Серия «Как устроена энергосистема»

Как устроена высоковольтная подстанция?

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.

Как устроена высоковольтная подстанция? Энергетика (производство энергии), Электричество, Подстанция, Длиннопост

Если кто то найдет подобное изображение в лучшем качестве и скинет мне, то получит жирный + в карму

А начнем мы с ВЧ-заградителя с конденсатором связи.

Как устроена высоковольтная подстанция? Энергетика (производство энергии), Электричество, Подстанция, Длиннопост

ВЧ-заградитель. Ничего лишнего, просто провод намотанный на раму. Внутри катушки есть пару коробочек, но есть ли нам до них дело?

Как устроена высоковольтная подстанция? Энергетика (производство энергии), Электричество, Подстанция, Длиннопост

А вот ВЧ-заградитель стоит на конденсаторе связи. С виду обычный изолятор, только с вывертами.

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

Как устроена высоковольтная подстанция? Энергетика (производство энергии), Электричество, Подстанция, Длиннопост

Жуткая жуть, масляный выключатель.

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

Как устроена высоковольтная подстанция? Энергетика (производство энергии), Электричество, Подстанция, Длиннопост

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.

Как устроена высоковольтная подстанция? Энергетика (производство энергии), Электричество, Подстанция, Длиннопост

ОПН-110

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!

Как устроена высоковольтная подстанция? Энергетика (производство энергии), Электричество, Подстанция, Длиннопост

На каждой подстанции обязательно должен быть хотя бы один такой красавец, заполненный песком и укомплектованный совков с Деревянной ручкой!

Как устроена высоковольтная подстанция? Энергетика (производство энергии), Электричество, Подстанция, Длиннопост

Что то похожее только 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.

Показать полностью 7

Начало. Как устроена энергосистема

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.

Начало. Как устроена энергосистема Энергетика (производство энергии), Наука и техника, Электричество, Длиннопост

Это трансформатор или автотрансформатор? Поди их разбери.

Немножко науки. Какой принцип работа трансформатора?

Начало. Как устроена энергосистема Энергетика (производство энергии), Наука и техника, Электричество, Длиннопост

Упрощенная схема 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.

Начало. Как устроена энергосистема Энергетика (производство энергии), Наука и техника, Электричество, Длиннопост

Теперь это уже автотрансформатор. Найди 1 отличие)

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)

Начало. Как устроена энергосистема Энергетика (производство энергии), Наука и техника, Электричество, Длиннопост

КТП 10/0,4.

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.

Показать полностью 4
Отличная работа, все прочитано!