Објашњени трансформатори и компоненте подстанице

Видели сте их цео живот: те сиве, цилиндричне лименке које седе на стубовима у вашем крају. Толико обични да једва обраћамо пажњу на њих, али они чине нешто готово магично што омогућава постојање нашег модерног живота. Ови уређаји, познати као трансформатори, су неопевани хероји који се носе са највећим изазовом преноса електричне енергије од електране до ваше куће.

Струја која се креће кроз жице је слична води која се креће кроз цеви. Да би пренели много енергије на много миља, комунална предузећа користе веома јак електрични „потисак“ или напон. Покушај да га пошаљете под ниским,{2}}безбедним притиском у домаћинству био би као да гурате воду широм земље кроз баштенско црево – већина енергије би се изгубила на трење и топлоту. Заправо, према индустријским подацима, ако удвостручимо напон, можемо смањити ове губитке енергије за 75%. Због тога се трансформатори морају хладити; руковање овом врстом енергије је врућ посао.

А ево зашто су функције трансформатора за повећање у односу на ниже важне. У електрани, огроман трансформатор „корак{1}}навише подиже напон до нивоа на аутопуту тако да може да оде далеко. Али тај -струја под високим притиском би разнела ваш ТВ из кутије. Како вам се струја приближава, гомила трансформатора-надоле“ на подстаницама почиње да снижава притисак како би могли да га пошаљу у вашу област. А та последња сива конзерва на стубу испред вашег прозора је последњи, најважнији корак. Унутар овог контејнера се налазе неки калемови и нешто расхладног уља, који се односе на оно што се налази унутар енергетског трансформатора, изводећи последњи „корак-надоле“. Узима напон{10}}суседског нивоа и смањује га на безбедан, употребљив ниво који напаја ваша светла и пуни ваш телефон, савршено довршавајући невероватно путовање електричне енергије.

Трансформатори су једна од најважнијих компоненти електричне трафостанице, али је права намена овог објекта далеко већа од тога. Ако је трансформатор мењач онда је трафостаница цела саобраћајна раскрсница. Замислите то као главну централну станицу електричне мреже: ужурбано место где се струја не само пребацује, већ се и сортира, преусмерава и шаље на разне врсте места. И овде се дешава права магија покретања тако огромног система за дистрибуцију електричне мреже.

Баш као што прометна железничка станица ради са возовима који долазе из много различитих градова, опрема подстанице брине о снази која долази са различитих места – можда удаљени ветропарк на једној линији и близу{0}}електрана на другој. Помоћу гомиле огромних прекидача ради као контролор ваздушног саобраћаја за електроне. Може да шаље струју одређеном комшилуку коме је потребна, преусмерава енергију око проблематичне тачке или меша изворе тако да увек има довољно снабдевања да покрије потражњу. Ова важна функција сортирања је разлог зашто се подстанице постављају на та посебна места. Они су спојеви између огромних-међудржавних аутопутева са електричном енергијом и мањих „градских улица“ које опслужују наше квартове. Оне су неопходне ван{7}}рампе и петље које омогућавају да све функционише. Али са свом том снагом која пролази кроз само једно место, шта ако се нешто сломи, рецимо да дрво падне на линију током олује?

Тај специфичан сценарио – пала грана дрвета, удар грома или квар опреме – изазива опасно стање познато као квар или кратак спој. Размислите о томе као о великом цурењу у систему електричне енергије одједном. Уместо да иде планираним путем, огромна навала моћи покушава да крене пречицом, угрожавајући и рушећи све што је с тим повезано. Да би се спречила ова катастрофа, трафостаница има свој заштитник: прекидач.

Они се разликују од малих прекидача у кутији за прекидаче вашег дома; ово су огромни, супер{0}}брзи сигурносни уређаји. Када се пронађе квар, прекидач подстанице се искључује скоро одједном, заустављајући проток електричне енергије руком. Делује као аутоматски вентил за хитне случајеве који одмах прекида оштећени део далековода од остатка мреже. Главни посао прекидача у трафостаници је ова брза, заштитна изолација.

За разлику од старог-модног осигурача који је-став за једнократну употребу који се топи да би прекинуо струјно коло, ови огромни прекидачи могу да се ресетују. Након што комунални радници поправе стварну штету (као што је одношење те оборене гране дрвета), безбедно је ресетовати прекидач и поново укључити струју. Ова способност да функционише као ресетирајући, високонапонски-прекидач је једна од најважнијих карактеристика савремених уређаја за заштиту трансформатора и управљања мрежом. Без њих, једна грешка би могла да изазове домино ефекат који би довео до замрачења у читавом региону. Али ове компоненте високонапонских разводних уређаја раде само када нешто није у реду. Како трафостаница одржава сву ту моћну електричну енергију безбедно садржану на свом одређеном путу током нормалног рада? И то ради још један неопевани херој којег сте вероватно раније видели.

Струја је као вода, жели да пронађе најлакши пут. Метални далеководи су одлични проводници, савршени су аутопутеви за струју. Али велики челични торањ који га подржава је такође добар проводник, пружајући људима лак, али опасан начин да се спусте право на земљу. Ако жица под напоном додирне торањ, сва та енергија ће бити потрошена и торањ ће постати опасан јер ће бити наелектрисан.

