Elektr podstansiyasi nima? Elektr podstansiyalari va kommutatorlar

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-09 14:17

Elektrotexniklar elektr stansiyalari va podstansiyalar nima ekanligini, ular nima uchun va qanday ishlashini bilishadi. Ular o'zlarining kuchlarini va barcha kerakli parametrlarni, masalan, burilishlar soni, sim kesimi va magnit zanjirning o'lchamlarini qanday hisoblashni bilishadi. Bu texnik universitetlar va texnik maktablarda talabalarga o'rgatiladi. Liberal san'at bilan shug'ullanadigan odamlar, ko'pincha derazasiz uylar ko'rinishida yolg'iz turadigan tuzilmalar (graffiti ixlosmandlari ularni bo'yashni yaxshi ko'radilar) uylar va korxonalarni elektr energiyasi bilan ta'minlash uchun zarur deb hisoblashadi va ular ichkariga kirmasligi kerak, shakldagi qo'rqinchli timsollar Boshsuyagi va chaqmoqlar bu haqda xavfli narsalarga bog'langan holda gapiradi. Ehtimol, ko'pchilik ko'proq bilishga muhtoj emas, lekin ma'lumot hech qachon ortiqcha bo'lmaydi.

Biroz fizika

Elektr energiyasi toʻlash kerak boʻlgan tovar, isrof boʻlsa uyat. Va bu, har qanday ishlab chiqarishda bo'lgani kabi, muqarrar, vazifa faqat keraksiz yo'qotishlarni kamaytirishdir. Energiya vaqtga ko'paytirilgan quvvatga teng, shuning uchun keyingi fikrlashda biz ushbu kontseptsiya bilan ishlashimiz mumkin, shuning uchunvaqt qanday qilib doimiy ravishda oqib o'tadi va qo'shiqda aytilganidek, uni orqaga qaytarishning iloji yo'q. Elektr quvvati, taxminan, reaktiv yuklarni hisobga olmagan holda, kuchlanish va oqim mahsulotiga tengdir. Agar biz uni batafsilroq ko'rib chiqsak, kosinus phi faol deb ataladigan foydali komponent bilan iste'mol qilinadigan energiya nisbatini aniqlaydigan formulaga kiradi. Ammo bu muhim ko'rsatkich podstansiya nima uchun kerakligi haqidagi savolga bevosita bog'liq emas. Shunday qilib, elektr quvvati Ohm va Joule-Lenz qonunlarining ikkita asosiy ishtirokchisiga, kuchlanish va oqimga bog'liq. Kichik oqim va yuqori kuchlanish, aksincha, yuqori oqim va past kuchlanish bilan bir xil quvvatni ishlab chiqarishi mumkin. Aftidan, farqi nimada? Va bu juda katta.

Havo isitilsinmi? Yong'in

Demak, agar siz faol quvvat formulasidan foydalansangiz, quyidagilarni olasiz:

P=U x I, bu erda:

U - kuchlanish voltda;

I - amperda o'lchanadigan oqim;P - vatt yoki voltda o'lchanadigan quvvat -Amperlar.

Ammo yuqorida aytib o'tilgan Joule-Lenz qonunini tavsiflovchi yana bir formula mavjud, unga ko'ra oqim o'tishi paytida chiqarilgan issiqlik quvvati uning kattaligi kvadratiga teng, o'tkazgichning qarshiligiga ko'paytiriladi. Elektr liniyasi atrofidagi havoni isitish energiyani behuda sarflashni anglatadi. Nazariy jihatdan, bu yo'qotishlarni ikki yo'l bilan kamaytirish mumkin. Ulardan birinchisi qarshilikning pasayishini, ya'ni simlarning qalinlashishini o'z ichiga oladi. Kesma qanchalik katta bo'lsa, qarshilik shunchalik past bo'ladi vaaksincha. Lekin men ham metallni behuda isrof qilmoqchi emasman, bu qimmat, oxir-oqibat mis. Bundan tashqari, o'tkazgich materialining ikki barobar iste'moli nafaqat narxning oshishiga, balki og'irlikning oshishiga olib keladi, bu esa, o'z navbatida, baland liniyalarni o'rnatishning murakkabligini oshiradi. Va tayanchlar yanada kuchliroq talab qilinadi. Yo'qotishlar esa ikki baravar kamayadi.

