Sigurno je svatko od nas primijetio separe u dvorištu stambenih zgrada, iz kojih polazi puno električnih žica. Takva mala zgrada naziva se na prvi pogled kompliciranom riječi - trafostanica za električnu energiju.
Mnogi ljudi 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 još uvijek neizbježni, jer žice imaju vlastiti otpor i zagrijavaju se kao rezultat prijenosa električne struje kroz njih.
Kako bi se gubici u prijenosu sveli na minimum potrebno je odašiljati struju na visokom naponu, budući da u ovom slučaju, jačina struje se može smanjiti, zbog čega će se zagrijavanje žica značajno smanjiti, zbog čega će se smanjiti i gubitak struje. Princip je prilično jednostavan - što je duljina dalekovoda (PTL), to se na njemu koristi više napona.
Generatori električne struje u elektranama proizvode niske struje za učinkovit prijenos napona na velike udaljenosti, pa koriste transformatore. podizanje tip.
Nakon što se struja dovede do potrošača putem dalekovoda, za korištenje u kućanske svrhe, napon se opet mora spustiti na 500, 380 ili 220 volti, koje imamo kod kuće u utičnici. Za to se koriste transformatorske podstanice. prema dolje tip.
Upravo su padajuće trafostanice one građevine koje se nalaze u većini dvorišta stambenih zgrada. Primajući struju visokog napona, pretvaraju je u struju od 220 volti, koja se koristi za napajanje većine kućanskih električnih uređaja.
Pojednostavljeno rečeno, transformatorska trafostanica se sastoji od sljedećih glavnih dijelova.
- Uvodni dio je prijem struje visokog napona.
- Transformator - pretvaranje struje.
- Izlazni dio je niskonaponski strujni izlaz.
Osim podjele na step-up i step-down, transformatorske podstanice obično se dijele na modularne kompletne i kontejnerske kompletne. Prvi se od drugih razlikuju samo po svom tijelu - blok električna trafostanica ugrađena je u betonsku prostoriju i montirana na licu mjesta - odnosno stacionarna. U trafostanicama kontejnerskog tipa kao kućište se koristi metalna konstrukcija, a sastavljaju se i dovršavaju u proizvodnom pogonu. Takve trafostanice su prenosive i lako se mogu premještati s jednog mjesta na drugo.
Ako ste zainteresirani za cijene ovih jedinica, možete se upoznati s njima, na primjer, u katalogu tvrtki http://www.ru.all.biz/. Postoje razne tvrtke koje se bave proizvodnjom i prodajom transformatorskih stanica.
Klasifikacija električnih podstanica i razvodnih uređaja temelji 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 prijam, pretvaranje i distribuciju električne energije, koja se sastoji od transformatora ili drugih pretvarača električne energije, upravljačkih uređaja, distribucijskih i pomoćnih uređaja u skladu s GOST-om 19431-84 (GOST 24291-90). Trafostanice s transformatorima koji pretvaraju električnu energiju samo naponom nazivaju se transformatorske podstanice; i pretvaranje električne energije po naponu i drugim parametrima (promjena frekvencije, ispravljanje struje) - pretvaranje. Na trafostanici se u pravilu mogu ugraditi dva ili više trofaznih transformatora. Ugradnja više od dva transformatora prihvaća se na temelju tehničko-ekonomskih proračuna, kao iu slučajevima kada se u trafostanici koriste dva srednja napona. U nedostatku trofaznog transformatora potrebne snage, kao iu slučaju ograničenja transporta, moguće je koristiti skupinu jednofaznih transformatora. Trafostanica se u pravilu sastoji od nekoliko razvodnih uređaja različitih naponskih razina, međusobno povezanih transformatorskom (autotransformatorskom) vezom; priključena trafostanica (RU) - trafostanica (rasklopni uređaj), neposredno uz glavnu zgradu elektrane ili industrijskog poduzeća (PUE, klauzula 4.2.7); ugrađena trafostanica (RU) - trafostanica (rasklopna jedinica) koja zauzima dio zgrade (PUE, točka 4.2.8); interna trafostanica (RU) - trafostanica (rasklopni uređaj) smještena unutar trgovine otvoreno (bez ograde), iza mrežaste ograde, u zasebnoj prostoriji (PUE, klauzula 4.2.9); pomoćna zgrada (ZVN) - zgrada koja se sastoji od prostorija potrebnih za organiziranje i izvođenje održavanja i popravka opreme trafostanice (JPE, točka 4.2.16); transformatorska podstanica (TP) je električna podstanica dizajnirana za pretvaranje električne energije jednog napona u energiju drugog napona pomoću transformatora (GOST 24291-90). Potrošačke transformatorske podstanice dijele se na kompletne, zatvorene, jarbolne i stupne; kompletna transformatorska podstanica (KTP) - trafostanica, koja se sastoji od transformatora, blokova (rasklopnih uređaja) i drugih elemenata koji se isporučuju montirani ili potpuno pripremljeni u proizvodnom pogonu za montažu (PUE, str. 4.2.10). U KTP-u se sva visokonaponska i niskonaponska oprema ugrađuje u tvornici, a trafostanica na objekt stiže gotova, odnosno u kompletu. Kompletne transformatorske podstanice unutarnjih (KTP) i vanjskih (KTPN) instalacija proizvode se s jednim ili dva transformatora snage od 250 do 2.500 kVA (u KTP) i do 1000 kVA (u KTPN) na naponu 6-10 kV ; od 630 do 16.000 kVA (u KTPN) na naponu od 35 kV. Ove trafostanice su opremljene zaštitnom rasklopnom opremom, instrumentima za mjerenje, signalizaciju i mjerenje električne energije i sastoje se od visokonaponske ulazne jedinice, energetskog transformatora i rasklopnog uređaja 0,4 kV. KTP-ovi su slijepih i prolaznih tipova, kao i raznih modifikacija, uključujući: kiosk, ormarić i druge vrste. KTP slijepe ulice služe za opskrbu električnom energijom naselja i poljoprivrednih potrošača. Trafostanice tipa kiosk (blok) koriste se kao slijepe transformatorske podstanice snage 250 kVA i više s opsluživanjem opreme sa zemlje. Takve su trafostanice prikladne i sigurne za održavanje; jarbolna transformatorska podstanica (MTP) je otvorena transformatorska stanica, čija je sva oprema ugrađena na konstrukciju (uključujući dva ili više nosača nadzemnih dalekovoda) s servisnom platformom na visini koja ne zahtijeva ogradu trafostanice (PUE, str. 4.2.11). MTP se gradi na konstrukcijama u obliku slova A, P ili AP ili jednostubnim konstrukcijama od armiranog betona ili drvenih stupova. Sva oprema trafostanice montirana je na konstrukciju u obliku slova A: rastavljač, osigurači, odvodnici, jednofazni transformator snage više od 10 kVA i razvodna ploča od 0,23-0,4 kV. Trafostanica nema servisnu platformu i stepenice. Konstrukcije u obliku slova U koriste se za trafostanice s 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 s transformatorima do 400 kVA. Na njih je montirana sva oprema, uključujući i rastavljač. Za servisiranje MTP-a na visini od najmanje 3 m mora se urediti platforma s rukohvatom. Za penjanje na MTP preporuča se korištenje stepenica s uređajem koji zabranjuje penjanje na njega kada je sklopni uređaj uključen; stupna transformatorska podstanica (STP) je otvorena transformatorska stanica, čija je sva oprema postavljena na jednostubni nosač nadzemnog voda na visini koja ne zahtijeva ograđivanje (PUE, točka 4.2.11.). Strukturno, PS se sastoji od zasebnih elemenata, koji se, kada se sastavljaju na licu mjesta, sastavljaju u jedan kompleks; razdjelno mjesto (RP) - rasklopno postrojenje 6-500 kV s opremom za upravljanje njegovim radom, koje nije dio trafostanice (PUE, str. 4.2.12); točka presjeka - točka namijenjena za sekciju (automatsko ili ručno upravljanje) dionice vodova 6-20 kV (PUE, str. 4.2.13); komora - prostorija namijenjena za ugradnju uređaja, transformatora i autobusa. Zatvorena ćelija - ćelija koja je zatvorena sa svih strana i ima čvrsta (ne mrežasta) vrata. Ograđena komora - komora koja ima otvore potpuno ili djelomično zaštićene nekontinuiranim (mrežastim ili mješovitim) ogradama (PUE, točka 4.2.14). Montažni jednostrani servis kamere (KSO) je vrsta razvodnog uređaja, proizvedenog prema standardnim shemama, ima mnogo modifikacija, instalira se samo u posebnim električnim prostorijama i servisira ga obučeno osoblje; sustav sabirnica - uređaj koji je sustav vodiča, koji se sastoji od sabirnica postavljenih na nosače od izolacijskog materijala, prolazeći u kanalima, kutijama ili sličnim školjkama (GOST 22789-94); odjeljak (sustavi sabirnica) - dio sustava sabirnica, odvojen od svog drugog dijela sklopnim uređajem (GOST 24291-90); vodič - uređaj izrađen u obliku guma ili žica s izolatorima i nosećim konstrukcijama, namijenjen za prijenos i distribuciju električne energije unutar elektrane, trafostanice ili radionice (PTEEP, pojmovi); ćelija (PS, RU) - dio PS (RU), koji sadrži cijelu ili dio sklopne i (ili) druge opreme jedne veze (GOST 24291-90); rasklopni uređaj (RU) - električna instalacija za primanje i distribuciju električne energije na jednom naponu, koja sadrži sklopne uređaje i spojne sabirnice (sabirnice), upravljačke i zaštitne uređaje (GOST 24291-90). Kao rasklopni uređaj 6-10 kV koristi se visokonaponski sklop s jednopolnim rastavljačima i vertikalnim rasporedom faza jednog