Wat is 'n elektriese substasie? Elektriese substasies en skakelaars

Spesialiste in elektriese ingenieurswese weet wat elektriese stasies en substasies is, waarvoor hulle ontwerp is en hoe hulle gereël word. Hulle weet hoe om hul krag en al die nodige parameters te bereken, soos die aantal draaie, die dwarssnit van die draad en die afmetings van die magnetiese stroombaan. Dit word geleer aan studente in tegniese universiteite en tegniese skole. Mense met 'n liberale onderwys weet dat geboue wat dikwels alleen in die vorm van huise sonder vensters staan (hulle is lief vir graffiti-liefhebbers) nodig is om huise en besighede te dryf, en hulle moet nie binnegedring word nie, ontwykende embleem in die vorm van skedels en bliksems praat welsprekend daaroor , Aangeheg aan gevaarlike voorwerpe Miskien hoef baie nie meer te weet nie, maar inligting is nie oorbodig nie.

'N bietjie fisika

Elektriese krag is 'n kommoditeit waarvoor dit nodig is om te betaal, en dit is baie beledigend as dit tevergeefs bestee word. En dit, soos met enige produksie, is onvermydelik, die taak is net om tevergeefs verliese te verminder. Die energie is gelyk aan die krag vermenigvuldig met die tyd, daarom is dit in die verdere redenasie moontlik om met hierdie konsep te werk, aangesien die tyd voortdurend vloei, en dit is onmoontlik om dit terug te draai, soos dit in 'n lied gesing word. Elektriese krag, in rowwe benadering, sonder inagneming van reaktiewe laste, is gelyk aan die produk van die spanning per stroom. As ons dit in meer besonderhede oorweeg, val die cosinus fi, wat die verhouding van die verbruikte energie met sy bruikbare komponent, die aktiewe komponent, in die formule val, vas. Maar hierdie belangrike aanwyser het geen direkte verband met die vraag waarom 'n substasie nodig is nie. Elektriese krag hang dus af van die twee hoofdeelnemers van die Ohm en Joule-Lentz wette, spanning en stroom. Lae stroom en hoë spanning kan dieselfde krag vorm as omgekeerde, hoë stroom en lae spanning. Dit wil voorkom, wat is die verskil? En dit is, en baie groot.

Warm die lug op? Dankie!

Dus, as jy die formule van aktiewe krag gebruik, kry jy die volgende:

• P = U x I, waar:
  
  U is die spanning gemeet in Volts;
  Ek is die stroom gemeet in Amperes;
  P-krag, gemeet in Watts of Volt-ampère.

Maar daar is nog een formule wat die reeds genoemde Joule-Lenz-wet beskryf, waarvolgens die termiese krag wat vrygestel word wanneer die stroom verby is, gelyk is aan die vierkant van sy grootte vermenigvuldig met die weerstand van die geleier. Om die lug wat die kraglyn omring, te verwarm, beteken afval energie. En dit is moontlik om hierdie verliese teoreties op twee maniere te verminder. Die eerste hiervan behels 'n vermindering van weerstand, dit is 'n verdikking van die drade. Hoe groter die dwarssnit, hoe laer die weerstand, en omgekeerd. Maar ek wil nie tevergeefs metaal spandeer nie, dit is duur, koper al dieselfde. Daarbenewens sal dubbele verbruik van geleiermateriaal nie net lei tot 'n styging in koste nie, maar ook om te gewig, wat weer sal lei tot 'n toename in die moeite van die opkomende hooglyne. En die ondersteuners sal meer kragtige mense nodig hê. En die verliese sal slegs met die helfte verminder word.

