Avant que l'électricité d'une centrale électrique n'atteigne notre prise, sa tension est d'abord augmentée à des centaines de milliers de volts, puis redescendue à 220V. Ils font de telles transformations aux postes de transformation.
La caractéristique la plus importante d'une sous-station est les niveaux de tension sur les côtés supérieur et inférieur. Ce qui est écrit dans le titre signifie simplement qu'il y a 220 000 volts sur le côté supérieur et deux niveaux de tension de 110 et 20 kV sur le côté inférieur. Autrement dit, ce sont deux sous-stations sur le même territoire. Et dans notre point de vente selon la classification des ingénieurs de puissance de 0,4 kV, c'est pourquoi. celui entre les phases est de 400 volts (avant c'était 380 mais les normes ont changé depuis longtemps).
La sous-station commence
par un appareillage ouvert avec un briefing de sécurité, puis nous allons vers le côté supérieur de la sous-station dans un appareillage ouvert - appareillage extérieur.
En termes généraux, les lignes électriques, les sectionneurs, les commutateurs isolés au gaz et les portails avec des sections de bus sont visibles.
Les portails sont des structures métalliques au-dessus de toute l'économie visible, et la section de bus est la partie du circuit de la sous-station qui peut être déconnectée du reste du circuit par des interrupteurs et des sectionneurs. Cette sous-station peut être alimentée par l'une ou l'autre extrémité de la ligne électrique et peut également déconnecter la ligne. Je ne connais pas cette ligne d'alimentation particulière, mais contrairement au cordon d'alimentation de votre PC, dans lequel le courant provient toujours de la prise, les lignes électriques haute tension sont pour la plupart incluses dans un seul système d'alimentation et l'énergie de ces lignes peut provenir de différentes sources (situées de différentes côtés de la ligne) à différents consommateurs à différents moments. Pour ce faire, tous les générateurs inclus dans un même réseau fonctionnent de manière strictement synchrone.
La commutation de la ligne 220 kV est réalisée par des interrupteurs isolés au gaz.
Du gaz SF6 ou de l'hexafluorure de soufre est pompé dans les disjoncteurs pour une meilleure extinction de l'arc lorsque les contacts sont déconnectés. Tout le monde a remarqué une étincelle dans l'interrupteur de la maison ou dans la prise lorsque la fiche a été coupée - c'est le même principe, mais de nombreux ordres de grandeur de plus. Il existe des disjoncteurs à vide et à huile, mais le SF6 est considéré aujourd'hui comme le plus fiable pour ce niveau de tension.
Sur la photo, j'ai montré un manomètre, il peut être vu du sol afin qu'un employé puisse diagnostiquer une fuite de gaz. Ce modèle de disjoncteur de fuite de gaz ne peut pas être éteint sous charge - il s'effondrera.
De plus, des sectionneurs sont nécessairement présents dans les sous-stations russes:
Il s'agit essentiellement d'un interrupteur, mais complètement ouvert, vous pouvez déconnecter le sectionneur uniquement sans charge. Il est nécessaire de créer un «écart physique visible» - c'est une condition préalable à l'exécution sûre des travaux dans les installations des postes. Autrement dit, il ne suffit pas de couper le disjoncteur SF6 et de le mettre à la terre, il est nécessaire qu'une coupure physique soit visible.
Les interrupteurs et sectionneurs peuvent être contrôlés à partir du panneau de commande de la sous-station et manuellement à l'aide de poignées spéciales.
L'un des dispositifs intéressants pour un ingénieur en électronique: un piège haute fréquence
En fait, la bobine et le condensateur constituent le filtre LC, qui ne transmet pas de signal haute fréquence au réseau. Un signal haute fréquence provient d'une autre sous-station ou centrale, sa fréquence est de l'ordre de 40 kHz, et est utilisé pour transmettre des informations, principalement un système de protection et d'automatisation. La vitesse de transmission est très faible, mais la fiabilité de la méthode a fait ses preuves depuis des décennies et ce type de communication est nécessaire lors de la construction de tels objets. La puissance du signal est de l'ordre de 1 kV et il est très difficile de la déformer ou de l'amortir techniquement.
Il est impossible de mesurer directement les courants et les tensions dans de tels réseaux avec des appareils, donc des transformateurs sont utilisés pour le fonctionnement de l'automatisation et des mesures. Nous avons vu un transformateur de courant dans l'image avec un interrupteur isolé au gaz, et les transformateurs de tension ressemblent à ceci:
Après la conversion, nous obtenons un maximum de 100 volts ou 5 ampères - tous les instruments de mesure de blindage et les dispositifs de protection et d'automatisation de relais (protection de relais et automatisation) sont configurés pour ces valeurs. Contrairement aux contrôleurs industriels standard: 1-10V et 4-20mA, les niveaux de 100V et 5A sont beaucoup plus résistants aux interférences.
Un autre appareil sur le côté supérieur est la protection contre les surtensions:
Avec un coup de foudre, la résistance de la varistance chute fortement et rejette l'excès d'énergie dans le sol. Et oui, cela fonctionne sur 190 kV, car dans une ligne de transport d'énergie à 220 kV, chaque phase par rapport à la terre a un potentiel inférieur à 190 kV.
Et voici le cœur de la sous-station - un autotransformateur 250MVA (ampère mégavolt):
Le transformateur dispose de nombreux dispositifs pour assurer son fonctionnement et sa protection. En cas d'incendie, il est éteint avec de l'eau, bien que le pétrole ne soit pas éteint avec de l'eau, mais s'il n'y a pas d'argent pour la gestion de la mousse et que vous le voulez vraiment, vous pouvez utiliser de l'eau. Un système de pulvérisation est utilisé pendant le fonctionnement dont un nuage de vapeur et d'eau se forme autour du transformateur, ce qui bloque l'accès à l'oxygène et les coupe-feu.