priključka i jedne KSO komore s prekidačem opterećenja i osiguračima za spajanje transformatora. Za rasklopni uređaj 0,4 kV koriste se niskonaponski sklopovi s osiguračima i vertikalnim rasporedom faza jednog priključka. Na trafostanicama se koriste otvoreni (rasklopni uređaji), zatvoreni (zatvoreni razvodni uređaji) ili kompletni (rasklopni uređaji) rasklopni uređaji. Otvoreni razvodni uređaj (OSG) je električni razvodni uređaj 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 iu samostojećim zgradama i biti ugradbene ili priključne. U općem slučaju, trafostanice i rasklopni uređaji su sastavni dio električnih instalacija, koji se razlikuju: prema namjeni - generiranje, pretvaranje i distribucija i potrošač. Proizvodne električne instalacije služe za proizvodnju električne energije, pretvorbene i distribucijske električne instalacije pretvaraju električnu energiju u oblik pogodan za prijenos i potrošnju, prenose je i distribuiraju među potrošačima; po prirodi struje - istosmjerna ili izmjenična struja; naponom - do 1000 V ili iznad 1000 V. Ljestvica nazivnih napona ograničena je relativno malim brojem standardnih vrijednosti, zbog čega se proizvodi mali broj tipskih veličina strojeva i opreme, a električne mreže izrađuju više. ekonomičan. U instalacijama s trofaznom strujom nazivnim naponom smatra se napon između faza (napon od faze do faze). Prema GOST 29322-92, utvrđuje se sljedeća ljestvica nazivnih napona: za mreže izmjenične struje s frekvencijom od 50 Hz, napon faza-faza trebao bi biti: 12, 24, 36, 42, 127, 220, 380 V; 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 i 1150 kV; za istosmjerne električne 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 (blokove), kontrolne (tranzitne) i čvorne. Trafostanice u slijepoj ulici napajaju se jednim ili dva slijepa nadzemna voda. Odvodne trafostanice spajaju se slavinom na jedan ili dva prolazna nadzemna voda s jednosmjernim ili dvosmjernim napajanjem. Prolazne trafostanice uključene su u presjek jednog ili dva prolazna nadzemna voda s jednosmjernim ili dvosmjernim napajanjem. Čvorne trafostanice, osim opskrbnih, imaju odlazne radijalne ili tranzitne nadzemne vodove. Prema načinu upravljanja trafostanice mogu biti: samo s telesignalizacijom; daljinski upravljano s telesignalizacijom; s telesignalizacijom i upravljanjem iz općeg centra za upravljanje trafostanicama (OCP). Trafostanice se promptno servisiraju od strane stalnog dežurnog osoblja na centrali, dežurstva kod kuće ili operativnih timova na terenu (OVB). Popravke trafostanica provode specijalizirani terenski timovi centraliziranih popravaka ili lokalno osoblje trafostanice. U RU s naponima do 1000 V žice, sabirnice, uređaji, uređaji i konstrukcije odabiru se prema normalnim radnim uvjetima (napon i struja), te prema toplinskim i dinamičkim učincima struja kratkog spoja (SC) ili najveća dopuštena isključena snaga. U rasklopnim postrojenjima i trafostanicama napona iznad 1000 V razmaci između električne opreme, uređaja, dijelova pod naponom, izolatora, ograda i konstrukcija postavljaju se tako da se tijekom normalnog rada električne instalacije pojave fizikalne pojave (temperatura grijanja, električni luk, emisija plinova). , iskrenje itd.) može dovesti do oštećenja opreme i kratkog spoja. Distribucijske točke (RP) se široko koriste u mrežama s naponom od 6-10 kV; RP predstavlja sabirnice podijeljene na sekcije, određeni broj ćelija (priključaka) i kontrolni koridor. Ćelije služe za smještaj sklopne i zaštitne opreme: prekidača, strujnih transformatora (CT) i naponskih transformatora (VT), rastavljača, osigurača, zaštitnih uređaja. Upravljački hodnik RP je prostorija u kojoj su ugrađeni pogoni za sklopke i rastavljače; Servisni koridor je hodnik duž komora ili ormara razvodnog uređaja namijenjen servisiranju uređaja i guma. Sabirni kanal su strujni elementi smješteni u metalnom omotaču, koji služe za spajanje glavnih strujnih krugova komponenti paketne transformatorske podstanice u skladu s shemom električnog povezivanja i dizajnom paketne transformatorske podstanice (GOST 14695-80). Rasklopna postrojenja 6-10 kV imaju dva dijela u rasklopnom postrojenju, napajana jednostrukim ili dvostrukim kabelskim vodovima presjeka 185 do 240 mm 2 iz različitih presjeka 6-10 kV rasklopnih uređaja jednog (od 35-110 kV trafostanica) ili iz različitih centara moći. Na sekcijskoj sklopci u RP predviđena je dvosmjerna automatska