Sigurno je svako od nas primijetio separe u dvorištu stambenih zgrada, iz kojih se protežu mnoge električne žice. Ovakva mala zgrada naziva se naizgled komplikovanom rečju - trafostanica za struju.
Mnogi još uvijek ne znaju kakva je to struktura i čemu služi. O tome ćemo govoriti u ovom članku.
Kao što znate, glavna prednost električne energije u odnosu na druge vrste energije je mogućnost prijenosa na velike udaljenosti s malim gubicima. Međutim, mali gubici su i dalje neizbježni, jer žice imaju vlastiti otpor i zagrijavaju se kao rezultat prijenosa električne struje kroz njih.
Da bi se gubici u prijenosu sveli na minimum, potrebno je prenositi struju visokim naponom, tk. u ovom slučaju, jačina struje se može smanjiti, zbog čega će se zagrijavanje žica značajno smanjiti, smanjujući gubitke struje kao rezultat. Princip je prilično jednostavan - što je duži vod (elektrovod), veći je napon koji se na njemu koristi.
Generatori električne struje u elektranama stvaraju nisku struju za efikasan prijenos na velike udaljenosti napona, pa koriste transformatore povećanje tip.
Nakon što se struja isporuči potrošaču putem dalekovoda, za korištenje u kućne potrebe, napon se opet mora smanjiti na 500, 380 ili 220 volti, koje imamo kod kuće u utičnici. Za to se koriste transformatorske podstanice. spuštanje tip.
Upravo su spuštene trafostanice one konstrukcije koje se nalaze u većini dvorišta stambenih zgrada. Primajući struju visokog napona, pretvaraju je u 220 volti, koja se koristi za napajanje većine električnih uređaja u domaćinstvu.
Pojednostavljeno rečeno, transformatorska trafostanica se sastoji od sljedećih glavnih dijelova.
- Uvodni dio je prijem struje visokog napona.
- Transformator - strujna konverzija.
- Izlazni dio je niskonaponski strujni izlaz.
Pored podjele na pojačane i opadajuće, uobičajeno je da se transformatorske podstanice dijele na blok kompletne i kontejnerske kompletne. Prvi se od drugih razlikuju samo po svom tijelu - blok električna podstanica je ugrađena u betonsku prostoriju i montirana na licu mjesta - odnosno stacionarna. U trafostanicama kontejnerskog tipa, metalna konstrukcija se koristi kao kućište, a one se sklapaju i dovršavaju u fabrici. Takve trafostanice su prenosive i lako se mogu premještati s jednog mjesta na drugo.
Ako vas zanimaju cijene za ove jedinice, možete ih pronaći, na primjer, u katalogu kompanije http://www.ru.all.biz/. Postoje različite kompanije koje se bave proizvodnjom i prodajom transformatorskih podstanica.
Klasifikacija električnih podstanica i rasklopnih uređaja zasniva se na terminima i definicijama utvrđenim relevantnim GOST-om i regulatornom i tehničkom dokumentacijom. Glavni, najčešće korišteni pojmovi i definicije uključuju sljedeće: električna podstanica - električna instalacija dizajnirana za primanje, pretvaranje i distribuciju električne energije, koja se sastoji od transformatora ili drugih pretvarača električne energije, upravljačkih uređaja, distributivnih i pomoćnih uređaja u skladu sa GOST 19431 -84 (GOST 24291-90). Trafostanice sa transformatorima koje pretvaraju električnu energiju samo naponom nazivaju se transformatorske podstanice; a oni koji pretvaraju električnu energiju u smislu napona i drugih parametara (promjena frekvencije, ispravljanje struje) su pretvarači. Na trafostanici se u pravilu mogu instalirati dva ili više trofaznih transformatora. Ugradnja više od dva transformatora se prihvata na osnovu tehničko-ekonomskih proračuna, kao iu slučajevima kada se u trafostanici koriste dva srednja napona. U nedostatku trofaznog transformatora potrebne snage, kao i uz ograničenja transporta, moguće je koristiti grupu jednofaznih transformatora. Trafostanica se, po pravilu, sastoji od više rasklopnih uređaja različitih naponskih nivoa, međusobno povezanih transformatorskom (autotransformatorskom) vezom; priključena trafostanica (RU) - trafostanica (rasklopni uređaj) direktno uz glavnu zgradu elektrane ili industrijskog preduzeća (JPE, klauzula 4.2.7); ugrađena trafostanica (RU) - trafostanica (rasklopna jedinica) koja zauzima dio zgrade (JPE, tačka 4.2.8); intrashop trafostanica (RU) - trafostanica (rasklopna jedinica) koja se nalazi unutar prodavnice otvoreno (bez ograde), iza mrežaste ograde, u posebnoj prostoriji (JPE, tačka 4.2.9); pomoćna zgrada (ZVN) - zgrada koja se sastoji od prostorija neophodnih za organizovanje i izvođenje održavanja i popravke opreme trafostanice (JPE, tačka 4.2.16); transformatorska podstanica (TS) - električna podstanica dizajnirana za pretvaranje električne energije jednog napona u energiju drugog napona pomoću transformatora (GOST 24291-90). Potrošački TS se dijele na kompletne, zatvorene, jarbolne i stupove; kompletna transformatorska podstanica (KTP) - trafostanica koja se sastoji od transformatora, blokova (KRU i KRUN) i drugih elemenata koji se isporučuju montirani ili potpuno pripremljeni