Как устроена энергосистема
2 поста
2 поста
Итак, идешь ты по своему району и видишь вот ЭТО!
Это не много ни мало большая часть подстанции 110кВ
С чего начнем? Правильно, слева направо. ВЧ-заградитель и примочка в виде конденсатора связи.
А начнем мы с ВЧ-заградителя с конденсатором связи.
ВЧ-заградитель. Ничего лишнего, просто провод намотанный на раму. Внутри катушки есть пару коробочек, но есть ли нам до них дело?
Ну и для чего сие творение нужно? Тут можно долго распрягать про все прелести внутреннего устройства, чертить умные схемы, только нужно ли это для понимания? Вероятно как отдельный пост. Популярно. Эта связка ВЧ-заградителя и конденсатора связи нужна что бы по проводам, по которым, внезапно, передаётся электричество, передавать-принимать еще и сигналы. Сигналы для автоматики на другом конце линии, телефонная связь, между подстанциями. Даже сигналы для релейной защиты и автоматики. Это вам не это.
Без остановки движемся дальше
На очереди у нас разъединитель.
И нужен он, как ни странно, что бы разъединять.... Тут все просто и сложно одновременно. Если отключить его, когда по нему будет проходить ток нагрузки, то между контактами образуется дуга и разъединить подгорит, а вот если цепь к нагрузке уже отключить выключателем, то уже можно отключать и разъединитель, тем самым создав видимый разрыв.
А для чего нужны такие сложности, с этими переключениями? Есть разные схемы подстанций и разъединителями. Где то надо обезопасить место, где будет работать бригада и нужен видимый разрыв, где то разъединителями меняют схему подстанции. Это тема отдельного поста.
Шинный мост. Тут все просто. Чтобы ток протекал от одного электричего аппарата к другому нужен проводник. Он может быть жёсткий, в виде трубы, как видно на фото, а может быть гибкий, как показано справа от трансформатора. Принципиальной разницы нет. Некоторые элементы окрашиваются в цвета фаз - ЖЗК (Жёлтый -фаза А, Зелёный - Фаза В, Красный - фаза С).
Выключатель нагрузки
Судя по фото это ВМТ-110
Выключатель нужен что бы отключать..... Гасить электрическую дугу при замыкании цепи. По виду среды, в которой гаситься дуга, выключателя делятся на масленые, воздушные, элегазовые и вакуумные. Больше я не знаю). Подробнее об типах выключателей в отдельном посте.
Не могу пройти мимо одного момента, обычно, при такой схеме, между разъединителем и выключателем ставят трансформаторы тока, хотя на данном фото его нет. Может кто то из знающие объяснить его отсутствие? Ну, а для всех остальных вот как трансформатор тока выглядит
Для чего нужен сей агрегат? Элементарно! Для питание цепей релейной защиты и автоматики и т.д. и т.п. А по простому? По простому, представь что тебе надо узнать ток в цепи. Ну вот хочется тебе. И как это сделать, там же 110 000 В. Обычный мультиметр не подключишь, сгорит. Поэтому пришли к решению установить трансформатор тока. Он пропускает через себя ток в цепи через основные контакты, а внизу, через вторичные контакты выдаёт намного меньшее напряжение и ток, в зависимости от своего коэффициента трансформации. И вот уже в эти цепи можно подключить твой мультиметр, а на подстанции подключают реле которые фиксируют ток и дают команды на отключения выключателя, когда это требуется.
движемся дальше
Ограничитель ПереНапряжения, сокращенно ОПН. Почти как разрядник, только есть один нюанс. ОПН как и Разрядник служит для защиты цепи от перенапряжения трудового при воздействии грозовых явлений, к примеру.
Однако ОПН имеет внутри себя сопротивление с нелинейными вольт-амперными характеристиками. Ух, высказался. А по простому при напряжении на которое он рассчитан, в нашем случае это 110кВ, он имеет большое сопротивление, а когда напряжение становиться много больше 110кВ его сопротивление уменьшается и все перенапряжение уходит через него в землю (заземляющий контур).
И вот мы подходим к моему любимому)))
Трансформатор!!!!
Элементарно. Он трансформирует напряжение из 110кВ в 10кВ и отправляет дальше в распределительное устройство. Почитать про устройство Автотрансформатора можно здесь Для общего развития 2.0
А теперь о важном.
Ящик с песком!
На каждой подстанции обязательно должен быть хотя бы один такой красавец, заполненный песком и укомплектованный совков с Деревянной ручкой!
