Что такое электрический фидер в электроэнергетике

Слово «фидер» (заимствованное из английского языка: «feeder») – термин многозначный. В рыбалке это одно, в электротехнике — другое, в радиолокации — третье. Среди переводов этого слова: питатель, кормушка, передающий механизм, едок, вспомогательная линия и т. д., в зависимости от контекста. Чтобы не запутаться, давайте разберемся, что же такое электрический фидер, то есть рассмотрим данный термин применительно к электроэнергетике.

Несмотря на то, что каждый электрик в принципе понимает значение этого слова, даже здесь есть варианты. Речь может идти о сети, питающей трансформаторы подстанции, и соединяющей трансформаторы с конкретным выключателем, применительно к магистралям от 6 до 10 кВ.

Практически же о фидере вспоминают когда, например, на трансформаторной подстанции отключается общий выключатель, снимающий таким образом питание со всех трансформаторов. В этом случае говорят, что на подстанции снята нагрузка фидерной сети. Если кабель, соединяющий выключатель с главным трансформатором поврежден, то говорят, что поврежден фидер. То есть, здесь фидером называется линия, служащая для питания потребителя от питающей ячейки подстанции.

Линия (фидер) напряжением выше 1000 В может содержать высоковольтные коммутационные аппараты, реакторы, разрядники, измерительные трансформаторы напряжения и тока, изоляторы, шины и токопроводы, силовые кабельные и воздушные линии электропередачи, конденсаторные установки, а также устройства релейной защиты и автоматики. Несколько фидеров образуют распределительное устройство (РУ): открытое (ОРУ), закрытое (ЗРУ), комплектное для внутренней (КРУ) или наружной (КРУН) установки, стационарное (КСО).

В электроэнергетике фидером называют ЛЭП, идущую от подстанции к подстанции, или от подстанции к распределительному устройству. Прежде всего следует понимать, что фидер — это то, что связано с подачей питания на оборудование. Фидером называется магистраль, соединяющая электроподстанцию с распределительным узлом.

При проектировании сети, фидером называют кабель, подающий питание от распределительного устройства к потребителю или к следующему распределительному узлу. Те линии, которые идут дальше от распределительного узла, называются ответвлениями.

Фидер может быть воздушным или кабельным, но неизменно одно: фидеры соединяют сборные шины распределительных устройств трансформаторных или преобразовательных электростанций и питаемые от этих шин распределительные или потребительские электрические сети.

Для примера, в тяговом электроснабжении фидером называется часть тяговой сети, соединяющая шины напряжения от тяговой подстанции с контактной сетью. Фидеры оснащаются защитными устройствами от перегрузок и от КЗ, посредством автоматических выключателей, отсоединяющих контактную сеть в случае превышения уставки защиты, а также высоковольтными разъединителями.

Относящееся к фидеру оборудование называют фидерным оборудованием: фидерная автоматика, фидерный разъединитель, фидерная защита и т. д. В зависимости от назначения потребителей, получающих питание контактной сети по конкретному фидеру, фидер называют, скажем, применительно к тяговым сетям, станционным или перегонным. Каждому фидеру присваивается индивидуальный номер.

Кстати, слово «фидер» повсеместно можно заменить по праву словом «ЛЭП», поскольку фидер — это по сути разновидность ЛЭП. Хоть фидерная линия и является в иерархии сети периферийной, тем не менее это — ветвь сети, соединяющая меньшее или большее количество удаленных узлов с основной питающей линией.

Фактически, фидер — это ЛЭП, соединяющая первичное распределительное устройство со вторичным распределительным устройством или с несколькими вторичными распределительными устройствами, либо вторичное распределительное устройство с потребителем или с несколькими потребителями.

Понятие фидера в электрике и его роль в электроэнергетике

Фидер в электрике представляет собой цепь или линию передачи вместе со вспомогательными элементами, с помощью которых электроэнергия поступает от источника к потребителю. При этом в него входит множество компонентов. Чтобы облегчить ориентирование в электрической сети, выделяют ее отдельные участки и применяют специальные названия.

Понятие термина

У этого слова очень много значений, не все из которых касаются электроэнергетики. Не каждый электрик поймет, что имеется в виду под термином «фидер». Здесь, возможно, подразумевается сеть, которая питает трансформаторы подстанции и затем соединяет их с определенным выключателем.

Касается это в основном электрических магистралей напряжением от 6 до 10 кВ. На практике встречается такая ситуация, когда на трансформаторном устройстве отключается общий автомат. В этом случае говорят, что отключен фидер. То есть получается, что в этом случае фидером является линия, которая питает определенный элемент подстанции. В его состав входят:

• высоковольтные коммутационные аппараты;
• разрядные аппараты;
• измерительные трансформаторы;
• изоляторы;
• силовые кабельные и воздушные магистрали электропередачи;
• устройства защиты и т. д.

В состав оборудования распределения входят несколько фидеров, которые образуют следующие устройства: стационарное, открытое, закрытое, комплектное для внутренней или наружной установки.

