Электрический фидер: что это, устройство, назначение

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.

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.

Что такое фидер в электроэнергетике

Фидер в электроэнергетике — это часть линии электропередачи, по которой электричество передается в распределяющую энергосистему. Одновременно фидер (название происходит от английского feeder — питатель) является элементом, который выравнивает напряжение в различных точках распределительной схемы: такой перепад обусловлен различной мощностью потребителей, подключенных к подстанции.

Принцип действия и классификация

Что такое фидер в электроэнергетике. Его часто путают с распределителем, ведь тот тоже передаёт энергию от генерирующей станции (или подстанции) к точкам потребления электроэнергии. Однако фидер не выполняет промежуточный контроль, поэтому значения силы тока остаются одинаковыми как на отправляющей, так и на принимающей стороне.

В зависимости от условий эксплуатации фидеры подразделяют на следующие группы:

  • Промышленные;
  • Для применения в сельском хозяйстве;
  • Бытовые (осветительные).

В последних случаях линия рассчитывается на напряжение 220 В (для остальных видов — на 220 и 380 В).

Читайте также:  Генератор переменного тока: устройство, виды, выбор

Последовательность функционирования фидера определяется его назначением. Фидерная линия является частью электрической распределительной сети. Электрическая схема в здании, которая передает энергию от трансформатора или иного подобного устройства к распределительной панели, представлена на рисунке 1. Различные потребители подключаются к шинам с целью подачи различных нагрузок: силовых и/или осветительных.

Проводники распределительных питающих линий выходят ​​от автоматического выключателя (или устройства повторного включения цепи подстанции) через подземные кабели, называемые выходными. Таким образом, фидер в электрике является частью системы распределения энергии от первичных устройств к вторичным. Как следует из рисунка 1, после передачи энергии по линии она достигает подстанции, где напряжение сети может уменьшиться, в зависимости от мощности и количества потребителей.

Составляющие

Что такое фидер в электрике. Поскольку он является главным проводником, то от него питание подается к основному центру нагрузки и далее на распределитель (обычно трёхфазный, четырёхпроводной). Далее нагрузка поступает в обслуживающую сеть, к которой уже подсоединены непосредственные потребители (смотреть рисунок 2).

Фидеры в электрике проектируются на основе токонесущей способности проводников, а их расчёты производятся по известным значениям падения напряжения и длительности линии (максимально — до 12…15 км).

В состав линии включают не все проводники. Те из них, которые находятся между точкой обслуживания и устройствами, предназначенными для отключения потребителя, являются служебными проводниками. Тут применяются специальные правила обслуживания, поскольку они не имеют заземляющих устройств и других защитных приспособлений (кроме тех, которые предусмотрены на первичной стороне вторичного трансформатора).

Фидер для электрика далеко не всегда представляет собой любое внутреннее разветвление, поскольку разветвлённая цепь включает в себя проводники между конечным устройством максимального тока, защищающим цепь, и розеткой (независимо от того, на какой ток рассчитана арматура).

Схема линии

Она потребуется всякий раз, когда производится частичная перепланировка внутренних и внешних силовых подключений. При этом необходимо знать значения следующих параметров:

  1. Общую расчётную нагрузку.
  2. Максимальное значение коэффициента спроса.
  3. Предельные значения силы тока.
  4. Максимальную длину внешних проводников.
  5. Характеристику устройств защиты от перегрузки.

Типичная электрическая система может содержать несколько типов фидеров. В соответствии с этим линии рассчитываются на разные виды нагрузок — непрерывные, периодические, комбинированные, внешние. Последние учитываются при проектировании системы энергоснабжения отдельных зданий. В особо сложных случаях фидеры могут быть составными, представляющими более чем одну систему напряжения, либо имеющими в своём составе линии постоянного тока.

Электрическая схема одного из участков представлена на рисунке 3.

