Что такое фидер в электроэнергетике

Происхождение термина

Одним из участков в электрической сети является проводное соединение, которое с одного конца связано с шинами подстанции. По сути, оно питает электроэнергией ту часть электрической сети, которая соединена с другим концом этого соединения. В английском языке такое действие называется feed. Соответственно, непосредственный исполнитель оного будет называться feeder. А термин «фидер» — это уже на русском языке. Получается так, что с одного конца фидера расположена подстанция, а с другой стороны довольно много прочих элементов и электрических цепей.

К шинам подстанции фидер присоединен через выключатель F (см. изображение далее). С другой стороны также необходим выключатель, который является частью распределительной сети. Для всего участка сети, который начинается от выключателя F и распространяется вправо на изображении, показанном далее, может применяться определение «фидер» в широком понимании этого термина. Однако непосредственно фидером является электрический соединитель, связанный с выключателем F и выключателем подстанции ТП-1.

Что такое фидер

В этом более узком понимании термин «фидер» в электроэнергетике наиболее часто применяется в кабельных сетях. Например, могут быть такие сообщения:

• Фидер поврежден. Следовательно, неисправность появилась именно в самом проводнике (фидере) между выключателями F и на подстанции ТП-1. Этот участок называется головным.
• Когда говорится о том, что фидер отключался, или появилось повреждение в фидерной сети в таком-то кабеле. То есть это повреждение возникло за пределами головного участка.

А в широком понимании —

• когда упоминается отключение фидера, означающее, что выключатель F сработал и прекращено электроснабжение фидерной сети, состоящей из подстанций, питаемых этим фидером.
• При упоминании снятия нагрузки фидера с подстанции, что означает снятие нагрузки всей фидерной сети с подстанции.

Как отображается фидерная линия на схеме

В качестве примера можно рассмотреть часть схемы высоковольтной подстанции, состоящую из трансформатора 154/6кВ Т1 и понижающих трансформаторных подстанций ТП1-ТП3, состоящих из секций шин и не указанных на схеме трансформаторов 6/0,4кВ. Это поможет понять, что такое фидер в электрике.

На данной схеме фидером являются все цепи, присоединённые к ячейке Ф1. Это участки схемы электроснабжения, обозначенные буквами «А» и «В».

Допускается так же считать фидером только цепи, питающие подстанции ТП1-ТП3. На схеме этот участок имеет обозначение «В» и является сетью фидера Ф1.

При необходимости произвести отключение данного участка, то для этого отключается соответствующий выключатель в ячейке. Например, для отключения фидера «В» необходимо отключить выключатель в ячейке Ф1. Если говорят, что повреждён фидер, то при этом подразумевается авария на всём участке «В».

Использование этого термина позволяет указать на участок цепи, но при этом не указывает на место повреждения. Это может быть одна из кабельных линий, разъединитель или выключатель, находящиеся на одной линии.

Для того чтобы избежать путаницы, понятием «фидер» пользуются только в разговорах, а в документах применяются буквенно-цифровая маркировка элементов электросхем.

Фидер у электриков

У работников подстанций, как и у представителей многих других профессий, есть свой «язык», малопонятный простым смертным. Для того чтобы эти выражения были понятны обычным людям, их необходимо расшифровать:

1. Фидер. В его цепи могут находиться самые разные устройства — масляные выключатели, разъединители, кабеля, воздушные линии, системы контроля и автоматики.
2. Отключился третий фидер или произошло аварийное отключение Ф-3. Это выражение используется при аварийном отключении сети из-за срабатывания систем защиты.
3. Повреждён третий фидер. Фраза используется при срабатывании защиты из-за повреждения линии или выключателей.
4. Повреждение в сети фидера или в фидерной сети. Выражение применяется после уточнения места аварии и дополняется указанием неисправного элемента.
5. Отключился фидер. Это значит, что аварийно остался без питания понижающий трансформатор и подключённые к нему потребители. На некоторых производствах есть возможность переключения на другие схемы электропитания, но для жилых домов эта возможность обычно отсутствует.
6. Повреждён Ваш фидер. Так электрики говорят владельцам частных или жителям многоквартирных домов. Чаще всего это значит, что повреждёна сеть на участке от столба линии электропередач до вводного автомата или рубильника. Это может быть обрыв кабеля, окислиться клеммы или место подключения на столбе или в водном щитке.

