Помните анекдот про студентку-блондинку на экзамене, которую преп спрашивает про то, как работает трансформатор, а та, подумав, отвечает — «Вот так: УУУУУУУУУ»? Я тут зашёл на ульяновскую подстанцию 220 кВ (220 000 вольт) и теперь могу сказать, что звук здесь вовсе не «УУУУУУУУУ», а всего лишь тихое потрескивание разрядов над головой. Главное, не пытаться фотографировать себя в прыжке раскрытой селфи-палкой, иначе подписчики увидят в сториз незабываемое фаер-шоу :).
О том, откуда в розетки приходят 220 вольт, куда деваются остальные три нуля в номинале напряжения и как устроена подстанция — рассказываю прямо сейчас.
Основной источник электроэнергии в Поволжье вовсе не Жигулёвская ГЭС. Главная «батарейка» европейской части страны — Балаковская АЭС под Саратовом, мощностью 4000 МВт. Именно от неё тянется одна из главных магистралей в 500 киловольт до Москвы. Проходит линия и через Ульяновскую область, образуя в ней 2 крупных подстанции 500 кВ.
Такому городу, как Ульяновск, от этой ветки перепадает 220 кВ, которые и приходят на эту подстанцию.
Подстанция состоит из двух частей — ОРУ (нет, не я ору) и ЗРУ. ОРУ — это открытое распределительное устройство. Если по-простому, то это всё, что находится на свежем воздухе, под открытым небом. ЗРУ находится соответственно в крытом помещении, и до него мы дойдём позже.
Высоковольтный кабель с опоры ЛЭП подходит на территорию подстанции и подключается к элегазовым выключателям — белые гофры на фото. Они позволяют отключить подстанцию от тока, чтобы там можно было выполнять работы.
В этих гофрах находятся контакты выключателя, которые под управлением автоматики размыкаются в случае необходимости. Но нельзя просто так взять и развести контакты, потому что это Двести Двадцать Тысяч Вольт. Между ними обязательно возникнет электрическая дуга, которая спалит к чертям всё вокруг и превратит станцию в маленький адок.
Чтобы дуга не возникала, необходимо контакты поместить в непроводящую среду диэлектрика. Раньше это были огромные бочки с 6 тоннами специального масла. И это именно они неукротимо и ярко полыхали в случае аварии на подстанции. Сейчас их роль выполняют вот такие колонки, в которые закачан газ гексафторид серы или элегаз. Его пробивное напряжение в 3 раза выше, чем у воздуха, поэтому возникновение дуги в элегазе практически исключено.
Гексафторид серы — это как раз тот газ, который носит название «прозрачная вода». Если наполнить им открытый сверху сосуд (газ в 5 раз тяжелее воздуха ) и поместить туда лёгкую лодочку, сделанную из фольги, то она будет держаться на поверхности и не «утонет». А если вдохнуть элегаз (он абсолютно безвреден для человека), то голос станет низким, как у Дарта Вейдера.
Элегаз может вытечь из колонки, поэтому нужно постоянно следить за его давлением. Сотрудница подстанции на фото разглядывает в бинокль показания манометра под выключателем и записывает их в журнал.
Еще один элемент, необходимый на каждой подстанции — высокочастотный заградитель. Он нужен для того, чтобы не допускать помехи в канале ВЧ-связи. Какая еще ВЧ-связь? А вот такая. Линии электропередач используются не только для передачи электричества, но и для связи между подстанциями. На частоте 24-1000 кГц по тем же проводам передаются сигналы противоаварийной автоматики, релейной защиты, телефонной связи и телемеханики.
Подобное устройство есть и на кабеле, идущем от вашего компа к монитору и называется ферритовым фильтром — обратите внимание на «бочонок» у разъёма.
Вот мы плавно и подошли к самому главному девайсу — биг-боссу подстанции, Трансформатору. Это автотрансформатор мощностью 125 МВА (мегавольтампер) и стоимостью 127 млн. рублей. Их тут два. Оба сейчас работают на 50% от максимальной нагрузки.
На вход трансформатор принимает напряжение 220 кВ, а на выходе понижает его до 110 кВ и 6кВ. В процессе работы выделяется очень много тепла, поэтому трансформатор необходимо охлаждать. Делается это с помощи масла, которое забирает тепло с обмоток и через систему радиаторов и кулеров отдаёт в окружающую среду.
Масло имеет свой срок службы. Каждая партия нового масла проходит строгий контроль в лаборатории подстанции.
Пониженное до 110 кВ напряжение уходит опять на ЛЭП, опора которой находится уже с другой стороны подстанции. Но, как я уже сказал, трансформатор 220/110 имеет две вторичные обмотки, и на выходе даёт еще и напряжение в 6 кВ. Этот ток течёт по металлическим шинам к ЗРУ (закрытое распределительное устройство).
Напряжение 6кВ используется для нужд городских потребителей электроэнергии. Напрямую подстанция «Ульяновская» запитывает только крупные промышленные предприятия города: «Завод железобетонных изделий», «Завод крупного панельного домостроения», «Ульяновский аэропорт», Ульяновский механический завод «УМЗ-2» и другие. Мы с вами получаем свои 220 вольт через другого поставщика — «УльГЭС», который, в свою очередь, получает электроэнергию с этой подстанции.
ЗРУ представляет собой здание, в котором располагаются контроллеры. К ним и подходят кабели с 6 кВ с улицы. Каждый контроллер (шкаф) — отдельный потребитель. Контроллеры подписаны — больше всего шкафчиков обслуживают «УльГЭС», то есть, нас с вами в конечном итоге.
Вот отсюда начинается электричество для «Строй ЖБИ», «ВоТГК» и «УВАУГА». Чик — и света у них нет.
Чикать кнопками в ЗРУ можно только в специальной обуви, исключающей контакт с землёй. А вообще, требования для 6кВ намного мягче, чем к 220 кВ. Если там запрещено приближаться к токоведущим частям ближе, чем на 2,5 метров, то здесь запрещено только прямое касание.
С каждого шкафчика напряжение 6 кВ по подземным кабелям поступает конечным потребителям и на другие понижающие трансформаторные подстанции. В каждом дворе есть такая будка, куда приходит 6 кВ, а на окружающие дома уходит 400 В. Да, да, именно 400, потому что это напряжение между двумя фазами бытовой трехфазной сети. А между фазой и нулём как раз те самые 220-230 В.
Теперь вы знаете, что происходит, когда половина вашего района остаётся без света. Это значит, что где-то чего-то на подстанции утекло, возникла какая-нибудь адова дуга, разлетелись в клочья изоляторы, автоматика отключила секцию, забегали находящиеся на дежурстве люди, развели разъединители, достали со склада ЗИП и в жутко нервозной обстановке, среди ночи, меняют оборудование. Иногда эти люди не спят несколько суток. Это те, кто несёт свет в наши дома.
И имя им — Энергетики.
---
Автор фото и текста: Алексей Мараховец (канал Trips & UrbEx)