Unifilar διάγραμμα ενός μετασχηματιστή 500 kVA στις Ηνωμένες Πολιτείες

Κανείς δεν πρόκειται να χτίσει ένα σπίτι χωρίς σχέδια. Ακριβώς όπως αυτό το μεγάλο κτίριο έχει ένα συνολικό ηλεκτρικό σχέδιο. Οι μηχανικοί δεν βλέπουν ένα μπερδεμένο κουβάρι καλωδίων. στην πραγματικότητα κοιτάζουν κάτι πολύ απλό: είναιένα ενιαίο διάγραμμα, που είναι απλώς ένας άλλος τρόπος να πούμε "ένα διάγραμμα μίας γραμμής". Μια σελίδα σάς δίνει μια πολύ σαφή και υψηλού επιπέδου εικόνα ολόκληρου του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας.

Είμαι σίγουρος ότι έχετε δει μερικά από τα βασικά ορόσημα σε αυτόν τον χάρτη – το μεγάλο πράσινο μεταλλικό κουτί σε μια τσιμεντένια πλάκα έξω από ένα γραφείο ή ένα σχολείο. Μετασχηματιστής, ένα κοινό άλογο εργασίας όπως το500 kVAμοντέλο μπορεί να τροφοδοτήσει ένα ολόκληρο εμπορικό κτίριο. Στο διάγραμμα, αντιπροσωπεύει μια πολύ σημαντική στάση στο ταξίδι του ηλεκτρισμού από το δίκτυο στο άτομο. Αυτός ο μικρός χάρτης έχει μια μεγάλη ιστορία κρυμμένη μέσα του, που μας λέει πώς η ενέργεια περνά από αυτό το πράσινο κουτί και στέλνεται με ασφάλεια σε κάθε βύσμα και διακόπτη φώτων μέσα. Για να καταλάβετε τι κάνει ένα διάγραμμα μιας γραμμής είναι να δείτε την όμορφη γλώσσα του ηλεκτρισμού, μετατρέποντας αυτά τα μπερδεμένα σύμβολα σε μια ξεκάθαρη ιστορία για το πώς τροφοδοτούμε τον σύγχρονο κόσμο μας.

P1

Για να μάθετε τι κάνει ένας μετασχηματιστής, φανταστείτε τον ηλεκτρισμό σαν νερό που περνάει μέσα από σωλήνες. Το ηλεκτρικό δίκτυο στέλνει ηλεκτρική ενέργεια σε μεγάλες αποστάσεις με πολύ υψηλή πίεση/δυναμικό. Είναι καλό για ταξίδια, αλλά πολύ ισχυρό και μη ασφαλές για να το χρησιμοποιήσετε απευθείας σε ένα κτίριο. Δεν μπορείτε να συνδέσετε έναν πυροσβεστικό σωλήνα στη βρύση της κουζίνας σας και για τον ίδιο λόγο, δεν μπορείτε να συνδέσετε έναν υπολογιστή απευθείας σε ένα καλώδιο υψηλής τάσης-.

Και εδώ έρχεται ο μετασχηματιστής, ο οποίος λειτουργεί σαν βαλβίδα μείωσης ηλεκτρικής πίεσης. Κυρίως, είναι η μείωση της υψηλής τάσης στις γραμμές κοινής ωφέλειας σε χαμηλότερη, ασφαλέστερη τάση. Και μετά περνάει από όλα τα είδη για να μπορούμε να έχουμε φώτα, πρίζες, κλιματισμό, ζέστη, τίποτα δεν τηγανίζεται, τίποτα κακό δεν συμβαίνει. Ο μετασχηματιστής είναι ο μεγάλος φύλακας μεταξύ της τεράστιας ποσότητας ισχύος στο δίκτυο και της μικρής ενέργειας που χρειάζεται ένα κτίριο. Παίρνει ηλεκτρική ενέργεια που είναι πολύ ισχυρή αλλά όχι χρήσιμη και τη μετατρέπει σε κάτι που είναι και ασφαλές και καλό στη χρήση. Εάν δεν υπήρχε τέτοια λειτουργία υποχώρησης, τα σημερινά μας κτίρια δεν θα μπορούσαν να λειτουργήσουν. Αλλά πόση δύναμη μπορούν να πάρουν;

Το "500kVA" που γράφεται σε έναν μετασχηματιστή ουσιαστικά λέει μόνο πόση ισχύ έχει αυτό το πράγμα. Αντί να θάβουμε στις τεχνικές προδιαγραφές, είναι πιο εύκολο να σκεφτούμε τα kVA (κιλοβολτ-αμπέρ) ως ένα είδος χωρητικότητας: πόσο μεγάλη δουλειά μπορεί να κάνει ο μετασχηματιστής. Ένας μεγαλύτερος αριθμός kVA δείχνει μόνο ότι η μονάδα μπορεί να φροντίσει και να στείλει περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια ταυτόχρονα.