prijenosna sklopka (ATS) koja se izvodi na strani 0,4 kV na kontaktorima nazivne struje od 600 do 1000 A. , ATS na sekcijskoj sklopci) ili blizu nje, ili mreže (na različitim točkama mreže), koje, kada se aktiviraju, vraćaju napajanje mrežnim dijelovima u blizini trafostanice. Razdjelna transformatorska podstanica (RTP) je električna instalacija u kojoj su spojeni razdjelni transformator i transformatorska podstanica. U RTP se mogu smjestiti transformatori jedinične snage do 1000 kVA uključivo, 6-10 kV razvodni uređaji s određenim brojem ćelija i 0,4 kV kompletna razvodna ploča. Stoga RTP omogućuje distribuciju električne energije ne samo na napon od 0,4 kV, kao u konvencionalnoj transformatorskoj trafostanici, već i na napon od 6-10 kV, kao u distribucijskoj trafostanici. Dakle, RTP, za razliku od RP, služi ne samo za prijam i distribuciju električne energije, već i za njezinu transformaciju. U pravilu se iz RTP-a napaja nekoliko transformatorskih stanica. Preporučljivo je koristiti RTP za napajanje gradova i velikih poljoprivrednih kompleksa (stočarske farme, peradarske farme itd.). RTP se izvode, u pravilu, zatvorenog tipa. Energetski centar (CP) je razvodno postrojenje generatorskog napona elektrana ili razvodno postrojenje sekundarnog napona opadajuće trafostanice elektroenergetskog sustava, na koje su spojene distribucijske mreže danog područja (GOST 13109-97 ). Riječ je uglavnom o trafostanicama 35-220 kV elektroenergetskih sustava iz kojih se napajaju distribucijske mreže 6-10 kV. Od CPU-a do distribucijske mreže, električna energija se prenosi izravno na TP sabirnice ili preko RP sabirnica. Cjelokupnost navedene elektro opreme, zajedno s objektima i prostorijama u kojima je ugrađena, definirana je općim pojmom - elektroinstalacija. Električna instalacija je bilo koja kombinacija međusobno povezane električne opreme unutar određenog prostora ili prostorije (GOST 30331.1-95, GOST R 50571.1-93). Električne instalacije i pripadajući objekti moraju biti otporni na utjecaje okoline ili zaštićeni od tih utjecaja. 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 unutarnje električne instalacije - električne instalacije smještene unutar zgrade, štiteći ih od atmosferskih utjecaja (PUE). Električne prostorije, odnosno prostorije ili dijelovi prostorija ograđeni (npr. mrežama), u kojima se nalazi električna oprema, dostupna samo kvalificiranom serviseru, dijele se na sljedeće vrste prema utjecaju na okoliš prema klasifikacija prema PUE: suhe - prostorije u kojima relativna vlažnost zraka ne prelazi 60%; vlažne - prostorije u kojima je relativna vlažnost veća od 60%, ali ne prelazi 75%; vlažna - prostorije u kojima relativna vlažnost prelazi 75%; posebno vlažne - prostorije u kojima je relativna vlažnost zraka blizu 100% (strop, 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, sobe sa sušilicama, peći, kotlovnice); prašnjavi - prostori u kojima se, prema uvjetima proizvodnje, ispušta tehnološka prašina; može se taložiti na dijelovima pod naponom, prodrijeti u strojeve i uređaje itd. p. Prašnjave prostorije dijele se na prostorije s vodljivom prašinom i prostorije s nevodljivom prašinom; prostori s kemijski aktivnim ili organskim okolišem - prostori u kojima se stalno ili dugo vremena nalaze agresivne pare, plinovi, tekućine, stvaraju se naslage ili plijesan, uništavajući izolaciju i strujne dijelove električne opreme. S obzirom na opasnost od strujnog udara za ljude, razlikuju se: prostori bez povećane opasnosti - prostori u kojima ne postoje uvjeti koji stvaraju povećanu ili posebnu opasnost; prostori s povećanom opasnošću - prostori koje karakterizira prisutnost jednog od sljedećih uvjeta koji stvaraju povećanu opasnost: vlaga ili vodljiva prašina; vodljivi podovi (metalni, zemljani, armirani beton, cigla, itd.); toplina; mogućnost istovremenog kontakta osobe s metalnim konstrukcijama zgrade, koje su spojene na tlo, tehnološke uređaje, mehanizme i sl., s jedne strane, i na metalna kućišta električne opreme (otvoreni vodljivi dijelovi) , s druge strane; posebno opasni prostori - prostori koje karakterizira prisutnost jednog od sljedećih uvjeta koji stvaraju posebnu opasnost: posebna vlaga; kemijski aktivan ili organski medij; istovremeno dva ili više stanja povećane opasnosti. Područje otvorenih električnih instalacija u odnosu na opasnost od ozljeda ljudi električnim udarom izjednačeno je s posebno opasnim prostorima.