Понятие «фидер» и другие, с ним связанные определения, удобны для указания на определённую часть сети. Недостаток этого термина в том, что он указывает сразу на несколько элементов схемы, объединённых общей функцией.

Это может привести к разногласиях в понимании причин и места аварии оперативно-ремонтным персоналом. Такое недопонимание является опасным для рабочих, занятых устранением неисправности, поэтому во время решения практических задач целесообразнее пользоваться официальной терминологией, в которой термин «фидер» отсутствует.

Советуем изучить — Гост 7746-89

Похожие материалы на сайте:

• Как составить план схему электропроводки
• Почему провод ПУНП запрещен для эксплуатации
• Назначение Фазы и Нуля

Значение фидеров

В терминологии энергетика слово «фидер» появилось давно. Вскоре после того, как началось электроснабжение в Англии и США. Тем не менее, оно широко используется, потому что удобно своей краткостью и смысловой емкостью. Через фидер от подстанции в направлении потребителей направляется мощный поток электрической энергии. Поэтому для каждой электросети весьма актуальна конструкция этого элемента и условия его эксплуатации. От этого будут зависеть потери электроэнергии. В распределительных электросетях по величине потерь определяют эффективность их работы.

Распределительные сети обычно работают при напряжении от 6 до 10 кВ. В них регулярно каждый месяц выполняются расчеты потерь электроэнергии. Точность этих расчетов имеет существенное значение для формирования тарифов на электрическую энергию. Как выяснилось, загрузка фидеров 10 кВ оказывает влияние на результаты расчетов потерь электроэнергии, как и на анализ технических потерь. Эти выводы сделаны на основе исследования проведенного в Красноярском крае в распределительных электросетях Ужурского района.

Исследования проводились с применением вычислительного комплекса REG10PVT. Изучались потери в 35 фидерах, работающих при напряжении 10 кВ и имеющих отношение к семи подстанциям Ужурского РЭС. Были задействованы исходные данные фидеров:

• установленное оборудование, его мощность и прочие характеристики;
• марка используемого провода, его длина;
• конфигурация принципиальных электрических схем.

На основе исходных данных были просчитаны установившиеся режимы этих 35 фидеров с учетом времени и средней температуры окружающей среды. Это дало возможность определить потери электроэнергии в отдельных элементах схемы каждого фидера —

• в проводах и кабелях;
• в трансформаторах;
• выявить потери в низковольтной части сети с напряжением 0,4 кВ;
• определить общие технические потери и как они соотносятся с величиной электроэнергии, отпущенной РЭС.

Принцип работы

Часто фидеры путают с распределителем, который тоже передаёт энергию от одного участника системы к другому. Фидер отличается отсутствием так называемого промежуточного контроля. На отправляющей и принимающей стороне из-за этого показатели силы тока остаются примерно одинаковыми.

Условия эксплуатации тоже позволяют выделить несколько разновидностей устройств:

• Бытовые или осветительные.
• Для использования в сельском хозяйстве.
• Промышленные электрические.

Приспособления могут быть рассчитаны на сети мощностью от 220 до 380 В.

Назначение фидера влияет на то, какой будет последовательность функционирования. Фидерные линии — часть электрических распределительных сетей. Электрическая схема здания бывает разной, в зависимости от принятых решений на этапе проектирования и строительства. Разные потребители трансформаторного типа подключаются к шинам подачи для реализации различных нагрузок.

От автоматического выключателя выходят проводники распределительных питающих линий. В процессе участвуют подземные кабели, которые называются ещё выходными. Для электрики фидер — часть системы, участвующей в передаче энергии от первичных устройств ко вторичным. При переходе к подстанции напряжение сети может уменьшаться, в зависимости от текущих эксплуатационных условий, в том числе — по электроснабжению.