Die oplossing

Om die verhitting van drade tydens die oordrag van energie te verminder, is dit nodig om die hoeveelheid van die stroom van die stroom te verminder. Dit is duidelik, want die vermindering met die helfte sal daartoe lei dat die verliese viervoudig verminder. En as tien keer? Die afhanklikheid is kwadraties, so die verliese sal honderd keer minder wees! Maar die krag moet dieselfde wees, wat benodig word deur die gemiddelde verbruikers wat daaraan wag, aan die ander kant van die kraglyn, wat soms vir honderde kilometers van die kragsentrale gaan. Die gevolgtrekking is dat dit nodig is om die spanning met dieselfde hoeveelheid te verhoog namate die stroom verminder word. Die transformator substasie aan die begin van die transmissielyn is net vir hierdie doel bedoel. Daaruit kom drade onder baie hoë spanning uit, gemeet in tiene kilovolt. Deur die afstand wat die TPP, HPP of kernkragaanleg skei van die plek waar dit aangespreek word, beweeg energie met 'n klein (relatiewe) stroom. Die verbruiker moet krag verkry met die gegewe standaardparameters, wat in ons land ooreenstem met 220 volt (of 380 V interfase). Nou hoef ons nie te vergroot, soos by die kraglyn ingang nie, maar 'n ondergrondse substasie. Elektriese energie word aan die skakelaars verskaf om die huise in die huise te verlig, en die rotore van die masjiengereedskap draai by die fabrieke.

Wat is in die boks?

Uit die voorafgaande is dit duidelik dat die belangrikste deel in die substasie 'n transformator is, gewoonlik drie-fase. Daar kan verskeie wees. Byvoorbeeld, 'n driefasige transformator kan vervang word deur drie enkelfasetransformators. Meer hoeveelheid kan wees as gevolg van hoë kragverbruik. Die ontwerp van hierdie toestel is anders, maar in elk geval het dit indrukwekkende afmetings. Hoe meer krag aan die verbruiker gegee word, hoe ernstiger lyk die struktuur. Die installering van 'n elektriese substasie is egter meer ingewikkeld en sluit nie net 'n transformator in nie. Ook hier is toerusting wat bedoel is om 'n duur eenheid te skakel en te beskerm, en ook meestal om dit af te koel. Nog 'n elektriese deel van die stasies en substasies bevat skakelborde wat toegerus is met beheer en meet toerusting.

transformator

Die belangrikste taak van hierdie fasiliteit is om energie aan die verbruiker te bring. Voordat dit gestuur word, moet die spanning verhoog word, en nadat dit ontvang is, verlaag dit na die standaardvlak.

Ten spyte van die feit dat die skema van die elektriese substasie baie elemente bevat, is die hoof een steeds 'n transformator. Daar is geen fundamentele verskil tussen die toestel van hierdie produk in 'n konvensionele kragtoevoer-eenheid van 'n huishoudelike toestel en industriële hoëkragmonsters nie. Die transformator bestaan uit windings (primêr en sekondêr) en 'n magnetiese kern wat van 'n ferromagnet gemaak is, dit is 'n materiaal (metaal) wat die magnetiese veld versterk. Die berekening van hierdie toestel is nogal 'n standaard opvoedkundige taak vir 'n student by 'n tegniese kollege. Die belangrikste verskil tussen die substasie transformator en sy minder kragtige analoë, wat bykomend tot sy dimensies voorkom, is die teenwoordigheid van 'n verkoelingstelsel, wat 'n stel oliepypleidings is wat die verwarmingsspoelers omring. Die ontwerp van elektriese substasies is egter nie 'n maklike taak nie, aangesien daar baie faktore in ag geneem moet word, van klimaatstoestande tot die aard van die las.

Trekkrag

Nie net huise en besighede verbruik elektrisiteit nie. Hier is alles duidelik, jy moet 220 volt AC aanwend teen 'n neutrale bus of 380 V tussen fases met 'n frekwensie van 50 hertz. Maar daar is ook 'n stad elektriese vervoer. Trams en trollie busse vereis spanning nie veranderlik nie, maar konstant. En anders. Op die trollie draad moet daar 750 volt wees (relatief tot die grond, bv. Relings), en die trolliebus word benodig op een geleier zero en 600 volt DC aan die ander kant. Die rubberwielbeskermers is isolators. Dus, ons het 'n aparte baie kragtige substasie nodig. Die elektriese energie daarop is omskep, dit is reguit. Sy krag is baie hoog, die stroom in die stroombaan word gemeet in duisende amperes. So 'n toestel word 'n konsep toestel genoem.

Substasie beskerming

Beide 'n transformator en 'n kragtige gelykrigter toestel (in die geval van trekkrag kragbronne) is duur. As 'n noodgeval ontstaan, naamlik 'n kortsluiting, verskyn ' n stroom in die sekondêre stroombaan (en dus die primêre een). Dus, die dwarssnit van geleiers word nie bereken nie. Die elektriese transformator substasie sal begin hitte as gevolg van weerstandige hitte dissipasie. As jy nie vir hierdie scenario voorsiening maak nie, dan as gevolg van 'n kortsluiting in enige van die perifere lyne, sal die kronkel draad smelt of brand. Om dit te vermy word verskillende metodes gebruik. Dit is differensiaal-, gas- en maksimumstroombeskerming.