Inženjeri elektrotehnike znaju što su elektrane i trafostanice, čemu su namijenjene i kako su uređene. Znaju izračunati svoju snagu i sve potrebne parametre, kao što su broj zavoja, presjek žice i dimenzije magnetskog kruga. Ovo se uči studentima na tehničkim sveučilištima i fakultetima. Ljudi sa slobodnim umjetničkim obrazovanjem shvaćaju da su građevine, koje se često izdvajaju u obliku kuća bez prozora (voli da ih slikaju ljubitelji grafita), potrebne za opskrbu kućama i poslovnim prostorima strujom, te da se u njih ne bi trebalo prodrijeti. na to rječito ukazuju zastrašujući amblemi u obliku lubanja i munje pričvršćene za opasne predmete. Možda mnogi ne moraju znati više, ali informacije nikad 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, jedini zadatak je smanjiti nepotrebne gubitke. Energija je jednaka snazi pomnoženoj s vremenom, stoga, u daljnjim razmatranjima, možete operirati s ovim konceptom, budući da vrijeme neprestano teče, a nemoguće ga je vratiti, kako se pjeva u pjesmi. Električna snaga, u gruboj aproksimaciji, bez uzimanja u obzir reaktivnih opterećenja, jednaka je umnošku napona i struje. Ako to razmotrimo detaljnije, formula će uključivati kosinus phi, koji određuje omjer potrošene energije s njegovom korisnom komponentom, koja se naziva aktivnom. Ali ovaj važan pokazatelj nije izravno povezan s pitanjem zašto je potrebna trafostanica. Električna snaga tako ovisi o dva glavna sudionika u Ohmovim i Joule-Lenzovim zakonima, naponu i struji. Niska struja i visoki napon mogu generirati istu snagu kao, obrnuto, visoka struja i niski napon. Čini se, koja je razlika? I jest, i vrlo velika.
Zagrijati zrak? Odbaciti!
Dakle, ako koristite formulu aktivne snage, dobit ćete sljedeće:
- P = U x I, gdje je:
U je napon izmjeren u voltima;
I je struja izmjerena u amperima;
P je snaga izmjerena 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 njezine veličine pomnoženoj s otporom vodiča. Zagrijavanje zraka oko dalekovoda je gubitak energije. Teoretski se ti gubici mogu smanjiti na dva načina. Prvi od njih uključuje smanjenje otpora, odnosno zadebljanje žica. Što je veći presjek, manji je otpor i obrnuto. Ali također ne želim uzalud trošiti metal, skup je, bakar je još uvijek. Osim toga, dvostruka potrošnja materijala vodiča ne samo da će povećati trošak, već će ga i otežati, što će zauzvrat dovesti do povećanja radnog intenziteta instalacije visokih vodova. I bit će potrebni snažniji oslonci. A gubici će se samo prepoloviti.
Riješenje
Da biste smanjili zagrijavanje žica tijekom prijenosa energije, morate smanjiti količinu prolazne struje. To je sasvim jasno, jer prepolovljenje će dovesti do četverostrukog smanjenja gubitaka. A ako deset puta? Ovisnost je kvadratna, što znači da će gubici biti sto puta manji! Ali snaga mora "ljuljati" isto onoliko koliko 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 onoliko puta koliko se struja smanji. na početku dalekovoda je upravo ono za što je namijenjen. Iz njega izlaze žice pod vrlo visokim naponom, mjerenim u desecima kilovolti. Na cijeloj udaljenosti koja odvaja termoelektranu, hidroelektranu ili nuklearnu elektranu od naselja u kojem se obraća, energija putuje malom (relativno) strujom. Potrošač treba dobiti struju sa zadanim standardnim parametrima, koji kod nas odgovaraju 220 volti (odnosno 380 V međufaza). Sada nije potrebna pojačana trafostanica, kao na ulazu dalekovoda, već niža trafostanica. ide do razvodnih uređaja tako da se u kućama pali svjetla, a u tvornicama se vrte rotori alatnih strojeva.
Što je u separeu?
Iz navedenog je jasno da je najvažniji dio u trafostanici transformator, najčešće trofazni. Može ih biti nekoliko. Na primjer, može se zamijeniti s tri jednofazna. Veća količina može biti posljedica velike potrošnje energije. Dizajn ovog uređaja je drugačiji, ali u svakom slučaju ima impresivne dimenzije. Što je više snage dodijeljeno potrošaču, struktura izgleda ozbiljnije. Dizajn električne podstanice je, međutim, složeniji i uključuje više od samog transformatora. Tu je i oprema dizajnirana za prebacivanje i zaštitu skupe jedinice, kao i, najčešće, za njeno hlađenje. Električni dio stanica i trafostanica također sadrži razvodne ploče opremljene instrumentacijom.
Transformator
Glavni zadatak ove strukture je donijeti energiju potrošaču. Prije slanja, napon se mora povećati, a nakon što ga primi, smanjiti na standardnu razinu.
Unatoč činjenici da shema električne podstanice uključuje mnoge elemente, glavni je još uvijek transformator. Nema temeljne razlike između uređaja ovog proizvoda u konvencionalnoj jedinici napajanja kućanskog aparata i industrijskog dizajna velike snage. Transformator se sastoji od namota (primarnog i sekundarnog) i magnetske jezgre izrađene od feromagneta, odnosno materijala (metala) koji pojačava magnetsko polje. Proračun ovog uređaja potpuno je standardni obrazovni zadatak za studenta tehničkog sveučilišta. Glavna razlika između transformatora trafostanice i njegovih manje snažnih kolega, koja je upečatljiva, osim njegove veličine, je prisutnost sustava hlađenja, koji je skup uljnih cjevovoda koji okružuju namote za grijanje. Projektiranje električnih trafostanica, međutim, nije lak zadatak, jer se moraju uzeti u obzir mnogi čimbenici, od klimatskih uvjeta do prirode opterećenja.
