Технические характеристики и функции трансформаторной будки
Вопрос-ответ
Трансформаторная подстанция, будка — оборудование, предназначенное для приема, преобразования и отдачи полученной электрической энергии. Но несмотря на идентичную сферу деятельности устройства различно классифицируются. Выделают будки, применяемые по разному назначению (УПР, ГПП, ПГВ, ТП), по типу исполнения (бетонные, металлические, сэндвич-панели), по типу обслуживания (с коридором и без), по типу РУВН (тупиковые и проходные). При использовании трансформаторной будки необходимо соблюдать требования по безопасности.
Что внутри
Современное оборудование, которым пользуются граждане страны, чувствительно к скачкам напряжения сети. Понятно, что при подаче нестабильного по показателям электричества будут наблюдаться постоянные замыкания, приводящие к поломкам. Чувствительно к уровню сигнала и специфическое оборудование, которое используется на производствах, заводах, в ресторанах, в школах и больницах и любых других заведениях.
Для того, чтоб подавать им напряжение постоянное и приемлемое по показателям, требуется изначальная обработка при помощи устройств. Такие располагаются в трансформаторной будке. При этом стоит понимать, что приборы, которые находятся в подстанции, будут различаться в зависимости от назначения устройства.
Трансформаторная станция представляет собой сооружение, в котором в комплексе хранится оборудование, предназначенное для преобразования и распределения энергии между потребителями. В частности, это:
- силовые трансформаторы;
- распределительные и управляющие устройства;
- приборы контроля;
- устройства, обеспечивающие безопасность;
- вспомогательные конструкции и детали.
Основной элемент — это силовой трансформатор. В небольшой подстанции он один, в то время как в масштабных будках по размеру может быть несколько. В зависимости от типа тс определяется специфика работы. Если трансформатор повышающий, то он увеличивает напряжение. В таком оборудовании первичная обмотка с меньшими количеством витком, чем вторичная. В случае понижающего тс все наоборот: обмоток на первичке больше, чем на вторичке, напряжение понижается.
Функции
Основная сфера предназначения подстанции — это активация напряжения и передача мощности. Энергия задействована при низких напряжениях, но не факт, что она останется такой же на выходе из трансформатора. Цифры уменьшаются, и именно для этого используются кроме тс еще и другие устройства.
Подстанция простейшего типа напоминает по принципу работы силовой генератор. Устройства соединены изолированной фазой шинопровода. Учитывают дальность передачи энергетической составляющей на подстанцию возлагаются и такие функции, как уменьшение нагрева проводников и устранение случайных, вихревых токов.
Трансформаторная подстанция отличается повышенными шумовыми характеристиками при работе. На открытом воздухе в железном блоке позволяют размещать трансформаторы только в районах без людей, например, на производствах, в полях.
Но если речь идет о сооружении, предназначенном для питания жилого района, то располагается оно в ограде, со специальными шумоизоляционными характеристиками.
Электрический импульс подается на АЭС, ГЭС, ТЭС, а после на подстанцию. В зависимости от типа оборудования происходит повышение или понижении напряжения. В стандартной модели оно понижается, потом направляется к потребителям отдельно. Если требуется распространение по локальной сети различных уровней напряжения, то используется несколько агрегатов.
Полезная информация и дополнительные функции подстанции
Трансформаторные подстанции имеют несколько особенностей функционала, что позволяет выделить их в отдельный класс установок. В частности:
- номинальные показатели напряжения установки в целом соответствуют напряжению самого крупного трансформатора;
- сфера использования тс — это сохранение напряжения;
- в составе сооружения должны присутствовать силовые трансформаторы и распределительные устройства.
Понятно, что основным функционалом является преобразование энергии к необходимым характеристикам, а затем безопасная ее передача потребителям. Но есть и другие функции, которые сразу незаметны.
Передача и распределение электричества
Мощность, поступающая на входы трансформатора, высокая. Естественно, такая не подается на приборы, ведь это приведет к их поломке. Показатели понижаются при помощи методики разветвления.