u fabrici za montažu (PUE, str. 4.2.10). U PTS-u se sva visokonaponska i niskonaponska oprema montira u fabrici, a trafostanica u objekat stiže gotova, odnosno u kompletu. Kompletne transformatorske podstanice unutrašnjih (KTP) i spoljašnjih (KTPN) instalacija proizvode se sa jednim ili dva transformatora snage od 250 do 2.500 kVA (u KTP) i do 1000 kVA (u KTPN) na naponu od 6-10 kV ; od 630 do 16.000 kVA (u KTPN) na naponu od 35 kV. Ove trafostanice su opremljene zaštitnom rasklopnom opremom, mjernim instrumentima, signalizacijom i mjerenjem električne energije i sastoje se od visokonaponske ulazne jedinice, energetskog transformatora i rasklopnog uređaja 0,4 kV. PTS su slijepi i prolazni tipovi, kao i razne modifikacije, uključujući: kiosk, ormarić i druge vrste. Slepe trafostanice se koriste za napajanje naselja i poljoprivrednih potrošača. PTS tipa kiosk (blok) se koriste kao ćorsokake transformatorske stanice snage 250 kVA i više uz održavanje opreme sa zemlje. Takve podstanice su pogodne i sigurne za održavanje; jarbolna transformatorska podstanica (MTP) - otvorena transformatorska podstanica, čija je sva oprema ugrađena na konstrukciju (uključujući dva ili više potpornih stubova nadzemnih vodova) sa servisnom platformom na visini koja ne zahtijeva ogradu trafostanice (PUE, klauzula 4.2. .11). MTP se gradi na A-, P- ili AP-obliku ili jednoregalnim konstrukcijama od armiranog betona ili drvenih regala. Sva trafostaciona oprema montirana je na A-obliku: rastavljač, osigurači, odvodnici, jednofazni transformator snage veće od 10 kVA i razvodna tabla 0,23-0,4 kV. Trafostanica nema servisnu platformu i stepenice. Konstrukcije u obliku slova U koriste se za trafostanice sa trofaznim transformatorima do uključujući 250 kVA. Transformator se nalazi na gradilištu na visini od najmanje 3,5 m od tla.Konstrukcije u obliku AP koriste se za trafostanice sa transformatorima do 400 kVA. Na njih je montirana sva oprema, uključujući i rastavljač. Za servisiranje MTP-a na visini od najmanje 3 m potrebno je urediti platformu sa ogradama. Za penjanje na MTP preporučuje se korištenje stepenica s uređajem koji zabranjuje penjanje na njega kada je prekidač uključen; stubna transformatorska podstanica (STP) - otvorena transformatorska podstanica, čija je sva oprema ugrađena na jednostubni nosač nadzemnog voda na visini koja ne zahtijeva ograđivanje (PUE, tačka 4.2.11). Konstruktivno, trafostanica se sastoji od zasebnih elemenata, koji se, kada se montiraju na licu mjesta, sklapaju u jedan kompleks; razvodno mesto (RP) - 6-500 kV rasklopno postrojenje sa opremom za kontrolu njegovog rada, koje nije u sastavu trafostanice (JPP, str. 4.2.12); tačka preseka - tačka namenjena za presecanje (automatskim ili ručnim upravljanjem) deonice vodova 6-20 kV (PUE, tačka 4.2.13); komora - prostorija namijenjena za ugradnju uređaja, transformatora i guma. Zatvorena komora - komora zatvorena sa svih strana i koja ima čvrsta (ne mrežasta) vrata. Ograđena komora - komora koja ima otvore zaštićene u cijelosti ili djelimično neprekinutim (mrežastim ili mješovitim) ogradama (PUE, tačka 4.2.14). Komora za jednostrano održavanje (KSO) je vrsta rasklopnog uređaja, proizvedena prema standardnim shemama, ima mnogo modifikacija, instalira se samo u posebnim električnim prostorijama i servisira je obučeno osoblje; sistem sabirnica - uređaj koji je sistem provodnika, koji se sastoji od guma postavljenih na nosače od izolacionog materijala, koji prolaze u kanalima, kutijama ili sličnim školjkama (GOST 22789-94); odeljak (sistemi sabirnica) - deo sistema sabirnica, odvojen od svog drugog dela sklopnim uređajem (GOST 24291-90); provodnik - uređaj izrađen u obliku guma ili žica sa izolatorima i nosećim konstrukcijama, dizajniran za prenos i distribuciju električne energije unutar elektrane, trafostanice ili radionice (PTEEP, termini); ćelija (PS, RU) - dio SS (RU), koji sadrži cijelu ili dio sklopne i (ili) druge opreme jedne veze (GOST 24291-90); rasklopni uređaj (RU) - električna instalacija za prijem i distribuciju električne energije na jednom naponu, koja sadrži sklopne uređaje i priključne sabirnice (sabirnice), upravljačke i zaštitne uređaje (GOST 24291-90). Kao rasklopni uređaj 6-10 kV koristi se visokonaponski sklop sa jednopolnim rastavljačima i vertikalnim rasporedom faza jednog priključka i jedne KSO komore sa prekidačem opterećenja i osiguračima za povezivanje transformatora. Za razvodne uređaje 0,4 kV koriste se niskonaponski sklopovi sa osiguračima i vertikalnim rasporedom faza jedne veze. Na trafostanici se koriste otvoreni (ORU), zatvoreni (ZRU) ili kompletni (KRU) rasklopni uređaji. Otvoreno rasklopno postrojenje (ORU) je električno rasklopno postrojenje čija se oprema nalazi na otvorenom (GOST 24291-90). Zatvoreni razvodni uređaj (ZRU) je električni uređaj čija se oprema nalazi u zatvorenom prostoru (GOST 24291-90). Zatvorene