Çfarë është një nënstacion elektrik? Nënstacionet elektrike dhe pajisjet shpërndarëse

Specialistët e inxhinierisë elektrike e dinë se çfarë janë stacionet elektrike dhe nënstacionet, cilat janë projektuar dhe si janë rregulluar. Ata e dinë se si të llogarisin fuqinë e tyre dhe të gjithë parametrat e nevojshëm, siç janë numri i rrotullimeve, seksionet kryq të telit dhe dimensionet e qarkut magnetik. Kjo u mësohet studentëve në universitetet teknike dhe shkollat teknike. Njerëzit me një edukim liberal e dinë se ndërtesat që shpesh qëndrojnë vetëm në formën e shtëpive pa dritare (ata janë të dashur nga dashnorët e grafitit) janë të nevojshme për të fuqizuar shtëpitë dhe bizneset dhe nuk duhet të depërtojnë, emblemat e pakapshme në formën e kafkave dhe vetëtima flasin në mënyrë eloquently , Bashkangjitur në objekte të rrezikshme. Ndoshta, shumë nuk kanë nevojë të dinë më shumë, por informacioni nuk është i tepërt.

Një fizikë e vogël

Energjia elektrike është një mall për të cilin është e nevojshme të paguhet, dhe është shumë fyese nëse shpenzohen më kot. Dhe kjo, si me çdo prodhim, është e pashmangshme, detyra është vetëm për të zvogëluar humbjet e kota. Energjia është e barabartë me fuqinë e shumëzuar me kohën, prandaj në arsyetimin e mëtejshëm është e mundur të veprosh me këtë koncept, pasi që koha rrjedh vazhdimisht dhe është e pamundur ta kthejë atë, ashtu siç këndohet në një këngë. Fuqia elektrike, në përafrim të përafërt, pa marrë parasysh ngarkesat reaktive, është e barabartë me produktin e tensionit për rrymë. Nëse ne e konsiderojmë atë më në detaje, kosinus fi, i cili përcakton raportin e energjisë së konsumuar me komponentën e tij të dobishme, të quajtur komponent aktiv, bie në formulë. Por ky tregues i rëndësishëm nuk ka lidhje direkte me pyetjen pse nevojitet një nënstacion. Fuqia elektrike, pra, varet nga dy pjesëmarrësit kryesorë të ligjeve të Ohmit dhe Joule-Lenz, tensionit dhe rrymës. Tensioni i ulët dhe i lartë mund të formojnë të njëjtën fuqi si anasjelltas, tension i lartë dhe i ulët. Do të duket, cili është ndryshimi? Dhe është, dhe shumë e madhe.

Ngroheni në ajër? Faleminderit!

Pra, nëse e përdorni formulën e fuqisë aktive, ju merrni sa vijon:

• P = U x I, ku:
  
  U është voltazhi i matur në Volt;
  I është rryma e matur në Amper;
  P - fuqi, e matur në Watts ose Volt-amper.

Por ka një formulë tjetër që përshkruan ligjin e përmendur tashmë Joule-Lenz, sipas të cilit fuqia termike e lëshuar kur kalimet aktuale është e barabartë me katrorin e madhësisë së tij shumëzuar me rezistencën e dirigjentit. Për të ngrohur ajrin që rrethon linjën e energjisë elektrike do të thotë energji e mbetur. Dhe është e mundur që këto humbje të reduktohen teorikisht në dy mënyra. E para nga këto përfshin një reduktim të rezistencës, që është, një trashje e telave. Seksioni më i madh është më i madh, aq më i ulët është rezistenca dhe anasjelltas. Por unë nuk dua të shpenzoj metalin kot, është e shtrenjtë, bakri të gjitha të njëjtë. Përveç kësaj, konsumi i dyfishtë i materialit dirigjent jo vetëm që do të çojë në një rritje të kostos, por edhe në peshë, e cila nga ana e tij do të çojë në një rritje të lodhshmërisë së rritjes së linjave të larta. Dhe mbështetësit do të kenë nevojë për ato më të fuqishme. Dhe humbjet do të reduktohen vetëm nga gjysma.

Zgjidhja

Për të reduktuar ngrohjen e telave gjatë kalimit të energjisë, është e nevojshme të zvogëlohet shuma e rrymës kaluese. Kjo është mjaft e qartë, sepse reduktimi i saj nga gjysma do të çojë në një reduktim të humbjeve katërfish. Dhe në qoftë se dhjetë herë? Varësia është katror, kështu humbjet do të jenë njëqindfish më pak! Por fuqia duhet "të lëkundet" e njëjtë, e cila nevojitet nga bashkësia e konsumatorëve që presin në anën tjetër të linjës së energjisë, duke shkuar nga termocentrali ndonjëherë për qindra kilometra. Përfundimi është se është e nevojshme të rritet tensioni me të njëjtën sasi si rryma e reduktuar. Nënstacioni i transformatorit në fillim të linjës së transmetimit është vetëm për këtë qëllim. Prej saj, telat dalin nën tension shumë të lartë, të matur në dhjetëra kilovolte. Gjatë distancës që ndan TEC-in, HC-në ose centralin bërthamor nga lokaliteti ku është adresuar, energjia udhëton me një rrymë të vogël (relativisht të vogël). Konsumatori ka nevojë për të marrë fuqi me parametrat e dhënë standardë, të cilët në vendin tonë korrespondojnë me 220 volt (ose 380 V ndërfazor). Tani ne nuk kemi nevojë të rritemi, si në hyrjen e linjës së energjisë, por një nënstacion rrëzimi. Energjia elektrike furnizohet me pajisjet për të ndezur shtëpitë në shtëpi dhe rotorët e veglave të makinës janë kthyer në fabrika.