Qaror

Elektr energiyasini uzatishda simlarning qizib ketishini kamaytirish uchun o'tuvchi oqim miqdorini kamaytirish kerak. Bu juda aniq, chunki uni yarmiga qisqartirish yo'qotishlarni to'rt baravar kamaytirishga olib keladi. O'n marta bo'lsa-chi? Bog'liqlik kvadratikdir, ya'ni yo'qotishlar yuz baravar kam bo'ladi! Lekin quvvat bir xil bo'lishi kerak, bu elektr uzatish liniyasining boshqa uchida, ba'zan elektr stantsiyasidan yuzlab kilometr uzoqlikda uni kutayotgan iste'molchilarning yig'indisiga kerak. Xulosa shuni ko'rsatadiki, oqimning pasayishi bilan kuchlanishni bir xil miqdorda oshirish kerak. Elektr uzatish liniyasining boshida joylashgan transformator podstansiyasi aynan shu uchun mo'ljallangan. Undan o'nlab kilovoltlarda o'lchanadigan juda yuqori kuchlanish ostida simlar chiqadi. Issiqlik elektr stantsiyasini, gidroelektrostantsiyani yoki atom elektr stantsiyasini u joylashgan joydan ajratib turadigan masofa bo'ylab energiya kichik (nisbatan) oqim bilan tarqaladi. Iste'molchi esa, bizning mamlakatimizda 220 voltga (yoki 380 V interfazaga) to'g'ri keladigan, berilgan standart parametrlar bilan quvvat olishi kerak. Endi bizga elektr uzatish liniyasining kirishidagi kabi yuqoriga ko'tarilish emas, balki pastga tushiruvchi podstansiya kerak. Elektr energiyasi tarqatish qurilmalariga etkazib beriladi, shunda uylarda chiroqlar yonadi vamashina rotorlari fabrikalarda aylanardi.

Standada nima bor?

Yuqoridagilardan ko’rinib turibdiki, podstansiyaning eng muhim qismi transformator va odatda uch fazali hisoblanadi. Bir nechta bo'lishi mumkin. Misol uchun, uch fazali transformator uchta bir fazali bilan almashtirilishi mumkin. Kattaroq raqam yuqori quvvat sarfiga bog'liq bo'lishi mumkin. Ushbu qurilmaning dizayni boshqacha, ammo har qanday holatda u ta'sirchan o'lchamlarga ega. Iste'molchiga qanchalik ko'p kuch berilsa, struktura qanchalik jiddiy ko'rinadi. Biroq, elektr podstansiyasining qurilmasi ancha murakkab va faqat transformatordan ko'proq narsani o'z ichiga oladi. Shuningdek, qimmatbaho jihozni almashtirish va himoya qilish uchun mo'ljallangan va ko'pincha uni sovutish uchun mo'ljallangan uskunalar mavjud. Stantsiyalar va podstansiyalarning elektr qismida nazorat va o'lchash uskunalari bilan jihozlangan kommutatorlar ham mavjud.

Transformator

Ushbu tuzilmaning asosiy vazifasi energiyani iste'molchiga etkazishdir. Yuborishdan oldin kuchlanishni oshirish kerak va uni olgandan keyin standart darajaga tushirish kerak.

