Что такое высокая сторона в электрике
Перейти к содержимому

Что такое высокая сторона в электрике

  • автор:

Распределительная подстанция

Распределительная подстанция (РП) — электрический аппарат для преобразования высокого напряжения в низкое и распределения его по потребителям.

Шахтное электрооборудование питается напряжениями 660 или 1140 вольт. Но существует проблема с доставкой нужного напряжения к потребителям. Большие расстояния от источника напряжения к потребителю, вызывают падение напряжения в кабеле из за внутреннего сопротивления, а большие мощности потребителя требуют увеличения сечения питающих кабелей. Дабы обойти данные ограничения и повысить безопасность работы в шахте, были созданы распределительные подстанции.
С поверхности в шахту по вводным кабелям подаётся напряжение 6000 вольт и с помощью ячеек или как их ещё называют «масленников», распределяется по шахте. Вблизи (по возможности) потребителей находится подстанция, которая преобразует 6000 вольт в необходимые 380,660 или 1140 вольт.

Конструктивно подстанция состоит из трёх основных частей, объединённых в одном взрывозащищённом корпусе:

  • РУВН — распределительного устройства высокого напряжения, в котором находится отсек для подключения питающих подстанцию кабелей и отсек с высоковольтным разъединителем, позволяющим отключать трансформатор от питающих его линий, объединённый с кнопкой, электрически воздействующей на нулевой расцепитель автоматического выключателя низкого напряжения, что

исключает выключение высоковольтного разъединителя, когда подстанция находится под нагрузкой потребителей.

  • Трансформатора, преобразующего напряжение.
  • РУНН — распределительного устройства низкого напряжения, в котором находится отсек для подключения кабелей, идущих к потребителям, а так же отсек, в котором находятся устройства индикации, блоки защиты, автоматический выключатель, трансформаторы тока,термодатчик защиты от перегрева, трансформатор для их питания и коммутация, все это соединяющая.

В простонародье соответственно — высокая сторона, керно, низкая сторона.

В зависимости от мощности потребителей низкого напряжения, устанавливается подстанция необходимой мощности.

Подстанции бывают нескольких типов исполнения —ТКШПВ, ТСВП, ТСШВП, КТПВ и пяти типов мощности — 100, 160, 250, 400 , 630 ,1000 кВА.

Подстанции обеспечивают несколько типов защит — защита от токов короткого замыкания, от максимальных токов, от самопроизвольной подачи напряжения после отключения высокого напряжения, от снижения сопротивления изоляции линий и поражения электрическим током, подключение и воздействие аппаратуры газовой защиты.
Эти защиты обеспечиваются наличием в подстанции блоков УМЗ, ПМЗ, БКЗ-3мк, БДУ, АЗУР-1 или АЗУР-4 которые воздействуют на автоматический выключатель типа АВМ(устанавливаются вТКШВП) или А37, имеющий независимый и нулевой расцепитель, а так же собственные механические максимальные защиты.

Трансформатор питающий схему подстанции выдает напряжения 36 и 127 вольт, которые можно использовать для питания внешнего оборудования.

Обслуживанием подстанций занимаются подземные электрики

Альтернативное применение [ править ]

Практически главная шахтная сушилка для одежды и обуви и грелка для всего остального.

