변압기 및 변전소 구성 요소 설명

당신은 평생 동안 그것들을 보아왔습니다. 이웃의 전신주 꼭대기에 놓여 있는 회색 원통형 캔입니다. 너무 평범해서 우리는 거의 주의를 기울이지 않지만, 그것들은 우리의 현대 생활을 존재하게 하는 거의 마법 같은 일을 합니다. 변압기로 알려진 이러한 장치는 발전소에서 집으로 전기를 전송하는 가장 큰 과제를 해결하는 이름 없는 영웅입니다.

전선을 통해 이동하는 전기는 파이프를 통해 이동하는 물과 유사합니다. 수 마일 동안 많은 전력을 이동하기 위해 유틸리티 회사는 매우 강력한 전기 "푸시" 또는 전압을 사용합니다. 낮은 가정용-안전 압력으로 물을 보내는 것은 정원 호스를 통해 전국으로 물을 밀어내는 것과 같습니다. 대부분의 에너지는 마찰과 열로 손실됩니다. 실제로 산업 데이터에 따르면 전압을 두 배로 높이면 이러한 에너지 손실을 75%까지 줄일 수 있습니다. 이것이 바로 변압기를 냉각시켜야 하는 이유입니다. 이런 종류의 에너지를 처리하는 것은 뜨거운 일입니다.

승압 및 강압 변압기 기능이 중요한 이유는 다음과 같습니다. 발전소에서는 거대한 "승압-" 변압기가 전압을 고속도로 수준으로 높여 멀리까지 갈 수 있습니다. 하지만 그 높은-압력 전기는 TV를 상자 밖으로 바로 날려버릴 수도 있습니다. 전력이 가까워지면 변전소에 있는 여러 개의 "강압-" 변압기가 압력을 낮추기 시작하여 해당 지역으로 전력을 보낼 수 있습니다. 그리고 창밖 기둥에 있는 마지막 회색 캔이 마지막이자 가장 중요한 단계입니다. 이 컨테이너 내부에는 전력 변압기 내부를 처리하여 마지막 "강압-"을 수행하는 코일과 냉각 오일이 들어 있습니다. 이웃 수준의 전압을 가져와서 조명에 전력을 공급하고 휴대전화를 충전하는 안전하고 사용 가능한 수준으로 줄여 전기의 놀라운 여정을 완벽하게 완성합니다.

변압기는 변전소의 가장 중요한 구성 요소 중 하나이지만 이 시설의 실제 목적은 그보다 훨씬 더 큽니다. 변압기가 기어 변속 장치라면 변전소는 전체 교통 교차로입니다. 전력망의 그랜드 센트럴 스테이션(Grand Central Station)을 상상해 보십시오. 전기가 전환될 뿐만 아니라 분류되고 방향이 바뀌며 모든 종류의 다른 장소로 전송되는 바쁜 장소입니다. 그리고 여기가 거대한 전력망 배전 시스템을 운영하는 진정한 마법이 일어나는 곳입니다.

분주한 기차역이 다양한 도시에서 도착하는 기차를 처리하는 것처럼 변전소의 장비는 다양한 장소에서 들어오는 전력을 관리합니다. 예를 들어 한 노선에는 멀리 떨어진 풍력 발전소가 있고 다른 노선에는 가까운-발전소가 있을 수 있습니다. 수많은 거대한 스위치를 통해 전자의 항공 교통 관제사 역할을 합니다. 전력이 필요한 특정 지역에 전력을 보내거나, 문제가 있는 곳을 중심으로 에너지 경로를 바꾸거나, 공급원을 혼합하여 항상 수요를 감당할 수 있는 충분한 공급량을 확보할 수 있습니다. 이 중요한 정렬 기능은 변전소가 특별한 장소에 배치되는 이유입니다. 이는 광활한-전기의 "주 간 고속도로"와 우리 동네에 서비스를 제공하는 더 작은 "도시 거리" 사이의 교차점입니다. 모든 것이 제대로 작동하도록 하는 데 필요한-출입로이자 인터체인지입니다. 하지만 그 모든 힘이 단 한 곳을 통과하는데, 예를 들어 폭풍우에 나무가 줄에 쓰러지는 경우처럼 무언가가 부러지면 어떻게 될까요?

나뭇가지가 떨어지거나, 번개가 치거나, 장비가 고장나는 등의 특정 시나리오는 고장 또는 단락으로 알려진 위험한 상황을 야기합니다. 갑자기 전기 시스템에 큰 누수가 발생했다고 생각해보세요. 의도된 경로로 가기보다는 엄청난 양의 권력이 지름길을 택하여 이와 관련된 모든 것을 위험에 빠뜨리고 파괴하려고 시도합니다. 이러한 재난을 방지하기 위해 변전소에는 자체 가드인 회로 차단기가 있습니다.