А также в электроэнергетике к ним относятся линии электропередачи, идущие от подстанции к подстанции или от подстанции к распределительному устройству. Фидером называются магистрали, соединяющие электроподстанции с распределительным узлом.

Описание устройства

При проектировании и строительстве электрической магистрали к фидерам относят кабеля, которые соединяют распределительное оборудование с потребителями или другими узлами. Линии, которые продолжаются от распределительного объекта, называются ответвлениями.

Электрические магистрали могут быть как открытыми, так и уложенными в траншеях. В обоих случаях они выполняют одну и ту же задачу, а именно соединяют шины в распределительных устройствах с потребительскими электрическими объектами.

Например, в тяговом электроснабжении участок сети, соединяющий шины напряжения с контактной сетью, тоже относится к фидерам. Для их безопасной работы оборудование защищено автоматическими выключателями и высоковольтными разъединителями.

Все элементы конструкции, которые относятся к этим участкам, называют фидерным оборудованием. Таким образом, фидер практически является линией электропередачи или отдельно взятым ее участком, подающим электричество к подстанциям или другим распределительным узлам.

Магистральные и распределительные линии

Если при передаче электроэнергии использовать высокое напряжение, то это дает возможность избежать большие потери на высоковольтных ЛЭП и можно устанавливать кабеля меньшего сечения. Особенно это играет большую роль при передаче электричества на большие расстояния, так как в этом случае уменьшается сила тока, которая и влияет на потери.

По стандартным магистральным линиям передают электроэнергию напряжением от 110 кВ. Распределительные же сети используют напряжение 10 кВ, которое получают на трансформаторных подстанциях, где находится главный фидер, его ячейки и защитное оборудование.

Отводящая линия соединяет вторичную обмотку понижающего трансформатора с распределительным оборудованием, откуда отходят питающие фидерные линии. Обычно при дальнейшей передаче электроэнергии к потребителям термин «фидер» не применяют.

Защита оборудования на электротранспорте

С большим количеством электроэнергии, которая проходит через электрическую линию или его основной участок, увеличиваются потери в нагрузке сети. Поэтому качество этих участков влияет непосредственно и на потери мощности. Для защиты от перегрузок, а также для отключения линий применяют схемы защиты с использованием коммутаторов. Защита бывает двух видов, а именно:

• основная;
• резервная.

Параметры схем непосредственно зависят от рабочего напряжения. Так, в тяговых трансформаторных устройствах с высоким напряжением выключатели содержат обе формы защиты. Это оборудование обладает довольно высокой скоростью срабатывания. При этом его управление осуществляется от схем, которые обеспечивают функции токовой импульсной и стандартной защиты.

Эти виды являются основной защитой при коротких замыканиях, а чтобы увеличить их надежность, используют резервное оборудование. Фидеры в тяговой сети являются наиболее сложными их разновидностями. Так как их расположение непосредственно связано с контактными проводами, то электровозы и электрички постоянно нагружают схему, передвигаясь по рельсам.

При этом нагрузка сетей напрямую связана с массой подвижного состава и рельефом местности. Кроме того, схема начинает усиленно работать при отключении нескольких электрических участков на ремонт или техническое обслуживание. Эффективность работы фидерной защиты имеет важное значение для безопасного передвижения электропоездов.

Кабель контактной цепи тонкий и не выдерживает больших токовых нагрузок. Ток в 2 кА пережигает этот провод в мгновение, поэтому защитить такую сеть сможет спасти только быстродействующая защита, способная отключить фидеры за 0,14 сек.

Для этого в систему устанавливают вакуумные или масляные автоматы, которые включены в двухступенчатую защиту, основанную на телеблокировке и ускоренного отключения тока. Конструктивно вся система выполнена как отдельный механизм.

В последнее время все чаще вместо термина «фидер» энергетики используют словосочетание «отводящая линия». Пока документально этот факт не закреплен, поэтому допускается употреблять оба значения.

Что такое фидер в электрике?

Можно привести немало примеров из терминологии, когда одно определение (название) применяется к совершенно разным устройствам или понятиям. Яркий пример – фидер, этот термин можно встретить в энергетике, радиотехнике, а также в описании рыболовных снастей и экипировки для пейнтбола. Естественно, что во всех приведенных примерах речь идет о разных понятиях. Давайте разберемся, что означает фидер в электрике.

Что такое фидер в электрике?

Название термина произошло от английского слова «feeder», которое имеет несколько вариантов перевода. Из них наиболее близкий к энергетической области – «вспомогательная линия», что как нельзя лучше, описывает назначение электрического фидера. Это, пожалуй, единственное четкое определение данного термина в энергетике, поскольку в нормативных документах оно не фигурирует.

Такое положение вызывает некоторую путаницу даже в среде профессионалов, поскольку под этим термином может подразумеваться как ЛЭП, от которой запитаны основные узлы подстанций (см. рис. 1), так и линии между трансформаторами и определенными выключателями. Также, в некоторых случаях, под это понятие попадают кабельные сети и воздушные линии с классом напряжения 6,0-10,0 кВ.

