Antes de que la electricidad de una planta de energ铆a llegue a nuestra toma de corriente, su voltaje se incrementa primero a cientos de miles de voltios, y luego se vuelve a bajar a 220V. Realizan tales transformaciones en subestaciones transformadoras.
La caracter铆stica m谩s importante de una subestaci贸n son los niveles de voltaje en los lados superior e inferior. Lo que est谩 escrito en el t铆tulo solo significa que hay 220 mil voltios en el lado superior y dos niveles de voltaje de 110 y 20 kV en el lado inferior. Es decir, de hecho, estas son dos subestaciones en el mismo territorio. Y en nuestra salida de acuerdo con la clasificaci贸n de los ingenieros de potencia de 0.4 kV, es por eso. eso entre las fases es de 400 voltios (antes era 380 pero los est谩ndares han cambiado hace mucho tiempo).
La subestaci贸n comienza
con un tablero abierto con una sesi贸n informativa de seguridad, luego vamos al lado superior de la subestaci贸n en un tablero abierto - tablero exterior.
En t茅rminos generales, las l铆neas el茅ctricas, los seccionadores, los interruptores con aislamiento de gas y los portales con secciones de bus son visibles.
Los portales son estructuras met谩licas por encima de toda la econom铆a visible, y la secci贸n del bus es la parte del circuito de la subestaci贸n que se puede desconectar del resto del circuito mediante interruptores y seccionadores. Esta subestaci贸n puede alimentarse desde cualquier extremo de la l铆nea de alimentaci贸n y tambi茅n puede desconectar la l铆nea. No s茅 acerca de esta l铆nea de alimentaci贸n en particular, pero a diferencia del cable de alimentaci贸n de su PC, en el que la corriente siempre proviene de la toma de corriente, las l铆neas de alta tensi贸n se incluyen en su mayor parte en un solo sistema de alimentaci贸n y la energ铆a de dichas l铆neas puede fluir desde diferentes fuentes (ubicadas desde diferentes lados de la l铆nea) a diferentes consumidores en diferentes momentos. Para hacer esto, todos los generadores incluidos en una sola red operan estrictamente sincr贸nicamente.
La conmutaci贸n de la l铆nea de 220 kV se realiza mediante interruptores aislados con gas.
El gas SF6 o el hexafluoruro de azufre se bombea a los disyuntores para una mejor extinci贸n del arco cuando los contactos est谩n desconectados. Todos notaron una chispa en el interruptor de la casa o en el enchufe cuando se apag贸 el enchufe; este es el mismo principio, pero muchos 贸rdenes de magnitud m谩s. Hay interruptores autom谩ticos de vac铆o y aceite, pero SF6 se considera el m谩s confiable hoy para este nivel de voltaje.
En la foto mostr茅 un medidor de presi贸n, se puede ver desde el suelo para que un empleado pueda diagnosticar una fuga de gas. Este modelo de disyuntor de gas de fuga no se puede apagar bajo carga, colapsar谩.
Adem谩s, los seccionadores est谩n necesariamente presentes en las subestaciones rusas:
Esto es esencialmente tambi茅n un interruptor, pero completamente abierto, puede desconectar el seccionador solo sin carga. Es necesario para crear una "brecha f铆sica visible": este es un requisito previo para la ejecuci贸n segura del trabajo en las instalaciones de la subestaci贸n. Es decir, no es suficiente apagar el disyuntor SF6 y conectarlo a tierra, es necesario que sea visible una interrupci贸n f铆sica.
Los interruptores y seccionadores pueden controlarse tanto desde el panel de control de la subestaci贸n como de forma manual utilizando manijas especiales.