Differensiaal vergelyk die waardes van die stroom in die stroombaan en die sekondêre winding. Gasbeskerming word veroorsaak deur die verskyning in die lug van verbrandingsprodukte isolasie, olie en so aan. Huidige beskerming skakel die transformator los wanneer die stroom die maksimum stelwaarde oorskry.

Die transformator substasie moet outomaties ook afskakel in die geval van 'n weerligstaking.

Soorte substasies

Hulle is anders in krag, in doel en toestel. Dié van hulle wat net dien om die spanning te verhoog of te verlaag, word transformators genoem. As dit ook nodig is om ander parameters te verander (regstelling of frekwensie stabilisering), word die substasie transformasie genoem.

In terme van sy argitektoniese ontwerp, is die substasies ingeboude, ingeboude (aangrensend aan die hooffasiliteit), intra-werkswinkel (binne die produksie perseel) of 'n alleenstaande hulpgebou. In sommige gevalle, wanneer hoë krag nie benodig word nie (wanneer die kragbron van klein nedersettings georganiseer word), word die mastkonstruksie van die substasies toegepas. Soms word die transmissielynstutte gebruik vir die plasing van die transformator, waarop al die nodige toerusting gemonteer is (versmeltings, afsluiters, afsluiters, ens.).

Elektriese netwerke en substasies word geklassifiseer volgens spanning (tot 1000 kV of meer, dit is hoë spanning) en krag (byvoorbeeld 150 VA tot 16 000 kVA).

Volgens die skematiese kenmerk van buitelugverbindings is die substasies knooppunt, dooiepunt, deur-en-afsny.

Binne die kamera

Die ruimte in die substasie, waarin die transformators, busse en toerusting wat die werking van die hele toestel bied, is geleë, word 'n kamera genoem. Dit kan omheind of gesluit wees. Die verskil tussen maniere om dit uit die omliggende ruimte te vervreem, is klein. Die ingeslote kamer is 'n heeltemal afgesonderde kamer, en die ingeslote kamer is agter onvolledige (maas of rooster) mure. Hulle word in die reël vervaardig deur industriële ondernemings vir standaardprojekte. Onderhoud van kragtoevoer stelsels word uitgevoer deur opgeleide personeel met die toelating en nodige kwalifikasies, bevestig deur die amptelike dokument oor die toestemming om op hoogspanninglyne te werk. Operasionele toesig van die substasie word uitgevoer deur 'n elektrisiën of kragingenieur wat naby die hoof skakelbord geleë is, wat van die substasie af geleë is.

verspreiding

Daar is nog 'n belangrike funksie wat deur die kragstasie uitgevoer word. Elektriese energie word volgens verbruikers verdeel volgens hul norme, en bovendien moet die vrag van die drie fases so uniform as moontlik wees. Ten einde hierdie taak suksesvol opgelos te word, is daar skakelaars. RU's werk op dieselfde spanning en bevat toestelle wat skakel oor en die beskerming van die lyne van oorlading. Met die transformator word RU verbind deur siklusse en brekers (enkelpool, een vir elke fase). Verspreidingstoestelle in die plek van plasing is verdeel in die oop lug (gesluit in die buitelug) en gesluit (binne die perseel geleë).

veiligheid

Alle werk wat in 'n elektriese substasie gedoen word, word as besonder riskant geklassifiseer en vereis dus noodmaatreëls om die veiligheid van die werk te verseker. In die algemeen word herstelwerk en instandhouding uitgevoer met volle of gedeeltelike ontploffing. Nadat die spanning afgeskakel is (die elektrisiëns sê "verwyder"), mits al die nodige toleransies teenwoordig is, is busbars gegrond om toevallige oorskakeling te vermy. Hiervoor is die waarskuwingstekens "People work" en "Do not include!" Ook bedoel. Die personeel wat hoëspanningstasies bedien, word stelselmatig opgelei, en die vaardighede en kennis wat verkry word, word periodiek gemonitor. Verdraagsaamheid Nr. 4 gee die reg om werk op elektriese installasies oor 1 kV te verrig.