Вам это будет интересно Описание клемм для проводов

Что показали исследования

В результате был получен норматив отчетных потерь электроэнергии. Для его оценки использовались как электрическая мощность, так и процентное отображение. Данные о потерях во всех фидерах были просуммированы и легли в основу построения графиков, представленных далее. В этих графиках отображено:

• преобладание потерь электроэнергии холостого хода трансформаторов над нагрузочными потерями;
• уменьшение доли технических потерь с ростом пропускной характеристики фидера на фоне незначительного изменения потерь холостого хода трансформаторов;
• норматив потерь возрастает, если на холостом ходу в трансформаторах в силу их конструктивных особенностей существуют существенные потери холостого хода, приводящие к увеличению суммарных технических потерь.

Далее на графиках на оси абсцисс отображается загрузка сети, а по оси ординат — основные потери.

Таблица 1

Динамика изменения составляющих технических потерь ЭЭ

Динамика изменения составляющих потерь в трансформаторах

Динамика изменения нормативов потерь ЭЭ

Изучение потоков электроэнергии через фидеры позволяет построить показанные выше графики и сделать такие выводы:

• С увеличением потока электроэнергии через фидер (его головной участок) увеличиваются нагрузочные потери, как и общая нагрузка сети. При этом норматив потерь электроэнергии своей большей частью складывается из суммарных технических ее потерь.
• Изменение норматива в основном зависит от потерь в проводах и кабелях, а не от нагрузочных потерь в трансформаторах.

Фидеры в электротранспорте

Следовательно, качество фидеров и второстепенных линий, которые являются как бы его разветвлениями, — это суть определяющий фактор потерь электроэнергии при увеличении ее потока в этой электросети. Для предохранения фидеров от перегрузки, а также для отключения при выполнении тех или иных работ применяются схемы защиты с использованием коммутаторов. Их параметры зависят в первую очередь от рабочего напряжения. Например, на тяговых подстанциях с напряжением 3,3 кВ каждый выключатель снабжается основной и резервной защитой от коротких замыканий.

Коммутаторами для этих фидеров обычно являются поляризованные выключатели, отличающиеся высокой скоростью работы. Они управляются от схем, которые выполняют функции максимальной токовой импульсной защиты и стандартной токовой защиты. Эти виды защиты делаются основными при коротких замыканиях. Для увеличения надежности применяется резервная защита. Для нормальной работы необходима правильная настройка схем, которые не должны срабатывать от максимальных нагрузок. Для этого используется коэффициент запаса, равный по величине 1,15. Ток срабатывания выключателей фидеров равен произведению величины номинального тока на этот коэффициент.

Фидеры тяговой сети — это наиболее сложная разновидность этих элементов электросетей. Поскольку они расположены соответственно контактным проводам, перемещающийся электровоз или электричка нагружает их один за другим. При этом у ЭПС может быть множество различных нагрузочных режимов, связанных с загруженностью подвижного состава и рельефом местности. К этому добавляются отключения некоторых фидеров в связи с ремонтом или профилактикой. Точность работы защиты фидеров, питающих контактную сеть, имеет важнейшее значение для движения ЭПС.

Основные элементы тяговой подстанции: 1-фидер; 2-контактная сеть; 3-рельсовая сеть; 4-отсасывающая линия

Провод этой сети тонкий и не переносит больших токовых нагрузок. Например, ток силой в 2 кА пережигает его за десятые доли секунды. По этой причине спасти контактную сеть способна только быстродействующая защита со временем отключения фидеров менее 0,14 сек. При этом используются либо вакуумные, либо масляные выключатели. Защита делается из двух ступеней. В ней функционирует телеблокировка и ускоренная токовая отсечка. Конструктивно защита выполнена как отдельное устройство (в сокращении УЭЗФМ), защищающее фидеры, и устанавливается на тяговых подстанциях 25 кВ (его структурную схему смотрите на изображении далее).