Переключение и выделение для обслуживания схем
Переключение — основная опция в оборудовании. Благодаря ей прибор может сам закрывать фидер, что обеспечивает безопасность. Неавтоматическое переключение тумблера напряжения опасно для специалиста, поэтому практически все подстанции оснащаются специальными автоматическими переключателями.
Отключение нагрузки
Нагрузка отключается в том случае, если напряжение получается большое и вырастает спрос потребителей. При сбросе нагрузки подача электричества оптимизируется и выравнивается до оптимальных показателей.
Коррекция коэффициента мощности цепи
Устанавливается дополнительное оборудование, при помощи которого контролируется мощность цепи. Если параметры не соответствуют заявленным, то происходит автоматическая корректировка.
Классификация
Есть несколько классификаций, в зависимости от назначения и принципа действия. Подобрать оптимальную модель трансформаторной будки может только обученный специалист.
По назначению
Основное назначение идентичное, но различается функционал, благодаря которому возможно преобразование.
Узловая распределительная подстанция представляет собой центральное оборудование, показатели напряжения колеблются от 110 до 220 кВ. Распределяется же электричество при напряжениях от 35 до 220 кВ, в зависимости от вида приборов. Трансформация может происходить, а также может и отсутствовать. Основная область использования — производственные предприятия.
Главная понизительная подстанция работает с входным напряжением от 35 до 220 кВ. Она получает энергию сразу от районной основной станции. Распределяет электричество с пониженными характеристиками далее. Следует различать ГПП с одним или двумя источниками. Первые питаются от одной двух цепной лини, а вторые по двум.
Подстанция глубокого ввода работает с напряжением от 35 до 220 кВ, при этом может получать питание напрямую или же от распределяющего центра. Используется для подачи электроэнергии конкретным приборам на предприятии.
Трансформаторный пункт напоминает маленький дом. Работает с напряжением ввода 230 и 400 В, подает первичное 6, 10 или 35 кВ. В России сейчас ТП выполняют из нескольких подстанций, которые относятся к комплексному типу. Расчет числа зависит от количества потребителей и требуемых показателей нагрузки.
Трансформаторные подстанции различают по их виду. Здесь присутствуют категории внешнего исполнения, типа обслуживания, типа РУВН.
По типу исполнения
По внешним данным можно определить, для чего предназначается станция, какое в ней установлено оборудование. Также исполнение влияет на степень обеспечения безопасности.
Из бетона
Бетонные монолитные, они не подлежат конфигурации и изменению. Обычно из бетона строят ТП. Обеспечивается высокая степень звукоизоляции и защиты.
Сэндвич-панели
Панели позволяют создать подстанцию довольно маневренного типа. Они просты в установке, хорошо защищают оборудование. Но обеспечивают меньшую безопасность и звуковую изоляцию в сравнении с бетонными.
Из металла
Металлические станки подходят только в случае установки на предприятии и вблизи производственных помещений. Должны защищаться дополнительными инструментами от высоких температур, влаги и других климатических изменений.
По типу обслуживания
Варианты обслуживания определяются типом трансформаторной установки. Как правило, варианты большой мощности оснащены коридорами для удобства.
С коридором
Подстанции с коридором отвечают требованиям техники безопасности, даже в штатном режиме работы оборудования. Обязательная установка на территории, где соблюдается безопасная среда с отсутствием вибрации.
Без коридора
Данные подстанции более мобильны. Блоки без коридора обслуживания могут выполняться из бетона и металла, установка и проверка запчастей не предусматривает нахождение в сооружении специалиста.
По типу РУВН
Распределительные устройства высокого напряжения отвечают за прием энергии и подачу ее к приборам.
Проходные
Проходные отличаются тем, что они соединятся с сетью путем захода выбранной линии с питанием двумя сторонами. В проход включается выход и вход линии — это их отличительная особенность.
