Kas yra elektros pastotė? Elektros pastotės ir skirstomieji įrenginiai

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-09 14:13

Elektros inžinieriai žino, kas yra elektrinės ir pastotės, kam jos skirtos ir kaip jos veikia. Jie žino, kaip apskaičiuoti savo galią ir visus reikiamus parametrus, tokius kaip apsisukimų skaičius, laido skerspjūvis ir magnetinės grandinės matmenys. To mokomi technikos universitetų ir technikos mokyklų studentai. Žmonės, turintys laisvųjų menų išsilavinimą, spėja, kad statiniai, dažnai stovintys vieni kaip namai be langų (grafiti mėgėjai mėgsta juos piešti), reikalingos maitinimui namams ir įmonėms, ir į jas neturėtų būti prasiskverbtos, bauginančios formos emblemos. kaukolės ir žaibai iškalbingai kalba apie tai, pritvirtintą prie pavojingų objektų. Galbūt daugeliui nereikia žinoti daugiau, bet informacija niekada nėra perteklinė.

Šiek tiek fizikos

Elektra yra prekė, už kurią reikia mokėti, ir gaila, jei ji švaistoma. Ir tai, kaip ir bet kurioje gamyboje, yra neišvengiama, užduotis yra tik sumažinti nereikalingus nuostolius. Energija lygi galiai, padaugintai iš laiko, todėl tolesniuose samprotavimuose galime operuoti su šia sąvoka, taigikaip laikas teka nuolat, o jo atsukti atgal, kaip sakoma dainoje, neįmanoma. Elektros galia, apytiksliai, neatsižvelgiant į reaktyviąsias apkrovas, yra lygi įtampos ir srovės sandaugai. Jei svarstysime išsamiau, kosinusas phi pateks į formulę, kuri nustato suvartojamos energijos santykį su naudingu komponentu, vadinamu aktyviuoju. Tačiau šis svarbus rodiklis nėra tiesiogiai susijęs su klausimu, kam reikalinga pastotė. Taigi elektros galia priklauso nuo dviejų pagrindinių Ohmo ir Džaulio-Lenzo dėsnių veiksnių – įtampos ir srovės. Maža srovė ir aukšta įtampa gali sukurti tokią pat galią kaip ir atvirkščiai, didelė srovė ir žema įtampa. Atrodytų, koks skirtumas? Ir jis yra labai didelis.

Pašildyti orą? Gaisras

Taigi, jei naudojate aktyviosios galios formulę, gausite:

P=U x I, kur:

U yra įtampa, matuojama voltais;

I yra srovė, matuojama amperais;P yra galia matuojama vatais arba voltais -Amperai.

Bet yra ir kita formulė, apibūdinanti jau minėtą Džaulio-Lenco dėsnį, pagal kurį srovei pratekėjusi išsiskirianti šiluminė galia yra lygi jos dydžio kvadratui, padaugintai iš laidininko varžos. Oro šildymas aplink elektros liniją reiškia energijos švaistymą. Teoriškai šiuos nuostolius galima sumažinti dviem būdais. Pirmasis iš jų susijęs su pasipriešinimo sumažėjimu, tai yra, laidų sustorėjimas. Kuo didesnis skerspjūvis, tuo mažesnė varža irpriešingai. Bet aš irgi nenoriu veltui švaistyti metalo, jis brangus, juk varinis. Be to, dvigubas laidininko medžiagos suvartojimas ne tik padidins išlaidas, bet ir padidins svorį, o tai savo ruožtu padidins daugiaaukščių linijų įrengimo sudėtingumą. Ir atramos bus reikalingos galingesnės. Ir nuostoliai sumažės tik perpus.

Sprendimas

Norint sumažinti laidų įkaitimą perduodant energiją, būtina sumažinti pratekančios srovės kiekį. Tai visiškai aišku, nes sumažinus jį perpus, nuostoliai sumažės keturis kartus. O jei dešimt kartų? Priklausomybė yra kvadratinė, o tai reiškia, kad nuostoliai bus šimtą kartų mažesni! Tačiau galia turi būti „siūbuoti“ta pati, kurios reikia vartotojų visumai, laukiančiam kitam elektros perdavimo linijos gale, kartais šimtus kilometrų nuo elektrinės. Išvada rodo, kad reikia padidinti įtampą tiek pat, kiek sumažėja srovė. Transformatorių pastotė perdavimo linijos pradžioje yra skirta būtent tam. Iš jo išeina laidai esant labai aukštai įtampai, matuojama dešimtimis kilovoltų. Per visą atstumą, skiriantį šiluminę elektrinę, hidroelektrinę ar atominę elektrinę nuo vietovės, kurioje ji kreipiama, energija keliauja maža (santykinai) srove. Kita vertus, vartotojas turi gauti galią su nurodytais standartiniais parametrais, kurie mūsų šalyje atitinka 220 voltų (arba 380 V tarpfazę). Dabar mums reikia ne laiptelio, kaip elektros linijos įėjime, o žeminamosios pastotės. Elektros energija tiekiama į skirstomuosius įrenginius, kad namuose dega apšvietimas, irgamyklose sukosi mašinų rotoriai.

