Все об фидерных линиях

19 февраля 2020

Время на чтение:

Одно определение или название может применяться по отношению к разным явлениям и устройствам. К примеру, фидер — понятие, актуальное для радиотехники и энергетики, пейнтбола и рыбалки. Во всех указанных сферах речь идёт о разных понятиях. В электрике фидер тоже играет не последнюю роль, поэтому стоит разобраться, что это такое.

Что означает фидер в электроснабжении

Термин происходит от английского feeder. Вариантов перевода у этого слова несколько. «Вспомогательная линия» — расшифровка, которая ближе всего к конкретной сфере электроники. Это оптимальный вариант для описания функциональности, назначения и применения.

Пример фидерной линии

Интересно! Само выражение «фидерные линии» на практике воспринимается только как тавтология. Поэтому от него рекомендуют воздержаться.

Зачем нужен фидер

Самый наглядный пример — работа тяговых подстанций, за счёт которых функционирует электрический транспорт. В любой сфере главным назначением остаётся передача электроэнергии от источника к потребителю. Потребители бывают разными:

• Распределяющие устройства.
• Подстанции.
• Понижающие трансформаторы.

Фидерную автоматику также устанавливают для защиты от всевозможных перегрузок внутри сети. Обязательно используют приспособления, обеспечивающие дополнительную защиту. Предусмотрена не только основная, но и дополнительная защита. Она нужна, чтобы линия нормально отключилась даже в случае короткого замыкания. На тяговых подстанциях устанавливают большую часть оборудования, фидер обеспечивает максимальную безопасность.

Обустройство передачи электроэнергии

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.

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

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.

Конструкция

Обычно фидеры выполняют роль главного проводника. Поэтому от данной детали питание подаётся к основному центру нагрузки, далее на распределитель. Последние бывают на практике четырёхпроводными, трёхфазными. После нагрузка поступает к обслуживающей сети, которая уже соединена с потребителями.

Основа для проектирования фидеров в электротехнике — токонесущая способность проводников. При расчётах также учитывают падение напряжения, длительность линии.

Обратите внимание! Но линии включают далеко не все проводники. Роль служебных устройств выполняют части, расположенные между точкой обслуживания и устройствами, предназначенными для отключения потребителей. Заземляющие приспособления и другая защита отсутствует, поэтому правила эксплуатации в этом случае выстраивается несколько иначе.

Фидеры далеко не всегда можно представить в качестве внутреннего разветвления, ведь в систему входят разные проводники. Каждый раз надо внимательно изучать систему и её устройство, правила и условия функционирования.

Применение на практике

Как применяются фидеры в электричестве?

Само слово «фидер» энергетики в своей работе начали использовать достаточно давно. Это произошло вскоре после начала электроснабжения Англии, США. От применения оборудования будут зависеть показатели электрических потерь, характерные для той или иной системы. В свою очередь, так определяется и эффективность работы той или иной сети.

Обычное напряжение работающих сетей составляет 6-10 кВт. Расчёты по потерям электроэнергии выполняются буквально каждый месяц. В зависимости от точности этих расчётов выставляют определённые тарифы за использование электрической энергии. Загрузка фидеров на 10 кВт влияет на результаты некоторых действий, связанных с подсчётами и проектированием.

Электропередача

Применение для электротранспорта

Схемы защиты с использованием коммутаторов применяют, чтобы эксплуатация была наиболее безопасной. От рабочего напряжения зависят параметры, которыми обладает сеть в том или ином случае. Пример — тяговые подстанции, где стандартное напряжение составит 3,3 кВт. Здесь каждый выключатель снабжается как основной, так и дополнительной защитой на случай отключений.

В роли коммутаторов выступают поляризованные выключатели, с максимальной скоростью работы. Функция максимальной токовой защиты в данном случае перекладывается на схемы, которые отвечают и за общее управление системой. Стандартная токовая защита обеспечивается за счёт этой же части.

При коротких замыканиях указанные выше виды защиты становятся основными. Резервная защита нужна для расширения возможностей пользователей. Чтобы организовать правильную работу, важно грамотно настроить текущие схемы. Даже при максимальных нагрузках необходимо исключить случайные срабатывания. Коэффициент запаса устанавливают в пределах 1,15.

Интересно! Фидеры в тяговой сети — самые сложные устройства. Нагрузка возникает постепенно, и не один раз в каждом из элементов. Таких загрузочных режимов может быть много в зависимости от того, сколько элементов движется по дороге. Для движения электрического транспорта важна точность всех характеристик.