Тупиковые
Подача энергии проходит по одной или двум радиальным линиям, при этом нельзя следовать так, чтоб вход и выход были одинаковыми. Линия сугубо отдельная. Применяются радиальные схемы для большинства станций. Это не делается в случае, если ТП последняя в магистральной схеме.
Безопасность для жизни окружающих людей
Любая трансформаторная станция, пусть даже работающая с минимальными по значениям, показателями напряжения представляет собой опасность для населения. Пока что электрическую энергию невозможно ничем заменить ввиду ее минимальной стоимости на рынке. Поэтому именно с ее помощью обеспечивается питание устройств, ежедневно используемых в быту и на производствах. В результате работы тс возникает электромагнитное поле. Медики уверяют, что невидимые заряды, которые находятся в этот момент в воздухе, влияют на человеческий организм — они колеблют клетки.
Известно, что частое влияние электрического поля приводит к возникновению проблем с кожей, онкологии.
Около трансформаторной станции жить запрещается. Кроме того, есть определенные схематические решения и одобренные законодательно правила, касаемо метража размещения дошкольных учреждений, больниц, общеобразовательных школ, развлекательных заведений к тс. В среднем расстояние от подстанции до жилого помещения должно быть не менее 300 метров.
Источник дохода и объект субкультуры
Сооружения могут выступать, как и источником дохода граждан, так и объектом субкультуры, то есть быть государственными. На каждую подстанцию как объект недвижимости есть документация. Но в некоторых случаях возможно переоформление устройств и выдача их в частную собственность, но с соблюдением всех норм.
Перед установкой ТС делается проект, который утверждают после в государственных учреждениях. Документация проверяется, самовольное присвоение или постройка новой станции нелегально.
Стоимость
Трансформаторные подстанции сейчас на российском рынке реализует множество зарубежных и отечественных компаний. Допустима покупка приборов в комплексе или производство по определенному проекту. Ориентировочная цена подстанции минимальной по мощности с одним силовым трансформатором составляет от 1,5 — 2 тысяч долларов, а со средними показателями — от 5.
Какое напряжение в трансформаторной будке?
Трансформаторный пункт напоминает маленький дом. Работает с напряжением ввода 230 и 400 В, подает первичное 6, 10 или 35 кВ. В России сейчас ТП .
Сколько вольт в трансформаторных будках?
Трансформаторные будки во дворах преобразуют 6 или 10 киловольт в 220 вольт.
Как работает трансформаторная будка?
В распространенные комплектные трансформаторные подстанции КТП устанавливают один или два силовых трансформатора. Принцип работы трансформатора состоит в преобразовании тока одного напряжения, в ток другого напряжения. Самый типовой случай это трансформация напряжения 10кВ в бытовое напряжение 380В.
Что значит трансформаторная будка?
Трансформаторная подстанция — это электроустановка, предназначенная для: приема, преобразования (повышения или понижения) напряжения в сети переменного тока; распределения электроэнергии в системах электроснабжения потребителей сельских, поселковых, городских, промышленных объектов.
Что может быть в трансформаторной будке смертельно опасно?
Глубокие ямы, бетонные плиты, кирпичи, трубы, различные строительные материалы таят в себе опасности. Чем может быть опасна трансформаторная будка? Не заглядывай в трансформаторную будку. Там очень высокое напряжение, оно может быть смертельно опасно.
Как называются будки с электричеством?
Электри́ческая подста́нция — электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, распределительных и вспомогательных устройств.
Что должно быть в трансформаторной подстанции?
4.2.8. Комплектной трансформаторной (преобразовательной) подстанцией называется подстанция, состоящая из трансформаторов (преобразователей) и блоков (КРУ или КРУН и других элементов), поставляемых в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.
Какие напряжения дают понижающие подстанции?
Понижающие подстанции подразделяются на районные, главные понижающие и местные подстанции. Районные принимают электроэнергию непосредственно от высоковольтных ЛЭП, понижают напряжение и передают ее на главные понижающие подстанции, где напряжение понижается до 6,10 или 35 кВ.
Можно ли жить рядом с трансформатором?