Για να σας δώσω μια ιδέα για το πόσο μεγάλο είναι αυτό, ένας μικρός μετασχηματιστής σε έναν στύλο κοινής ωφέλειας για μόνο δύο σπίτια θα ήταν πιθανώς περίπου 25 kVA. Έτσι, ένας μετασχηματιστής 500 kVA είναι μια επαγγελματική κατηγορία που λειτουργεί σε εντελώς διαφορετική κλίμακα. Δεν προορίζεται για ένα σπίτι, προορίζεται για ένα πολύ μεγαλύτερο, πιο ισχυρό περιβάλλον. Και πώς φαίνεται αυτή η χωρητικότητα ισχύος στη φύση; Ένας μετασχηματιστής 500 kVA μπορεί να τροφοδοτήσει ένα ολόκληρο κτίριο γραφείων μεσαίου μεγέθους, μια μικρή εμπορική πλατεία ή ακόμα και ένα τεράστιο συγκρότημα διαμερισμάτων. Επειδή είναι ένα τόσο βασικό μέρος, πρέπει να έχουν έναν ξεκάθαρο τρόπο για να πουν πώς αγκιστρώνεται σε όλα τα άλλα μέρη, και εκεί μπαίνει το μονομερές διάγραμμα.

Το Unifilar μπορεί να είναι τεχνικό, αλλά αυτό που σημαίνει είναι αρκετά απλό. Το Uni σημαίνει ένα, το filar έχει κάποια σχέση με ένα νήμα ή μια γραμμή. Άρα ένα μονομερές διάγραμμα είναι απλώς αένα-διάγραμμα. Οι μηχανικοί δεν σχεδιάζουν όλα εκείνα τα καλώδια που υπάρχουν στην πραγματικότητα σε ένα πραγματικό ηλεκτρικό κύκλωμα, χρησιμοποιούν μία μόνο γραμμή για να δείξουν ολόκληρη τη διαδρομή ισχύος. Δεν πρόκειται για συντομεύσεις, είναι ένας τρόπος να κάνετε ένα περίπλοκο πράγμα να φαίνεται απλό από μακριά.

Σκεφτείτε το σαν έναν χάρτη του μετρό για την ηλεκτρική ενέργεια. Ένας χάρτης του μετρό είναι καλός γιατί σας λέει τι πρέπει να γνωρίζετε – τους σταθμούς και τον τρόπο σύνδεσης τους – χωρίς να γεμίζει τη σελίδα με όλους τους δρόμους, τα κτίρια και τα πάρκα που βρίσκονται πάνω από το έδαφος. Το Unifilar διάγραμμα λειτουργεί ακριβώς όπως αυτό. Επικεντρώνεται στα μεγάλα μέρη όπως μετασχηματιστές και διακόπτες κυκλώματος (σταθμοί) και δείχνει επίσης την κύρια διαδρομή ισχύος (διαδρομή) ώστε να έχουμε μια ιδέα για το ταξίδι του ηλεκτρισμού. Ο σκοπός ενός διαγράμματος μιας γραμμής είναι να δώσει μια απλή ιστορία. Στον μηχανικό και τον ηλεκτρολόγο, δίνει μια μεγάλη εικόνα που απαντά σε σημαντικά ερωτήματα όπως: Από πού προέρχεται η ισχύς; Τι υλικό ασφαλείας υπάρχει; Και πού πάει; Αλλά αν θέλετε να διαβάσετε αυτήν την ιστορία, πρέπει να μάθετε τα κύρια μέρη στον χάρτη: τα σύμβολα.

Είναι ακριβώς όπως ο οδικός χάρτης που δείχνει το αεροδρόμιο ή τη στάση ανάπαυσης χρησιμοποιώντας ορισμένα εικονίδια και με τον ίδιο τρόπο ένα μονομερές διάγραμμα χρησιμοποιεί επίσης κάποιο τυπικό σύμβολο για τον πραγματικό ηλεκτρικό εξοπλισμό. Δεν είναι ότι πρέπει να είσαι μηχανικός για να πάρεις τα κύρια σημεία. Μαθαίνοντας να αναγνωρίζουμε μερικά βασικά ορόσημα, αρχίζουμε να βλέπουμε την ιστορία του πώς η δύναμη ταξιδεύει μέσα από ένα σύστημα.

