Muuntajat ja sähköasemakomponentit selitetty

Olet nähnyt niitä koko elämäsi: ne harmaat, sylinterimäiset tölkit, jotka istuvat naapurustosi sähköpylväiden päällä. Niin tavallisia, että tuskin kiinnitämme niihin huomiota, mutta he tekevät jotain melkein maagista, mikä mahdollistaa nykyaikaisen elämämme olemassaolon. Nämä muuntajina tunnetut laitteet ovat laulamattomia sankareita, jotka kohtaavat suurimman haasteen siirtää sähköä voimalaitoksesta kotiisi.

Johtojen läpi kulkeva sähkö on samanlaista kuin vesi, joka liikkuu putkien läpi. Sähköyhtiöt käyttävät erittäin voimakasta sähköistä "työntöä" tai jännitettä siirtääkseen paljon tehoa useiden kilometrien ajan. Sen lähettäminen alhaisella,-kotitalouksien turvallisella paineella olisi kuin veden työntämistä maan poikki puutarhaletkun läpi – suurin osa energiasta menettäisi kitkan ja lämmön vuoksi. Itse asiassa teollisuustietojen mukaan, jos kaksinkertaistamme jännitteen, voimme vähentää näitä energiahäviöitä 75%. Siksi muuntajat on jäähdytettävä; Tällaisen energian käsittely on kuumaa työtä.

Ja tässä on syy, miksi tehostetun ja pienentävän muuntajan toiminnoilla on merkitystä. Voimalaitoksella valtava "askel-ylös"-muuntaja nostaa jännitteen moottoritien tasolle, jotta se voi mennä kauas. Mutta korkeapaineinen-sähkö räjäyttäisi television heti pakkauksesta. Kun virta tulee lähemmäs sinua, joukko alas-{5}}muuntajia sähköasemilla alkaa laskea painetta, jotta ne voivat lähettää sen alueellesi. Ja se viimeinen harmaa tölkki ikkunasi ulkopuolella olevassa tangossa on viimeinen, tärkein askel. Tämän säiliön sisällä on käämiä ja jäähdytysöljyä, jotka käsittelevät tehomuuntajan sisällä olevaa ja suorittavat viimeisen "askeleen"{8}}alas. Se ottaa naapuruston{10}}jännitteen ja alentaa sen turvalliselle, käyttökelpoiselle tasolle, joka antaa virtaa valoille ja lataa puhelimesi, mikä täydentää täydellisesti sähkön uskomattoman matkan.

Muuntajat ovat yksi sähköaseman tärkeimmistä komponenteista, mutta tämän laitoksen todellinen tarkoitus on paljon suurempi. Jos muuntaja on vaihteisto, niin sähköasema on koko liikenteen risteys. Kuvittele se sähköverkon Grand Central Station -asemana: vilkas paikka, jossa sähköä ei vain vaihdeta, vaan myös lajitellaan, ohjataan ja lähetetään kaikenlaisiin paikkoihin. Ja tässä tapahtuu niin valtavan sähköverkon jakelujärjestelmän todellinen taika.

Aivan kuten vilkas rautatieasema käsittelee monista eri kaupungeista saapuvia junia, sähköaseman laitteet huolehtivat eri paikoista tulevasta sähköstä – ehkä kaukainen tuulipuisto yhdellä linjalla ja läheinen{0}}voimalaitos toisella. Valtavien kytkimien avulla se toimii elektronien lennonjohtajana. Se voi lähettää virtaa tietylle sitä tarvitsevalle naapurustolle, reitittää energiaa ongelmapaikan ympärille tai sekoittaa lähteitä niin, että tarjontaa on aina tarpeeksi kattamaan kysynnän. Tämä tärkeä lajittelutoiminto johtuu siitä, miksi sähköasemat sijoitetaan noihin erityisiin paikkoihin. Ne ovat risteyspisteitä laajojen,{5}}pitkien "valtioiden välisten sähköteiden" ja pienten "kaupunkikatujen" välillä, jotka palvelevat kaupunginosia. Ne ovat välttämättömiä-ramppeja ja liittymätasoja, jotka saavat kaiken toimimaan. Mutta kun kaikki tämä voima kulkee vain yhdestä paikasta, entä jos jokin rikkoutuu, esimerkiksi puu kaatuu linjalle myrskyn aikana?

Tämä erityinen skenaario – puun oksan putoaminen, salamanisku tai laitevika – aiheuttaa vaarallisen tilan, joka tunnetaan nimellä vika tai oikosulku. Ajattele sitä suurena vuodona sähköjärjestelmässä yhtäkkiä. Sen sijaan, että lähtisi aiottua reittiä pitkin, valtava voimaryöpy yrittää ottaa oikotien, vaarantaa ja tuhota kaiken siihen liittyvän. Tämän katastrofin estämiseksi sähköasemalla on oma vartija: katkaisija.