Фидеры на рисунке отмечены красным

Обратим внимание, что с учетом перевода слова «feeder», такое выражение как «фидерные линии» будет восприниматься как тавтология, поэтому лучше от него воздержаться.

Виды и классификация

Учитывая, что у данного термина несколько определений, то классификацию разумно проводить по области применения, перечислим их:

1. Радиотехника (радиофидер). В данной области под фидером подразумеваются линии, по которым передается радиочастотный сигнал от антенного устройства к приемнику, а также обеспечивается связь между передатчиком и антенной. В данной области также можно встретить следующие термины:

• высокочастотный фидер (коаксиальный кабель);
• фидерный кабель (тоже значение, что и выше);
• фидерный мост (конструкция для кабельной магистрали от антенного комплекса до технического помещения).

1. Производство электроники. Иногда ввод питания на станках ЧПУ называют фидерным вводом. В данном случае имеет место некорректного перевода технической документации к оборудованию, но данный термин прижился и часто используется.
2. Среди рыболовного снаряжения есть фидерная оснастка.
3. Снаряжение для пейнтбола. Данный термин применяется к механизму подачи шариков в маркер, а также контейнеру, где они размещаются.
4. Энергетика. Здесь не все так определенно, поэтому
5. Как уже описывалось выше, в энергетике нет четкого определения термину фидер, поэтому классификация возможна только исходя из практического применения.

Фидер на подстанции

Приведем практический пример, который поможет понять, как данный термин рассматривается в электроэнергетике. Для этой цели рассмотрим фрагмент схемы подстанции, приведенный ниже.

Фрагмент схемы подстанции

В данном, примере под определение фидер попадает вся цепь с распределительными устройствами, подключенная к ячейке подстанции Ф101, то есть участки, обозначенные на схеме, как А и В. В тоже время этим термином можно назвать линию, подающую питания на сеть распределительных устройств (А). В этом случае участок В будет рассматриваться в качестве сети фидера 101.

Если требуется снять нагрузку с определенного фидера то, отключается выключатель конкретной фидерной ячейки. Когда речь идет о повреждении фидера, то под этим подразумевается авария на линии питания распределительной сети (участок B).

С одной стороны это позволяет точно идентифицировать участок или линию, с другой, вносится путаница. Например, под отключением фидера можно понять как отключение кабеля от ячейки, так и главного выключателя сети (B), в последнем случае линия подвода питания останется под напряжением. Практикуемая сейчас идентификация линий по номерам исключает такую ошибку. Что касается термина «фидер», то он употребляется все реже.

Конструкция фидера

Мы специально использовали для раздела такое оглавление, чтобы показать его абсурдность. Такое решение возникло после того, как просматривая тематические форумы, обратили внимание на часто встречающиеся вопросы, касательно конструкции и внешнего вида фидера.

Дело в том, что в энергетике, и электрике в частности, термин используется как определение, позволяющее идентифицировать тот или иной участок цепи по его отношению источнику питания. То есть, в данном случае просить описать конструкцию фидера, или показать как он выглядит, равносильно требованию предоставить фотографию потребляемой мощности.

Применение фидеров в электроэнергетике

Наиболее наглядным примером будут тяговые подстанции, обеспечивающие функционирование электротранспорта. Ниже представлена упрощенная схема организации тягового электроснабжения.

Элементы тяговой подстанции

Обозначения:

• А – Электроподвижной состав.
• В – Рельсовая контактная сеть.
• С — Высоковольтная контактная электросеть.
• D – Вспомогательная линия тяговой электросети.
• E – Фидер обратного тока.
• F – Здание тяговой подстанции.

Чтобы не допустить перегрузку линий, питающих контактную сеть, устанавливаются фидерная автоматика, в состав которой входят защитные устройства. В схеме электроснабжения помимо основной предусмотрена и резервная защита, для отключения линии в случае короткого замыкания. Большая часть фидерного оборудования устанавливается на тяговых подстанциях. Приведем в качестве примера типовую структурную схему одной из них.

Типовая структурная схема тяговой подстанции

Обозначения:

• РУ-110 – распределительные устройства обеспечивающие подачу питания на трансформаторы.
• ГПТ1, ГПТ2 – Главные понижающие трансформаторы.
• ТСН1, ТСН2 – трансформаторы собственных нужд, они необходимы для подачи питания на оборудование подстанции.
• ПА1, ПА2 – преобразовательные агрегаты.
• РУ-3,3 – распределительное устройство, обеспечивающее питание фидеров контактной сети.

Вывод.

С учетом вышеизложенной информации можно констатировать, что к данному определению относят воздушные и кабельные ЛЭП, обеспечивающих подачу электрического тока к подстанциям и основным распределительным узлам.

Фидерная система структуризации довольно удобна для идентификации определенного участка цепи (конкретного фидера). Но поскольку для данного термина нет определения в нормативных документах, то есть вероятность возникновения недопонимания, что может стать причиной аварии или несчастного случая. Поэтому лучше придерживаться терминологии принятой в нормативных документах.