високоволтови линии. Оперативният надзор на подстанцията се осъществява от електротехник или от електроинженер, намиращ се в близост до главното разпределително табло, който може да бъде отдалечено от подстанцията.

разпределение

Има и друга важна функция, изпълнявана от подстанцията. Електрическата енергия се разпределя между потребителите в съответствие с техните норми и освен това натоварването на трите фази трябва да бъде възможно най-равномерно. За да може тази задача да бъде успешно решена, има разклонители. ЖПП работят на същото напрежение и съдържат устройства, които превключват и защитават линиите от претоварване. С трансформатора RU са свързани чрез предпазители и прекъсвачи (еднополюсни, по една за всяка фаза). Разпределителните устройства на мястото са разделени на отворени (разположени на открито) и затворени (вътре в помещенията).

безопасност

Цялата работа, извършена в електрическа подстанция, е класифицирана като особено рискована и поради това изисква спешни мерки за гарантиране на безопасността на работното място. По принцип ремонтите и поддръжката се извършват с пълно или частично изключване на захранването. След като напрежението е прекъснато (електриците казват "отстранени"), при условие че са налице всички необходими толеранси, шините са заземени, за да се избегне случайно превключване. За това предупредителните знаци "Хората работят" и "Да не се включват!" Също са предназначени. Персоналът, обслужващ подстанциите за високо напрежение, се обучава системно и придобитите умения и знания се наблюдават периодично. Толерантност № 4 дава право да извършват работи върху електрически инсталации над 1 kV.