И тут вы поинтересуетесь, а зачем деревянная ручка? Я задавался тем же вопросом. А нужна она для того, что бы когда будет бушевать пожар, ящик и совок нагреется от огня и вы сможете взять его за ДЕРЕВЯННУЮ ручку которая не нагреется так же сильно как и металл. Я сам в шоке.
И на последок. Не нужно лезть за ограждение на такие подстанции. Помните о том, что высокое напряжение убивает на расстоянии. Берегите себя.
P. S.
1. фото лучшего качества я не нашёл, да и вряд ли кто то будет фотографировать сейчас такие объекты.
2. Про Распределительное устройство которое идет после трансформатора попытаюсь рассказать в другом посте.
3. Все фото из открытых источников.
После первого моего поста Для общего развития 2.0 я таки узрел что народу эта тема интересна. Так что продолжаем дальше.
Сначала осветим те вопросы, которые, появлялись в комментариях.
1.В чем разница между Автотрансформатором и Трансформатором?
Визуально, неподготовленному обывателю, отличить их достаточно проблематично. Так как их различие внутри.
Немножко науки. Какой принцип работа трансформатора?
Все элементарно! К Первичной обмотке подключается напряжение (Uвх). Пусть будет 110кВ. По обмотке начинает проходить ток. Ток, проходящий по катушке, создает вокруг себя электромагнитное поле. Здесь я уснул. Потом это поле, создаёт в магнитопроводе магнитный поток. Ну, а этот наш, магнитный поток возбуждает, нет, не то что вы подумали. Возбуждает ЭДС во вторичной обмотке. Про ЭДС я планирую рассказать в отдельном посте. А для того что бы вам понятнее то можно упростить и сказать что ЭДС это напряжение (знать бы еще что такое это ваше напряжение). Значит магнитный поток "создает" напряжение во вторичной обмотке(U вых).
Как вы могли заметит на рисунке, в первичной обмотке витков больше чем во вторичной, а следовательно трансформатор будет понижать напряжение. Теперь представьте что в одном трансформаторе таких конструкций три, по одной на каждую фазу. Часто встречаются трансформаторы которые понижают напряжение со 110кВ на 10кВ. Хотя бывают и другие вариации.
А теперь нарисуем Автотрансформатор. Следим за руками.
Принцип действия такой же как и у трансформатора. Только если в трансформаторе первичная и вторичная обмотка соединяются только магнитным потоком, который проходит в магнитопроводе (это гальваническая связь), то Автотрансформатор имеет еще и электрическую связь. То есть первичная и вторичная обмотка соединена проводом. Что это даёт? Это даёт возможность трансформировать большую мощность при меньших затратах на материал для строительство автотрансформатора.
А что по минусам? А их отключили!
Из минусом можно сказать что при такой схеме нельзя что бы выходное напряжение трансформатора отличалась от входного хотя бы в десяток раз. То есть с 330кВ можно трансформировать в 110кВ. А вот с 330кВ или с 110кВ в 10кВ уже нельзя. Вот такая вот фи_ня, малята.
Для чего же надо подымать напряжение? Что бы передать его на большие расстояния. Потому как чем ниже напряжение - тем больше токи, при той же мощности, а соответственно и больше потери.
И на последок. Трансформатору нет разницы понижать или повышать напряжение. Если вы подключите напряжение на выходную обмотку (она же обмотка низкого напряжения) то на входной обмотке(она же обмотка высокого напряжения) будет выдаваться то напряжение, на какое выполнен данный трансформатор. Например. стоит у вас отключенная разъединителем от сети КТП 10/0,4кВ (комплектная трансформаторная подстанция)
и вы обычным бензиновым генератором подадите напряжение на контакты 380В, то на высокой стороне у вас будет 10 000В. А высокое напряжение поражает даже на расстоянии. Будьте осторожны!
Кто дочитал до сюда - молодец!!!
P. S. Решил не делать посты слишком большие, а сделать серию постов про энергосистему. Жду обратной связи. Готов обсудить совместное написание постов на тему энергетики.
История вымышленная, все совпадения случайны.
Много букв и немножко картинок.
Где то, больше года назад, один хороший человек пролил свет на устройство опоры высоковольтной ЛЭП. Пост зашел многим, включая меня. Я решил продолжить просветительскую деятельность (поднять плюсов) по этой теме.
Представляю вашему вниманию!!!
АВТОТРАНСФОРМАТОР 330 киловольт!
Получает 330, отдаёт 110 и 10, а на остальные гудит.
Что то похожее гудит у меня на работе... А начнем мы с масла. Кто то вспомнит подсолнечное, кто то сливочное, а у нас трансформаторное!