Vučna snaga
Stambene zgrade i poduzeća nisu jedini potrošači električne energije. Ovdje je sve jasno, trebate opskrbiti 220 VAC u odnosu na neutralnu sabirnicu ili 380 V između faza s frekvencijom od 50 Hertz. Ali postoji i gradski električni prijevoz. Tramvaji i trolejbusi ne zahtijevaju izmjenični, već konstantni napon. I razne stvari. Nadzemna žica tramvaja mora imati 750 Volti (u odnosu na tlo, odnosno tračnice), a trolejbusu je potrebna nula na jednom vodiču i 600 Volti DC na drugom, gumeni štitnici kotača su izolatori. To znači da je potrebna zasebna, vrlo snažna trafostanica. na njemu se preobražava, odnosno ispravlja. Njegova snaga je vrlo velika, struja u krugu se mjeri u tisućama Ampera. Takav se uređaj naziva nacrt.
Zaštita trafostanice
I transformator i snažan ispravljač (u slučaju vučnih izvora napajanja) su skupi. Ako se dogodi hitna situacija, naime, struja će se pojaviti u krugu sekundarnog namota (a time i u primarnom). To znači da poprečni presjek vodiča nije izračunat. Električna transformatorska stanica 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 namota rastopiti ili izgorjeti. Koriste se različite metode kako bi se to spriječilo. To su diferencijalna, plinska i nadstrujna zaštita.
Diferencijal uspoređuje vrijednosti struje u krugu i sekundarnom namotu. Plinska zaštita se aktivira kada se u zraku pojave produkti izgaranja izolacije, ulja i sl. Prekostrujna zaštita isključuje transformator kada struja prijeđe maksimalnu zadanu vrijednost.
Trafostanica bi se trebala automatski isključiti i u 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 potrebno promijeniti i druge parametre (ispravljanje ili stabilizaciju frekvencije), tada se trafostanica naziva pretvorbom.
Trafostanice po svom arhitektonskom obliku mogu biti priključne, ugradbene (uz glavni objekt), unutarprodajne (smještene unutar proizvodnog pogona) ili predstavljati samostojeći pomoćni objekt. U nekim slučajevima, kada nije potrebna velika snaga (prilikom organiziranja opskrbe električnom energijom malih naselja), koristi se jarbolna struktura trafostanica. Ponekad se za postavljanje transformatora koriste nosači dalekovoda na kojima je montirana sva potrebna oprema (osigurači, odvodnici, rastavljači itd.).
Električne mreže i trafostanice klasificirane su prema naponu (do 1000 kV ili više, odnosno visokonaponski) i snazi (na primjer, od 150 VA do 16 tisuća kVA).
Prema shematskom obilježju vanjskog priključka, trafostanice su čvorne, slijepe, prolazne i odvojke.
Unutar komore
Prostor unutar trafostanice, u kojem su smješteni transformatori, sabirnice i oprema koji osiguravaju rad cijelog uređaja naziva se komora. Može biti ograđena ili zatvorena. Razlika između metoda otuđivanja od okolnog prostora je mala. Zatvorena komora je potpuno izolirana prostorija, a ograđena se nalazi iza nekontinuiranih (mrežastih ili rešetkastih) zidova. Izrađuju ih, u pravilu, industrijska poduzeća prema standardnim projektima. Održavanje elektroenergetskih sustava obavlja obučeno osoblje koje ima prijam i potrebne kvalifikacije, potvrđene službenom ispravom o dopuštenju za rad na visokonaponskim vodovima. Operativni nadzor nad radom trafostanice obavlja dežurni električar ili energetičar koji se nalazi u blizini glavne razvodne ploče koja se može nalaziti i udaljeno od trafostanice.
Distribucija
Postoji još jedna važna funkcija koju obavlja trafostanica. Električna energija se distribuira među potrošačima u skladu s njihovim standardima, a osim toga, opterećenje na tri faze treba biti što ravnomjernije. Kako bi ovaj zadatak bio uspješno riješen, postoje razvodni uređaji. Rasklopni uređaji rade na istom naponu i sadrže uređaje koji preklapaju i štite vodove od preopterećenja. Rasklopni uređaji su spojeni na transformator osiguračima i prekidačima (jednopolni, po jedan za svaku fazu). Rasklopni 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 klasificirani su kao posebno rizični, stoga zahtijevaju izvanredne mjere za osiguranje sigurnosti rada. U osnovi, popravci i održavanje se provode s potpunim ili djelomičnim zamračenjem. Nakon što se napon isključi (električari kažu "uklonjeno"), uz sve potrebne tolerancije, sabirnice se uzemljuju kako bi se izbjeglo slučajno uključivanje. Za to su namijenjeni i znakovi upozorenja "Ljudi rade" i "Ne pali!". Osoblje za servisiranje visokonaponskih trafostanica sustavno se osposobljava, a stečena znanja i vještine povremeno se prate. Dozvola broj 4 daje pravo izvođenja radova na električnim instalacijama preko 1 kV.