Для этой сети применяют тонкие провода, при обычных условиях не способные выдержать значительные нагрузки. К примеру, даже тока в 2кА хватает, чтобы за доли секунды пережечь устройство. Только быстродействующая защитная система с коротким временем отключения обеспечивает нормальное функционирование при таких условиях.

Разные провода и защита

Стандартно защиту монтируют из двух ступеней. Она включает ускоренную токовую отсечку вместе с телеблокировкой. Устанавливается на тяговых подстанциях с мощностью до 25 кВт, выполняются такие решения в виде отдельных устройств. Работа самой системы заслуживает отдельного разговора.

Фидерная линия — общий вид

Для идентификации конкретных участков цепей фидерная система структуризации остаётся достаточно удобной. Но в нормативных документах точное регулирование термина отсутствует, в связи с чем на практике допустимы сложности, недопонимание даже между мастерами. Из-за этого увеличивается вероятность аварийных ситуаций и несчастных случаев. Лучше всё-таки опираться на терминологию, разработанную для нормативных документов. Всегда просто найти если не одинаковые значения, то с примерно такой же расшифровкой.

Канализация тягового тока

При проектировании двухниточного плана станции на участках, оборудован­ных электрической тягой, необходимо обеспечить надежный выход обратного тяго­вого тока к отсасывающим фидерам тяговой подстанции.

Для канализации обратно­го тягового тока изолированные путевые участки, оборудованные рельсовыми цепя­ми, соединяются между собой стыковыми дроссель-трансформаторами (двухниточные рельсовые цепи) и тяговыми соединителями (однониточные рельсовые цепи).

Для обеспечения сквозного пропуска обратного тягового тока на главных пу­тях и примыкающих к ним участках применяются рельсовые цепи с двумя дроссель-трансформаторами. По условиям канализации тягового тока на станциях разветвленные рельсовые цепи могут иметь не более трех дроссель-трансформаторов. Но для обеспечения шунтового режима такую рельсовую цепь проектируют с двумя путевыми реле.

На боковых путях используются, как правило, однодроссельные рельсовые цепи. Применение однониточных рельсовых цепей допускается на неко­дируемых станционных путях и в горловинах станции при длине рельсовой цепи до 500м. В однониточных рельсовых цепях тяговый ток должен проходить, как правило, по крестовинам стрелочных переводов и по наружным рельсам крайних боковых путей.

Тяговые нити рельсовых цепей должны быть соединены между собой таким образом, что­бы одно нарушение целостности любой тяговой нити или любого тягового рельсо­вого соединителя не нарушало бы прохождение обратного тягового тока.

В рельсовых цепях с одним дроссель-трансформатором для обеспечения выхода тягового тока принимается одно из следующих подключений среднего вывода дроссель-трансформатора:

— к среднему выводу смежного дроссель-трансформатора соседней рельсовой цепи;

— к среднему выводу ближайшего (не смежного) дроссель-трансформатора соседней рельсовой цепи двумя тяговыми соединителями, проложенными в разных шпальных ящиках;

— к кольцевой обвязке средних выводов дроссель-трансформаторов несколь­ких соседних рельсовых цепей, включая рельсовую цепь главного пути;

— к тяговой нити однониточной рельсовой цепи тяговыми соединителями и к среднему выводу ближайшего дроссель-трансформатора соседней рельсовой цепи другими тяговыми соединителями;

— к разным точкам однониточной рельсовой цепи с обеспечением выхода тягового тока при обрыве одного из тяговых соединителей или нити однониточной рельсовой цепи.

Подключение группы однониточных рельсовых цепей к одному или паре дроссель-транс­форматоров двухниточных рельсовых цепей производится двумя тяговыми соединителями.

Канализация тягового тока с однониточных и двухдроссельных двухниточ­ных рельсовых цепей боковых путей и стрелочных участков станции должна осуществляться через средние точки дроссель-трансформаторов главных путей таким образом, чтобы в замкнутом контуре было:

— не менее 10 двухниточных рельсовых цепей при сигнальном токе 25Гц;

— для тональных рельсовых цепей не менее четырехкратной максимальной длины рельсовой цепи, входящей в этот контур, при этом учитываются только двухниточные рельсовые цепи.