Схема

Описание работы этой схемы занимает большой объем и, скорее всего, интересно только узкому кругу читателей. По этой причине оно опущено.

Фидеры разных типов отличаются друг от друга комплектацией. В свою очередь, она определяется сферой применения и задачами, которые планируется решать на практике.

Открытые фидеры

Они чаще встречаются в сфере радиотехники и энергетики. Здесь можно увидеть два варианта, каждый со своими особенностями на линии.

• Коаксиальный кабель, у которого сохраняется необходимое волновое сопротивление.

В комплект входят дополнительно разветвители и соединители, фильтры и другие устройства, упрощающие само соединение. Приёмно-передающие устройства благодаря таким кабелям подключаются к антеннам, после чего сигнал переходит от одной части системы к другой.

• Высоковольтные со своим питанием.

Вам это будет интересно Особенности трубки ТУТ

От одного преобразующего устройства участок сети идёт к другому. В процессе передачи используется и разнообразное вспомогательное оборудование. Это могут быть электрические шкафы с соответствующим оснащением, понижающие трансформаторы и предохранители, разъединители, автоматические защитные устройства.

Трансформаторы и техническое обслуживание

Закрытые фидеры

Это отдельная группа фидеров, чаще всего применяется при обустройстве тяговых сетей электротранспорта. Используются так называемые воздушные питающие сети, при обустройстве которых тоже надо учитывать некоторые моменты.

1. Подключение к подстанции и электричеству выполняется за счёт основного фидера.
2. При помощи фидера обратного тока цепь замыкается.
3. Кроме самой линии комплект дополняется специальной защитной аппаратурой. Это касается и резервной автоматики, снимающей напряжение.

Такие тяговые сети являются сложными элементами с конструктивной точки зрения. Тому есть несколько причин:

• Протяжённость контактной сети, отвечающей за электроснабжение.
• Присутствие на линии нескольких единиц контактного состава.
• Отличные режимы работы каждого из компонентов.

Для обесточивания участков приходится время от времени отключать конкретные линии и детали. Это необходимо для грамотного обслуживания и ремонтных работ.

Расширенное количество приспособления для контроля и защиты требуется, чтобы работа системы была стабильнее. Тогда можно не волноваться о количестве поступающей электроэнергии.

Кабель в системе

Альтернативные термины

Как уже упоминалось выше, термин «фидер» используется давно. Но поскольку это слово английского происхождения, оно не всегда и не везде широко используется. Хотя существует много различной документации с обозначениями «фидер» или «фидерная ячейка», так же широко используется слово «линия» вместо английской терминологии. Этому способствует распространение термина «фидер» и в радиотехнике в различных антенных устройствах. Поэтому термин «отходящая линия» понятен как чисто электротехническое название. Но пока на эту тему нет никакой нормативной документации. Оба слова имеют равноправное значение.

Поэтому можно называть соответствующий участок электрической схемы, расположенный между шинами подстанции на входе и выходе системы электроснабжения, и фидером, и отходящей линией. А в нашей обыденной жизни фидером, по сути, является каждый электрический шнур, присоединяемый к розетке электросети 220 В.

• Линии электропередач их характеристики и классификация
• Измерение сопротивления петли фаза – ноль
• Что такое однолинейная схема электроснабжения и как ее нарисовать?

Применение фидеров на практике

Понятие «фидер» используется в различных областях техники:

• Электротехника. Фидер электрический — это любой вводной кабель. Обычно это понятие используется для определения кабеля, питающего подстанцию, понижающую высокое напряжение до 0,4кВ.
• Тяговый электротранспорт. Обозначает подключение подстанции к питающим проводам.
• Радиосвязь. В радиотехнике так называется кабель, соединяющий передатчик с антенной.
• Рыболовные снасти (от английского глагола «to feed» — кормить). Устройство для прикармливания рыбы во время ловли.
• Пейнтбольный спорт. Емкость с шариками, которая подаёт их в маркер.

Как видно из списка, вне зависимости от места установки фидером называют подающее устройство.