Elektr podstansiyasining sxemasi ko'plab elementlarni o'z ichiga olganiga qaramay, asosiysi hali ham transformatordir. Maishiy texnikaning an'anaviy elektr ta'minotida ushbu mahsulotning qurilmasi va yuqori quvvatli sanoat namunalari o'rtasida tub farq yo'q. Transformator o'rashlardan (birlamchi va ikkilamchi) va ferromagnitdan, ya'ni magnit maydonni kuchaytiruvchi materialdan (metall) yasalgan magnit zanjirdan iborat. HisoblashUshbu qurilma texnik universitet talabasi uchun juda standart o'quv vazifasidir. Substansiya transformatori va uning kam quvvatli hamkasblari o'rtasidagi asosiy farq, o'lchamidan tashqari, ko'zga tashlanadigan narsa, isitiladigan sariqlarni o'rab turgan neft quvurlari to'plami bo'lgan sovutish tizimining mavjudligi. Biroq, elektr podstansiyalarini loyihalash oson ish emas, chunki iqlim sharoitidan tortib yukning tabiatigacha bo'lgan ko'plab omillarni hisobga olish kerak.

Traktsiya kuchi

Elektr energiyasini nafaqat uylar va korxonalar iste'mol qiladi. Bu erda hamma narsa aniq, neytral avtobusga nisbatan 220 voltli o'zgaruvchan tokni yoki 50 Gertz chastotada fazalar o'rtasida 380 V kuchlanishni qo'llash kerak. Ammo shahar elektr transporti ham mavjud. Tramvaylar va trolleybuslar o'zgaruvchan emas, balki doimiy kuchlanishni talab qiladi. Va boshqacha. Tramvayning aloqa simida (erga nisbatan, ya'ni relslarga nisbatan) 750 volt bo'lishi kerak va trolleybus bir o'tkazgichda nolga, ikkinchisida esa 600 volt doimiy oqimga muhtoj, rezina g'ildirak himoyachilari izolyatorlardir. Bu alohida juda kuchli podstansiyaga ehtiyoj borligini anglatadi. Elektr energiyasi unga aylantiriladi, ya'ni rektifikatsiya qilinadi. Uning kuchi juda katta, zanjirdagi oqim minglab amperlarda o'lchanadi. Bunday qurilma qoralama qurilma deb ataladi.

Podstansiya himoyasi

Transformator ham, kuchli rektifikator ham (tortishuvchi quvvat manbalarida) qimmat. Agar mavjud bo'lsafavqulodda vaziyat, ya'ni qisqa tutashuv, ikkilamchi o'rash pallasida (va, demak, birlamchi) oqim paydo bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, o'tkazgichlarning kesimi hisoblanmaydi. Rezistiv issiqlik hosil bo'lishi sababli elektr transformator podstansiyasi isitila boshlaydi. Agar bunday stsenariy ko'zda tutilmagan bo'lsa, u holda periferik liniyalarning biron birida qisqa tutashuv natijasida o'rash simi eriydi yoki yonib ketadi. Buning oldini olish uchun turli xil usullar qo'llaniladi. Bular differensial, gaz va haddan tashqari oqimdan himoyalanishdir.

Differentsial kontaktlarning zanglashiga olib keladigan va ikkilamchi o'rashdagi oqim qiymatlarini taqqoslaydi. Havoda izolyatsiya, yog 'va boshqalarning yonish mahsulotlari paydo bo'lganda gazni himoya qilish faollashadi. Oqim o'rnatilgan maksimal qiymatdan oshib ketganda, oqim himoyasi transformatorni o'chiradi.

Transformator podstansiyasi chaqmoq urishida ham avtomatik ravishda oʻchadi.

Podstansiyalar turlari

Ular quvvati, maqsadi va qurilmasi jihatidan farq qiladi. Ulardan faqat kuchlanishni oshirish yoki kamaytirish uchun xizmat qiladiganlarga transformator deyiladi. Agar boshqa parametrlarni o'zgartirish ham talab qilinsa (rektifikatsiya yoki chastotani barqarorlashtirish), u holda podstansiya transformator podstansiyasi deb ataladi.

Arxitektura dizayniga koʻra podstansiyalar biriktirilishi, oʻrnatilishi (asosiy obʼyektga ulashgan), doʻkon ichidagi (ishlab chiqarish obʼyekti ichida joylashgan) yoki alohida yordamchi bino boʻlishi mumkin. Ba'zi hollarda, yuqori quvvat talab etilmaganda (elektr ta'minotini tashkil qilishdakichik aholi punktlari), podstansiyalarning mast tuzilishi qo'llaniladi. Ba'zan transformatorni joylashtirish uchun elektr uzatish minoralari qo'llaniladi, ularda barcha kerakli jihozlar (sigortalar, to'xtatuvchilar, ajratgichlar va boshqalar) o'rnatiladi.

