Трансформатор это начальная точка бытовой электросети – от него зависит многое: я расскажу, какие они бывают и для чего нужны: приступим!
Падение напряжения и передача на дальние расстояния: гениальная хитрость инженеров
Ток, протекающий по проводу, неизбежно выделяет тепло. Каждый Джоуль тепла приводит к снижению напряжения: это снижение называют падением напряжения. Медный провод сечением 1,5 квадрата, при токе в 32 Ампера, теряет 0,4 Вольта на каждый метр своей длины.
Участок длиной в 20 метров потеряет 8 Вольт. Если от 230 Вольт на конце участка останется 222, что вполне терпимо, то при 12 Вольтах провод «съест» половину напряжения и низковольтные приборы на том конце наверняка откажутся включиться.
Теперь представим, что нам нужно передать электричество на большое расстояние. Напряжение бытового уровня 230 или 380 Вольт для этого не годится – оно «потеряется» уже через пару километров длины ЛЭП. Выход один – повышать напряжение до тысяч и десятков тысяч Вольт.
На таком напряжении ток окажется слабым, а падение даже в несколько сотен Вольт не окажет серьёзного влияния, если изначально, на электростанции предусмотреть небольшой запас.
Для повышения напряжения на электростанции и его понижения непосредственно в месте потребления нужны мощные трансформаторы. Трансформатор с оборудованием, нужным для его работы (выключатели, разъединители, корпус или строение) называется «трансформаторной подстанцией».
Трансформатор в деревне – как он выглядит?
Простой сельский трансформатор достаточно маломощный: на 160, 320 или 640 кВт. Бывают и совсем крошечные изделия, например на 64 кВт. Такие устройства не требуют отдельного строения: их крепят на опору, вместе с изоляторами высокого напряжения и выключателями.
К таким трансформаторам подводится уже пониженное напряжение – не 110 и даже не 35 киловольт, как на ЛЭП, а 6/10 кВ. Такого напряжения достаточно, чтобы запитать деревню на расстоянии пары десятков километров от мощного распределительного устройства – это делает электросеть надежнее и безопаснее.
Соответственно, на выходе нашего трансформатора будет 380/230 Вольт, которые с помощью воздушного провода СИП подводятся прямо к домам, магазинам и другим потребителям. Что зависит от трансформатора? В первую очередь – стабильность напряжения и сила тока короткого замыкания. Разберём подробнее.
Почему напряжение плавает и при чём здесь трансформатор?
Обмотки внутри трансформатора и его магнитопровод рассчитаны на передачу определённой мощности. Если эта мощность превышается, например, когда подключаются новые дома, а подстанция остаётся старой, магнитопровод не может передать всю мощность через магнитный поток: остаток мощности рассеивается в обмотках в виде тепла. Напряжение при этом падает. Если нагрузка придёт в норму – ночью или при отъезде части жителей – нагрев прекратится и напряжение придёт в норму.
То же происходит со старым трансформатором. В его обмотках провода имеют слабую изоляцию – она пробивается, витки обмотки закорачиваются и снова возникает перегрев. По факту, изношенный трансформатор работает лишь на часть прежней мощности – на ¾ или даже на половину. Если продолжать его перегружать, возникнет эффект «снежного кома» и не за горами полный выход из строя и даже возгорание на подстанции.
Почему низкое напряжение короткого замыкания – это опасно?
При замыкании фазы и нуля или двух фаз происходит ЧП: ток резко возрастает и автомат, если он исправен, отключает опасный участок проводки, чтобы не возник пожар. Но что именно отключается в этом случае?
В каждом автомате есть два расцепителя – один медленный тепловой, который срабатывает при небольшой перегрузке и второй электромагнитный (катушка) – он реагирует на большой ток, но зато отключает цепь почти мгновенно – за 0,02 секунды.
Но если ток короткого замыкания будет слишком низким – а это случается со слабыми и старыми трансформаторами – мгновенный расцепитель может не сработать, а пока будет отключаться тепловой, провода могут загореться.
Поэтому, если вы знаете, что ваша подстанция старая и слабая, а напряжение постоянно скачет туда-сюда, лучше поставьте себе автоматы с характеристикой “B” – не стандартные “C” – у них мгновенный расцепитель намного чувствительнее и вы будете с гарантией защищены от пожара.
Ну а если из-за плохого трансформатора всё время низкое напряжение - нужно ставить стабилизатор или бесперебойник - чем они отличаются и что выбрать я расскажу в следующей статье!
Теперь вы знаете всё, что нужно о сельском напряжении и откуда оно берётся. Делитесь статьёй с друзьями и ставьте этой статье лайк – до новых встреч!
