Mijamy je codziennie, idąc do sklepu czy wyprowadzając psa na spacer. Rutynowo nie zwracamy na nie uwagi, a o ich istnieniu przypomina nam dopiero brak energii elektrycznej, który zakłóca nasz rytm dnia. Miejskie stacje transformatorowe są niezbędnym elementem sieci elektrycznych, które zapewniają nam łatwy dostęp do elektryczności. Co więcej można o nich powiedzieć?
Energia elektryczna jest dostarczana do stacji transformatorowych z miejsca nazywanego głównym punktem zasilającym. Stacje transformatorowe są ze sobą połączone, a konstrukcja tych połączeń przypomina sieć pająka. Połączenia pomiędzy poszczególnymi stacjami są wykonane za pomocą linii średniego napięcia, które dochodzą i odchodzą z jednego z elementów stacji transformatorowej, tak zwanej rozdzielnicy średniego napięcia. Pozwala ona nie tylko połączyć poszczególne stacje transformatorowe, ale również w przypadku awarii, remontów bądź konserwacji urządzeń elektrycznych zasilić część odbiorców z innych stacji, położonych dalej. Jest to możliwe dzięki wyposażeniu jej w elementy pozwalające na załączanie i wyłączanie danych linii. Ponadto z tego miejsca zasilany jest najważniejszy element stacji, czyli transformator.
Do stacji doprowadzone jest średnie napięcie, które zazwyczaj wynosi 15000 woltów. Jest to ponad 30 razy większe napięcie niż te doprowadzone do domów, kamienic czy bloków. Używanie tak wysokiego napięcia do zasilania urządzeń codziennego użytku byłoby trudne do realizacji, niepraktyczne, ale i niebezpieczne. Aby zmienić wartość napięcia, wykorzystuje się transformator, który zmniejsza je z 15000 woltów do 400 woltów.
Czasami przechodząc obok stacji transformatorowej słychać charakterystyczne buczenie, dźwięk ten dochodzi właśnie z transformatora. Ale dlaczego taki dźwięk powstaje? Do transformatora doprowadzany jest prąd przemienny, czyli taki, który w ciągu jednej sekundy 100 razy zmienia kierunek, w którym płynie. Takie zmiany powodują powstanie zmiennego pola magnetycznego w rdzeniu transformatora, który tak naprawdę jest pakietem ściśniętych ze sobą cieniutkich blach. W tym miejscu do głosu dochodzi zjawisko magnetostrykcji – gdy mamy zmienne pole magnetyczne to wywołuje ono zmianę rozmiarów rdzenia transformatora, a dokładniej każdej pojedynczej blaszki. W ciągu jednej sekundy, 50 razy zwiększa rozmiar i 50 razy zmniejsza, a to powoduje dźwiękowy efekt „buczenia”. Obecnie zjawisko to jest często ograniczane przez różne rozwiązania konstrukcyjne, jednak dalej można się z nim spotkać w transformatorach o słabej jakości wykonania.
Rys. 1. Zjawisko magnetostrykcji
Wracając do budowy stacji, od transformatora odprowadzane jest niskie napięcie, które prowadzone jest do rozdzielnicy niskiego napięcia. W tym miejscu energia elektryczna jest rozdzielana na różne linie, gdzie jedna biegnie na ulicę Iks, a druga na ulicę Igrek. Ponadto miejsce to wyposażone jest w elementy zabezpieczające, które są wykorzystywane w przypadku zwarć bądź innych niepożądanych zjawisk elektrycznych.
Źródła:
[1] – zpue.pl
[2] – elektrosystemy.pl
[3] – wikimedia.pl