Transformatorska podstanica je vrsta električne instalacije čija je glavna namjena primanje, pretvaranje (povećanje/smanjenje napona) i daljnja distribucija potrošačima električne energije. Glavni elementi električnog sustava na trafostanici su energetski transformatori koji pretvaraju električnu energiju.
Kako radi trafostanica
Osim transformatora, ništa manje važni elementi su:
● rasklopni uređaji visokog i niskog napona;
● upravljački uređaji;
● visokonaponski zaštitni uređaji;
● visokonaponske sklopke za ulje, zrak i vakuum;
● prigušivači prenapona;
● odvodnici visokog napona;
● strujni i naponski transformatori;
● sustavi i sabirnice;
● uređaji za mjerenje i mjerenje električne energije;
● telemehanički uređaji;
● sustav pomoćnog napajanja;
● pomoćna oprema itd.
Energetski transformatori koji povećavaju ulazni napon nazivaju se transformatori za povećanje, a transformatori koji snižavaju ulazni napon nazivaju se transformatori za smanjenje snage. Ovisno o vrsti ugrađenih energetskih transformatora, trafostanice mogu biti pojačane i opadajuće.
U elektranama se obično nalaze pojačane transformatorske stanice. Vrijednost napona koju stvara generator elektrane povećava se pomoću pojačivača transformatora.
Povećanje napona potrebno je za mogućnost daljnjeg prijenosa električne energije velike snage na velike udaljenosti i s najmanjim gubicima. Povećani napon omogućuje vam uštedu na električnim vodičima prilikom postavljanja dalekovoda.
U većini drugih slučajeva potrebno je sniziti ulazni napon i, sukladno tome, u takvim slučajevima se koriste transformatorske podstanice.
Vrste
Sve transformatorske stanice podijeljene su u četiri glavne vrste:
● URP (čvorna distribucijska podstanica);
● GPP (glavna step-down / step-down trafostanica);
● PGV (podstanica dubokog unosa);
● TP (transformatorska stanica).
URP
Ova vrsta električne instalacije je središnja trafostanica koja prima električnu energiju iz elektroenergetskog sustava napona 110-220 kV. Na URP-u se visokonaponska električna energija distribuira ili s transformacijom pomoću energetskih transformatora ili bez transformacije.
Iz čvorne trafostanice električna energija se distribuira do dubokih ulaznih trafostanica koje se nalaze na području velikih industrijskih poduzeća.
Čvorne trafostanice se obično nalaze izvan poduzeća koja opskrbljuju električnom energijom. U ovom slučaju, održavanje i rad sve električne opreme URP-a provodi organizacija za opskrbu električnom energijom.
Ako se URS nalazi na području industrijskog poduzeća, odgovornosti za održavanje trafostanice dodijeljene su elektroosoblju ovog poduzeća.
GPP
Glavna trafostanica dobiva struju izravno iz daljinskog elektroenergetskog sustava. Ulazni napon je 35-220kV. Svrha glavne trafostanice je distribucija električne energije kroz poduzeće pri nižim vrijednostima napona.
PGW
Ova trafostanica prima električnu energiju napona 35-220 kV ili izravno iz elektroenergetskog sustava, ili iz središnje distribucijske točke poduzeća u kojem se nalazi. Glavna svrha PGV-a je opskrba električnom energijom zasebnog objekta u poduzeću ili određene skupine električnih instalacija. Zemljopisno, duboke ulazne trafostanice nalaze se na maloj udaljenosti od tehnoloških objekata poduzeća koji najviše troše energiju.
TP
Transformatorska stanica je mala trafostanica, koja se napaja ulaznim naponom od 6, 10 ili 35 kV. Uz pomoć energetskih transformatora taj se napon smanjuje na 380V (400V).
Jedna od vrsta transformatorskih stanica je kompletna transformatorska podstanica (KTP). Broj energetskih transformatora KTP obično je jednak jednoj ili dvije jedinice. Ponekad postoje KTP za tri energetska transformatora. Broj transformatora ovisi o kategoriji pouzdanosti napajanja električnih potrošača koji se napajaju iz trafostanice.
Kompletne transformatorske stanice koje se nalaze u proizvodnji nazivaju se radioničkim, a KTP-ovi koji opskrbljuju gradske potrošače nazivaju se urbanim.
Druge vrste trafostanica
Osim glavnih tipova transformatorskih podstanica koje opskrbljuju snagom snažne potrošače, elektroenergetski sustav koristi i trafostanice za visokospecijalizirane potrebe. U te trafostanice spadaju takozvane vučne trafostanice koje napajaju električne vodove javnog prijevoza (trolejbusi, tramvaji).
Ovisno o vrsti, namjeni i veličini trafostanice mogu se koristiti i uljni i suhi transformatori. Na primjer, moderni KTP-ovi vrlo su često opremljeni suhim energetskim transformatorima.