Первичные фидерные линии характерны для электростанций. Распределительный узел может быть внутренним или внешним. Хотя правила защиты от перегрузки по току в электрике варьируются в зависимости от поставляемой нагрузки, предел обычно устанавливается по конечной ветке.

Как идентифицировать фидерную линию

При наличии фидеров, питаемых от разных систем напряжения, каждый незаземлённый проводник должен быть установлен по фазе или линии на всей её длине: от точки подключения до точки сращивания. Идентификация не заземлённых проводников системы переменного тока может осуществляться с помощью цветовой маркировки, маркировки ленты или других утвержденных средств. Красный цвет разрешается использовать для не заземлённого проводника положительной полярности, а черный цвет — для проводника отрицательной полярности.

За исключением систем повышенной мощности и изолированных систем электропитания, для идентификации не заземлённых проводников переменного тока используют оранжевый цвет. Он разграничивает верхнюю часть четырёх-проводной системы, соединенной треугольником, где заземлена средняя точка однофазной обмотки, от остальной части сети. Если в тех же помещениях присутствует система высокого напряжения (более 220 В), то для маркировки обычных фидерных проводников следует использовать коричневый, оранжевый и жёлтый цвет (смотреть рисунок 4). Маркировочные ленты или другие средства идентификации фидера используются также для различения участков с разными напряжениями.

Цепи ко всем устройствам, которые требуют электропитания, запускаются от предохранителей или автоматических выключателей. В фидерных цепях используются более толстые кабели, которые проходят от главной входной панели к меньшим распределительным панелям — щитам, являющимися центрами нагрузки. Эти щиты расположены в удаленных частях дома или в хозяйственных постройках, они также используются для перераспределения энергии, например, в гаражах или паркингах.

Как определить нагрузку на фидер

В новых домах прокладываются преимущественно трёхфазные линии, рассчитанные на напряжение 220-240 В переменного тока. При этом все схемы в доме, которые проходят от главной входной панели или от других небольших панелей к различным точкам использования, являются ответвительными цепями, использующими только две основные шины.

Предохранители или прерыватели рассчитывают на токовую нагрузку 15 или 25 А.

15-амперные ответвления идут к потолочным светильникам и настенным розеткам в помещениях, где устанавливаются менее энергоемкие устройства, а 20-амперные цепи подводят к розеткам на кухне или в столовой, где используются более мощные приборы.

Считается, что 15-амперная схема может обрабатывать в общей сложности 1800 Вт, в то время как 20-амперная схема выдерживает до 2400 Вт. Эти пределы установлены для цепей с полной нагрузкой, на практике же мощность ограничивается до 1440 Вт и 1920 Вт соответственно.

Для определения нагрузки на цепь суммируют индивидуальную мощность для всех подключённых потребителей. При расчете нагрузки в каждой ответвленной цепи учитывают устройства с приводом от двигателя, которые потребляют больший ток момент запуска.

Типы фидерных линий

Требования к расчету нагрузок на ответвления, обслуживание и фидер разграничены относительно следующих категорий потребителей:

  • Электроприборы;
  • Нагрузки общего назначения;
  • Индивидуальные;
  • Многопроводные.

Нагрузки общего освещения, и на разветвленные цепи небольших приборов рассчитываются одинаково. При стандартном методе расчёта нагрузки, когда имеется четыре или более закреплённых на месте потребителя, допустимо применять коэффициент спроса 75 %. При использовании дополнительного метода коэффициент спроса 100 % применяют только к стационарным потребителям. В паспортную таблицу включают все приборы, которые постоянно подключены или находятся в определенной цепи.

Внешнее устройство фидера, рассчитанного на напряжение 380 В, приведено на рисунке 5, а общий вид фидерного распределительного щита — на рисунке 6.

Назначение антенно-фидерного устройства

Реферат

Выполнила: Маратова А. М.

Группа: АТ (АВ) 14 – 2,2

Проверила: Каипбек Г.М.

Антенно-фидерное устройство (АФУ) — совокупность антенны и фидерного тракта, входящая в качестве составной части в радиоэлектронное изделие.