trafostanice i razvodna postrojenja mogu se nalaziti kako u zasebnim zgradama, tako i biti ugrađene ili priključne. U opštem slučaju, trafostanice i razvodna postrojenja su sastavni deo električnih instalacija, koje se razlikuju: po nameni - proizvodne, konvertujuće i distributivne i potrošačke. Proizvodne električne instalacije služe za proizvodnju električne energije, pretvarajuće i distribucijske električne instalacije pretvaraju električnu energiju u oblik pogodan za prijenos i potrošnju, prenose je i distribuiraju među potrošačima; po vrsti struje - istosmjerna ili naizmjenična struja; napon - do 1000 V ili iznad 1000 V. Skala nazivnog napona je ograničena na relativno mali broj standardnih vrijednosti, zbog čega se proizvodi mali broj veličina mašina i opreme, a električne mreže čine ekonomičnijim. U instalacijama sa trofaznom strujom, nazivni napon se smatra naponom između faza (napon faza-faza). Prema GOST 29322-92, utvrđena je sljedeća skala nazivnih napona: za mreže naizmjenične struje sa frekvencijom od 50 Hz, napon faza-faza treba biti: 12, 24, 36, 42, 127, 220, 380 V; 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 i 1150 kV; za DC mreže: 12, 24, 36, 48, 60, 110, 220, 440, 660, 825, 3000 V i više. Prema načinu priključenja na elektroenergetsku mrežu, trafostanice se dijele na slijepe (blokove), grane (blok), prolazne (tranzitne) i čvorne. Slepe trafostanice primaju energiju iz jednog ili dva slijepa nadzemna voda. Granaste trafostanice su povezane ogrankom na jedan ili dva prolazna nadzemna voda jednosmjerne ili dvosmjerne struje. Prolazne trafostanice su uključene u presek jednog ili dva prolazna nadzemna voda sa jednosmjernom ili dvosmjernom snagom. Čvorne trafostanice, pored dovodnih, imaju izlazne radijalne ili tranzitne nadzemne vodove. Prema načinu upravljanja, trafostanice mogu biti: samo sa telesignalizacijom; teleoperirani sa telesignalizacijom; sa telesignalizacijom i upravljanjem sa opće kontrolne tačke trafostanice (OPU). Trafostanice se ažurno servisiraju od strane stalnog dežurnog osoblja na centrali, dežurstva kod kuće ili od strane operativnih mobilnih timova (OVB). Popravak trafostanice obavljaju specijalizovani mobilni timovi centralizovane popravke ili lokalno osoblje trafostanice. U rasklopnom uređaju napona do 1000 V žice, gume, uređaji, uređaji i konstrukcije biraju se kako prema normalnim radnim uvjetima (napon i struja), tako i prema termičkim i dinamičkim efektima struja kratkog spoja (SC) ili maksimalno dozvoljeno isključeno napajanje. U rasklopnim postrojenjima i trafostanicama napona iznad 1000 V razmaci između električne opreme, uređaja, strujnih dijelova, izolatora, ograda i konstrukcija su postavljeni tako da se u toku normalnog rada elektroinstalacije, nastale fizičke pojave (temperatura grijanja, električna energija). luk, emisija gasa, varničenje itd.) ne mogu dovesti do oštećenja opreme i kratkih spojeva. U mrežama napona 6-10 kV široko se koriste distribucijske tačke (RP), koje su električni razvodni uređaji koji nisu dio trafostanice (GOST 242910-90) i dizajnirani su za distribuciju električne energije unutar distributivne mreže. RP se sastoji od sabirnica podijeljenih na sekcije, određenog broja ćelija (priključaka) i upravljačkog koridora. Ćelije služe za postavljanje sklopne i zaštitne opreme u njih: prekidača, strujnih transformatora (CT) i naponskih transformatora (VT), rastavljača, osigurača, zaštitnih uređaja. RP upravljački hodnik je prostorija u kojoj su ugrađeni pogoni sklopki i rastavljača; servisni hodnik je hodnik duž komora ili razvodnih ormara, namijenjen servisiranju uređaja i guma. Sabirni kanal je strujni element koji se nalazi u metalnom omotaču koji služi za povezivanje glavnih strujnih krugova komponenti PTS-a u skladu sa shemom električnog povezivanja i dizajnom PTS-a (GOST 14695-80). Rasklopna postrojenja 6-10 kV imaju dva dijela u RP, napajana jednostrukim ili dvostrukim kablovskim vodovima poprečnog presjeka od 185 do 240 mm 2 iz različitih sekcija 6-10 kV razvodnog uređaja jednog (iz trafostanice 35-110 kV) ili iz različitih centara moći. Na sekcijskom prekidaču u rasklopnom postrojenju predviđen je dvosmjerni automatski prijenosni prekidač (ATS) koji se izvodi na strani 0,4 kV na kontaktorima nazivne struje od 600 do 1000 A. Na njihovoj lokaciji mogu se postaviti ATS uređaji. lokalno (unutar jedne trafostanice, na primjer, ATS na sekcijskom prekidaču), ili u blizini nje, ili mreža (na različitim tačkama mreže), pružajući, kada se aktivira, obnavljanje napajanja mrežnim dijelovima u blizini trafostanice. Razvodna transformatorska podstanica (RTP) je električna instalacija u kojoj su spojeni RP i TP. U RTP se mogu postaviti transformatori jedinične snage do 1000 kVA uključujući, rasklopna postrojenja 6-10 kV sa određenim brojem ćelija i kompletna razvodna tabla 0,4 kV. Dakle, RTP omogućava distribuciju električne