Kas yra kabinoje?

Iš to, kas išdėstyta aukščiau, aišku, kad svarbiausia pastotės dalis yra transformatorius, dažniausiai trifazis. Gali būti keletas. Pavyzdžiui, trifazis transformatorius gali būti pakeistas trimis vienfaziais. Didesnis skaičius gali būti dėl didelio energijos suvartojimo. Šio įrenginio dizainas skiriasi, tačiau bet kokiu atveju jis turi įspūdingų matmenų. Kuo daugiau galios suteikiama vartotojui, tuo rimtesnė struktūra atrodo. Tačiau elektros pastotės įtaisas yra sudėtingesnis ir apima ne tik transformatorių. Taip pat yra įranga, skirta brangiam įrenginiui perjungti ir apsaugoti, o dažniausiai - jo aušinimui. Elektros stočių ir pastočių dalyje taip pat yra skirstomųjų skydų su valdymo ir matavimo įranga.

Transformeris

Pagrindinė šios struktūros užduotis – perduoti energiją vartotojui. Prieš siunčiant įtampą reikia padidinti, o gavus nuleisti iki standartinio lygio.

Nepaisant to, kad elektros pastotės grandinėje yra daug elementų, pagrindinis vis tiek yra transformatorius. Nėra esminio skirtumo tarp šio gaminio įprasto buitinio prietaiso maitinimo š altinio ir didelio galingumo pramoninio dizaino. Transformatorius susideda iš apvijų (pirminės ir antrinės) ir magnetinės grandinės, pagamintos iš feromagneto, tai yra medžiagos (metalo), kuri sustiprina magnetinį lauką. Skaičiavimasšio prietaiso yra gana standartinė edukacinė užduotis technikos universiteto studentui. Pagrindinis skirtumas tarp pastotės transformatoriaus ir jo mažiau galingų analogų, kuris, be dydžio, yra akivaizdus, yra aušinimo sistema, kuri yra naftotiekių rinkinys, juosiantis šildomas apvijas. Tačiau elektros pastočių projektavimas nėra lengva užduotis, nes reikia atsižvelgti į daugelį veiksnių, pradedant nuo klimato sąlygų ir baigiant apkrovos pobūdžiu.

Traukos galia

Elektrą vartoja ne tik namai ir įmonės. Čia viskas aišku, reikia įjungti 220 voltų kintamosios srovės įtampą neutralios magistralės atžvilgiu arba 380 V tarp fazių 50 Hz dažniu. Tačiau yra ir miesto elektrinis transportas. Tramvajams ir troleibusams reikalinga ne kintamoji, o pastovi įtampa. Ir kitoks. Ant tramvajaus kontaktinio laido turėtų būti 750 voltų (žemės, tai yra bėgių atžvilgiu), o troleibusui ant vieno laidininko reikia nulio, o kitame – 600 voltų nuolatinės srovės, guminės ratų apsaugos yra izoliatoriai. Tai reiškia, kad reikia atskiros labai galingos pastotės. Ant jo paverčiama elektros energija, tai yra ištaisoma. Jo galia labai didelė, srovė grandinėje matuojama tūkstančiais amperų. Toks įrenginys vadinamas juodraščiu.

Pastotės apsauga

Ir transformatorius, ir galingas lygintuvas (jei tai yra traukos maitinimo š altiniai) yra brangūs. Jeigu ten yraavarinė situacija, būtent trumpasis jungimas, antrinėje apvijos grandinėje (taigi ir pirminėje) atsiras srovė. Tai reiškia, kad laidininkų skerspjūvis nėra skaičiuojamas. Elektros transformatorių pastotė pradės kaisti dėl varžinės šilumos gamybos. Jei toks scenarijus nenumatytas, dėl trumpojo jungimo bet kurioje periferinėje linijoje apvijos laidas išsilydys arba sudegs. Kad taip neatsitiktų, naudojami įvairūs metodai. Tai diferencialo, dujų ir viršsrovių apsauga.

