Apakah itu pencawang elektrik? Pencawang elektrik dan alat suis

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-09 14:14

Jurutera elektrik tahu apa itu loji janakuasa dan pencawang, gunanya dan cara ia berfungsi. Mereka tahu cara mengira kuasa mereka dan semua parameter yang diperlukan, seperti bilangan lilitan, keratan rentas wayar dan dimensi litar magnetik. Ini diajarkan kepada pelajar di universiti teknikal dan sekolah teknikal. Orang yang mempunyai latar belakang seni liberal meneka bahawa struktur, selalunya berdiri sendiri dalam bentuk rumah tanpa tingkap (pencinta grafiti suka mengecatnya), diperlukan untuk membekalkan kuasa kepada rumah dan perniagaan, dan ia tidak boleh ditembusi, lambang yang menakutkan dalam bentuk tengkorak dan panahan kilat bercakap dengan fasih tentang perkara ini yang dilekatkan pada objek berbahaya. Mungkin ramai yang tidak perlu mengetahui lebih lanjut, tetapi maklumat tidak pernah berlebihan.

Sedikit fizik

Elektrik ialah komoditi yang perlu anda bayar, dan amat memalukan jika ia dibazirkan. Dan ini, seperti dalam mana-mana pengeluaran, tidak dapat dielakkan, tugasnya hanya untuk mengurangkan kerugian yang tidak perlu. Tenaga adalah sama dengan kuasa didarab dengan masa, jadi dalam penaakulan lanjut kita boleh beroperasi dengan konsep ini, jadibagaimana masa mengalir sentiasa, dan adalah mustahil untuk memutarkannya kembali, seperti yang dikatakan lagu itu. Kuasa elektrik, dalam anggaran kasar, tanpa mengambil kira beban reaktif, adalah sama dengan hasil voltan dan arus. Jika kita mempertimbangkannya dengan lebih terperinci, kosinus phi akan memasuki formula, yang menentukan nisbah tenaga yang digunakan dengan komponen bergunanya, dipanggil aktif. Tetapi penunjuk penting ini tidak berkaitan secara langsung dengan persoalan mengapa pencawang diperlukan. Oleh itu, kuasa elektrik bergantung kepada dua penyumbang utama kepada undang-undang Ohm dan Joule-Lenz, voltan dan arus. Arus kecil dan voltan tinggi boleh menghasilkan kuasa yang sama seperti sebaliknya, arus tinggi dan voltan rendah. Nampaknya, apa bezanya? Dan ia adalah, dan sangat besar.

Panaskan udara? Api

Jadi, jika anda menggunakan formula kuasa aktif, anda mendapat perkara berikut:

P=U x I, di mana:

U ialah voltan yang diukur dalam Volt;

I ialah arus yang diukur dalam Amps;P ialah kuasa yang diukur dalam Watt atau Volt -Amp.

Tetapi terdapat formula lain yang menerangkan undang-undang Joule-Lenz yang telah disebutkan, mengikut mana kuasa haba yang dibebaskan semasa laluan arus adalah sama dengan kuasa dua magnitudnya, didarab dengan rintangan konduktor. Memanaskan udara di sekeliling talian kuasa bermakna membazir tenaga. Secara teorinya, kerugian ini boleh dikurangkan dengan dua cara. Yang pertama melibatkan penurunan rintangan, iaitu, penebalan wayar. Lebih besar keratan rentas, lebih rendah rintangan, dansebaliknya. Tetapi saya juga tidak mahu membazir logam dengan sia-sia, ia mahal, tembaga selepas semua. Di samping itu, penggunaan dua kali ganda bahan konduktor akan membawa bukan sahaja kepada peningkatan kos, tetapi juga kepada pemberat, yang seterusnya, akan membawa kepada peningkatan dalam kerumitan pemasangan talian bertingkat tinggi. Dan sokongan akan diperlukan lebih kuat. Dan kerugian hanya akan dibahagi separuh.