Putem spajanja na liniju
Ovisno o opciji ili načinu spajanja na mrežni vod, postoje:
● slijepe trafostanice (primaju struju iz jedne ili dvije odvojene linije);
● prolazne trafostanice (tranzitne);
● trafostanice (posebne grane (šiljci) od prolaznih dalekovoda služe za opskrbu električnom energijom).
Mjesto
Transformatorske trafostanice prema lokaciji podijeljene su u dvije vrste:
● otvoren;
● zatvoreno.
Otvorene trafostanice se nalaze na otvorenim prostorima. Zatvorene transformatorske stanice nalaze se u proizvodnim radionicama, u zatvorenim prostorijama.
Ponekad se transformatori nalaze na posebnim jarbolima. Takav raspored transformatora karakterističan je za jarbolne transformatorske podstanice.
Naponski transformatori karakterizira primarni i sekundarni napon, klasa točnosti, snaga. One su jednofazne i trofazne, dvonamotne i tronamotne s epoksidnom i uljnom izolacijom. Unatoč činjenici da epoksidni naponski transformatori nemaju nedostatke svojstvene ulju, još uvijek su vrlo rijetki u shemama gradskih trafostanica. Naponski transformatori su spojeni na točke u električnom krugu između kojih žele mjeriti napon. Naponski transformatori 6-10 kV se uključuju rastavljačima, a električne instalacije su zaštićene od oštećenja osiguračima.
Naponski transformator tipa NOL (monofazni s lijevanom smolom) je oklopna magnetska jezgra izrađena od hladno valjanog čelika, na čijoj se srednjoj šipki nalaze namoti (sl. 1). Sekundarni namot transformatora je unutarnji, primarni je vanjski. Izolacija primarnog i sekundarnog namota impregnirana je epoksidnom smjesom koja ima dobro prianjanje na smjesu, koja se ulijeva u magnetski krug i namote, tvoreći lijevani blok 1.
Transformator se može pričvrstiti na konstrukcije u bilo kojem položaju pomoću dva metalna nosača 2. Jedan nosač ima vijak za uzemljenje 3.
Riža. jedan. Naponski transformator tipa NOL-10-06
Naponski transformator NOM (slika 2) (monofazni, uljni) je jezgra od čeličnog lima, na kojoj se nalaze primarni i sekundarni namoti. Jezgra je smještena u čelični spremnik 1 s poklopcem 2 koji se može skinuti. Sadrži čahure 3 i 4, kroz koje je primarni namot (pinovi 5) spojen na visokonaponsku mrežu, a sekundarni (pinovi 6) - s raznim uređajima .
Riža. 2. Naponski transformator tipa NOM
Za izolaciju namota od stijenki spremnika i stvaranje boljih uvjeta hlađenja, spremnik se puni transformatorskim uljem kroz otvor na poklopcu, inače zatvoren čepom 7. Za uzemljenje, vijak 8 je ugrađen na zid spremnika transformatora.
U procesu popravka gotovo svakog sklopnog uređaja potrebno je popravak mjernih naponskih transformatora, koji se koriste za pretvaranje napona bilo koje veličine u napon prikladan za mjerenje standardnim instrumentima (100 V), namota releja napajanja, uređaja za odvajanje , kao i izolacijske uređaje i osoblje za njihovo održavanje od visokog napona.
Tijekom popravka 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 spremniku i odsutnost propuštanja u njegovim zavarenim spojevima i brtvama. Kako biste spriječili curenje ulja kroz brtve, zategnite pričvrsne vijke. Ako to ne pomogne, zamijenite brtvu novom plutom ili gumom otpornom na ulje. Za privremeno brtvljenje, čep i guma otporna na ulje mogu se zamijeniti lijepljenim kartonom debljine 1,5 mm, premazanim bakelitnim lakom, ili azbestnim kabelom promjera 10-15 mm, impregniranim 24 sata bakelitnim lakom na 25-30 °C, ili konoplje od konoplje promjera 10-15 mm, natopljeno 6-8 sati prirodnim lanenim uljem na 50-60°C.
Ako se pronađe curenje ulja u zavaru, transformator se mijenja. Nakon što je curenje otklonjeno, transformator se puni uljem. Poput strujnih transformatora, naponski transformatori provjeravaju pouzdanost kontaktnih veza transformatora s vanjskim krugovima, spoj sekundarnih namota s "masom".
Strujni i naponski transformatori, koji trebaju zamijeniti oštećeni, podliježu ispitivanju, provjeravanju integriteta namota i provjeravanju polariteta namota (kod trofaznih naponskih transformatora). Integritet namota provjerava se megohmmetrom. Polaritet se provjerava prema dijagramu prikazanom na sl. 3.
Riža. 3.:
1 - baterija 1-2 V; 2 - prekidač; 3 - galvanometar; 4 - sekundarni namot; 5 - primarni namot
Uz točnu oznaku stezaljki, strelica galvanometra u trenutku zatvaranja prekidača trebala bi odstupiti udesno. Transformator s pogrešno označenim stezaljkama šalje se na ponovno spajanje ili ponovno označavanje. Prilikom provjere integriteta sekundarnog namota potrebno je kratko spojiti primarni namot.