Τα τρία πιο κοινά σύμβολα που θα βρείτε σε ένα διάγραμμα ενός συστήματος με μετασχηματιστή 500 kVA είναι:

Σύμβολο μετασχηματιστή:Συνήθως αντιπροσωπεύεται από δύο αλληλένδετους κύκλους, δείχνει τη θέση στον χάρτη όπου αλλάζει η τάση. Αυτή είναι η τοποθεσία όπου η ηλεκτρική ενέργεια υψηλής τάσης που προέρχεται από το δίκτυο μειώνεται (ή μειώνεται) σε χαμηλότερη, ασφαλέστερη τάση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο κτίριο.

Σύμβολο διακόπτη κυκλώματος:Αυτό είναι ένα τετράγωνο που σημαίνει αυτόματη συσκευή ασφαλείας. Είναι σαν ένας φρουρός για το σύστημα που παρακολουθεί την ηλεκτρική ενέργεια όλη την ώρα. Όταν αισθανθεί επικίνδυνη υπερφόρτωση ή βραχυκύκλωμα, θα σβήσει αμέσως και θα διακόψει την παροχή ρεύματος για να σταματήσει οποιαδήποτε βλάβη και να προστατεύσει τον εξοπλισμό.

Σύμβολο διακόπτη αποσύνδεσης:Αυτό το σύμβολο που μοιάζει με διάλειμμα στη γραμμή ρεύματος είναι ένας χειροκίνητος διακόπτης. Σαν ένας μεγάλος διακόπτης φώτων για ένα τεράστιο ηλεκτρικό κύκλωμα. Επιτρέπει σε έναν ηλεκτρολόγο να διακόψει πλήρως και με ασφάλεια την τροφοδοσία σε μέρος του συστήματος πριν προβεί σε συντήρηση ή επισκευή. Μαζί δείχνουν και τη διαδρομή και την προστασία στο σύστημα. Ο διακόπτης κυκλώματος σάς δίνει αυτόματο, πάντα με ασφάλεια, ο διακόπτης αποσύνδεσης σας δίνει ηθελημένο, χειροκίνητο έλεγχο για επαγγελματίες. Και αναγνωρίστε αυτά τα ορόσημα και μετά μπορούμε να ακολουθήσουμε το ταξίδι του ηλεκτρικού ρεύματος από το δρόμο μέχρι το φις.

Τώρα που γνωρίζουμε ποια είναι τα ορόσημα, η ερμηνεία αυτών των σχεδίων είναι σαν να διαβάζουμε μια ιστορία από αριστερά προς τα δεξιά. Μια γραμμή στο διάγραμμα είναι η πραγματική διαδρομή του ηλεκτρισμού. Ακολουθήστε το και θα δείτε ολόκληρη τη μεγάλη εικόνα της ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα κτίριο: πώς πηγαίνει από τις γραμμές της εταιρείας ηλεκτρικής ενέργειας μέχρι εκεί που τη χρησιμοποιούν οι άνθρωποι.

Και τότε το ταξίδι θα ξεκινήσει συνήθως με τη μεγάλη υψηλή τάση από την ηλεκτρική εταιρεία. Στην εικόνα, μπορείτε να δείτε ότι περνάει από έναν διακόπτη αποσύνδεσης και δημιουργεί ένα μέρος για να το έχετε στα χέρια σας για να φτιάξετε πράγματα. Αμέσως μετά φτάνει στο σύμβολο του μετασχηματιστή 500kVA. Και εδώ είναι που αυτή η ακατέργαστη ισχύς μετατρέπεται σε κάτι πιο ασφαλές και χαμηλής τάσης.