Keputusan

Untuk mengurangkan pemanasan wayar semasa penghantaran kuasa, adalah perlu untuk mengurangkan jumlah arus yang mengalir. Ini agak jelas, kerana mengurangkan separuh akan membawa kepada pengurangan empat kali ganda dalam kerugian. Bagaimana jika sepuluh kali? Pergantungan adalah kuadratik, yang bermaksud bahawa kerugian akan menjadi seratus kali lebih sedikit! Tetapi kuasa mesti "hayun" sama, yang diperlukan oleh agregat pengguna yang menunggunya di hujung talian penghantaran kuasa, kadang-kadang beratus-ratus kilometer dari loji kuasa. Kesimpulannya mencadangkan dirinya sendiri bahawa adalah perlu untuk meningkatkan voltan dengan jumlah yang sama apabila arus dikurangkan. Pencawang pengubah pada permulaan talian penghantaran direka hanya untuk ini. Wayar keluar daripadanya di bawah voltan yang sangat tinggi, diukur dalam puluhan kilovolt. Sepanjang jarak yang memisahkan loji janakuasa haba, stesen janakuasa hidroelektrik atau loji kuasa nuklear dari lokaliti di mana ia ditangani, tenaga bergerak dengan arus yang kecil (relatif). Pengguna, sebaliknya, perlu menerima kuasa dengan parameter standard yang diberikan, yang di negara kita sepadan dengan 220 volt (atau 380 V interphase). Sekarang kita tidak memerlukan langkah naik, seperti pada input talian kuasa, tetapi pencawang step-down. Tenaga elektrik dibekalkan kepada peranti pengedaran supaya lampu menyala di rumah, danpemutar mesin berputar di kilang.

Apa yang ada di gerai?

Daripada perkara di atas, jelas bahawa bahagian terpenting dalam pencawang ialah pengubah, dan biasanya tiga fasa. Mungkin ada beberapa. Sebagai contoh, pengubah tiga fasa boleh digantikan dengan tiga fasa tunggal. Bilangan yang lebih besar mungkin disebabkan oleh penggunaan kuasa yang tinggi. Reka bentuk peranti ini berbeza, tetapi dalam apa jua keadaan, ia mempunyai dimensi yang mengagumkan. Lebih banyak kuasa diberikan kepada pengguna, lebih serius struktur itu kelihatan. Peranti pencawang elektrik, bagaimanapun, adalah lebih kompleks, dan termasuk lebih daripada sekadar pengubah. Terdapat juga peralatan yang direka untuk menukar dan melindungi unit mahal, dan selalunya untuk penyejukannya. Bahagian elektrik stesen dan pencawang juga mengandungi papan suis yang dilengkapi dengan peralatan kawalan dan pengukur.

Transformer

Tugas utama struktur ini adalah untuk menyampaikan tenaga kepada pengguna. Sebelum menghantar, voltan mesti dinaikkan, dan selepas menerimanya, diturunkan ke tahap standard.

Dengan semua fakta bahawa litar pencawang elektrik merangkumi banyak elemen, yang utama masih merupakan pengubah. Tiada perbezaan asas antara peranti produk ini dalam bekalan kuasa konvensional perkakas rumah dan reka bentuk industri berkuasa tinggi. Transformer terdiri daripada belitan (utama dan sekunder) dan litar magnet yang diperbuat daripada ferromagnet, iaitu bahan (logam) yang menguatkan medan magnet. Pengiraanperanti ini adalah tugas pendidikan yang agak standard untuk pelajar universiti teknikal. Perbezaan utama antara pengubah pencawang dan rakan sejawatannya yang kurang berkuasa, yang ketara, sebagai tambahan kepada saiz, adalah kehadiran sistem penyejukan, yang merupakan satu set saluran paip minyak yang mengelilingi belitan yang dipanaskan. Mereka bentuk pencawang elektrik, walau bagaimanapun, bukanlah satu tugas yang mudah, kerana banyak faktor mesti diambil kira, daripada keadaan iklim hingga sifat beban.

Kuasa daya tarikan

Bukan hanya rumah dan perniagaan yang menggunakan tenaga elektrik. Semuanya jelas di sini, anda perlu menggunakan 220 volt AC berbanding bas neutral atau 380 V antara fasa pada frekuensi 50 Hertz. Tetapi terdapat juga pengangkutan elektrik bandar. Trem dan bas troli memerlukan voltan yang tidak berselang-seli, tetapi tetap. Dan berbeza. Perlu ada 750 Volt pada wayar kenalan trem (berbanding dengan tanah, iaitu rel), dan bas troli memerlukan sifar pada satu konduktor dan 600 Volt DC pada yang lain, pelindung roda getah adalah penebat. Ini bermakna pencawang yang sangat berkuasa yang berasingan diperlukan. Tenaga elektrik ditukar padanya, iaitu, ia diperbetulkan. Kuasanya sangat besar, arus dalam litar diukur dalam beribu-ribu ampere. Peranti sedemikian dipanggil peranti draf.

Perlindungan pencawang

Kedua-dua pengubah dan penerus berkuasa (dalam kes bekalan kuasa cengkaman) adalah mahal. Jika adakeadaan kecemasan, iaitu litar pintas, arus akan muncul dalam litar penggulungan sekunder (dan, akibatnya, yang utama). Ini bermakna keratan rentas konduktor tidak dikira. Pencawang pengubah elektrik akan mula menjadi panas kerana penjanaan haba rintangan. Sekiranya senario sedemikian tidak diramalkan, maka akibat litar pintas di mana-mana talian persisian, wayar penggulungan akan cair atau terbakar. Untuk mengelakkan perkara ini berlaku, pelbagai kaedah digunakan. Ini ialah perlindungan pembezaan, gas dan arus lebih.