이는 집의 차단기 상자에 있는 작은 스위치와는 다릅니다. 이것은 거대하고 초{0}}빠른 안전 장치입니다. 결함이 발견되면 변전소 회로 차단기가 거의 즉시 트립되어 손으로 전기의 흐름을 차단합니다. 전력선의 손상된 부분을 나머지 네트워크로부터 즉시 차단하는 자동 비상 밸브 역할을 합니다. 변전소에서 회로 차단기의 주요 역할은 신속하고 보호적인 격리입니다.

녹아 회로를 차단하는 일회용 품목인-구식 퓨즈와는 달리, 이 거대한 차단기는 재설정이 가능합니다. 유틸리티 작업자가 실제 손상을 수리한 후(예: 쓰러진 나뭇가지 제거) 차단기를 재설정하고 전원을 다시 켜도 안전합니다. 재설정 가능한 고{4}}전압 스위치로 작동하는 이러한 기능은 최신 변압기 보호 장치 및 그리드 관리의 가장 중요한 기능 중 하나입니다. 그것들이 없으면 단일 결함으로 인해 도미노 효과가 발생하여 전체 지역에 영향을 미치는 정전이 발생할 수 있습니다. 그러나 이러한 고전압 개폐 장치 구성 요소는 문제가 있는 경우에만 작동합니다. 변전소는 정상 작동 중에 어떻게 강력한 전기를 지정된 경로에 안전하게 보관합니까? 그리고 그것은 아마도 당신이 이전에 본 적이 있는 또 다른 이름 없는 영웅이 하는 일입니다.

전기는 물과 같아서 가장 쉬운 길을 찾고 싶어합니다. 금속 전선은 우수한 전도체이며 전기의 완벽한 고속도로입니다. 그러나 그것을 지탱하는 큰 철탑은 훌륭한 지휘자이기도 하여 사람들이 땅바닥으로 바로 내려갈 수 있는 쉽고 위험한 길을 제공합니다. 활선이 타워에 닿으면 모든 에너지가 낭비되고 타워는 전기가 흐르기 때문에 위험해집니다.

이러한 전기 "누출"을 막기 위해 전력선과 타워 사이에 특수 장벽이 설치됩니다. 절연체의 역할입니다. 여러분은 이를 타워의 팔에 매달린 세라믹, 유리 또는 폴리머 디스크 더미로 보았습니다. 이러한 물질은 전기 전도성이 좋지 않기 때문에 선택됩니다. 그들은 수도관의 두꺼운 벽처럼 작동하여 전기가 있어야 할 전선 내부에 머물도록 합니다. 다양한 종류의 전기 절연체가 존재하지만 모두 한 가지 공통점이 있습니다. 전압이 높을수록 전기가 나가야 하는 압력도 커집니다. 따라서 큰 송전선에 이러한 디스크가 많이 연결되어 있는 것을 볼 수 있습니다. 디스크가 많을수록 절연 성능이 향상됩니다. 이러한 중요한 변전소 부품과 고전압 배전반 부품은 전력 누출에 대한 첫 번째 방어선입니다. 하지만 전기가 발전소에서 나오는 것이 아니라 위에서 번개 형태로 공격한다면 어떻게 될까요?

번개는 전력망에 직접적인 타격을 가해 마이크로초 안에 수백만 볼트를 주입하는 것입니다. 회로 차단기는 시스템 내부에 쌓이는 문제를 처리하는 데 능숙하지만 이러한 종류의 빠른 외부 공격에 대응하기에는 너무 느립니다. 이러한 특정 위험에 대비해 변전소에는 피뢰기라는 특수 경호원이 있습니다. 그들은 일반적으로 큰 기계 옆에서 볼 수 있는 키가 큰 도자기 원통으로, 위에서 오는 위험을 감시합니다.

피뢰기를 전기의 비상구로 생각하십시오. 일반적인 상황에서는 아무 일도 하지 않습니다. 그것은 폐쇄된 도로와 같습니다. 그러나 번개로 인한 엄청난 전압 스파이크가 발생하면 피뢰기는 열린 문으로 변합니다. 서지 전환, 이 프로세스는 땅으로 직접 경로를 따라가고 값비싼 변압기를 피함으로써 위험한 에너지가 간단한 탈출구를 갖도록 지시합니다. 주전원 흐름에서 파괴력을 안전하게 유도하여 차단기와는 근본적으로 다릅니다. 차단기는 모든 흐름을 멈추기 위해 열리는 스위치이고, 어레스터는 전원을 차단하지 않고 위험한 서지의 방향을 바꾸는 안전 밸브입니다. 이는 가장 중요한 변압기 보호 장치 중 하나입니다. 피뢰기의 주요 임무는 큰 충격을 흡수하여 변전소의 주요 부품에 수백만 달러 상당의 피해를 입히지 않도록 하는 것입니다. 이제 변전소가 외부 위험으로부터 어떻게 보호되는지 알았으니, 그 모든 전력을 안전하게 내부로 가져온 후에는 어떻게 될까요?

