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 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).

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.

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.