Elektr tarmoqlari va podstansiyalar kuchlanish (1000 kV gacha va undan yuqori, ya'ni yuqori kuchlanish) va quvvati (masalan, 150 VA dan 16 ming kVA gacha) bo'yicha tasniflanadi.

Tashqi ulanishning sxematik belgisiga koʻra podstansiyalar tugunli, boshi berk koʻcha, oʻtish va tarmoqqa boʻlinadi.

Ichki katak

Podstansiya ichidagi bo'shliq, unda transformatorlar, shinalar va butun qurilmaning ishlashini ta'minlaydigan jihozlar kamera deb ataladi. U o'ralgan yoki yopiq bo'lishi mumkin. Uni atrofdagi makondan begonalashtirish usullari o'rtasidagi farq kichik. Yopiq kamera butunlay izolyatsiya qilingan xona bo'lib, devor bilan o'ralgani mustahkam bo'lmagan (to'r yoki panjara) devorlarning orqasida joylashgan. Ular, qoida tariqasida, sanoat korxonalari tomonidan namunaviy loyihalar bo'yicha ishlab chiqariladi. Elektr ta'minoti tizimlariga texnik xizmat ko'rsatish yuqori voltli liniyalarda ishlashga ruxsat berish to'g'risidagi rasmiy hujjat bilan tasdiqlangan ruxsatnoma va zarur malakaga ega bo'lgan o'qitilgan xodimlar tomonidan amalga oshiriladi. Podstansiyaning ishlashini operativ nazorat qilish podstansiyadan uzoqda joylashgan bo'lishi mumkin bo'lgan asosiy kommutator yaqinida joylashgan navbatchi elektromontyor yoki energetik tomonidan amalga oshiriladi.

Taqsimot

Elektr podstansiyasi bajaradigan yana bir muhim vazifa bor. Elektr energiyasi o'rtasida taqsimlanadiiste'molchilar o'z standartlariga muvofiq va qo'shimcha ravishda, uch fazaning yuki imkon qadar bir xil bo'lishi kerak. Ushbu vazifani muvaffaqiyatli hal qilish uchun tarqatish moslamalari mavjud. Kommutator bir xil kuchlanishda ishlaydi va kommutatsiyani amalga oshiradigan va liniyalarni ortiqcha yuklanishdan himoya qiluvchi qurilmalarni o'z ichiga oladi. Kommutator transformatorga sigortalar va to'xtatuvchilardan (bir kutupli, har bir faza uchun bittadan) ulanadi. Tarqatish qurilmalari joylashuviga ko'ra ochiq (ochiq havoda joylashgan) va yopiq (ichki joyda joylashgan) bo'linadi.

Xavfsizlik

Elektr podstansiyasida bajariladigan barcha ishlar ayniqsa xavfli deb tasniflanadi, shuning uchun mehnat xavfsizligini ta'minlash uchun favqulodda choralar ko'rish kerak. Asosan, ta'mirlash va texnik xizmat ko'rsatish to'liq yoki qisman o'chirish bilan amalga oshiriladi. Voltaj o'chirilgandan so'ng (elektrchilar "olib tashlangan" deyishadi), barcha kerakli tolerantliklarni o'rnatish sharti bilan, tasodifiy faollashuvni oldini olish uchun oqim o'tkazuvchi barlar erga ulanadi. "Odamlar ishlayapti" va "Yoqmang!" Ogohlantirish belgilari ham bunga mo'ljallangan. Yuqori kuchlanishli podstansiyalarga xizmat ko‘rsatuvchi xodimlar tizimli ravishda o‘qitilib, ko‘nikma va egallagan bilimlari vaqti-vaqti bilan nazorat qilib boriladi. 4-sonli bardoshlik 1 kV dan ortiq elektr inshootlarida ishlarni bajarish huquqini beradi.