energije ne samo na naponu od 0,4 kV, kao kod konvencionalne trafostanice, već i na naponu od 6-10 kV, kao u distributivnoj mreži. Dakle, RTP, za razliku od RP, služi ne samo za prijem i distribuciju električne energije, već i za njenu transformaciju. U pravilu se nekoliko transformatorskih stanica napaja strujom iz RTP-a. Preporučljivo je koristiti RTP za napajanje gradova i velikih poljoprivrednih kompleksa (stočarske farme, živinarske farme, itd.). RTP se izvode, po pravilu, zatvorenog tipa. Energetski centar (CP) je generatorsko naponsko rasklopno postrojenje elektrana ili sekundarno naponsko rasklopno postrojenje opadajuće trafostanice elektroenergetskog sistema, na koje su priključene distributivne mreže datog područja (GOST 13109-97). Uglavnom se radi o trafostanicama elektroenergetskih sistema 35-220 kV iz kojih se napajaju distributivne mreže 6-10 kV. Od CPU-a do distributivne mreže električna energija se prenosi direktno na sabirnice trafostanice ili preko sabirnica distributivne mreže. Cjelokupnost navedene elektro opreme, zajedno sa objektima i prostorijama u kojima je ugrađena, definisana je opštim pojmom - elektroinstalacija. Električna instalacija je bilo koja kombinacija međusobno povezane električne opreme u datom prostoru ili prostoriji (GOST 30331.1-95, GOST R 50571.1-93). Električne instalacije i pripadajuće strukture moraju biti otporne ili zaštićene od okoline. Otvorene ili vanjske električne instalacije - električne instalacije koje zgrada nije zaštićena od atmosferskih utjecaja. Električne instalacije zaštićene samo nadstrešnicama, mrežastim ogradama i sl. smatraju se vanjskim (PUE). Zatvorene ili unutrašnje električne instalacije - električne instalacije smještene unutar zgrade koja ih štiti od atmosferskih utjecaja (PUE). Električne prostorije, odnosno prostorije ili ograđeni (npr. mrežama) dijelovi prostorija u kojima se nalazi električna oprema, dostupni samo kvalifikovanom serviseru, dijele se na sljedeće tipove prema uticaju na životnu sredinu u skladu sa klasifikacija prema PUE: suhe - prostorije u kojima relativna vlažnost zraka ne prelazi 60%; vlažne - prostorije u kojima je relativna vlažnost vazduha veća od 60%, ali ne prelazi 75%; vlažne - prostorije u kojima relativna vlažnost vazduha prelazi 75%; posebno vlažne - prostorije u kojima je relativna vlažnost vazduha blizu 100% (plafon, zidovi, pod i predmeti u prostoriji su prekriveni vlagom); vruće - prostorije u kojima, pod utjecajem različitih toplinskih zračenja, temperatura stalno ili povremeno (više od 1 dana) prelazi +35 ° C (na primjer, prostorije sa sušilicama, peći, kotlarnice); prašnjavi - prostori u kojima se, prema uslovima proizvodnje, oslobađa tehnološka prašina; može se naslagati na strujnim dijelovima, prodrijeti u mašine i aparate, itd. n. Prašnjave prostorije se dijele na prostorije sa provodljivom prašinom i prostorije sa neprovodljivom prašinom; prostori sa hemijski aktivnom ili organskom okolinom - prostori u kojima se stalno ili dugo vremena nalaze agresivne pare, gasovi, tečnosti, stvaraju se naslage ili buđ koji uništavaju izolaciju i strujne delove električne opreme. U pogledu opasnosti od strujnog udara za ljude razlikuju se: prostorije bez povećane opasnosti - prostorije u kojima ne postoje uslovi koji stvaraju povećanu ili posebnu opasnost; Prostorije sa povećanom opasnošću - prostorije koje karakteriše prisustvo jednog od sledećih uslova koji stvaraju povećanu opasnost: vlaga ili provodljiva prašina; provodljivi podovi (metalni, zemljani, armirani beton, cigla, itd.); toplota; mogućnost da osoba istovremeno dodiruje metalne konstrukcije zgrade koje su povezane sa zemljom, tehnološke uređaje, mehanizme i sl., s jedne strane, i metalne kutije električne opreme (otvoreni provodni dijelovi), s druge strane ruka; posebno opasne prostorije - prostorije koje karakteriše prisustvo jednog od sljedećih uslova koji stvaraju posebnu opasnost: posebna vlaga; hemijski aktivna ili organska sredina; dva ili više visokorizičnih stanja u isto vrijeme. Teritorija otvorenih električnih instalacija u odnosu na opasnost od strujnog udara po ljude izjednačena je sa posebno opasnim prostorijama.
Elektroinženjeri znaju šta su elektrane i trafostanice, čemu služe i kako su uređene. Znaju izračunati svoju snagu i sve potrebne parametre, kao što su broj zavoja, poprečni presjek žice i dimenzije magnetskog kola. Ovo se uči studentima na tehničkim univerzitetima i tehničkim školama. Ljudi s pozadinom liberalnih umjetnosti pretpostavljaju da su strukture, koje često stoje same u obliku kuća bez prozora (ljubitelji grafita ih vole slikati), potrebne za snabdijevanje kućama i poslovnim prostorima strujom, i da u njih ne bi trebalo prodrijeti, zastrašujući amblemi u obliku lubanja i munja rječito govore o tome vezani za opasne predmete. Možda mnogi ne moraju znati više, ali informacije nikada nisu suvišne.