4.2.131 Приказа Минэнерго РФ от 20.06.2003 N 242 «Об утверждении глав Правил устройства электроустановок»: расстояние от жилых зданий до трансформаторных подстанций следует принимать не менее 10 м при условии обеспечения допустимых нормальных уровней звукового давления (шума).
Сколько вольт приходит на трансформатор
Работа происходит в режиме холостого хода. Стандартное номинальное напряжение вторичной обмотки не бывает более 100 В и имеет рабочий ток от 1 до 5 А.
В каком устройстве напряжение понижается
Трансформатор — устройство, осуществляющее повышение и понижение напряжения переменного тока при неизменной частоте и незначительных потерях мощности.
Какое напряжение на высоковольтной части трансформатора
Наиболее распространенным и востребованным электротехническим устройством сегодня является силовые высоковольтные трансформаторы, напряжения, номинальные мощности которых варьируются очень в широких пределах от нескольких десятков киловатт до сотен мегаватт при напряжении от 6кВ до 1150 — 1500кВ.
Сколько вольт в трансформаторной будке
Трансформаторные будки во дворах преобразуют 6 или 10 киловольт в 220 вольт.
Что будет если на трансформатор подать постоянное напряжение
На постоянном токе трансформатор работать не будет, и УЗО окажется бесполезным.
Какое напряжение в подстанции
Узловая распределительная подстанция — это подстанция, которая рассчитана на напряжение 110 220 кВ. Она получает электроэнергию от энергосистемы и распределяет ее по подстанциям глубокого ввода, не осуществляя трансформаций.
Какое напряжение считается самым опасным
Однако говорить о безопасности можно только при малых значениях постоянного напряжения. Чем выше величина напряжения, тем сильнее проявляется опасность. При напряжении, превышающим значение 500 В, постоянный электроток может оказываться опаснее переменного.
Какое напряжение считается наиболее опасным
Какое напряжение, ток, частота считается опасным? Безопасного напряжения не существует. Имеются многочисленные примеры смертельных случаев от поражения электрическим током с напряжением 65, 36 и 12 Вольт. Зарегистрированы случаи смертельного поражения при напряжении менее 4 Вольт.
Что повышает трансформатор
Повышающий трансформатор повышает значение напряжения электрического тока. На первичной обмотке оно ниже, а на вторичной выше. Тем самым на выходе прибора напряжение выше и за счет определенного числа витков обмотки и сечения имеет нужное значение.
Какое напряжение В высоковольтной линии
По номинальному напряжению ЛЭП подразделяются на низковольтные (до 1 кВ) и высоковольтные (св. 1 кВ), среди которых выделяют линии среднего (3–35кВ), высокого (110–220 кВ), сверхвысокого (330–750 кВ) и ультравысокого (св. 1000 кВ) напряжений.
Сколько масла В трансформатор
Как правило, показатель составляет 5–10% от массы в целом. Показатель рассчитывается, согласно мощности агрегата, наполненного маслом, либо данные, берутся из Паспорта устройства.
Сколько масла В трансформаторе 1000 ква
Технические характеристики трансформатора ТМГ 1000:
Масса масла — 590 кг. Мощность — 1000 кВа.
Как трансформатор повышает или понижает напряжение
Трансформатор служит для понижения либо повышения переменного напряжения.
Что передает трансформатор
Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике.
Как течет ток в трансформаторе
Первичной обмоткой трансформатора тока является проводник с измеряемым переменным током, а ко вторичной подключаются измерительные приборы. Ток, протекающий во вторичной обмотке трансформатора тока, пропорционален току, протекающему в его первичной обмотке.
Откуда берется 0 в трансформаторе
Обмотки соединяются в звезду внутри трансформатора, общая точка которой (нейтраль) заземляется на трансформаторной подстанции. Отдельным проводником она идет к потребителю. Идут к нему и проводники трех выводов других концов обмоток. Эти три проводника называются «фазами» (L1, L2, L3), а общий проводник — нулем (PEN).