а выглядит оно примерно так:
И что оно смазывает? А ничего! Оно служит для того что бы отводить тепло от обмотки Автотрансформатора и в качестве дополнительной изоляции токоведущих частей. А еще оно любит расширяться от нагревания и наоборот. И вот мы плавно переходим к расширительному баку для масла.
Видишь какой он большой стоит вверху?
А если я скажу что внутри он имеет 2 отделения и большооооой мешочек?
Без мешка это выглядит примерно так:
а мешочек, который помещается в большой отсек бака трансформатора выглядит так:
Как это работает? Все просто, масло расширяется в трансформаторе и "лишнее" уходит в расширительный бак. Про РПН чуть позже. А мешок, он же "пленочная защита" служит что бы масло расширялось и сужалось без контакта с воздухом.
А еще масло любить вытекать.... всегда, везде, безудержно и неумолимо (подстанционщики тихо матерятся в сторонке).
Так как это неизбежно, инженеры придумали приделать указатель уровня масла на расширительный бак, дабы диспетчер мог контролировать сколько еще масло осталось.
Без остановок движемся дальше.
Как уже было отмечено выше, масло забирает себе тепло от обмоток трансформатора. А следовательно его нужно охлаждать, дабы вернувшись к обмотке оно забрало очередную порцию тепла. Для этого у Автотрансформатора есть радиаторы с электродвигателями охлаждения, которые, не покладая лопастей, обдувают радиатор потоком свежего воздуха. А что же стоит под радиатором? Это маслонасос. Тут я думаю все понятно. Насос прокачивает масло через радиаторы для лучшего охлаждения.
А что же будет если произойдет внутренне повреждение Автотрансформатора? Масло нагреется и бак автотрансформатора лопнет? А вот и нет. Для таких случаев придумали сбросной клапан(или предохранительный, не нужно ругаться). Уже посмотрел на картинке? Молодец. Что же он из себя представляет? Представляет из семя мембрану, которая крепко держит масло внутри трансформатора когда все хорошо, однако не выдерживает и лопается когда масло решит резко расшириться.
Как известно, в узких кругах, масло служит еще и для изоляции внутри самого Автотрансформатора. А на это свойство масла влияет его "химическое" состояние. Наличие примесей, влаги и всего того что может образоваться в процессе эксплуатации. Однако и тут есть свои примочки, а именно: термосифонный фильтр. Это бочонок в который засыпан абсорбент (у нас это селикагель) и через который проходит масло, оставляя ненужные примеси.
А теперь популярно поговорим про РПН. Что бы не мучать честной народ формулировками (да простят меня энергетики) максимально упростим повествование. Когда вы включаете чайник или лампочку - вы не предупреждаете вашу энергоснабжающую организацию об этом. Нагрузка в сети увеличивается, а значит напряжение проседает (нет). Почему нет? Потому что есть оно - Регулирование Под Нагрузкой. Это устройство которое меняет число витков обмотки в Автотрансформаторе, а следовательно увеличивает или уменьшает выходное напряжение. Поэтому у вас в розетке практически неизменные 220 вольт. Всё это работает от автоматики, которая подаёт команду на электродвигатель который находится в электроприводе РПН, который вращает всю систему для переключение витков обмотки. Тавтология.
Вот мы подбираемся к завершению просветительского поста.
На десерт у нас остался высоковольтный ввод 330кВ. Для чего же надо, этот ваш ввод?
Все до безумия просто. Что бы ток, который проходит по проводу, прошёл к обмотке автотрансформатора, а не корпусу автотрансформатора. И представьте себе, ввод тоже может быть с маслом. А масло, как вы уже узнали, любит расширяться. Куда же оно уйдёт? Правильно, в расширительный бак ввода 330кВ. Правда есть один нюанс. Как вы могли заметить, расширительный бак ввода стоит ниже самого ввода, а следовательно должен был заполниться маслом. Тогда куда же должно расширяться масло? Все туда же. Внутри этого расширительного бака есть сильфоны. На просторах интернета, картинки с разрезом такого бака я не нашел. Однако, мы можем использовать воображение. Представьте бочонок, внутри которого есть шарик заполненный азотом. Когда жарко, масло расширяется, а шарик с азотом сжимается. А когда холодно, масло сужается, давление падает и шарик опять становиться больше, заполняя пустое пространство в бочонке. Бочонок - это расширительный бак, сильфон - шарик заполненный азотом. Очень важно что бы весь ввод оставался в масле.
У автотрансформатора есть еще много интересных вещей. Возможно о них напишу отдельно.
Буду рад услышать дополнения, замечания и пожелания.
На этом мой пост заканчивается. История вымышленная, все совпадения случайны.
P. S. Мой первый пост на Пикабу. Не судите слишком строго.