Çfarë ka në kuti?

Nga sa më sipër është e qartë se pjesa më e rëndësishme në nënstacionin është një transformator, zakonisht trefazor. Mund të ketë disa. Për shembull, një transformator trefazor mund të zëvendësohet nga tre transformatorë me një fazë . Sasia më e madhe mund të jetë për shkak të konsumit të lartë të energjisë. Dizajni i kësaj pajisjeje është i ndryshëm, por në çdo rast ka përmasa mbresëlënëse. Sa më shumë pushtet i jepet konsumatorit, aq më serioz duket struktura. Instalimi i një nënstacioni elektrik, megjithatë, është më i komplikuar dhe përfshin jo vetëm një transformator. Këtu, gjithashtu, janë pajisjet e destinuara për kalimin dhe mbrojtjen e një njësie të shtrenjtë, dhe gjithashtu më shpesh për ftohjen e saj. Një pjesë tjetër elektrike e stacioneve dhe nënstacioneve përmban bllokada të pajisura me pajisje kontrolli dhe matëse.

transformator

Detyra kryesore e këtij objekti është që të sjellë energji tek konsumatori. Para dërgimit, tension duhet të rritet, dhe pasi të jetë marrë, uleni atë në nivelin standard.

Përkundër faktit se skema e nënstacionit elektrik përfshin shumë elementë, një prej tyre është ende një transformator. Nuk ka dallim thelbësor midis pajisjes së këtij produkti në një njësi konvencionale të furnizimit me energji elektrike të një pajisje shtëpiake dhe mostrave industriale me fuqi të lartë. Transformatori përbëhet nga mbështjellje (primare dhe sekondare) dhe një bërthamë magnetike të bërë nga një ferromagnet, që është një material (metal) që përforcon fushën magnetike. Llogaritja e kësaj pajisjeje është mjaft detyrë standarde e arsimit për një student në një kolegj teknik. Dallimi kryesor midis transformatorit të nënstacionit dhe homologëve të tij më pak të fuqishëm, duke goditur përveç përmasave të tij, është prania e një sistemi ftohës, i cili është një kombinim i tubacioneve të naftës që rrethojnë mbështjellësit e nxehtësisë. Dizajni i nënstacioneve elektrike, megjithatë, nuk është një detyrë e lehtë, pasi shumë faktorë duhet të merren parasysh, nga kushtet klimatike deri te natyra e ngarkesës.

Fuqia e tërheqjes

Jo vetëm që shtëpitë dhe bizneset konsumojnë energji elektrike. Këtu çdo gjë është e qartë, ju duhet të aplikoni 220 volt AC kundër një autobus neutral ose 380 V në mes të fazave me një frekuencë prej 50 Hz. Por ka edhe një transport elektrik të qytetit. Tramvajet dhe autobusët e karrocerisë kërkojnë që tensioni të mos jetë i ndryshueshëm, por i vazhdueshëm. Dhe ndryshe. Në tela me rrota, duhet të ketë 750 volt (në lidhje me tokën, dmth. Shinat), dhe trolejbus kërkohet në një dirigjent zero dhe 600 volt DC nga ana tjetër, mbrojtësit e rrotave të gomës janë izolues. Pra, na nevojitet një nënstacion shumë i fuqishëm. Energjia elektrike në të është transformuar, që është, është e drejtë. Fuqia e tij është shumë e lartë, rryma në qark matet me mijëra ampera. Një pajisje e tillë quhet një pajisje projektuese.

Mbrojtja e nënstacionit

Të dyja një transformator dhe një pajisje ndreqëse të fuqishme (në rastin e furnizimit me energji tërheqëse) janë të shtrenjta. Nëse lind një situatë emergjente, domethënë një qark i shkurtër, një rrymë shfaqet në qarkun sekondar (dhe prandaj ai primar). Prandaj, seksion kryq të përçuesve nuk llogaritet. Nënstacioni i transformatorit elektrik do të fillojë të ngrohjes për shkak të shpërndarjes së nxehtësisë resistive. Nëse nuk jepni për këtë skenar, atëherë si rezultat i një qark të shkurtër në cilindo nga linjat periferike, tela dredha-dredha do të shkrihet ose do të digjet. Për të shmangur këtë, përdoren metoda të ndryshme. Kjo është mbrojtja diferenciale, gazore dhe maksimale.