Malo fizike
Struja je roba koju morate platiti, a šteta je ako se troši. I to je, kao i u svakoj proizvodnji, neizbježno, zadatak je samo smanjiti nepotrebne gubitke. Energija je jednaka snazi pomnoženoj s vremenom, pa se u daljem razmišljanju može operirati ovim konceptom, jer vrijeme neprestano teče i nemoguće ga je vratiti, kako pjesma kaže. Električna snaga, u gruboj aproksimaciji, bez uzimanja u obzir reaktivnih opterećenja, jednaka je umnošku napona i struje. Ako to razmotrimo detaljnije, kosinus phi će ući u formulu, koja određuje omjer potrošene energije s njenom korisnom komponentom, koja se naziva aktivnom. Ali ovaj važan pokazatelj nije direktno povezan s pitanjem zašto je potrebna trafostanica. Električna snaga stoga ovisi o dva glavna faktora koji doprinose Ohmovim i Joule-Lenzovim zakonima, naponu i struji. Mala struja i visoki napon mogu proizvesti istu snagu kao i obrnuto, visoka struja i niski napon. Čini se, u čemu je razlika? I jeste, i to veoma veliko.
Zagrijati zrak? Odbaci!
Dakle, ako koristite formulu aktivne snage, dobit ćete sljedeće:
- P = U x I, gdje je:
U - napon, mjeren u voltima;
I - struja, mjerena u amperima;
P je snaga, mjerena u vatima ili volt-amperima.
Ali postoji još jedna formula koja opisuje već spomenuti Joule-Lenzov zakon, prema kojem je struja oslobođena tijekom prolaska struje jednaka kvadratu njene vrijednosti pomnožene otporom vodiča. Zagrijati zrak koji okružuje dalekovod znači trošiti energiju. Teoretski, ovi gubici se mogu smanjiti na dva načina. Prvi od njih uključuje smanjenje otpora, odnosno zadebljanje žica. Što je veći poprečni presjek, manji je otpor i obrnuto. Ali isto tako ne želim uzalud da trošim metal, skup je, ipak bakar. Osim toga, dvostruka potrošnja materijala vodiča dovest će ne samo do povećanja troškova, već i do ponderiranja, što će zauzvrat dovesti do povećanja složenosti instalacije vodova na velikim visinama. A oslonci će biti potrebni snažniji. A gubici će se samo prepoloviti.
Rješenje
Da bi se smanjilo zagrijavanje žica tijekom prijenosa energije, potrebno je smanjiti količinu prolazne struje. To je sasvim jasno, jer će prepolovljenje dovesti do četverostrukog smanjenja gubitaka. Šta ako deset puta? Zavisnost je kvadratna, što znači da će gubici biti sto puta manji! Ali snaga mora biti ista, što je potrebno skupu potrošača koji je čeka na drugom kraju dalekovoda, ponekad i stotinama kilometara od elektrane. Zaključak se nameće da je potrebno povećati napon za onoliko koliko se smanjuje struja. na početku dalekovoda je samo za tu svrhu. Iz njega izlaze žice pod vrlo visokim naponom, mjerenim u desetinama kilovolti. Na cijeloj udaljenosti koja odvaja termoelektranu, hidroelektranu ili nuklearnu elektranu od lokaliteta na kojem se obraća, energija putuje malom (relativno) strujom. Potrošač, s druge strane, treba da dobije struju sa zadatim standardnim parametrima, koji kod nas odgovaraju 220 volti (odnosno 380 V međufaza). Sada nam ne treba pojačanje, kao na ulazu dalekovoda, već niža trafostanica. ide u razvodne uređaje tako da se u kućama pali svjetla, a u fabrikama se vrte rotori mašina.
Šta je u separeu?
Iz navedenog je jasno da je najvažniji dio u trafostanici transformator, i to najčešće trofazni. Možda ih ima nekoliko. Na primjer, možete zamijeniti tri jednofazne. Veći broj može biti zbog velike potrošnje energije. Dizajn ovog uređaja je drugačiji, ali u svakom slučaju ima impresivne dimenzije. Što se više snage daje potrošaču, to struktura izgleda ozbiljnije. Međutim, uređaj električne podstanice je složeniji i uključuje više od samog transformatora. Postoji i oprema dizajnirana za prebacivanje i zaštitu skupe jedinice, kao i najčešće za njeno hlađenje. Električni dio stanica i trafostanica sadrži i razvodne table opremljene kontrolno-mjernom opremom.
Transformer
Glavni zadatak ove strukture je prijenos energije do potrošača. Prije slanja, napon se mora povećati, a nakon prijema spustiti na standardni nivo.
Unatoč činjenici da krug električne podstanice uključuje mnogo elemenata, glavni je još uvijek transformator. Ne postoji temeljna razlika između uređaja ovog proizvoda u konvencionalnom napajanju kućanskih aparata i industrijskih dizajna velike snage. Transformator se sastoji od namotaja (primarnog i sekundarnog) i magnetnog kola napravljenog od feromagneta, odnosno materijala (metala) koji pojačava magnetsko polje. Proračun ovog uređaja sasvim je standardan obrazovni zadatak za studenta tehničkog fakulteta. Glavna razlika između transformatora trafostanice i njegovih manje snažnih kolega, koja je upadljiva, osim u veličini, je i prisustvo rashladnog sistema, koji je skup uljnih cjevovoda koji okružuju grijane namote. Projektovanje električnih podstanica, međutim, nije lak zadatak, jer se moraju uzeti u obzir mnogi faktori, od klimatskih uslova do prirode opterećenja.