Да би се зауставило ово електрично „цурење“, поставља се посебна баријера између далековода и торња. То је посао изолатора. Видели сте их као оне гомиле керамичких, стаклених или полимерних дискова који висе са крака куле. Ови материјали су одабрани јер су лоши проводници електричне енергије. Они раде баш као дебели зидови водоводне цеви, пазећи да струја остане унутар жице тамо где би требало да буде. Постоје различите врсте електричних изолатора, али сви имају једну заједничку ствар. Што је већи напон, то је већи притисак који струја мора да изађе, тако да видите много ових дискова нанизаних заједно на великим далеководима – више дискова значи бољу изолацију. Ови важни делови трафостанице и делови високонапонских расклопних апарата су прва линија одбране од бекства струје. Али шта ако струја не долази из електране, већ напада одозго у облику муње?

Удар грома је директан ударац у електричну мрежу, убризгавајући милионе волти у микросекунди. Прекидач је добар у решавању проблема који се стварају унутар система, али је преспоро да реагује на ову врсту брзог, спољашњег напада. За ову нарочиту опасност, подстанице имају свог посебног телохранитеља – одводник грома. Обично су то високи, порцелански цилиндри који се могу наћи поред великих машина, чувајући опасност која долази одозго.

Замислите одводник као излаз у случају нужде за струју. У нормалним околностима, не ради ништа; то је као затворен пут. Али када дође до тог огромног напона од муње, одводник се претвара у отворену капију. Скретање пренапона, овај процес усмерава опасну енергију да има једноставан излаз пратећи пут директно у земљу и избегавајући скупе трансформаторе. Он безбедно одводи деструктивну силу даље од главног тока струје, чинећи га фундаментално другачијим од прекидача. Прекидач је прекидач који се отвара да заустави сав проток, одводник је сигурносни вентил који преусмерава опасан пренапон без прекида напајања. То га чини једним од најважнијих заштитних уређаја трансформатора. Главни посао одводника грома је да прихвате те велике ударе, тако да не изазову милионске штете на главним деловима трафостанице. Сада када знамо како су подстанице заштићене од спољашњих опасности, шта се дешава са свом том снагом након што је безбедно унета унутра?

Након што је струја безбедно ускладиштена у трафостаници, потребно је организовати и усмерити. Замислите да је подстаница прометан аеродром; не бисте желели да сваки авион покушава да слети на исту писту одједном. За то служи сабирница. Сабирница је само огроман, тежак-кабл за напајање – велики комад метала који служи као место састанка. Сви долазни водови високог напона иду тамо, сви одлазни водови долазе одатле, један велики, стабилан базен електричне енергије. Ова централизација енергије је главна идеја како подстанице уређују своје сабирнице.

Наравно, треба да контролишемо овај ток. Шта да радимо када на неком делу опреме треба нешто да се уради? Не можемо тек тако искључити сву струју. Ово раде прекидачи за искључивање. Ове компоненте високонапонских расклопних уређаја делују као масивни покретни мостови за електричну енергију. Када је прекидач отворен, постоји велики, очигледан простор ваздуха који струја не може да прескочи, тако да део трафостанице постаје изолован и безбедан за људе да га поправе. Затворен значи да је „мост“ срушен и струја тече слободно.

Када спојимо те две идеје, добијамо колико је трафостаница флексибилна. Оператери мреже могу да преусмере електричну енергију користећи прекидаче за повезивање или искључивање различитих водова са централне сабирнице. Они могу пребацивати струју у ходу помоћу прекидача. Тако да могу да искључе један далековод ради поправке, а остали да раде, што спречава да сви немају струју. Управо ова комбинација централне дистрибуције (сабирница) и прецизне контроле (прекидачи) чини подстаницу тако добром. Следећи пут када прођете поред трафостанице, можда ћете приметити да су ови делови изложени споља у нечему познатом као дизајн{5}}са ваздушном изолацијом. Али у великом граду, све би то могло да стане у зграду у мањој трафостаници-и изолованој гасом. Сада када знате ко су главни играчи, можете почети да видите мрежу не као неку врсту мистерије, већ као систем за који имате разумевање.

Раније је електрична мрежа изгледала као непозната, неприступачна мрежа. То зујање, ограђено{1}}двориште дуж аутопута било је само гомила збуњујућих металних конструкција. Али сада можете да видите шта заиста јесте – добро-координисана група људи који напорно раде да вам доведу струју. Познавајући важне играче, можете научити о томе како функционишу електричне подстанице.

Сви главни делови електричне подстанице имају важне послове:

Трансформатор: мењач за напон који иде горе или доле.

Прекидач: То је "сигурносни прекидач" који спречава да ствари крену наопако.

Изолатор: 'Заштитник' који одржава јаку струју на својој рути.

Одводник муње: Телохранитељ против муње.

Сабирнице и прекидачи: 'Директори саобраћаја' за усмеравање тока енергије. Када следећи пут прођете поред трафостанице или погледате ка стубу, препознаћете га. Не само слагалица, већ тихи, моћни тим који ради заједно. И видећете мењач, сигурносни прекидач, чуваре који раде своје. Сада знате шта раде трансформатори и компоненте трафостанице и како невидљиво путовање енергије постаје видљиво испред вас.

Контактирајте сада