Почему у нас переменный ток
Переменный ток чаще всего используется тогда, когда присутствует необходимость его передачи на большие расстояния. · У лампочки Ильича на постоянном токе не будет пульсаций света и шума от работы.
Какой мощности должен быть трансформатор
Как выбрать силовой трансформатор по мощности
Интервалы нагрузки (кВ-А) для трансформаторов мощностью (кВ-А)
Смешанная нагрузка с преобладанием (более 60%) производственных потребителей
Со смешанной нагрузкой с преобладанием (более 40%) комунально-бытовых потребителей
Чем выше напряжение тем
Напряжение измеряется в Вольтах и показывает разницу между двумя точками цепи: от этой разницы зависит, насколько сильно будет течь ток — чем больше разница, тем выше напряжение и ток будет течь сильнее.
Чем опасно низкое напряжение
Если в сети низкое или пониженное напряжение, то электрические приборы могут работать не корректно, не эффективно или вовсе не работать. Низкое напряжение может привести к поломке прибора, перегреву, дополнительному износу или даже возгоранию устройства. Вот почему обязательно нужно повысить напряжение.
Чем больше витков В трансформаторе
Трансформатор, это электрический прибор, предназначенный для изменения напряжения. Он может как уменьшать напряжение, так и увеличивать. На обмотке, где больше витков, напряжение больше. Зависимость напряжения от количества витков называется коэффициентом трансформации.
Что значит трансформатор на холостом ходу
Под холостым ходом трансформатора понимают такой режим его работы, при котором к зажимам первичной обмотки проводится напряжение, а вторичная обмотка разомкнута, т. е вторичный ток равен нулю.
Какое расстояние должно быть от трансформатора
Главы 4.1, 4.2")Расстояние от жилых зданий до трансформаторных подстанций следует принимать не менее 10 м при условии обеспечения допустимых нормальных уровней звукового давления (шума).
Сколько режимов работы трансформатора
К ним относятся номинальный, оптимальный, режим холостого хода и режим параллельной работы. Еще эти режимы трансформатора называют рабочими. Потому что при них напряжение и ток близки к номинальным (на которые рассчитано оборудование) условиям.
Для чего нужны трансформаторы напряжения 110 кв
Трансформаторы напряжения ЗНГА-110 предназначены для передачи сигнала измерительной информации приборам учета, измерения, защиты и автоматики в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с заземленной нейтралью классов напряжения 110 кВ.
Как узнать какой ток переменный или постоянный
Переменный ток — упорядоченное движение заряженных частиц или, по — другому, электрический ток, который с течением времени меняет свое направление и величину по определенному закону с заданной частотой. Постоянный электрический ток, напротив — всегда постоянный по величине и направлению.
Где находится постоянный ток
Постоянный ток — это ток, который у вас в телефонном аккумуляторе или батарейках. Он называется постоянным, потому что направление движения электронов не меняется. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в аккумуляторах.
Что охлаждает трансформатор
Тепло работающего трансформатора может отводиться в воздушную среду или масло. Отсюда и название систем охлаждения: воздушное и масляное.
Какое реальное напряжение В сети
В правилах устройства электроустановок (ПУЭ-7) продолжает фигурировать величина 220, но фактически напряжение в сети почти всегда выше этого значения и достигает 230—240 В, варьируясь от 190 до 250 В.
Чем плохо повышенное напряжение В сети
Высокое напряжение опасно для электрических приборов. Значительное повышение напряжения может привести к сгоранию приборов, их перегреву, дополнительному износу. Особенно критичны к высокому напряжению электронное оборудование и электромеханические приборы.
Чему равно напряжение В сети
В мире существуют два стандарта напряжения: европейский — 220-240В и американский 100-127В. И два стандарта частоты переменного тока: 50 Гц и 60 Гц. США, Япония и большинство стран Южной Америки используют связку 100-127В 60 Гц. Остальной мир в основном использует европейские 220-240В 50 Гц.