АФУ используются для передачи сигналов в системах радиосвязи, радиовещания, телевидения, а также других радиотехнических системах, использующих для передачи сигналов радиоволны. Функция антенны заключается в излучении или приеме электромагнитных волн. Электрическое подключение антенны к источнику (потребителю) может быть непосредственным, а может осуществляться с помощью линии передачи, оснащенной радиочастотными соединителями, т.е. с помощью фидера. Функция фидера — в передаче электромагнитного колебания от радиопередатчика ко входу антенны и передаче электромагнитного колебания от антенны к радиоприемнику.

Антенна

Передающая антенна преобразует энергию волн, поступающих по фидеру от передатчика к антенне, в энергию свободных колебаний, распространяющихся в окружающем пространстве. Передающая антенна должна не просто излучать электромагнитные волны, а обеспечивать наиболее рациональное распределение энергии в пространстве. В связи с этим одной из основных характеристик передающих антенн является диаграмма направленности (ДН) — зависимость излучаемого поля от положения точки наблюдения (точка наблюдения должна находиться в дальней зоне — на неизменно большом расстоянии от антенны). Требования к направленности колеблются в очень широких пределах от близких к направленным (системы радиовещания и эфирного телевидения) до резко выраженной направленности в определенном направлении (дальняя космическая радиосвязь, радиолокация, радиоастрономия и т. д.). Направленность позволяет без увеличения мощности передатчика увеличить мощность поля, излучаемого в данном направлении, а также позволяет уменьшать помехи соседним радиотехническим системам, то есть способствует решению проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС). Направленность можно получить только когда размеры антенны существенно превышают длину волны колебаний.

Приёмная антенна улавливает энергию свободных колебаний и превращает её в энергию волн, которая поступает по фидеру на вход приемника. Для приемных антенн диаграмма направленности (ДН) — это зависимость тока в нагрузке антенны, то есть в конечном счете в приемнике, или ЭДС наводимой на входе приемника, от направления прихода электромагнитной волны, облучающей антенну. Наличие направленных свойств у приемных антенн позволяет не только увеличивать мощность выделяемую током в нагрузке, но и существенно ослаблять приём различного рода помех, то есть повышает качество приёма.

Любую передающую антенну можно использовать и для приёма электромагнитных волн и вообще говоря, наоборот, однако из этого не следует что они одинаковы по конструкции.

Фидер (радиотехника)

Важную роль в работе антенных устройств играет линия передач (фидер), которая передаёт энергию от генератора к антенне (в передающем режиме) или от антенны к приёмнику (в режиме приёма).

Основные требования к фидеру сводятся к его электрогерметичности (отсутствию излучения энергии из фидера) и малым тепловым потерям. В передающем режиме волновое сопротивление фидера должно быть согласовано с входным сопротивлением антенны (что обеспечивает в фидере режим бегущей волны) и с выходом передатчика (для максимальной отдачи мощности). В приёмном режиме согласование входа приёмника с волновым сопротивлением фидера обеспечивает в последнем режим бегущей волны. Согласование же волнового сопротивления фидера с сопротивлением нагрузки — условие максимальной отдачи мощности в нагрузку приёмника. В зависимости от диапазона радиоволн применяют различные типы фидеров:

· двух или много-проводные воздушные фидеры

· волноводы прямоугольного, круглого или эллиптического сечений

· линии с поверхностной волной

«Хорошая антенна – лучший усилитель высокой частоты»

Радиосвязь между двумя пунктами, расположенными на поверхности Земли осуществляется пространственными и поверхностными волнами.

В настоящее время в радиотехнике используются частоты от 1,5×104 до 3×1011 Гц. Радиоволны с учетом особенностей их распространения делятся на пять диапазонов, а диапазон ультракоротких волн дополнительно делится на пять поддиапазонов.

Ультракороткие волны (УКВ) отличаются от более длинных волн многими признаками и свойствами. Так, например, они распространяются преимущественно прямолинейно и почти не огибают природных и искусственных преград (гор, высоких строений), встречающихся на их пути. На распространение ультракоротких волн, в особенности дециметровых, сантиметровых и миллиметровых, существенное влияние оказывают рельеф местности, различные препятствия, а также метеорологические условия. Сантиметровые и миллиметровые волны сильно поглощаются атмосферными осадками (дождем, снегом) и газами атмосферы (кислородом, водяным паром), что приводит к быстрому ослаблению напряженности поля.

Читайте также:  Что такое дроссель в электрике: устройство, назначение, проверка

В настоящее время в диапазоне УКВ организовано как телевизионное вещание, так и высококачественное радиовещание, а также системы радиосвязи.

Для увеличения дальности передач на УКВ антенны поднимают над землей как можно выше.

В процессе организации связи, звукового и телевизионного вещания широко применяются радиосредства, обеспечивающие излучение и прием радиоволн.

Антенны можно классифицировать по различным признакам. На первый взгляд может показаться удобным разделить все антенны по характеру их использования на две группы: передающие и приемные. Однако между свойствами передающих и приемных антенн существует вполне определенная связь, следовательно, не имеет смысла изучать эти антенны раздельно. Можно также отметить, что на многих радиостанциях одна и та же антенна одновременно служит как для передачи, так и для приема.

Часто принято классифицировать антенны по диапазонам волн. Для коротких и более длинных волн характерным является применение антенн из проводов сравнительно небольшого поперечного сечения (линейных проводников). Для дециметровых и более коротких волн применяются антенны, у которых токи протекают по проводящим поверхностям, имеющим большие размеры по сравнению с длиной волны.

Назначение антенно-фидерного устройства

Антенно-фидерные устройства (АФУ) – предназначаются для передачи сигналов в системах радиосвязи, радиовещания, телевидения, а также других радиотехнических системах, использующих для передачи информации свободное распространение радиоволн.

Хотя антенна и фидер и являются самостоятельными элементами, их характеристики сильно взаимосвязаны и их часто рассматривают как единое целое – антенно-фидерное устройство (АФУ).

Функции антенн в указанных системах сводятся к излучению или приему электромагнитных волн. Соответственно различают передающие и приемные антенны, подключаемые либо к передатчику, либо к приёмнику. Подключение осуществляется обычно не непосредственно, а с помощью линий передачи энергии – фидеров.

Фидер-линия передачи электромагнитных волн от генератора к антенне (в передающем режиме) или от антенны к приёмнику (в режиме приёма).

Во многих случаях практического использования радиотехнической аппаратуры антенна оказывается удаленной от передатчика или приемника на некоторое расстояние. На коротких и метровых волнах это расстояние часто оказывается значительным по сравнению с длиной волны. В таких случаях антенна соединяется с передатчиком или приемником посредством фидерной системы, состоящей из фидерной линии и переходного устройства между антенной и фидером.

Основные требования к фидеру сводятся к его электрогерметичности (отсутствию излучения энергии из фидера) и малым тепловым потерям. В зависимости от диапазона радиоволн применяют различные типы фидеров:

· -двух или многопроводные воздушные фидеры

· -волноводы прямоугольного, круглого или эллиптического сечений

· -линии с поверхностной волной.

Антенна – устройство для излучения и приема радиоволн, она является преобразователем электрического тока радиочастотного диапазона в электромагнитное излучение, и наоборот.

