Elektrik trafo merkezi nedir? Elektrik trafo merkezleri ve ş alt

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-09 14:17

Elektrik mühendisleri enerji santrallerinin ve trafo merkezlerinin ne olduğunu, ne işe yaradıklarını ve nasıl çalıştıklarını bilirler. Güçlerini ve dönüş sayısı, tel kesiti ve manyetik devrenin boyutları gibi gerekli tüm parametreleri nasıl hesaplayacaklarını biliyorlar. Bu teknik üniversitelerde ve teknik okullarda öğrencilere öğretilir. Liberal sanat geçmişine sahip insanlar, genellikle penceresiz evler şeklinde tek başına duran yapıların (grafiti severler onları boyamayı sever), evlere ve işletmelere güç sağlamak için gerekli olduğunu ve nüfuz edilmemesi gerektiğini, formdaki korkutucu amblemlerin delinmesi gerektiğini tahmin ediyorlar. Kafatasları ve şimşekler, tehlikeli nesnelere bağlı bu konuda anlamlı bir şekilde konuşur. Belki birçoğunun daha fazlasını bilmesine gerek yoktur, ancak bilgi asla gereksiz değildir.

Biraz fizik

Elektrik, bedelini ödemeniz gereken bir metadır ve boşa harcanırsa yazık olur. Ve bu, herhangi bir üretimde olduğu gibi, kaçınılmazdır, görev sadece gereksiz kayıpları az altmaktır. Enerji, zamanla çarpılan güce eşittir, bu yüzden daha fazla akıl yürütmede bu kavramla çalışabiliriz, yaninasıl da zaman durmaksızın akıyor ve şarkının dediği gibi onu geri döndürmek imkansız. Elektrik gücü, kabaca yaklaşık olarak, reaktif yükler hesaba katılmadan, gerilim ve akımın çarpımına eşittir. Daha detaylı ele alırsak, aktif olarak adlandırılan faydalı bileşeni ile tüketilen enerjinin oranını belirleyen formüle kosinüs phi girecektir. Ancak bu önemli gösterge, bir trafo merkezine neden ihtiyaç duyulduğu sorusuyla doğrudan ilgili değildir. Bu nedenle elektrik gücü, Ohm ve Joule-Lenz yasalarına iki ana katkıda bulunana, voltaj ve akıma bağlıdır. Küçük akım ve yüksek voltaj, tam tersi, yüksek akım ve düşük voltaj ile aynı gücü üretebilir. Görünüşe göre, fark nedir? Ve çok büyük.

Havayı ısıtmak mı? Ateş

Yani, aktif güç formülünü kullanırsanız aşağıdakileri elde edersiniz:

P=U x I, burada:

U Volt olarak ölçülen voltajdır;

I Amper olarak ölçülen akımdır;P Watt veya Volt olarak ölçülen güçtür -Amper.

Ancak, akımın geçişi sırasında açığa çıkan termal gücün, iletkenin direnciyle çarpılan büyüklüğünün karesine eşit olduğuna göre, daha önce bahsedilen Joule-Lenz yasasını tanımlayan başka bir formül daha var. Elektrik hattının etrafındaki havayı ısıtmak, enerji israfı anlamına gelir. Teorik olarak, bu kayıplar iki şekilde az altılabilir. Bunlardan ilki, dirençte bir azalmayı, yani tellerin kalınlaşmasını içerir. Kesit ne kadar büyük olursa, direnç o kadar düşük olur vetersine. Ama metali boş yere israf etmek de istemiyorum, sonuçta bakır pahalı. Ek olarak, iletken malzemenin çift tüketimi, yalnızca maliyette bir artışa değil, aynı zamanda yüksek katlı hatların kurulumunun karmaşıklığında bir artışa yol açacak ağırlığa da yol açacaktır. Ve desteklere daha güçlü ihtiyaç duyulacak. Ve kayıplar sadece yarıya inecek.

Karar

Güç aktarımı sırasında tellerin ısınmasını az altmak için geçen akım miktarını az altmak gerekir. Bu oldukça açıktır, çünkü yarıya indirmek kayıplarda dört kat azalmaya yol açacaktır. Ya on kez olursa? Bağımlılık ikinci derecedendir, bu da kayıpların yüz kat daha az olacağı anlamına gelir! Ancak, güç iletim hattının diğer ucunda, bazen santralden yüzlerce kilometre uzakta bekleyen tüketicilerin toplamı tarafından ihtiyaç duyulan güç aynı "salıncak" olmalıdır. Sonuç, akımın azalmasıyla aynı miktarda voltajın arttırılması gerektiğini öne sürüyor. İletim hattının başındaki trafo merkezi tam da bunun için tasarlanmıştır. Teller, onlarca kilovolt olarak ölçülen çok yüksek bir voltaj altında çıkıyor. Termik santral, hidroelektrik santral veya nükleer santrali adreslendiği yerden ayıran mesafe boyunca enerji küçük (nispeten) bir akımla hareket eder. Tüketici ise ülkemizde 220 volta (veya 380 V interfaz) karşılık gelen verilen standart parametrelerle güç almalıdır. Şimdi, bir güç hattının girişinde olduğu gibi bir yükseltmeye değil, bir düşürme trafo merkezine ihtiyacımız var. Evlerde ışıkların yanması için dağıtım cihazlarına elektrik enerjisi verilir vefabrikalarda makine rotorları dönüyordu.