Ne eroavat kotisi katkaisijalaatikon pienistä kytkimistä; nämä ovat valtavia, erittäin{0}}nopeat turvalaitteet. Kun vika havaitaan, sähköaseman katkaisija laukeaa melkein heti pysäyttäen sähkövirran käsin. Toimii automaattisena hätäventtiilinä, joka katkaisee välittömästi vaurioituneen sähkölinjan osan muusta verkosta. Katkaisijoiden päätehtävä sähköasemalla on nopea, suojaava eristys.

Toisin kuin vanhanaikainen-sulake, joka on kertakäyttöinen-sulake, joka katkaisee virtapiirin, nämä valtavat katkaisijat voidaan nollata. Kun huoltotyöntekijät ovat korjanneet todelliset vauriot (kuten kaatuneen puun oksan poistamisen), on turvallista nollata katkaisin ja saada virta takaisin päälle. Tämä kyky toimia nollattavana korkeajännitekytkimenä on yksi nykyaikaisten muuntajan suojalaitteiden ja verkonhallinnan tärkeimmistä ominaisuuksista. Ilman niitä yksittäinen vika voisi aiheuttaa dominoilmiön, joka johtaa koko alueen sähkökatkoihin. Mutta nämä korkeajännitekojeistokomponentit toimivat vain, kun jokin on vialla. Miten sähköasema säilyttää kaiken tehokkaan sähkön turvallisesti sille määrätyllä tiellä normaalin käytön aikana? Ja niin tekee toinen laulamaton sankari, jonka olet todennäköisesti nähnyt ennen.

Sähkö on kuin vesi, se haluaa löytää helpoimman tien. Metalliset voimalinjat ovat erinomaisia ​​johtimia, ne ovat täydellisiä sähkön valtateitä. Mutta sitä tukeva iso terästorni on myös hyvä johdin, joka antaa ihmisille helpon mutta vaarallisen tavan laskeutua suoraan maahan. Jos jännitteinen johto koskettaa tornia, kaikki tämä energia menee hukkaan ja tornista tulee vaarallinen, koska se sähköistyy.

Tämän sähkövuodon pysäyttämiseksi sähkölinjan ja tornin väliin asetetaan erityinen este. Se on eristäjän tehtävä. Olet nähnyt ne keraami-, lasi- tai polymeerilevypinoina, jotka riippuvat tornin käsivarresta. Nämä materiaalit valitaan, koska ne johtavat huonosti sähköä. Ne toimivat aivan kuten vesiputken paksut seinät varmistaen, että sähkö pysyy johdon sisällä missä sen pitääkin olla. Erilaisia ​​sähköeristimiä on olemassa, mutta niillä kaikilla on yksi yhteinen piirre. Mitä korkeampi jännite, sitä suurempi paine sähkön on päästävä ulos, joten näet paljon näitä kiekkoja koukussa suuriin siirtolinjoihin – enemmän levyjä tarkoittaa parempaa eristystä. Nämä tärkeät sähköaseman osat ja suurjännitekojeiston osat ovat ensimmäinen puolustuslinja virran karkaamista vastaan. Mutta entä jos sähkö ei tulekaan voimalaitokselta, vaan se hyökkää ylhäältä salaman muodossa?

Salamanisku on suora isku sähköverkkoon, joka syöttää miljoonia voltteja mikrosekunnissa. Katkaisija on hyvä käsittelemään järjestelmän sisällä kertyviä ongelmia, mutta se on liian hidas reagoimaan tällaiseen nopeaan, ulkopuoliseen hyökkäykseen. Tätä nimenomaista vaaraa varten sähköasemilla on oma erityinen henkivartijansa – salamansuoja. Ne ovat yleensä korkeita posliinisylintereitä, jotka löytyvät suurten koneiden vierestä ja jotka valvovat ylhäältä tulevaa vaaraa.