Uno de los dispositivos interesantes para un ingeniero electr贸nico: una trampa de alta frecuencia
De hecho, la bobina y el condensador forman el filtro LC, que no pasa una se帽al de alta frecuencia a la red. Una se帽al de alta frecuencia proviene de otra subestaci贸n o estaci贸n de energ铆a, su frecuencia est谩 en la regi贸n de 40 kHz y se utiliza para transmitir informaci贸n, principalmente un sistema de protecci贸n y automatizaci贸n. La velocidad de transmisi贸n es muy baja, pero la fiabilidad del m茅todo se ha demostrado durante d茅cadas y este tipo de comunicaci贸n se requiere al construir tales objetos. La potencia de la se帽al es del orden de 1 kV y es muy dif铆cil distorsionarla o amortiguarla t茅cnicamente.
Es imposible medir directamente corrientes y voltajes en tales redes con dispositivos, por lo tanto, los transformadores se utilizan para la operaci贸n de automatizaci贸n y mediciones. Vimos un transformador de corriente en la imagen con un interruptor aislado con gas, y los transformadores de voltaje se ven as铆:
Despu茅s de la conversi贸n, obtenemos un m谩ximo de 100 voltios o 5 amperios: todos los instrumentos de medici贸n de blindaje y dispositivos de protecci贸n y automatizaci贸n de rel茅s (protecci贸n y automatizaci贸n de rel茅s) est谩n configurados para estos valores. A diferencia de los controladores industriales est谩ndar: 1-10V y 4-20mA, los niveles de 100V y 5A son mucho m谩s resistentes a las interferencias.
Otro dispositivo en el lado superior es la protecci贸n contra sobretensiones:
Con un rayo, la resistencia del varistor cae bruscamente y arroja el exceso de energ铆a al suelo. Y s铆, funciona en 190kV, porque en una l铆nea de transmisi贸n de energ铆a de 220kV cada fase con respecto a la tierra tiene un potencial de menos de 190kV.
Y aqu铆 est谩 el coraz贸n de la subestaci贸n: un autotransformador de 250MVA (megavoltio amperio):
El transformador tiene muchos dispositivos para garantizar su funcionamiento y protecci贸n. En caso de incendio, se extingue con agua, aunque el aceite no se extingue con agua, pero si no hay dinero para hacer espuma y realmente lo desea, puede hacerlo con agua. Se utiliza un sistema de rociado durante el funcionamiento del cual se forma una nube de vapor y agua alrededor del transformador, que bloquea el acceso de ox铆geno y el fuego se detiene.
Se llama autotransformador porque tiene una conexi贸n entre los devanados primario y secundario como en LATR, y se cree que su eficiencia es mayor que la de un transformador cl谩sico.
Este transformador tiene dos devanados secundarios 110 y 10. Un devanado de 10 kV se usa solo para autoabastecimiento. Como ha demostrado la pr谩ctica, si el devanado de 10Kw se carga a un valor nominal, entonces no se forman campos electromagn茅ticos y se forman pernos, con los cuales se atornilla el fondo del transformador y comienza a brillar.
La carga en la red no es constante y este transformador tambi茅n proporciona regulaci贸n de voltaje para la carga.
El mango se puede girar solo durante la reparaci贸n y el ajuste, durante las horas de trabajo, solo el accionamiento el茅ctrico y la automatizaci贸n.
En todo el lado alto (por cierto, lo llaman alto por el nivel de voltaje, todo est谩 f铆sicamente en el mismo plano) las grietas de las descargas se escuchan constantemente y esto se cansa r谩pidamente.
Despu茅s del autotransformador, el lado bajo comienza con un nivel de voltaje de 110
Aqu铆 todo es igual: interruptores abiertos, interruptores, portales, secciones de autobuses ...
Transformadores de voltaje:
Seccionadores e interruptores:
Y la electricidad va a otras subestaciones.
Pero tambi茅n hay un segundo lado bajo, comienza despu茅s del transformador 110/20
El transformador es m谩s peque帽o, el sistema de enfriamiento es pasivo, ya es un transformador cl谩sico y no un autotransformador. Pero todos los sistemas de drenaje de petr贸leo y aire, protecci贸n tambi茅n est谩n presentes. Hay silencio en el lado 110, no hay descargas de bacalao en absoluto.