Και μετά αφού σβήσει από τον μετασχηματιστή, ο πιο λογικός ηλεκτρισμός θα συνεχίσει να τρέχει, περνώντας γενικά από κάτι σαν σύμβολο μεγάλου διακόπτη κυκλώματος. Αποτελεί σημαντικό μέρος του συστήματος προστασίας του συστήματος, ενεργώντας ως πρωταρχικός σωματοφύλακας από υπερτάσεις. Και μετά η ισχύς ρέει στο κτίριοΚύριος Πίνακας Διανομής. Σκεφτείτε αυτό ως το κύριο νευρικό κέντρο για όλα τα κυκλώματα του κτιρίου – κάπως σαν το κουτί του διακόπτη του σπιτιού σας, αλλά πολύ μεγαλύτερο. Το διάγραμμα λέει ολόκληρη την ιστορία με αυτά τα βήματα: έλεγχος (ο διακόπτης), αλλαγή (ο μετασχηματιστής) και προφυλακτήρας (ο διακόπτης). Αυτή η απλότητα θέτει ένα ερώτημα: εάν ένα κτίριο έχει πολλά καλώδια, γιατί αυτός ο πολύ σημαντικός χάρτης έχει μόνο μία γραμμή;

Και αυτή η απλότητα είναι η μεγαλύτερη δύναμη ενός μονόπλευρου διαγράμματος. Σκεφτείτε ότι εάν προσπαθήσατε να σχεδιάσετε ένα οδικό ταξίδι με μια δορυφορική εικόνα που θα είχε σήμανση κάθε αυτοκινήτου και λωρίδας, θα ήταν πολύ ακατάστατο για χρήση. Ο σκοπός αυτών των ηλεκτρικών διαγραμμάτων μιας γραμμής είναι να δώσουν μια καθαρή προβολή υψηλού επιπέδου για προγραμματισμό και γρήγορη αντιμετώπιση προβλημάτων. Επιτρέπει σε μηχανικό ή ηλεκτρολόγο να δει ολόκληρο το σύστημα αμέσως, δείχνοντας απλώς την κύρια διαδρομή ισχύος, ώστε να μην χαθούν σε όλες τις λεπτομέρειες.

Όταν είναι όλες αυτές οι μικρές λεπτομέρειες που έχουν σημασία, πηγαίνουν σε ένα άλλο είδος σχεδίου –ένα σχηματικό διάγραμμα. Αυτή είναι η αναλυτική έκδοση του unifilar. Το Σχηματικό έχει κάθε καλώδιο, κάθε σύνδεση και μικρό μέρος με ακριβή ηλεκτρική σχέση. Είναι το πλήρες εγχειρίδιο τεχνικών οδηγιών για το πώς να κατασκευάσετε, να συναρμολογήσετε ή να κάνετε δύσκολες εργασίες επισκευής σε ένα συγκεκριμένο κομμάτι του εξοπλισμού.Μοναδικό διάγραμμα έναντι σχηματικού διαγράμματοςείναι σαν χάρτης εναντίον εγκυκλοπαίδειας. Χρησιμοποιήστε τον χάρτη (unifilar) για να πάρετε τη γενική ιδέα και το κύριο ταξίδι. Συμβουλευτείτε την εγκυκλοπαίδεια (σχηματική) μόνο εάν θέλετε να μάθετε κάποιο πολύ συγκεκριμένο, μικρό γεγονός. Για να έχετε τη μεγάλη εικόνα της ισχύος ενός κτιρίου, ο απλός "χάρτης" θα είναι μια χαρά.

Αυτό που κάποτε πιστευόταν ότι ήταν κάποιο είδος μυστικού κώδικα μηχανικών είναι τώρα απλώς μια απλή ιστορία σε έναν χάρτη ενιαίας γραμμής. Αυτό το ηλεκτρικό σχέδιο αλλάζει όλα αυτά τα σύμβολα που προκαλούν σύγχυση σε μια ξεκάθαρη διαδρομή ισχύος.

Είδαμε ότι ο μετασχηματιστής είναι σαν "μεταφραστής γλώσσας" ηλεκτρικής ενέργειας και τα "500kVA" του δεν είναι παρά η χωρητικότητά του. Αυτή η βασική βάση σεκατανόηση των ηλεκτρικών διαγραμμάτωνκάνει κατανοητά τα μεγάλα κτίρια που τροφοδοτούνται με ασφάλεια, καθιστάσύστημα ισχύος για αρχάριουςφαίνονται προσιτοί παρά τρομακτικοί. Μαθαίνοντας ναδιαβάστε έναν μετασχηματιστή μίας-γραμμήςτο διάγραμμα είναι να βλέπουμε την αόρατη λογική παντού γύρω μας. Την επόμενη φορά που θα περάσετε από αυτό το πράσινο μεταλλικό κουτί μπροστά από ένα κτίριο γραφείων ή ένα εμπορικό κέντρο, μην δείτε μόνο κάποιο εξοπλισμό. Γνωρίστε την ιστορία πίσω από αυτό – όλα λέγονται σε έναν απλό- χάρτη μιας γραμμής.

Επικοινωνήστε τώρα