변전소 내에 전력이 안전하게 저장된 후에는 전력을 구성하고 관리해야 합니다. 변전소가 분주한 공항이라고 상상해 보세요. 모든 비행기가 동시에 같은 활주로에 착륙하는 것을 원하지 않을 것입니다. 이것이 부스바의 목적입니다. 버스바는 크고 튼튼한-전원 코드로서 만남의 장소 역할을 하는 커다란 금속 덩어리입니다. 들어오는 모든 고전압 라인은 그곳으로 가고, 나가는 모든 라인은 거기에서 나옵니다. 하나의 크고 안정적인 전기 풀입니다. 이러한 에너지의 중앙 집중화는 변전소가 버스바를 배열하는 방법의 주요 아이디어입니다.

물론 우리는 이 흐름을 제어해야 합니다. 장비에 대한 작업이 필요한 경우 어떻게 해야 합니까? 전원을 모두 끌 수는 없습니다. 이것이 분리 스위치의 역할입니다. 이러한 고전압 스위치기어 구성요소는 전기의 거대한 도개교 역할을 합니다. 스위치가 열리면 전기가 뛰어넘을 수 없는 크고 분명한 공기 공간이 있으므로 변전소의 일부가 격리되어 사람들이 수리할 수 있는 안전한 공간이 됩니다. 폐쇄됨은 "브리지"가 다운되고 전력이 자유롭게 흐른다는 것을 의미합니다.

이 두 가지 아이디어를 종합하면 변전소가 얼마나 유연한지 알 수 있습니다. 그리드 운영자는 스위치를 사용하여 중앙 부스바의 다양한 라인을 연결하거나 연결을 끊음으로써 전기 경로를 변경할 수 있습니다. 스위치를 사용하여 즉석에서 전기를 전환할 수 있습니다. 따라서 수리를 위해 하나의 전력선을 차단하고 나머지는 계속 작동할 수 있으므로 모든 사람이 전력을 공급받지 못하게 됩니다. 변전소를 매우 훌륭하게 만드는 것은 중앙 배전(버스바)과 정확한 제어(스위치)의 조합입니다. 다음에 변전소를 지나갈 때 이러한 부품이 공기 절연 설계로 알려진 외부에 노출되어 있는 것을 볼 수 있습니다.- 그러나 대도시에서는 더 작은 가스-절연 변전소의 건물 내부에 모두 들어갈 수 있습니다. 이제 주요 플레이어가 누구인지 알았으므로 그리드를 일종의 미스터리가 아닌 이해 가능한 시스템으로 볼 수 있습니다.

이전에는 전력망이 알 수 없고 접근할 수 없는 네트워크로 나타났을 수도 있습니다. 고속도로를 따라 윙윙거리고 울타리로 둘러싸인 마당은 단지 당혹스러운 금속 구조물 덩어리에 불과했습니다. 하지만 이제는 그것이 실제로 무엇인지 볼 수 있습니다. 즉, 전기를 공급하기 위해 열심히 일하는 사람들이 잘 조율된-그룹입니다. 중요한 플레이어를 알면 변전소의 작동 방식을 배울 수 있습니다.

변전소의 주요 부품은 모두 중요한 역할을 합니다.

변압기: 전압을 높이거나 낮추는 기어 시프터.

회로 차단기: 일이 잘못되는 것을 막는 "안전 스위치"입니다.

절연체: 경로에 강한 전기를 유지하는 '보호자'입니다.

피뢰기(Lightning Arrester): 번개를 막는 경호원.

부스바 및 스위치: 전력 흐름을 지시하는 '교통 디렉터'입니다. 다음에 변전소 옆으로 운전하거나 전신주를 올려다볼 때, 여러분은 그것을 인식하게 될 것입니다. 단순한 퍼즐이 아니라 함께 일하는 조용하고 강력한 팀입니다. 그리고 기어 변속, 안전 스위치, 보호자가 모두 각자의 역할을 수행하는 모습을 볼 수 있습니다. 이제 변압기와 변전소 구성 요소가 수행하는 작업과 보이지 않는 에너지 여정이 어떻게 바로 눈앞에 표시되는지 알게 되었습니다.

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