El lado m谩s bajo de la subestaci贸n es de 20kV. representado por la celda interior - celda cerrada
Si en una celda exterior de 220 kV est谩 prohibido acercarse a las partes activas a menos de 4 metros, en una celda interior de 20 kV puede tocar el equipo de manera segura
Todo est谩 cerrado, marcado, controlado por control remoto o manualmente, es imposible abrir una celda as铆, todo est谩 bloqueado por la automatizaci贸n.
Para la reparaci贸n, las celdas se despliegan en los siguientes carros:
Para el control y la gesti贸n, se utilizan controladores dom茅sticos:
A continuaci贸n, se suministra un voltaje de 20 kV a las subestaciones locales a trav茅s de cables subterr谩neos. Las redes con un voltaje superior a 0,4 kV est谩n aisladas del suelo (bueno, no del todo al 100%, pero no existe un cero habitual en dichas redes). En el caso de una aver铆a en el suelo, la corriente fluye, pero se percibe como un consumo normal, y el arco al mismo tiempo estropea el aislamiento del cable y, en 煤ltima instancia, provoca da帽os y un cortocircuito de interfase. Para evitar esto, se les ocurri贸 un sistema especial:
Se coloca un transformador con un punto medio en tres fases del cable, y con una carga igual en las fases, el voltaje en el punto medio con respecto a la tierra es cero, y cuando la tierra est谩 en cortocircuito, el voltaje aumenta y es un indicador del problema. Para identificar un cable espec铆fico. en el que se ha producido un cortocircuito, use resistencias grandes.
Tambi茅n hay bobinas de supresi贸n de arco que le permiten compensar la diferencia de potencial, extinguir el arco y, seg煤n las historias, a veces el aislamiento se retrasa y no es necesario reparar el cable.
Consola principal de subestaci贸n:
En los gabinetes se dibuja un diagrama de la subestaci贸n y los controles est谩n inscritos en el circuito; antes de la entrada, se recuerda estrictamente que no se giran ni se presionan las perillas. Detr谩s de la consola hay muchos gabinetes con sistemas de alimentaci贸n de CA y CC (todas las protecciones funcionan en una red de CC totalmente aut贸noma), sistemas de alarma, sistemas de extinci贸n de incendios, etc. Todos estan cerrados.
As铆 es como se ve un dispositivo de comunicaci贸n de alta frecuencia, lo que est谩 conectado a una trampa de alta frecuencia y se comunica con su propio tipo en otras subestaciones.
En conclusi贸n, se nos permiti贸 entrar a la sala de telemetr铆a y RPA: esperaba algo interesante, pero la sala estaba llena de armarios cerrados con abreviaturas incomprensibles. No quedaba tiempo y no era posible pedir detalles.
Aqu铆 est谩 uno de los armarios donde hay algo visible:
En la foto, convertidores de nivel universal que convierten 100V 5A a 24V 20mA
Una parte del equipo de protecci贸n y automatizaci贸n de rel茅s se ensambla en rel茅s mec谩nicos, una parte en controladores l贸gicos. Toda la informaci贸n se muestra en la estaci贸n de trabajo del despachador en la pantalla de la PC, desde donde se puede controlar. Adem谩s, toda la informaci贸n va al centro de control central de la organizaci贸n de la red.
En esto nuestro recorrido termin贸, entreg贸 los cascos y una vez m谩s mirando desde el lado del tablero al aire libre, escoltados por los guardias abandonaron el territorio.
Desde el punto de vista de m铆 como profesional de TI, los enfoques de protecci贸n, bloqueo, administraci贸n y control est谩n organizados al m谩s alto nivel, se puede decir "hierro": es muy posible pedir prestado al construir sistemas de informaci贸n.