Diferenciali krahason vlerat e rrymës në qark dhe dredha-dingun sekondar. Mbrojtja e gazit shkaktohet nga pamja në ajër të izolimit të produkteve të djegies, të naftës e kështu me radhë. Mbrojtja aktuale shkëput transformatorin kur rryma tejkalon vlerën maksimale të vendosur.

Nënstacioni i transformatorit duhet të fiket automatikisht edhe në rast të një goditje rrufe.

Llojet e nënstacioneve

Ata janë të ndryshëm në pushtet, në qëllimin dhe pajisjen. Ata prej tyre që shërbejnë vetëm për të rritur ose zvogëluar tensionin, quhen transformatorë. Nëse është gjithashtu e nevojshme për të ndryshuar parametra të tjerë (korrigjimi ose stabilizimi i frekuencës), nënstacioni quhet transformimi.

Për sa i përket dizajnit të saj arkitektonik, nënstacionet janë të ndërtuara, të ndërtuara (afër ndërtesës kryesore), brenda punëtorisë (të vendosura brenda ambienteve të prodhimit) ose një ndërtese ndihmëse të veçantë. Në disa raste, kur nuk kërkohet fuqi e lartë (kur organizohet furnizimi me energji elektrike të vendbanimeve të vogla), aplikohet ndërtimi i direkeve të nënstacioneve. Ndonjëherë për vendosjen e transformatorit përdoren linjat e transmetimit, në të cilat janë ngritur të gjitha pajisjet e nevojshme (siguresat, arrestuesit, ndarësit, etj.).

Rrjetet elektrike dhe nënstacionet klasifikohen sipas tensionit (deri në 1000 kV ose më shumë, që është tension i lartë) dhe fuqia (për shembull, nga 150 VA në 16 mijë kVA).

Sipas karakteristikës skematike të kyçjes në natyrë, nënstacionet janë nyjë, fund-fund, përmes-pass dhe tap-off.

Brenda kamerës

Hapësira brenda nënstacionit në të cilën ndodhen transformatorët, autobusët dhe pajisjet që sigurojnë funksionimin e të gjithë pajisjes quhet kamera. Mund të rrethohet ose të mbyllet. Dallimi ndërmjet mënyrave për ta larguar atë nga hapësira përreth është e vogël. Dhoma e mbyllur është një dhomë krejtësisht e izoluar, dhe dhoma e mbyllur qëndron pas mureve të paplota (rrjetë ose grilë). Ato janë prodhuar, si rregull, nga ndërmarrjet industriale për projekte standarde. Mirëmbajtja e sistemeve të furnizimit me energji elektrike kryhet nga personeli i trajnuar që ka pranimin dhe kualifikimet e nevojshme, të konfirmuar nga dokumenti zyrtar për lejen për të punuar në linjat e tensionit të lartë. Mbikëqyrja operacionale e nënstacionit kryhet nga një elektricist në detyrë ose inxhinier i energjisë, i vendosur pranë centralit kryesor, i cili mund të gjendet në distancë nga nënstacioni.

shpërndarje

Ekziston një tjetër funksion i rëndësishëm i kryer nga nënstacioni i energjisë. Energjia elektrike shpërndahet në mesin e konsumatorëve sipas normave të tyre, dhe përveç kësaj, ngarkesa e tre fazave duhet të jetë sa më uniforme që të jetë e mundur. Në mënyrë që kjo detyrë të zgjidhet me sukses, ka switchgears. RU-të veprojnë në të njëjtin tension dhe përmbajnë pajisje që kryejnë switching dhe mbrojtjen e linjave nga mbingarkesa. Me RU transformatorin janë të lidhur me siguresat dhe shkelësit (një pol, një për çdo fazë). Pajisjet e shpërndarjes në vendin e vendosjes janë të ndara në të hapura (të vendosura në ajër të hapur) dhe të mbyllura (të vendosura brenda mjediseve).

siguri

Të gjitha punët e kryera në një nënstacion elektrik klasifikohen si veçanërisht të rrezikshme dhe prandaj kërkojnë masa emergjente për të siguruar sigurinë në punë. Në përgjithësi, riparimet dhe mirëmbajtja kryhen me de-energizim të plotë ose të pjesshëm. Pas ndërprerjes së tensionit (elektricistët thonë "të hiqen"), me kusht që të gjitha tolerancat e nevojshme janë të pranishme, sustat janë të bazuara për të shmangur kalimin aksidentale. Për këtë, shenjat paralajmëruese "Njerëzit punojnë" dhe "Mos përfshini!" Janë gjithashtu të destinuara. Personeli që shërben nënstacionet e tensionit të lartë është trajnuar në mënyrë sistematike dhe aftësitë dhe njohuritë e fituara monitorohen në mënyrë periodike. Toleranca nr. 4 jep të drejtën për të kryer punë në instalimet elektrike mbi 1 kV.