В чем отличие трансформатора ТМ и Тмг
Главное отличие трансформаторов типа ТМГ от серии ТМ состоит в том, что для первых предусмотрено герметичное исполнение. Их внутренний объем заполнен полностью трансформаторным маслом. Благодаря этому не происходит увлажнения и окисления масла, отсутствует шламообразование.
Какие параметры трансформатора
Каковы параметры силового трансформатора:
- Номинальная мощность. Характеризует мощность каждой из обмоток.
- Коэффициент трансформации. Это отношение номинального напряжения обмоток (высшего и нижнего).
- Номинальный ток.
- Напряжение короткого замыкания.
- Ток холостого хода.
- Потери холостого хода.
- Потери короткого замыкания.
Как определить напряжение высоковольтной линии
Убедиться в точности определения напряжения можно, посмотрев, что написано на опоре ЛЭП. Во второй строке указан номер опоры ЛЭП, а в первой строке указана буква и цифра через тире. Цифра — это номер высоковольтной линии, а буква — напряжение. Буква Т означает 35 кВ, С — 110 кВ, Д — 220 кВ.
Почему трансформатор не будет работать на постоянном напряжении
Если токи не скомпенсированы, на выходе сигнальной обмотки появляется напряжение, на которое реагирует схема УЗО. На постоянном токе трансформатор работать не будет, и УЗО окажется бесполезным.
В каком режиме может работать трансформатор
Режимы работы трансформаторов подразделяются на следующие:
- холостой ход;
- рабочий;
- номинальный;
- аварийный.
Трансформаторы являются одними из самых распространенных и важных электрических устройств. Они используются для повышения или понижения напряжения переменного тока при неизменной частоте и незначительных потерях мощности.
Первичная обмотка трансформатора рассчитана на номинальное напряжение электроустановки, а напряжение вторичных обмоток стандартизировано на уровне 100 В. Работа трансформатора происходит в режиме холостого хода, с номинальным напряжением на вторичной обмотке не более 100 В и рабочим током от 1 до 5 А.
Одним из наиболее востребованных электротехнических устройств являются силовые высоковольтные трансформаторы, мощность которых может варьироваться от нескольких десятков киловатт до сотен мегаватт при напряжении от 6 кВ до 1150-1500 кВ.
Трансформаторные будки, которые можно обнаружить во дворах, преобразуют 6 или 10 киловольт в 220 вольт. Однако, если на трансформатор подать постоянное напряжение, он не сможет работать, и устройство защитного отключения окажется бесполезным.
Узловые распределительные подстанции, которые рассчитаны на напряжение 110-220 кВ, получают электроэнергию от энергосистемы и распределяют ее по подстанциям глубокого ввода без осуществления трансформаций.
Несмотря на то, что безопасного напряжения не существует, напряжение, превышающее значение 500 В, может оказаться особенно опасным для жизни человека. Даже на напряжении менее 4 Вольт зарегистрированы смертельные случаи от поражения электрическим током. В связи с этим особенно важно соблюдать меры безопасности при работе с электроустановками.
Экскурсия на подстанцию 220/110/20
Прежде чем электричество с электростанции попадает к нам в розетку, его напряжение сначала увеличивают до сотен тысяч вольт, а потом обратно понижают до 220В. Делают такие преобразования на трансформаторных подстанциях.
Самая главная характеристика подстанции — уровни напряжения по верхней и нижней стороне. То что написано в заголовке как раз и означает что на верхней стороне 220 тысяч вольт, а на нижнем два уровня напряжения 110 и 20 кВ. То есть по сути это две подстанции на одной территории. А в нашей розетке согласно классификации энергетиков 0,4кВ, это потому. что между фазами 400 вольт (раньше было 380 но стандарты давно поменялись).
Начинается подстанция с открытого распределительного устройства с инструктажа по технике безопасности, затем идем на верхнюю сторону подстанции в открытое распределительное устройство — ОРУ.
На общем плане видна ЛЭП, разъединители, элегазовые выключатели, и порталы с секциями шин.