Sandıkta ne var?

Yukarıdan, bir trafo merkezindeki en önemli parçanın bir transformatör olduğu ve genellikle üç fazlı olduğu açıktır. Birkaç tane olabilir. Örneğin, üç fazlı bir transformatör, üç tek fazlı ile değiştirilebilir. Yüksek güç tüketimi nedeniyle daha büyük bir sayı olabilir. Bu cihazın tasarımı farklıdır, ancak her durumda etkileyici boyutlara sahiptir. Tüketiciye ne kadar güç verilirse yapı o kadar ciddi görünür. Bununla birlikte, bir elektrik trafo merkezinin cihazı daha karmaşıktır ve sadece bir transformatörden fazlasını içerir. Pahalı bir üniteyi değiştirmek ve korumak ve çoğu zaman soğutması için tasarlanmış ekipman da vardır. İstasyonların ve trafo merkezlerinin elektrik kısmı ayrıca kontrol ve ölçüm ekipmanları ile donatılmış panoları içerir.

Transformatör

Bu yapının temel görevi enerjiyi tüketiciye iletmektir. Göndermeden önce voltaj arttırılmalı, alındıktan sonra standart seviyeye düşürülmelidir.

Bir elektrik trafo merkezinin devresinin birçok eleman içermesi gerçeğiyle birlikte, asıl olan hala bir transformatördür. Bir ev aletinin geleneksel güç kaynağındaki bu ürünün cihazı ile yüksek güçlü endüstriyel tasarımlar arasında temel bir fark yoktur. Transformatör, sargılardan (birincil ve ikincil) ve bir ferromıknatıstan, yani manyetik alanı güçlendiren bir malzemeden (metal) yapılmış bir manyetik devreden oluşur. HesaplamaBu cihazın bir teknik üniversite öğrencisi için oldukça standart bir eğitim görevidir. Trafo merkezi transformatörü ile daha az güçlü muadilleri arasındaki, boyuta ek olarak göze çarpan ana fark, ısıtılmış sargıları çevreleyen bir dizi petrol boru hattından oluşan bir soğutma sisteminin varlığıdır. Bununla birlikte, iklim koşullarından yükün doğasına kadar birçok faktörün dikkate alınması gerektiğinden, elektrik trafo merkezleri tasarlamak kolay bir iş değildir.

Çekiş gücü

Elektrik tüketen sadece evler ve işyerleri değil. Burada her şey açık, nötr baraya göre 220 volt AC veya 50 Hertz frekansında fazlar arasında 380 V uygulamanız gerekiyor. Ama bir de kentsel elektrikli ulaşım var. Tramvaylar ve troleybüsler, alternatif değil, sabit bir voltaj gerektirir. Ve farklı. Tramvayın kontak telinde (toprağa, yani raylara göre) 750 Volt olmalıdır ve troleybüsün bir iletkeninde sıfır, diğerinde 600 Volt DC olması gerekir, lastik tekerlek koruyucuları yalıtkandır. Bu, ayrı bir çok güçlü trafo merkezine ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir. Üzerinde elektrik enerjisi dönüştürülür, yani doğrultulur. Gücü çok büyüktür, devredeki akım binlerce amper olarak ölçülür. Böyle bir cihaza taslak cihaz denir.

Trafo koruması

Hem transformatör hem de güçlü doğrultucu (çekiş güç kaynakları durumunda) pahalıdır. Varsaacil bir durum, yani kısa devre, ikincil sargı devresinde (ve dolayısıyla birincil olanda) bir akım görünecektir. Bu, iletkenlerin kesitinin hesaplanmadığı anlamına gelir. Elektrik trafo merkezi, dirençli ısı üretimi nedeniyle ısınmaya başlayacaktır. Böyle bir senaryo öngörülmediği takdirde, çevre hatlarından herhangi birinde meydana gelen kısa devre sonucunda sargı teli eriyecek veya yanacaktır. Bunun olmasını önlemek için çeşitli yöntemler kullanılır. Bunlar diferansiyel, gaz ve aşırı akım korumalarıdır.