Vučna snaga
Električnu energiju ne troše samo stambene zgrade i preduzeća. Ovdje je sve jasno, potrebno je primijeniti 220 volti AC u odnosu na neutralnu sabirnicu ili 380 V između faza na frekvenciji od 50 herca. Ali postoji i gradski električni transport. Tramvaji i trolejbusi zahtijevaju napon koji nije naizmjeničan, već konstantan. I drugačije. Kontaktna žica tramvaja treba da ima 750 volti (u odnosu na tlo, odnosno šine), a trolejbusu je potrebna nula na jednom provodniku i 600 volti DC na drugom, gumeni štitnici točkova su izolatori. To znači da je potrebna posebna vrlo moćna trafostanica. na njemu se transformiše, odnosno ispravlja. Njegova snaga je vrlo velika, struja u kolu se mjeri u hiljadama ampera. Takav uređaj se zove vučni uređaj.
Zaštita trafostanice
I transformator i moćni ispravljač (u slučaju vučnih izvora napajanja) su skupi. Ako dođe do nužde, naime, struja će se pojaviti u krugu sekundarnog namota (i, posljedično, primarnom). To znači da se poprečni presjek provodnika ne izračunava. Električna transformatorska podstanica će se početi zagrijavati zbog otporne proizvodnje topline. Ako se takav scenarij ne predvidi, tada će se kao rezultat kratkog spoja u bilo kojoj od perifernih linija žica za namotaje otopiti ili izgorjeti. Da se to ne dogodi, koriste se različite metode. To su diferencijalna, plinska i maksimalna strujna zaštita.
Diferencijal uspoređuje trenutne vrijednosti u krugu i sekundarnom namotu. Zaštita od gasa se aktivira kada se u vazduhu pojave produkti sagorevanja izolacije, ulja itd. Strujna zaštita isključuje transformator kada struja pređe maksimalnu podešenu vrijednost.
Trafostanica bi se trebala automatski isključiti iu slučaju udara groma.
Vrste trafostanica
Razlikuju se po snazi, namjeni i uređaju. Oni od njih koji služe samo za povećanje ili smanjenje napona nazivaju se transformatori. Ako je potrebna i promjena drugih parametara (ispravljanje ili stabilizacija frekvencije), tada se trafostanica naziva transformatorskom.
Prema svom arhitektonskom rešenju, trafostanice mogu biti priključne, ugradne (uz glavni objekat), unutarproizvodne (nalaze se unutar proizvodnog objekta) ili predstavljaju poseban pomoćni objekat. U nekim slučajevima, kada nije potrebna velika snaga (prilikom organiziranja napajanja malih naselja), koristi se jarbolna struktura trafostanica. Ponekad se za postavljanje transformatora koriste stubovi za prijenos energije na koji se montira sva potrebna oprema (osigurači, odvodnici, rastavljači itd.).
Električne mreže i trafostanice se klasificiraju po naponu (do 1000 kV ili više, odnosno visokom naponu) i snazi (na primjer, od 150 VA do 16 hiljada kVA).
Prema šematskom znaku eksternog priključka, trafostanice su čvorne, slijepe, prolazne i račvaste.
Unutar komore
Prostor unutar trafostanice, u kojem se nalaze transformatori, sabirnice i oprema koja osigurava rad cijelog uređaja, naziva se komora. Može biti ograđena ili zatvorena. Razlika između načina otuđenja od okolnog prostora je mala. Zatvorena komora je potpuno izolirana prostorija, a ograđena se nalazi iza nepunih (mrežastih ili rešetkastih) zidova. Izrađuju ih, po pravilu, industrijska preduzeća prema standardnim projektima. Održavanje sistema za napajanje vrši obučeno osoblje sa dozvolom i potrebnim kvalifikacijama, potvrđenim službenim dokumentom o dozvoli za rad na visokonaponskim vodovima. Radni nadzor rada trafostanice vrši dežurni elektrotehničar ili inženjer, koji se nalazi u blizini glavne razvodne table, koja se može nalaziti i udaljeno od trafostanice.
Distribucija
Postoji još jedna važna funkcija koju trafostanica obavlja. Električna energija se distribuira među potrošačima prema njihovim normama, a uz to opterećenje tri faze treba da bude što ujednačenije. Za uspješno rješavanje ovog problema postoje razvodni uređaji. Rasklopni uređaj radi na istom naponu i sadrži uređaje koji vrše komutaciju i štite vodove od preopterećenja. Rasklopni uređaj je na transformator povezan osiguračima i prekidačima (jednopolni, po jedan za svaku fazu). Razvodni uređaji na lokaciji se dijele na otvorene (nalaze se na otvorenom) i zatvorene (nalaze se u zatvorenom prostoru).