Порталы это металлические конструкции над всем видимым хозяйством, а секцией шин называют часть схемы подстанции которую можно выключателями и разъединителями от остальной схемы отключить. Данная подстанция способна питаться с любого конца линии электропередач, а также может линию разъединить. Не знаю на счет именно этой ЛЭП, но в отличии от шнура питания вашего ПК, в котором ток всегда поступает из розетки, линии электропередач высокого напряжения по больше части включены в единую энергосистему и энергия по таким линиям может перетекать от разных источников (расположенных с разных сторон линии) к разным потребителям в разное время. Для этого все генераторы включенные в единую сеть работают строго синхронно.
Коммутации линии 220 кВ выполняются элегазовыми выключателями.
Элегаз или гексафторид серы закачивают в выключатели для лучшего гашения дуги при разъединении контактов. Все замечали искру в выключателе дома или в розетке при выключении вилки, — вот тот же принцип, но на много порядков больше. Бывают вакуумные, масляные выключатели, но самыми надежными на сегодня для такого уровня напряжения считаются элегазовые.
На фото я показал манометр, его видно с земли, чтобы работник мог диагностировать утечку газа. Данную модель выключателя при вытекшем газе выключать под нагрузкой нельзя — он разрушится.
Также на Российских подстанциях обязательно присутствуют разъединители:
Это по сути тоже выключатель, но полностью открытый, отключать разъединитель можно только без нагрузки. Нужен он для создания «Видимого физического разрыва» — это обязательное условие безопасного выполнения работ на объектах подстанции. То есть мало отключить элегазовым выключателем и заземлить, нужно чтобы был виден физический разрыв.
Выключатели и разъединители могут управляться как с пульта управления подстанцией, так и в ручную с помощью специальных рукояток.
Одно из интересных для электронщика устройств: высокочастотный заградитель
По сути катушка и конденсатор составляют LC — фильтр, который не пропускает в сеть высокочастотный сигнал. А высокочастотный сигнал идет с другой подстанции или электростанции, его частота в районе 40 кГц, и используется для передачи информации, в основном системой защиты и автоматики. Скорость передачи очень низкая, но надежность способа себя доказала десятилетиями и данный тип связи обязателен при построении подобных объектов. Мощность сигнала порядка 1кВ и его очень сложно технически исказить или заглушить.
Измерить напрямую токи и напряжения в таких сетях приборами невозможно, поэтому для работы автоматики и измерений используются трансформаторы. Трансформатор тока мы видели на картинке с элегазовым включателем, а трансформаторы напряжения выглядят так:
После преобразования получаем максимум 100 вольт или 5 ампер — на эти значения настроены все щитовые измерительные приборы и устройства РЗА (релейной защиты и автоматики). В отличие от стандарта промышленных контроллеров: 1-10В и 4-20мА, уровни в 100В и 5А гораздо устойчивее к помехам.
Еще одно устройство по верхней стороне — защита от перенапряжения:
При ударе молнии сопротивление варистора резко падает и сбрасывает лишнюю энергию в землю. И да срабатывает он на 190кВ, потому как в ЛЭП 220кВ каждая фаза относительно земли имеет потенциал меньше 190кВ.
А вот и сердце подстанции — автотрансформатор 250МВА (мегавольтампер):
Трансформатор имеет множество устройств обеспечения его работы и защиты. При пожаре тушится водой, хотя масло водой и не тушится, но если денег на пенохозяйство нет, и очень хочется то можно и водой. Используется система распылителей при работе которой вокруг трансформатора образуется облако пара и воды, которое перекрывает доступ кислорода и пожар прекращается.
Автотрансформатором он называется потому, что имеет соединение между первичной и вторичной обмотками как в ЛАТРе — и считается, что КПД у него выше чем у классического трансформатора.
Данный трансформатор имеет две вторичные обмотки 110 и 10. Обмотка 10 кВ используется только для обеспечения собственных нужд. Как показала практика, если обмотку 10Кв нагрузить по номиналу, то образуются не предусмотренные электромагнитные поля и болты, которыми прикручено дно трансформатора начинают светиться.