Il est appelé un autotransformateur car il a une connexion entre les enroulements primaire et secondaire comme dans LATR - et on pense que son efficacité est supérieure à celle d'un transformateur classique.
Ce transformateur a deux enroulements secondaires 110 et 10. Un enroulement de 10 kV est utilisé uniquement pour l'auto-alimentation. Comme la pratique l'a montré, si l'enroulement de 10 kW est chargé à sa valeur nominale, des champs électromagnétiques et des boulons non formés sont alors formés, avec lesquels le fond du transformateur est vissé et commence à briller.
La charge dans le réseau n'est pas constante et ce transformateur fournit également une régulation de tension pour la charge
La poignée ne peut être tordue que pendant la réparation et le réglage, pendant les heures de travail - uniquement l'entraînement électrique et l'automatisation.
Sur tout le côté haut (d'ailleurs, ils l'appellent haut par le niveau de tension, tout est physiquement dans le même plan) les fissures des décharges sont constamment entendues et cela se fatigue rapidement.
Après l'autotransformateur, le côté bas commence avec un niveau de tension de 110
Ici, tout est pareil: appareillage ouvert, interrupteurs, portails, sections de bus ...
Transformateurs de tension:
Sectionneurs et interrupteurs:
Et l'électricité va à d'autres sous-stations
Mais il y a aussi un deuxième côté bas, qui démarre après le transformateur 110/20
Le transformateur est plus petit, le système de refroidissement est passif, c'est déjà un transformateur classique et non un autotransformateur. Mais tous les systèmes de drainage d'huile et d'air, une protection sont également présents. Il y a du silence du côté 110, pas de décharges de morue du tout.
Le côté le plus bas de la sous-station est de 20 kV. représenté par l'appareillage intérieur - appareillage fermé
Si sur un appareillage extérieur 220 kV, il est interdit de s'approcher plus près des pièces sous tension à moins de 4 mètres, dans un appareillage intérieur 20kV, vous pouvez toucher l'équipement en toute sécurité
Tout est fermé, marqué, contrôlé par télécommande ou manuellement, il est impossible d'ouvrir une cellule comme ça - tout est bloqué par l'automatisation.
Pour réparation, les cellules sont déroulées sur les chariots suivants:
Pour le contrôle et la gestion, des contrôleurs domestiques sont utilisés:
Ensuite, une tension de 20 kV est fournie aux sous-stations locales via des câbles souterrains. Les réseaux avec une tension supérieure à 0,4 kV sont isolés du sol (enfin, pas tout à fait 100%, mais il n'y a pas de zéro habituel dans de tels réseaux). En cas de panne au sol, le courant circule néanmoins, mais est perçu comme une consommation normale, et l'arc gâche en même temps l'isolation du câble et conduit finalement à son endommagement et à un court-circuit interphase. Pour éviter cela, ils ont mis au point un système spécial:
Un transformateur avec un point médian est placé sur trois phases du câble, et avec une charge égale sur les phases, la tension au point médian par rapport à la terre est nulle, et lorsque la terre est court-circuitée, la tension augmente et est un indicateur du problème. Pour identifier un câble spécifique. dans lequel un court-circuit s'est produit, utilisez de grandes résistances.
Il existe également des bobines de suppression d'arc qui vous permettent de compenser la différence de potentiel, d'éteindre l'arc et, selon les histoires, l'isolation est parfois retardée et la réparation des câbles n'est pas nécessaire.
Console principale de la sous-station:
sur les armoires, un schéma de la sous-station est dessiné et les commandes sont inscrites dans le circuit - avant l'entrée, il est strictement rappelé qu'aucun bouton n'est tourné ou pressé. Derrière la console, il y a beaucoup d'armoires avec des systèmes d'alimentation AC et DC (toute la protection fonctionne sur un réseau DC entièrement autonome), des systèmes d'alarme, des systèmes d'extinction d'incendie, etc. Tous sont fermés.
Voici à quoi ressemble un appareil de communication haute fréquence, la chose même qui est connectée à un piège haute fréquence et communique avec son propre type dans d'autres sous-stations.
En conclusion, nous avons été autorisés à entrer dans la salle de télémétrie et RPA: je m'attendais à quelque chose d'intéressant, mais la salle était remplie d'armoires fermées avec des abréviations incompréhensibles. Il n'y avait plus de temps et il n'était pas possible de demander des détails.
Voici l'un des placards oĂą quelque chose est visible:
Sur la photo, des convertisseurs de niveau universels qui convertissent 100V 5A en 24V 20mA
Une partie des équipements de protection et d'automatisation des relais est montée sur des relais mécaniques, une partie sur des contrôleurs logiques. Toutes les informations sont affichées sur le poste de travail du répartiteur sur l'écran du PC, d'où elles peuvent être contrôlées. De plus, toutes les informations sont transmises au centre de contrôle central de l'organisation du réseau.
Sur ce, notre visite s'est terminée, a remis les casques et, une fois de plus, regardant du côté de l'appareillage extérieur, escorté par les gardes, a quitté le territoire.
Du point de vue de moi en tant que professionnel de l'informatique, les approches de la protection, du blocage, de la gestion, du contrôle sont organisées au plus haut niveau, on peut dire «iron» - il est tout à fait possible d'emprunter lors de la construction de systèmes d'information.