Sigurnost
Svi radovi koji se obavljaju u trafostanici klasifikovani su kao posebno rizični, stoga su potrebne hitne mjere radi osiguranja sigurnosti rada. U osnovi, popravci i održavanje se izvode s potpunim ili djelomičnim zamračenjem. Nakon što se napon isključi (električari kažu "uklonjeno"), pod uslovom da su postavljene sve potrebne tolerancije, strujne šipke su uzemljene kako bi se spriječilo slučajno aktiviranje. Za to su također namijenjeni znakovi upozorenja “Ljudi rade” i “Ne pali!”. Osoblje koje opslužuje visokonaponske trafostanice se sistematski obučava, a veštine i stečena znanja se periodično prate. Tolerancija broj 4 daje pravo izvođenja radova na električnim instalacijama preko 1 kV.
Transformatorska podstanica je vrsta električne instalacije čija je osnovna namjena primanje, pretvaranje (povećavanje/smanjenje napona) i daljnja distribucija električne energije potrošačima. Glavni elementi električnog sistema na trafostanici su energetski transformatori koji pretvaraju električnu energiju.
Kako je uređena trafostanica
Osim transformatora, ništa manje važni elementi su:
● visokonaponski i niskonaponski razvodni uređaji;
● upravljački uređaji;
● visokonaponski zaštitni uređaji;
● uljni, vazdušni i vakuumski visokonaponski prekidači;
● odvodnici prenapona;
● odvodnici visokog napona;
● strujni i naponski transformatori;
● sistemi i sekcije guma;
● uređaji za mjerenje i obračun električne energije;
● telemehanički uređaji;
● sistem napajanja za sopstvene potrebe;
● pomoćna oprema itd.
Energetski transformatori koji povećavaju ulazni napon nazivaju se pojačani transformatori, a oni koji snižavaju ulazni napon se nazivaju step-down transformatori. U zavisnosti od vrste instaliranih energetskih transformatora, trafostanice mogu biti stepenaste i padajuće.
Transformatorske stanice za pojačanje se obično nalaze u elektranama. Vrijednost napona koju generiše generator elektrane povećava se pomoću pojačivača transformatora.
Povećanje napona je neophodno za mogućnost daljeg prenosa električne energije velike snage na velike udaljenosti i uz minimalne gubitke. Povećani napon omogućava vam uštedu na električnim provodnicima prilikom postavljanja dalekovoda.
U većini drugih slučajeva potrebno je sniziti ulazni napon i, shodno tome, u takvim slučajevima se koriste opadajuće transformatorske stanice.
Vrste
Sve transformatorske stanice podijeljene su u četiri glavna tipa:
● URP (nodalna distributivna podstanica);
● GPP (glavna silazna/spojna podstanica);
● PGV (podstanica dubokog unosa);
● TP (transformatorska tačka).
urp
Ova vrsta električne instalacije je centralna trafostanica koja prima električnu energiju iz elektroenergetskog sistema napona 110-220 kV. Na URP-u se električna energija visokog napona distribuira ili sa transformacijom pomoću energetskih transformatora ili bez transformacije.
Od čvorne trafostanice, distribucija električne energije se vrši do dubokih ulaznih trafostanica, koje se nalaze na teritoriji velikih industrijskih preduzeća.
Čvorne trafostanice se obično nalaze izvan preduzeća koja snabdevaju električnom energijom. U ovom slučaju, održavanje i rad sve električne opreme URP-a provodi organizacija za opskrbu energijom.
U slučaju lokacije URP-a na teritoriji industrijskog preduzeća, poslove održavanja trafostanice dodeljuju se elektro-osoblju ovog preduzeća.
GSP
Glavna trafostanica dobija struju direktno iz sistema daljinskog napajanja. Vrijednost ulaznog napona 35-220kV. Svrha glavne trafostanice je da distribuira električnu energiju kroz preduzeće na nižim naponskim vrednostima.
PGV
Ova trafostanica dobija električnu energiju napona 35-220 kV ili direktno iz elektroenergetskog sistema ili sa centralne distributivne tačke preduzeća u kojem se nalazi. Osnovna namjena PGV-a je napajanje posebnog objekta u preduzeću ili određene grupe električnih instalacija. Geografski, duboke ulazne trafostanice se nalaze na maloj udaljenosti od energetski najintenzivnijih tehnoloških objekata preduzeća.
TP
Transformatorska tačka je mala trafostanica, koja se napaja ulaznim naponom od 6, 10 ili 35 kV. Uz pomoć energetskih transformatora ovaj napon se smanjuje na 380V (400V).
Jedna od vrsta transformatorskih stanica je kompletna transformatorska podstanica (KTP). Broj energetskih transformatora KTP-a obično je jednak jednoj ili dvije jedinice. Ponekad postoje KTP za tri energetska transformatora. Broj transformatora zavisi od kategorije pouzdanosti napajanja električnih potrošača koji se napajaju iz trafostanice.
Kompletne transformatorske stanice koje se nalaze u proizvodnji nazivaju se radionice, a KTP koji snabdijevaju gradske potrošače nazivaju se urbanim.
Druge vrste trafostanica
Pored glavnih tipova transformatorskih podstanica koje snabdijevaju moćne potrošače, elektroenergetski sistem koristi i podstanice za visoko specijalizirane potrebe. U takve trafostanice spadaju takozvane vučne trafostanice koje napajaju električne vodove javnog saobraćaja (trolejbusi, tramvaji).
Ovisno o vrsti, namjeni i veličini trafostanice, mogu se koristiti i transformatori punjeni uljem i suhi transformatori. Na primjer, moderni PTS često su opremljeni suhim energetskim transformatorima.