Нагрузка в сети не постоянная и данный трансформатор обеспечивает еще и регулировку напряжения под нагрузку
Ручку можно крутить только во время ремонта и настройки, в рабочее время — только электропривод и автоматика.
На всей высокой стороне (высокой кстати называют ее по уровню напряжения, физически все в одной плоскости) постоянно слышен треск разрядов и это довольно быстро утомляет.
После автотрансформатора начинается низкая сторона с уровнем напряжения 110
Здесь все тоже самое: открытое распредустройство, выключатели, порталы, секции шин…
Разъединители и выключатели:
И электроэнергия отправляется на другие подстанции
Но есть еще и вторая низкая сторона, начинается после трансформатора 110/20
Трансформатор поменьше, система охлаждения пассивная, это уже классический трансформатор, а не автотрансформатор. Но все системы осушения масла и воздуха, защиты тоже присутствуют. На стороне 110 тишина, треска разрядов совсем нет.
Самая низкая сторона подстанции — 20кВ. представлена ЗРУ — закрытым распределительным устройством
Если на ОРУ 220 кВ ближе 4-х метров к токоведущим частям приближаться запрещено, то в ЗРУ 20кВ можно спокойно прикасаться к оборудованию
Все закрыто, промаркировано, управляется с пульта или вручную, открыть просто так ячейку невозможно — все блокируется автоматикой.
Для ремонта ячейки выкатываются на таких тележках:
Для контроля и управления используются отечественные контроллеры:
Далее напряжение 20кВ поступает в местные подстанции по подземным кабелям. Сети напряжением выше 0,4кВ изолированы от земли (ну не совсем 100% но привычного нуля в таких сетях нет). При пробое на землю ток все-таки течет, но воспринимается как обычное потребление, а дуга при этом портит изоляцию кабеля и в конечном счете приводит к его повреждению и межфазному замыканию. Чтобы это предотвратить придумали специальную систему:
На три фазы кабеля ставят трансформатор со средней точкой, и при равной нагрузке на фазы напряжение в средней точке относительно земли равно нолю, а при замыкании на землю напряжение возрастает и является индикатором проблемы. Для определения конкретного кабеля. в котором произошло замыкание используют большие резисторы.
Также существуют дугогасящие катушки, которые позволяют компенсировать разность потенциалов, погасить дугу, и по рассказам иногда изоляция затягивается и ремонта кабеля не требуется.
Главный пульт подстанции:
на шкафах нарисована схема подстанции и элементы управления вписаны в схему — перед входом строго напомнили никакие ручки не крутить и ничего не нажимать. За пультом куча шкафов с системами питания переменного и постоянного тока (вся защита работает на полностью автономной сети постоянного тока), систем сигнализации, пожаротушения и т.п. Все закрыты.
Вот так выглядит устройство высокочастотной связи, то самое, что подключено до высокочастотного заградителя и общается с себе подобными на других подстанциях.
В заключении нас пустили в зал телеметрии и РЗА: Ожидал чего-то интересного, но зал был заполнен закрытыми шкафами с непонятными аббревиатурами. Времени уже не оставалось и расспросить подробности не удалось.
Вот так выглядит один из шкафов, где что-то видно:
На фото универсальные преобразователи уровней, которые преобразуют 100В 5А в 24В 20мА
Часть РЗА собрано на механических реле, часть на логических контроллерах. Вся информация выводится на рабочее место диспетчера на экране ПК, откуда может и управляться. Также вся информация поступает на центральный диспетчерский пункт сетевой организации.
На этом наша экскурсия закончилась, сдали каски и еще раз со стороны взглянув на ОРУ, в сопровождении охраны покинули территорию.
С точки зрения меня как ИТ-шника, подходы к защите, блокировкам, управлению, контролю организованы на высшем, можно сказать «железном» уровне — вполне можно позаимствовать при построении информационных систем.