Силовой трансформатор

Силовой трансформатор

Для того, чтобы современный человек имел возможность жить с комфортом на больших реках стоят гидроэлектростанции, в удалении от больших городов построены атомные электростанции, рядом с жильём возведены тепловые электростанции. Все они производят электроэнергию, но ток необходимо сначала донести до потребителя. А для этого был придуман максимально экономичный способ транспортировки на большие расстояния, заключающийся в первоначальном повышении напряжения до сотен киловольт, передачи его до расположения электроустановок и последующего понижения напряжения до уровней, приемлемых для использования. На последнем этапе значимыми являются комплектные трансформаторные подстанции, называемые ещё цеховыми на производстве и городскими – в коммунальной энергетике. Именно они снижают напряжение с 6000 или 10000 вольт до привычного для нас уровня в 220 вольт. Основной частью таких подстанций является силовой трансформатор. Это стационарный агрегат, который на основе принципов электромагнитной индукции трансформирует один вид переменного тока и напряжения в другой (обычно, более низкий) с сохранением рабочей частоты и мощности. Как правило, мощность самих силовых трансформаторов составляет от 630 до 4000 кВА. Силовой трансформатор состоит из двух или более обмоток, которые находятся на сердечнике (магнитопроводе) из специальной (для улучшения магнитопроницаемости) холоднокатаной электротехнической стали. Обмотки, чаще всего, делаются из алюминия и отличаются друг от друга количеством витков (на «высокой» стороне больше, на «низкой» — меньше) и площадью сечения (тут наоборот: обмотки высокой стороны имеют меньшее сечение проводника). Для лучшего использования пространства в окнах сердечника, проводники имеют квадратную форму. Называемые также жилами, они могут подразделяться на два или больше параллельных проводника с целью уменьшить вихревые токи и, соответственно, потери электроэнергии в трансформаторе. Первичная и вторичная обмотки трансформатора имеют по три фазовые составляющие. Между собой они могут соединяться тремя разными способами:
— соединение «звездой» или Y-соединение. В нём все три обмотки соединяются своими окончаниями в одной точке нейтрали;
— соединение «треугольником» или Δ-соединение (дельта-соединение). Все три фазные обмотки соединяются последовательно, образуя кольцо или треугольник;
— соединение «зигзаг» или Z-соединение. Выбор способа соединения обусловлен требуемыми параметрами силового трансформатора. Так, соединение звездой применяется чаще всего на высокой стороне, тогда нейтральная точка служит для заземления. В этом случае низкая сторона трансформатора должна быть соединена треугольником, так как при низком напряжении сила тока очень велика. Огромные токи сопровождаются выделением тепла, поэтому трансформатор помещают в сварной бак, заполненный специальным маслом, и радиаторами, которые и охлаждают обмотки. Силовые трансформаторы с сухими обмотками изготавливают только не очень большой мощности. Кроме того, что бак является резервуаром для трансформаторного масла, он ещё служит конструкцией, на которой крепятся аппаратура управления и вспомогательные устройства. Перед закачкой масла из бака удаляют весь воздух, который может уменьшить сопротивление изоляции обмоток, снизив тем самым диэлектрическую прочность трансформатора. Конструкция бака предусматривает возможное расширение масла от увеличения его температуры. Обычно для этого монтируют расширительный бачок, в который переходит излишек нагретого масла. Помимо масляных силовых трансформаторов, бывают сухие трансформаторы, основным отличием которых как понятно из названия, является отсутствие масла в магнитной системе и обмотках. Важнейшей частью силового трансформатора является приспособление для регулировки коэффициента трансформации. Как правило, это связано с изменением числа витков (отключения или добавления). На трансформаторе также находится разнообразное навесное оборудование:
— газовое реле. Устанавливается в трубке между баком и расширителем. Служит для подачи звукового сигнала при повышении температуры и отключения трансформатора при коротком замыкании.
— термометр. Указывает температуру масла в баке.
— трансформаторы тока. Встраиваются в трансформатор на низковольтных шинах. Это позволяет обойтись без установки внешних приборов.
— указатель уровня масла. Показывает уровень масла в расширителе. Представляет собой стеклянную трубку или прибор с циферблатом.
— устройство снятия давления. Сброс сверхвысокого давления в баке производится специальным клапаном.
— защита от перенапряжений. В трансформаторах на 6/10 кВ в этих целях чаще всего применяют плавкие предохранители.
— детектор воспламеняемых газов и расходомер масла также являются вспомогательным оборудованием силового трансформатора.

none Опубликована: 2011 г. 0 0

Вознаградить Я собрал 0 0

Оценить статью

  • Техническая грамотность

Оценить Сбросить

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (0) | Я собрал ( 0 ) | Подписаться

Для добавления Вашей сборки необходима регистрация

Статью еще никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Тестер ESR, полупроводников, резисторов, индуктивностей

Тестер ESR, полупроводников, резисторов, индуктивностей

Ручной фен 450 Вт с регулировкой температуры Конструктор регулируемого преобразователя напряжения LM317

1999-2024 Сайт-ПАЯЛЬНИК ‘cxem.net’
При использовании материалов сайта, обязательна
ссылка на сайт ПАЯЛЬНИК и первоисточник

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.

image

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.

image

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:

image

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

image

image

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:

image

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:

image

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):

image

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

image

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…

image

Разъединители и выключатели:

image

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.

Что такое высокая сторона в электрике

Высокая сторона — все, что выше 1000 вольт (1 кВ). Для передачи электроэнергии потребителю от электростанции с наименьшей токовой нагрузкой на провода, используется более высокое напряжение, чем то, которым мы пользуемся в повседневной жизни. Электроэнергия напряжением выше 1000 Вольт поступает на первичную обмотку трансформатора в подстанции. Обычные номиналы напряжения — 6 кВ, 10 кВ и т.п.

Низкая сторона — все, что ниже 1000 Вольт (1 кВ). Электроэнергия, снимаемая со вторичной обмотки трансформатора в подстанции, которая распределяется до конечного потребителя или для оборудования на производствах. Обычно это 380 Вольт в трехфазной сети, 220 Вольт в однофазной. На производствах может использоваться и не привычное нам напряжение 660 или 127 Вольт.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *