Трансформаторная станция относится к одному из незаменимых звеньев энергоснабжающей системы от населенных пунктов до промышленных объектов. Благодаря ей в быту пользователи получают электричество в пределах нормы – 220 или 380 В – в зависимости от количества фаз. Разберем, что собой представляет, как устроена и работает, для чего предназначается и где применяется трансформаторная будка, какие функции выполняет, а также как классифицируется.
В быту трансформаторная подстанция служит для понижения напряжения и распределения электроэнергии между домами
Трансформаторная подстанция – что это такое, устройство, принцип работы, назначение и применение
Специальное сооружение для повышения или понижения, приема, отдачи и перераспределения электрической энергии называется трансформаторной станцией. В основе ее работы лежит принцип изменения характеристик электросети с помощью силового трансформатора.
В состав станции входят следующие рабочие узлы:
- Силовой трансформатор. Предназначается для увеличения или уменьшения номинала переменного тока.
- Устройство распределения преобразованной электроэнергии по отдельным направлениям.
- Прибор автоматического контроля и настроек. Формирует и поддерживает заданную частоту тока.
- Защита для поддержки станции в рамках заданных параметров.
- Дополнительные элементы.
В упрощенном представлении назначение трансформаторных станций сводится к приему, изменению, перераспределению и отдачи электроэнергии. В основе работы лежит силовой трансформатор. При этом принцип действия сводится к следующему:
- Ток подается на вход и поступает на первичную обмотку.
- В результате образуется переменное магнитное поле, а от него магнитный поток.
Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции между 1-ой и 2-ой обмотками, соединенными общим сердечником
- Перемещаясь по электропроводящему сердечнику, э/м-поле индуцирует ток во вторичной обмотке.
- При подключении нагрузки на выходные контакты возникает заданная разность потенциалов.
Величина напряжения на выходе зависит от соотношения витков 1-ой и 2-ой обмоток. В зависимости от того, на какой стороне будет больше или меньше намотки, трансформатор понижает или повышает электроэнергию.
Трансформаторные подстанции (ТП) находят самое широкое применение для электроснабжения различных объектов – это, прежде всего, такие сферы:
- Промышленные предприятия. Используются для снабжения участков электроэнергией с заданными характеристиками. Способствуют быстрой организации объекта электропитанием.
- Жилищно-коммунальное хозяйство. По местам в населенных пунктах монтируются комплексные ТП заданной мощности и подходящего типа конструкции.
- Транспортные отрасли – железная дорога, метро и т. п. Для электропитания транспортных средств и обслуживающего оборудования.
Трансформаторные подстанции находят широкое применение – в быту, коммунальном хозяйстве, транспорте, промышленности
- Строительные площадки. Обеспечивают работу электроинструмента, систем освещения. Предупреждают аварийные ситуации, контролируют расход энергии, выдают строго заданное напряжение.
На заметку! В сельскохозяйственной отрасли и удаленных населенных пунктах нередко применяются передвижные трансформаторные подстанции в виде шкафов.
Функции
Трансформаторные электроподстанции выполняют следующий ряд функций:
- Изменение номинала тока. Это главная задача ТП. В зависимости от требований по электроснабжению объекта напряжение снижается или повышается. Высоковольтные модификации увеличивают ток для передачи на расстояние, средне- и низковольтные – для снижения и раздачи потребителям.
- Транспортировка – прием, распределение, передача. В непосредственной близости к электростанциям располагаются ТП высокого номинала для передачи напряжения на ЛЭП. На местности у домов, предприятий и прочих объектах устанавливаются станции понижающего назначения – средне- и низковольтные.
Прежде чем электричество с электростанции поступит на ЛЭП, величину его напряжения повышают с помощью специального трансформатора
- Регулировка характеристик. Трансформатор стабилизирует напряжение и надежно защищает оборудование и проводку. Кроме того, благодаря возможности изменения уровня обмоток в автотрансформаторах появляется возможность настраивать и держать желаемый уровень напряжения.