Način povezivanja na liniju
Ovisno o opciji ili načinu priključenja na liniju napajanja, postoje:
● ćorsokak trafostanice (primaju napajanje iz jedne ili dvije odvojene linije);
● kroz trafostanice (tranzit);
● razvodne trafostanice (za snabdijevanje električnom energijom koriste se posebni odvojci (odvojci) od prolaznih dalekovoda).
Lokacija
Transformatorske trafostanice po lokaciji dijele se u dvije vrste:
● otvoren;
● zatvoreno.
Otvorene trafostanice se nalaze na otvorenom prostoru. Zatvorene trafostanice se nalaze u proizvodnim radnjama, u zatvorenim prostorima.
Ponekad se transformatori nalaze na posebnim jarbolima. Takav raspored transformatora karakteriziraju jarbolne transformatorske podstanice.
Naponski transformatori karakterišu primarni i sekundarni napon, klasa tačnosti, snaga. Bivaju jednofazni i trofazni, dvonamotajni i tronamotajni sa epoksidnom i uljnom izolacijom. Unatoč činjenici da epoksidni naponski transformatori nemaju nedostatke svojstvene uljnim, još uvijek su vrlo rijetki u krugovima gradskih trafostanica. Naponski transformatori su spojeni na tačke električnog kola između kojih žele izmjeriti napon. Naponski transformatori 6-10 kV se uključuju rastavljačima, a električne instalacije su zaštićene od oštećenja osiguračima.
Naponski transformator tipa NOL (monofazni sa livenom izolacijom) je oklopno magnetno kolo od hladno valjanog čelika, na čijoj se srednjoj šipki nalaze namotaji (sl. 1). Sekundarni namotaj transformatora je unutrašnji, primarni je spoljašnji. Izolacija primarnog i sekundarnog namotaja impregnirana je epoksidnom smjesom, koja ima dobru adheziju na smjesu, koja se koristi za punjenje magnetskog kruga i namotaja, formirajući liveni blok 1.
Transformator se može montirati na konstrukcije u bilo kojem položaju pomoću dva metalna nosača 2. Jedan nosač ima vijak za uzemljenje 3.
Rice. jedan. Naponski transformator tipa NOL-10-06
NOM naponski transformator (slika 2) (monofazni, uljni) je jezgro od čeličnog lima na kojem se nalaze primarni i sekundarni namotaji. Jezgro je postavljeno u čelični rezervoar 1 sa poklopcem 2 koji se može skinuti. U njega su montirani izolatori čaura 3 i 4, preko kojih je primarni namotaj (Zaključci 5) povezan na visokonaponsku mrežu, a sekundarni namotaj (Zaključci 6) - sa raznim uređajima.
Rice. 2. Naponski transformator tipa NOM
Za izolaciju namotaja od zidova rezervoara i stvaranje boljih uslova hlađenja, rezervoar se puni transformatorskim uljem kroz rupu na poklopcu, normalno zatvorenu čepom 7. Za uzemljenje se na zid ugrađuje vijak 8. rezervoar transformatora.
U procesu popravke gotovo svakog rasklopnog uređaja potrebno je popravak mjernih naponskih transformatora, koji služe za pretvaranje napona bilo koje vrijednosti u napon pogodan za mjerenje standardnim uređajima (100 V), namotaja releja za napajanje, uređaja za rastavljanje, kao i za izolaciju uređaja i osoblja za njihovo održavanje od visokog napona.
Prilikom popravke trafostanice, naponski transformator se čisti od prašine i prljavštine i potom pažljivo pregledava. Provjerava se ispravnost epoksidne i porculanske izolacije, pouzdanost pričvršćivanja transformatora na konstrukcije, količina ulja u rezervoaru i odsutnost curenja u njegovim zavarenim spojevima i brtvama. Da biste spriječili curenje ulja kroz zaptivke, zategnite vijke za pričvršćivanje. Ako to ne pomogne, zamijenite brtvu novom od plute ili gume otporne na ulje. Za privremeno zaptivanje, pluta i guma otporna na ulje može se zamijeniti lijepljenim kartonom debljine 1,5 mm, premazanim bakelitnim lakom, ili azbestnim gajtanom prečnika 10-15 mm, natopljenim 24 sata bakelitnim lakom na 25-30° C, ili konoplje od konoplje prečnika 10-15 mm, impregnirano 6-8 sati prirodnim uljem za sušenje na 50-60 °C.
Ako se otkrije curenje ulja u zavaru, transformator se zamjenjuje. Nakon što je curenje otklonjeno, transformator se puni uljem. Kao i kod strujnih transformatora, naponski transformatori provjeravaju pouzdanost kontaktnih veza transformatora s vanjskim krugovima, spoj sekundarnih namotaja na "uzemljenje".
Strujni i naponski transformatori, koji treba da zamijene oštećeni, podliježu ispitivanju, provjeri integriteta namotaja i provjeri polariteta namotaja (kod trofaznih naponskih transformatora). Integritet namotaja se provjerava megaommetrom. Polaritet se provjerava prema šemi prikazanoj na sl. 3.
Rice. 3. :
1 - baterija 1-2 V; 2 - prekidač noža; 3 - galvanometar; 4 - sekundarni namotaj; 5 - primarni namotaj
Uz ispravnu oznaku zaključaka, igla galvanometra bi trebala odstupiti udesno u trenutku kada je prekidač zatvoren. Transformator sa neispravno označenim stezaljkama šalje se na ponovno povezivanje ili označavanje. Prilikom provjere integriteta sekundarnog namotaja potrebno je kratko spojiti primarni namotaj.