Если выполнить эти условия нельзя, то допускается присоедине­ние выходов тягового тока к дроссель-трансформаторам разных главных путей, и эти соединения считаются муждупутными перемычками.

Канализация тягового тока с однодроссельных рельсовых цепей должна осу­ществляться через минимальное количество двухдроссельных рельсовых цепей.

При электрической тяге с целью уменьшения асимметрии тягового тока в соседних путях должны устанавливаться междупутные соединители. На электрифи­цированных участках постоянного тока междупутные соединители, как правило, устанавливаются на перегоне так, чтобы длина обходной шунтирующей цепи по смежным и параллельным рельсовым цепям была не менее 6км. Подключение отсасывающих линий на станции следует рассматривать как междупутное соединение, поэтому отсчет места установки других междупутных соединителей производится с учетом этой точки. При электротяге переменного тока междупутные соединители устанавлива­ются у одного из входных светофоров станции.

Для правильной установки и проверки объединяющих тяговых соединителей и дроссельных перемычек составляется вспомогательная схема пропуска тягового тока по станции (рис. 1.5), на которой в условных обозначениях наносятся по плану станции все двухниточные рельсовые цепи (показываются двумя линиями), все однониточные рельсовые цепи (показываются одной линией) и все объединяющие дроссельные перемычки и тяговые междупутные соединители. В местах, где не предусматривает­ся пропуск тягового тока между смежными рельсовыми цепями, линии между собой не соединяются.

Вспомогательная схема пропуска тягового тока (см. рис. 1.5) составлялась с учетом проекти­рования на станции РЦ 25Гц, поэтому в каждом замкнутом контуре включено по 10 двухниточных рельсовых цепей. Причем, для того чтобы обеспечить требова­ние по количеству двухниточных рельсовых цепей в нижнем контуре, пришлось оборудовать участок пути М10П двухниточной рельсовой цепью с двумя дроссель-трансформаторами. Кана­лизация тягового тока с однодроссельных рельсовых цепей 4П и 5П осуществлена через стрелочные участки 15СП и 11СП – по кратчайшему расстоянию к рельсовым цепям глав­ных путей.

При наличии на станции отсасывающих фидеров условия их подключения к дроссель-трансформаторам главных путей при электротяге постоянного и перемен­ного тока различны.

При электротяге постоянного тока отсос тягового тока от рельсов выполняется двумя воздушными фидерами (рис. 1.6), причем подъездной путь, ведущий на

Рис. 1.5. Вспомогательная схема пропуска тягового тока

терри­торию тяговой подстанции, изолируется от других путей тремя парами изолирую­щих стыков, установленных равномерно между выходом со станционных путей и входом на территорию подстанции. Это условие обеспечивает защиту подземных сооружений от блуждающих токов.

При электротяге переменного тока отсос тягового тока осуществляется воздуш­ным или кабельным отсасывающим фидером и рельсами подъездного пути к подс­танции (рис. 1.7).

На станциях стыкования обеих систем электротяги отсасывающие фидеры тяго­вых подстанций переменного и постоянного тока присоединяются к путевым дрос­сель-трансформаторам, расположенным на главных путях перегона или горловинах станции со стороны подхода соответствующего рода тяги. Если тяговые подстанции постоянного и переменного тока совмещены, то подъездной путь к подстанции так­же изолируется, как это сделано при электротяге постоянного тока. Отсасывающие фидеры тяговой подстанции подключают к средним выводам путевых дроссель-трансформаторов питающих или релейных концов рельсовой цепи. В том случае, если место присоединения отсасывающего фидера находится на расстоянии более 250м от основных дроссель-трансформаторов рельсовой цепи главного пути, уста­навливается дополнительный дроссель-трансформатор.

Путевые дроссель-трансформаторы, к которым подключаются отсасывающие фидеры тяговых подстанций, должны быть:

— при электротяге постоянного тока ДТ-0,6-500М – при тяговом токе до 1000 А, ДТ-0,6-1000М – при тяговом токе свыше 1000 А;

— при электротяге переменного тока ДТ-06-500С или ДТ-1-150.

Путевые дроссель-трансформаторы, к которым подключаются отсасывающие фидеры, должны иметь перемычки удвоенного сечения.

Рис. 1.6.
Присоединение отсасывающих фидеров тяговой подстанции при электротяге постоянного тока

Рис. 1.7. Присоединение отсасывающих фидеров тяговой подстанции при электротяге переменного тока