- Безопасность. Трансформаторные будки оснащены особыми изоляторами и предохраняющими устройствами, что создает безопасные условия эксплуатации оборудования, сетей и работы людей.
- Предупреждение реактивной мощности. Некоторые модели трансформаторов оснащены функцией фильтрации и компенсации, благодаря чему значительно возрастает качество электроснабжения.
- Резервное электропитание. ТП могут применяться в качестве аварийного источника питания, когда связаны с локальными энергогенерирующими установками.
Трансформаторная электроподстанция также защищает от избыточного нагрева и образования вихревых токов в проводниках, что неизбежно возникало бы при транспортировке электроэнергии на дальние расстояния.
Будка-трансформатор стабилизирует бытовое электричество и создает безопасные условия для его потребления
Обратите внимание! Станции-трансформаторы изготавливаются специальными заводами. Устанавливаются, обслуживаются и ремонтируются они специалистами электроэнергетической компании.
Классификация
В электрике применяются различные ТП, имеющие типовое обозначение – их расшифровка производится в соответствии с классификацией по следующим признакам:
- Назначение.
По возможностям изменения величины напряжения станции делятся на такие виды:
- УРП – подстанция узловая распределительная. Рабочее напряжение 110-220 кВ, распределение – 35-220 кВ. Предназначается для промышленных объектов.
- ГПП – подстанция главная понизительная. Работает с номиналом на входе от 35 до 220 кВ. Основная функция – распределение измененного пониженного напряжения по точкам потребления.
- ПГВ – подстанция глубокого ввода. Работает с вводным напряжением 35-220 кВ. Подключается напрямую к электростанции. Служит точкой распределения для групп подстанций.
Трансформаторная электростанция может питать один объект, группу, микрорайон или целый населенный пункт
К отдельному подвиду относятся ТП – тяговые подстанции, называемые также трансформаторными пунктами, с номиналом на выходе 220-400 вольт. Служат источником питания транспортных средств и других объектов, работающих в таком диапазоне значений характеристик сети.
- Напряжение.
ТП разделяются по величине выдаваемого напряжения на 3 вида:
- Высоковольтные. Номинал от 100 кВ. Предназначаются для транспортировки электроэнергии.
- Средневольтные. Напряжение в рамках 1-100 кВ. Применяются в промышленной сфере.
- Низковольтные. На выходе выдаются не более 1000 В.
В бытовой сфере наиболее распространены будки-трансформаторы последнего типа. Именно они питают дома, офисы, магазины.
В быту применяются низковольтные модификации будок-трансформаторов, выдающих не более 1 кВ
- По обслуживаемой территории.
В зависимости от площади обслуживаемой территории трансформаторные электроподстанции бывают следующих видов:
- Локальные. Питают один объект или несколько рядом расположенных.
- Местные. Формируют электроснабжение многих потребителей в рамках одного микрорайона.
- Районные. Подают электроэнергию целому населенному пункту.
Справка! Будки-трансформаторы внешне различаются по ряду признаков – типу материала, виду основания, форме, возможности установки внутри или снаружи.
Видео описание
Видео-обзор устройства, работы и особенностей трансформаторной подстанции из кирпича:
Коротко о главном
Трансформаторная подстанция принимает и отдает, повышает или понижает, а также перераспределяет электроэнергию. Помимо силового трансформатора в ее состав входят – устройство перераспределения, прибор контроля, защита и различные дополнения.
Работает будка-трансформатор по принципу электромагнитной индукции между первичной и вторичной обмотками с общим сердечником. Применение находит в различных областях – от промышленности до бытовой и коммунальной сферы.
Подстанция-трансформатор выполняет такой ряд функций:
- Изменение напряжение.
- Транспортировка электроэнергии.
- Регуляция характеристик тока.
- Формирование безопасных условий.
- Предотвращение реактивной мощности.
- Аварийное электропитание.
Классифицируется по ряду признаков – назначению, напряжению, площади обслуживаемой территории и проч.