Требования, предъявляемые к антенне, различны в зависимости от назначения радиостанции. Так, например, в случае работы радиовещательной станции, обслуживающей определенный район, в центре которого она расположена, передающая антенна, как правило, должна создавать равномерное излучение во все стороны, т. е. должна быть не направленной в горизонтальной плоскости. С другой стороны, антенна, например, радиолокационной станции, должна концентрировать излучение в малом телесном угле, т. е. должна быть остронаправленной. К приемной антенне часто предъявляется также требование направленного действия, т. е. требование более эффективного, приема волн, приходящих с определенных направлений. Пространственная избирательность приемной антенны наряду с частотной избирательностью и применением специальных фильтров в радиоприемнике является действенным средством борьбы с внешними помехами, естественными и искусственными. Таким образом, наряду с требованием эффективного излучения или приема радиоволн к антенне предъявляется требование определенного распределения в пространстве потока мощности излучаемых волн.

Антенны часто классифицируются по диапазонам волн. Для коротких и более длинных волн характерным является применение антенн из проводов сравнительно небольшого поперечного сечения (линейных проводников). Для дециметровых и более коротких волн применяются антенны, у которых токи протекают по проводящим поверхностям, имеющим большие размеры по сравнению с длиной волны.

Все антенны удобно разделить на две большие группы:

· -антенные решетки, элементами которых являются либо линейные, либо апертурные излучатели.

Линейная антенна – тонкий металлический провод, в котором возбужден переменный электрический ток, или узкая щель в металлическом экране, между краями которой приложено переменное электрическое напряжение. Линейными антеннами называются любые излучающие системы малого (по сравнению с длиной) поперечного размера и с переменными токами, текущими вдоль оси системы. У линейных антенн размер поперечного сечения много меньше длины волны.

Характерным для линейных антенн является то, что распределение тока вдоль их оси мало зависит от конфигурации провода. Поэтому к линейным антеннам относятся не только прямолинейные антенны но также искривленные, изогнутые и свернутые провода и щели, если их поперечные размеры много меньше продольных и меньше длины волны, такие как:

· -симметричные и несимметричные вибраторы и антенны,

· -проволочные антенны бегущей волны (в том числе спиральные),

· -тонкие щелевые антенны стоящих и бегущих волн.

Апертурные антенны – у них можно определить некоторую ограниченную воображаемую поверхность, через которую проходит весь поток излучаемой (принимаемой) электромагнитной энергии – апертуру или раскрыв, часто представляемый в виде плоскости. Размеры раскрыва обычно много больше длины волны. Примеры:

· -пирамидальная рупорная антенна,

· -зеркальная параболическая антенна,

· -открытые излучающие концы волноводов.

Антенная решетка – антенна, состоящая из нескольких однотипных излучателей, определенным образом расположенных в пространстве и возбуждаемых одним генератором иди несколькими когерентными генераторами. Здесь удается получить как требуемое пространственное распределение излучаемой энергии, так и нужное управление та времени этим распределением. Типичная антенная решетка – директорная антенна УКВ – линейная решетка из полуволновых симметричных вибраторов.

Вибраторы, в зависимости от длины плеча, бывают полуволновые и волновые; т.е. при длине плеча l, равной половине принимаемой (передаваемой) волны ?- полуволновой, при l= ?- волновой вибратор.

Сопротивление излучения полуволнового вибратора равно 73? Ом. Его кпд весьма высок (более 90%).

Вследствие своей большей протяженности волновой вибратор несколько эффективнее, чем полуволновый, и имеет большее усиление.

Так как вибратор представляет собой проводник, открытый на концах, то его можно рассматривать как открытый колебательный контур. Его резонансная частота определяется индуктивностью и емкостью вибратора, зависящей от его геометрических размеров.

Почти все антенны коротковолнового и ультракоротковолнового диапазонов представляют собой комбинации из полуволновых вибраторов.

Если фидер подключен к вибратору в его середине, такой излучатель носит название симметричного.

Полуволновые вибраторы могут быть соединены в виде шлейфа, при этом образуется петлевой вибратор. Разновидностью простого петлевого вибратора является двойной петлевой вибратор . Полоса пропускания петлевых вибраторов больше, чем у простого вибратора.

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.

Читайте также:  Условные обозначения в электрических схемах: графические, буквенные

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.

Все об фидерных линиях

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.


Добавить комментарий