Ajattele pysäytintä sähkön hätäuloskäyntinä. Normaaleissa olosuhteissa se ei tee mitään; se on kuin suljettu tie. Mutta kun tuo salaman aiheuttama valtava jännitepiikki tulee vastaan, pysäytin muuttuu avoimeksi portiksi. Ylijänniteohjaus, tämä prosessi ohjaa vaarallisen energian saamaan yksinkertaisen tien ulos seuraamalla polkua suoraan maahan ja välttämällä kalliita muuntajia. Se ohjaa tuhoavan voiman turvallisesti pois päävirtauksesta, mikä tekee siitä pohjimmiltaan erilaisen kuin katkaisija. Breaker on kytkin, joka avautuu pysäyttämään kaiken virtauksen, pysäytin on varoventtiili, joka ohjaa vaarallisen aallon katkaisematta virtaa. Se tekee siitä yhden tärkeimmistä muuntajan suojalaitteista. Salamansammuttimien päätehtävänä on ottaa vastaan ​​nuo suuret tärähdykset, jotta ne eivät aiheuta miljoonien dollarien arvoisia vahinkoja sähköaseman pääosiin. Nyt kun tiedämme, kuinka sähköasemat suojataan ulkoisilta vaaroilta, mitä tapahtuu kaikelle sähkölle sen jälkeen, kun se on turvallisesti tuotu sisään?

Kun sähkö on varastoitu turvallisesti sähköasemalle, se on järjestettävä ja ohjattava. Kuvittele, että sähköasema on vilkas lentokenttä; et halua kaikkien lentokoneiden yrittävän laskeutua samalle kiitotielle kerralla. Sitä varten virtakisko on. Virtakisko on vain valtava, raskas-virtajohto – iso metallipala, joka toimii kohtauspaikkana. Kaikki saapuvat korkeajännitejohdot menevät sinne, kaikki lähtevät johdot tulevat sieltä, yksi iso, tasainen sähköallas. Tämä energian keskittäminen on keskeinen ajatus siihen, miten sähköasemat järjestävät virtakiskonsa.

Tietenkin meidän on hallittava tätä virtaa. Mitä teemme, kun jokin laite vaatii työtä? Emme voi vain sammuttaa kaikkea virtaa. Tämä on mitä irrotuskytkimet tekevät. Nämä korkeajännitteiset kojeistokomponentit toimivat massiivisina sähkön laskusilloina. Kytkimen ollessa auki jää suuri, ilmeinen ilmatila, jonka yli sähkö ei voi hypätä, joten osa sähköasemasta eristyy ja ihmisille on turvallista korjata. Suljettu tarkoittaa, että "silta" on alhaalla ja virta kulkee vapaasti.

Kun yhdistämme nämä kaksi ideaa, ymmärrämme, kuinka joustava sähköasema on. Verkko-operaattorit voivat reitittää sähkön uudelleen käyttämällä kytkimiä eri johtojen kytkemiseen tai irrottamiseksi keskuskiskosta. He voivat vaihtaa sähköä lennossa kytkimien avulla. Joten he voivat irrottaa yhden sähköjohdon korjausta varten ja pitää loput toiminnassa, jolloin kaikki eivät saa virtaa. Juuri tämä keskusjakelun (kisko) ja tarkan ohjauksen (kytkimet) yhdistelmä tekee sähköasemasta niin hyvän. Seuraavan kerran kun ohitat sähköaseman, saatat huomata, että nämä osat ovat ulkona ilmaeristetyssä muodossa. Mutta suuressa kaupungissa se kaikki mahtuisi rakennuksen sisään pienempään kaasun{7}}eristettyyn sähköasemaan. Nyt kun tiedät tärkeimmät pelaajat, voit alkaa nähdä ruudukkoa ei jonkinlaisena mysteerinä, vaan järjestelmänä, jonka ymmärrät.

Ennen sähköverkko on saattanut esiintyä tuntemattomana, saavuttamattomana verkkona. Se surina, aidattu-piha valtatien varrella oli vain joukko hämmentäviä metallirakenteita. Mutta nyt näet, mitä se todella on – hyvin-koordinoituneen ryhmän ihmisiä, jotka työskentelevät kovasti saadaksesi sähköä sinulle. Kun tunnet tärkeät toimijat, voit oppia kuinka sähköasemat toimivat.

Sähköaseman pääosilla on kaikilla tärkeitä tehtäviä:

Muuntaja: Vaihteenvaihdin jännitteen nostamiseksi tai laskemiseksi.

Circuit Breaker: Se on "turvakytkin", joka estää asioita menemästä pieleen.

Eriste: "suoja", joka pitää vahvan sähkön reitillä.

Salamansammutin: henkivartija salamaa vastaan.

Kiskot ja kytkimet: "liikenteenohjaajat" voimavirran ohjaamiseen. Kun seuraavan kerran ajat sähköaseman ohi tai katsot sähköpylvääseen, tunnistat sen. Ei vain palapeli, vaan hiljainen, tehokas tiimi työskentelee yhdessä. Ja näet vaihteiston, turvakytkimen ja huoltajien tekevän osansa. Tiedät nyt, mitä muuntajat ja sähköasemakomponentit tekevät ja kuinka energian näkymätön matka tulee näkyväksi suoraan edessäsi.

Ota yhteyttä nyt