Differential membandingkan nilai semasa dalam litar dan belitan sekunder. Perlindungan gas diaktifkan apabila produk pembakaran penebat, minyak, dsb. muncul di udara. Perlindungan semasa mematikan pengubah apabila arus melebihi nilai set maksimum.

Pencawang pengubah hendaklah ditutup secara automatik juga sekiranya berlaku sambaran petir.

Jenis pencawang

Mereka berbeza dari segi kuasa, tujuan dan peranti. Mereka yang berfungsi hanya untuk menambah atau mengurangkan voltan dipanggil pengubah. Jika perubahan dalam parameter lain juga diperlukan (pembetulan atau penstabilan frekuensi), maka pencawang itu dipanggil pencawang pengubah.

Mengikut reka bentuk seni bina mereka, pencawang boleh dipasang, terbina dalam (bersebelahan dengan kemudahan utama), intrashop (terletak di dalam kemudahan pengeluaran) atau mewakili bangunan tambahan yang berasingan. Dalam sesetengah kes, apabila kuasa tinggi tidak diperlukan (semasa mengatur bekalan kuasapenempatan kecil), struktur tiang pencawang digunakan. Kadangkala menara penghantaran kuasa digunakan untuk meletakkan pengubah, di mana semua peralatan yang diperlukan dipasang (fius, penangkap, pemutus sambungan, dll.).

Rangkaian dan pencawang elektrik dikelaskan mengikut voltan (sehingga 1000 kV atau lebih, iaitu voltan tinggi) dan kuasa (contohnya, daripada 150 VA hingga 16 ribu kVA).

Mengikut tanda skema sambungan luaran, pencawang dibahagikan kepada nod, dead-end, through dan branch.

Di dalam sel

Ruang di dalam pencawang, di mana pengubah, bar bas dan peralatan yang memastikan operasi keseluruhan peranti, dipanggil ruang. Ia boleh dipagar atau ditutup. Perbezaan antara cara mengasingkannya dari ruang sekeliling adalah kecil. Ruang tertutup adalah bilik terpencil sepenuhnya, dan bilik berpagar terletak di belakang dinding bukan pepejal (jaring atau kekisi). Mereka dibuat, sebagai peraturan, oleh perusahaan perindustrian mengikut reka bentuk standard. Penyelenggaraan sistem bekalan kuasa dijalankan oleh kakitangan terlatih dengan kebenaran dan kelayakan yang diperlukan, disahkan oleh dokumen rasmi mengenai kebenaran untuk bekerja pada talian voltan tinggi. Penyeliaan operasi pengendalian pencawang dijalankan oleh juruelektrik atau jurutera kuasa yang bertugas, terletak berhampiran papan suis utama, yang mungkin terletak jauh dari pencawang.

Pengedaran

Ada satu lagi fungsi penting yang dilakukan oleh pencawang kuasa. Tenaga elektrik diagihkan antarapengguna mengikut piawaian mereka, dan sebagai tambahan, beban ketiga-tiga fasa haruslah seragam yang mungkin. Agar tugas ini berjaya diselesaikan, terdapat peranti pengedaran. Alat suis beroperasi pada voltan yang sama dan mengandungi peranti yang melakukan pensuisan dan melindungi talian daripada beban lampau. Alat suis disambungkan kepada pengubah dengan fius dan pemutus (kutub tunggal, satu untuk setiap fasa). Peranti pengedaran mengikut lokasi dibahagikan kepada terbuka (terletak di udara terbuka) dan tertutup (terletak di dalam rumah).

Keselamatan

Semua kerja yang dilakukan di pencawang elektrik diklasifikasikan sebagai sangat berisiko, oleh itu, ia memerlukan langkah kecemasan untuk memastikan keselamatan pekerja. Pada asasnya, pembaikan dan penyelenggaraan dijalankan dengan pemadaman sepenuhnya atau sebahagian. Selepas voltan diputuskan (juru elektrik menyebut "dialih keluar"), dengan syarat semua toleransi yang diperlukan telah disediakan, bar pembawa arus dibumikan untuk mengelakkan pengaktifan secara tidak sengaja. Papan tanda amaran "Orang sedang bekerja" dan "Jangan hidupkan!" Juga bertujuan untuk ini. Kakitangan yang berkhidmat di pencawang voltan tinggi dilatih secara sistematik, dan kemahiran serta pengetahuan yang diperoleh dipantau secara berkala. Toleransi No. 4 memberikan hak untuk melakukan kerja pada pemasangan elektrik melebihi 1 kV.