Diferansiyel, devredeki akım değerlerini ve sekonder sargıyı karşılaştırır. Yalıtım, yağ vb. yanma ürünleri havada göründüğünde gaz koruması devreye girer. Akım koruma, akım ayarlanan maksimum değeri aştığında trafoyu kapatır.

Yıldırım çarpması durumunda da trafo merkezi otomatik olarak kapanmalıdır.

Alt istasyon türleri

Güç, amaç ve cihaz bakımından farklıdırlar. Sadece voltajı arttırmaya veya az altmaya yarayanlara transformatör denir. Diğer parametrelerde de bir değişiklik gerekliyse (düzeltme veya frekans stabilizasyonu), bu durumda trafo merkezi bir dönüştürücü trafo merkezi olarak adlandırılır.

Mimari tasarımına göre, trafo merkezleri eklenebilir, yerleşik (ana tesise bitişik), mağaza içi (üretim tesisi içinde bulunur) veya ayrı bir yardımcı binayı temsil edebilir. Bazı durumlarda, yüksek güç gerekmediğinde (güç kaynağını düzenlerken)küçük yerleşim yerleri), trafo merkezlerinin direk yapısı kullanılır. Bazen gerekli tüm ekipmanların (sigortalar, parafudrlar, ayırıcılar vb.) monte edildiği transformatörü yerleştirmek için güç iletim kuleleri kullanılır.

Elektrik şebekeleri ve trafo merkezleri voltaj (1000 kV veya daha fazla, yani yüksek voltaj) ve güce (örneğin 150 VA'dan 16 bin kVA'ya kadar) göre sınıflandırılır.

Harici bağlantının şematik işaretine göre, trafo merkezleri düğüm, çıkmaz, geçiş ve dallara ayrılır.

Hücre içi

Trafo, bara ve cihazın tamamının çalışmasını sağlayan ekipmanların bulunduğu trafo merkezi içindeki boşluğa oda denir. Çitle çevrilebilir veya kapatılabilir. Onu çevreleyen alandan yabancılaştırmanın yolları arasındaki fark küçüktür. Kapalı oda tamamen izole edilmiş bir odadır ve çitle çevrili oda katı olmayan (ağ veya kafes) duvarların arkasında bulunur. Kural olarak, endüstriyel işletmeler tarafından standart tasarımlara göre yapılırlar. Güç kaynağı sistemlerinin bakımı, yüksek gerilim hatlarında çalışma iznine ilişkin resmi bir belge ile onaylanmış izin ve gerekli niteliklere sahip eğitimli personel tarafından gerçekleştirilir. Trafo merkezinin çalışmasının operasyonel denetimi, trafo merkezinden uzakta bulunabilecek ana panonun yakınında bulunan görevli bir elektrikçi veya güç mühendisi tarafından gerçekleştirilir.

Dağıtım

Güç trafo merkezinin gerçekleştirdiği başka bir önemli işlev daha vardır. Elektrik enerjisi arasında dağıtılırtüketicilerin standartlarına göre ve ek olarak, üç fazın yükü mümkün olduğunca tek tip olmalıdır. Bu görevin başarıyla çözülmesi için dağıtım cihazları var. Ş alt aynı voltajda çalışır ve anahtarlama yapan ve hatları aşırı yükten koruyan cihazlar içerir. Pano, sigortalar ve kesiciler (tek kutuplu, her faz için bir tane) ile transformatöre bağlanır. Dağıtım cihazları konuma göre açık (açık havada bulunan) ve kapalı (iç mekânda bulunan) olarak ikiye ayrılır.

Güvenlik

Elektrik merkezinde yapılan tüm işler özellikle riskli olarak sınıflandırılır, bu nedenle iş güvenliğini sağlamak için acil durum önlemleri gerektirir. Temel olarak onarım ve bakım, tamamen veya kısmen elektrik kesintisi ile gerçekleştirilir. Voltaj kesildikten sonra (elektrikçiler "kaldırıldı" der), gerekli tüm toleransların yerinde olması koşuluyla, yanlışlıkla aktivasyonu önlemek için akım taşıyan çubuklar topraklanır. “İnsanlar çalışıyor” ve “Açmayın!” Uyarı işaretleri de bunun için tasarlanmıştır. Yüksek gerilim trafo merkezlerine hizmet veren personel sistematik olarak eğitilmekte, beceri ve edinilen bilgiler periyodik olarak izlenmektedir. Tolerans No. 4, 1 kV üzerindeki elektrik tesisatlarında çalışma yapma hakkını verir.