Трансформаторная будка – что это такое, устройство, принцип действия, функции, классификация

Трансформаторная станция относится к одному из незаменимых звеньев энергоснабжающей системы от населенных пунктов до промышленных объектов. Благодаря ей в быту пользователи получают электричество в пределах нормы – 220 или 380 В – в зависимости от количества фаз. Разберем, что собой представляет, как устроена и работает, для чего предназначается и где применяется трансформаторная будка, какие функции выполняет, а также как классифицируется.

Трансформаторная подстанция – что это такое, устройство, принцип работы, назначение и применение

Специальное сооружение для повышения или понижения, приема, отдачи и перераспределения электрической энергии называется трансформаторной станцией. В основе ее работы лежит принцип изменения характеристик электросети с помощью силового трансформатора.

В состав станции входят следующие рабочие узлы:

1. Силовой трансформатор. Предназначается для увеличения или уменьшения номинала переменного тока.
2. Устройство распределения преобразованной электроэнергии по отдельным направлениям.
3. Прибор автоматического контроля и настроек. Формирует и поддерживает заданную частоту тока.
4. Защита для поддержки станции в рамках заданных параметров.
5. Дополнительные элементы.

В упрощенном представлении назначение трансформаторных станций сводится к приему, изменению, перераспределению и отдачи электроэнергии. В основе работы лежит силовой трансформатор. При этом принцип действия сводится к следующему:

• Ток подается на вход и поступает на первичную обмотку.
• В результате образуется переменное магнитное поле, а от него магнитный поток.

• Перемещаясь по электропроводящему сердечнику, э/м-поле индуцирует ток во вторичной обмотке.
• При подключении нагрузки на выходные контакты возникает заданная разность потенциалов.

Величина напряжения на выходе зависит от соотношения витков 1-ой и 2-ой обмоток. В зависимости от того, на какой стороне будет больше или меньше намотки, трансформатор понижает или повышает электроэнергию.

Трансформаторные подстанции (ТП) находят самое широкое применение для электроснабжения различных объектов – это, прежде всего, такие сферы:

• Промышленные предприятия. Используются для снабжения участков электроэнергией с заданными характеристиками. Способствуют быстрой организации объекта электропитанием.
• Жилищно-коммунальное хозяйство. По местам в населенных пунктах монтируются комплексные ТП заданной мощности и подходящего типа конструкции.
• Транспортные отрасли – железная дорога, метро и т. п. Для электропитания транспортных средств и обслуживающего оборудования.

• Строительные площадки. Обеспечивают работу электроинструмента, систем освещения. Предупреждают аварийные ситуации, контролируют расход энергии, выдают строго заданное напряжение.

На заметку! В сельскохозяйственной отрасли и удаленных населенных пунктах нередко применяются передвижные трансформаторные подстанции в виде шкафов.

Функции

Трансформаторные электроподстанции выполняют следующий ряд функций:

• Изменение номинала тока. Это главная задача ТП. В зависимости от требований по электроснабжению объекта напряжение снижается или повышается. Высоковольтные модификации увеличивают ток для передачи на расстояние, средне- и низковольтные – для снижения и раздачи потребителям.
• Транспортировка – прием, распределение, передача. В непосредственной близости к электростанциям располагаются ТП высокого номинала для передачи напряжения на ЛЭП. На местности у домов, предприятий и прочих объектах устанавливаются станции понижающего назначения – средне- и низковольтные.

• Регулировка характеристик. Трансформатор стабилизирует напряжение и надежно защищает оборудование и проводку. Кроме того, благодаря возможности изменения уровня обмоток в автотрансформаторах появляется возможность настраивать и держать желаемый уровень напряжения.
• Безопасность. Трансформаторные будки оснащены особыми изоляторами и предохраняющими устройствами, что создает безопасные условия эксплуатации оборудования, сетей и работы людей.
• Предупреждение реактивной мощности. Некоторые модели трансформаторов оснащены функцией фильтрации и компенсации, благодаря чему значительно возрастает качество электроснабжения.
• Резервное электропитание. ТП могут применяться в качестве аварийного источника питания, когда связаны с локальными энергогенерирующими установками.

Трансформаторная электроподстанция также защищает от избыточного нагрева и образования вихревых токов в проводниках, что неизбежно возникало бы при транспортировке электроэнергии на дальние расстояния.

Обратите внимание! Станции-трансформаторы изготавливаются специальными заводами. Устанавливаются, обслуживаются и ремонтируются они специалистами электроэнергетической компании.

Классификация

В электрике применяются различные ТП, имеющие типовое обозначение – их расшифровка производится в соответствии с классификацией по следующим признакам:

• Назначение.

По возможностям изменения величины напряжения станции делятся на такие виды:

1. УРП – подстанция узловая распределительная. Рабочее напряжение 110-220 кВ, распределение – 35-220 кВ. Предназначается для промышленных объектов.
2. ГПП – подстанция главная понизительная. Работает с номиналом на входе от 35 до 220 кВ. Основная функция – распределение измененного пониженного напряжения по точкам потребления.
3. ПГВ – подстанция глубокого ввода. Работает с вводным напряжением 35-220 кВ. Подключается напрямую к электростанции. Служит точкой распределения для групп подстанций.

К отдельному подвиду относятся ТП – тяговые подстанции, называемые также трансформаторными пунктами, с номиналом на выходе 220-400 вольт. Служат источником питания транспортных средств и других объектов, работающих в таком диапазоне значений характеристик сети.

• Напряжение.

ТП разделяются по величине выдаваемого напряжения на 3 вида:

1. Высоковольтные. Номинал от 100 кВ. Предназначаются для транспортировки электроэнергии.
2. Средневольтные. Напряжение в рамках 1-100 кВ. Применяются в промышленной сфере.
3. Низковольтные. На выходе выдаются не более 1000 В.

В бытовой сфере наиболее распространены будки-трансформаторы последнего типа. Именно они питают дома, офисы, магазины.

• По обслуживаемой территории.

В зависимости от площади обслуживаемой территории трансформаторные электроподстанции бывают следующих видов:

1. Локальные. Питают один объект или несколько рядом расположенных.
2. Местные. Формируют электроснабжение многих потребителей в рамках одного микрорайона.
3. Районные. Подают электроэнергию целому населенному пункту.

Справка! Будки-трансформаторы внешне различаются по ряду признаков – типу материала, виду основания, форме, возможности установки внутри или снаружи.

Коротко о главном

Трансформаторная подстанция принимает и отдает, повышает или понижает, а также перераспределяет электроэнергию. Помимо силового трансформатора в ее состав входят – устройство перераспределения, прибор контроля, защита и различные дополнения.

Работает будка-трансформатор по принципу электромагнитной индукции между первичной и вторичной обмотками с общим сердечником. Применение находит в различных областях – от промышленности до бытовой и коммунальной сферы.

Подстанция-трансформатор выполняет такой ряд функций:

• Изменение напряжение.
• Транспортировка электроэнергии.
• Регуляция характеристик тока.
• Формирование безопасных условий.
• Предотвращение реактивной мощности.
• Аварийное электропитание.

Классифицируется по ряду признаков – назначению, напряжению, площади обслуживаемой территории и проч.