Diferencialas lygina srovės reikšmes grandinėje ir antrinėje apvijoje. Dujų apsauga įsijungia, kai ore atsiranda izoliacijos, alyvos ir kt. degimo produktų. Srovės apsauga išjungia transformatorių, kai srovė viršija maksimalią nustatytą vertę.

Transformatorių pastotė turėtų automatiškai išsijungti ir žaibo smūgio atveju.

Pastotių tipai

Jų galia, paskirtis ir įrenginiai skiriasi. Tie, kurie skirti tik padidinti arba sumažinti įtampą, vadinami transformatoriais. Jei reikia keisti ir kitus parametrus (rektifikuoti arba stabilizuoti dažnį), tada pastotė vadinama transformuojančia.

Pagal savo architektūrinį projektą pastotės gali būti tvirtinamos, įmontuojamos (greta pagrindinės patalpos), intrashop (esančios gamybinės patalpos viduje) arba reprezentuoja atskirą pagalbinį pastatą. Kai kuriais atvejais, kai nereikia didelės galios (organizuojant maitinimo š altinįmažos gyvenvietės), naudojama pastočių stiebo konstrukcija. Kartais transformatoriui pastatyti naudojami elektros perdavimo bokštai, ant kurių sumontuota visa reikalinga įranga (saugikliai, iškrovikliai, skyrikliai ir kt.).

Elektros tinklai ir pastotės skirstomos pagal įtampą (iki 1000 kV ir daugiau, tai yra aukšta įtampa) ir galią (pvz., nuo 150 VA iki 16 tūkst. kVA).

Pagal išorinės jungties scheminį ženklą pastotės skirstomos į mazgines, aklavietes, tarpines ir atšakas.

Ląstelės viduje

Pastotės viduje esanti erdvė, kurioje yra transformatoriai, šynos ir viso įrenginio darbą užtikrinantys įrenginiai, vadinama kamera. Jis gali būti aptvertas arba uždaras. Skirtumas tarp būdų, kaip jį atstumti nuo supančios erdvės, yra nedidelis. Uždara kamera yra visiškai izoliuota patalpa, o aptverta yra už netvirtų (tinklinių ar grotelių) sienų. Paprastai juos gamina pramonės įmonės pagal standartinius projektus. Elektros tiekimo sistemų techninę priežiūrą atlieka apmokytas personalas, turintis leidimą ir reikiamą kvalifikaciją, patvirtintą oficialiu leidimo dirbti aukštos įtampos linijose dokumentu. Pastotės veikimo eksploatacinę priežiūrą atlieka budintis elektrikas arba energetikas, esantis šalia pagrindinės skirstomosios spintos, kuri gali būti nutolusi nuo pastotės.

Platinimas

Yra dar viena svarbi funkcija, kurią atlieka elektros pastotė. Elektros energija paskirstoma tarpvartotojai pagal savo standartus, be to, trijų fazių apkrova turėtų būti kuo vienodesnė. Kad ši užduotis būtų sėkmingai išspręsta, yra paskirstymo įrenginiai. Skirstomieji įrenginiai veikia ta pačia įtampa ir yra įtaisai, kurie atlieka perjungimą ir apsaugo linijas nuo perkrovos. Skirstomieji įrenginiai su transformatoriumi jungiami saugikliais ir pertraukikliais (vienpoliai, po vieną kiekvienai fazei). Paskirstymo įrenginiai pagal vietą skirstomi į atvirus (esančius lauke) ir uždarus (įrengtus patalpose).

Sauga

Visi elektros pastotėje atliekami darbai priskiriami ypač rizikingiems, todėl būtinos avarinės priemonės darbo saugai užtikrinti. Iš esmės remontas ir priežiūra atliekami visiškai arba iš dalies užgesus. Atjungus įtampą (elektrikai sako „pašalinta“), su sąlyga, kad yra visos būtinos leistinos nuokrypos, srovės laidai įžeminami, kad būtų išvengta netyčinio įsijungimo. Tam skirti ir įspėjamieji ženklai „Žmonės dirba“ir „Neįjunkite!“. Aukštosios įtampos pastotes aptarnaujantis personalas yra sistemingai mokomas, periodiškai stebimi įgūdžiai ir įgytos žinios. Tolerancija Nr. 4 suteikia teisę atlikti darbus elektros instaliacijose virš 1 kV.