1) Какви са последствията от повишено напрежение в мрежата?
Всички производители на електрическо оборудване дават приемлив диапазон на промени в захранващото напрежение, в рамките на който тяхното оборудване работи нормално. Например, ако устройството може да работи при напрежение 220 V ± 10%, това означава, че минималното захранващо напрежение е 220 - 22 = 198 V, а максималното е 220 + 22 = 242 V. Ясно е, че ако захранващото напрежение е по-ниско от 198 V или над 242 V, разработчикът не може да гарантира нормална работана вашето устройство.
проблем пренапрежениедостатъчно лесно за разбиране, тъй като във всички случаи, независимо от вида на консуматора, пренапрежението винаги води до увеличаване на консумирания ток. Ако пренапрежението е значително или продължително във времето, защитата на потребителя от прегряване е задача на термични и електромагнитни предпазни устройства. Ако пренапрежението е слабо, кратко или рядко, потребителят по правило не е в опасност.
От друга страна, ако свръхнапрежението е много значително (например по време на разряд на мълния то може да надхвърли много милиони волта), скокът в силата на тока може да бъде такъв, че потребителят да изгори, преди ударът да реагира на този удар.
Ако 24 V се приложи към 24 V / 3 W крушка (виж Фиг. 55.1), тя светва, консумирайки 3 W мощност. Въпреки това, ако към него се приложи напрежение от 240 V (т.е. 10 пъти повече), той моментално изгаря. Това е така, защото консумацията на енергия е пропорционална на квадрата на напрежението (P = U2 / R). Така, свързвайки крушка към източник на захранване с напрежение 10 пъти по-голямо от номиналното, ние я караме да абсорбира мощност, увеличена 100 пъти (т.е. 300 вата, което отговаря на малък електрически нагревател).

2) Какви са последствията от спад на напрежението в мрежата?

В случай на спад на напрежението проблемът с определянето на последствията е много по-труден, тъй като последствията зависят от вида на потребителя на електроенергия. Най-общо могат да се разграничат две основни категории потребители: тип съпротивление и тип двигател.
За консуматор тип съпротивление,
спадът на напрежението винаги води до еквивалентно намаляване на консумацията на ток (припомнете си закона на Ом: I \u003d U
Така че при ниско напрежение съпротивлението консумира по-слаб ток, което не е така
не крие абсолютно никаква опасност
тежестта на увреждането му. Например (виж
ориз. 55.2), резистор, консумиращ 300 W при 240 V, ще консумира само 3 W, ако се захранва с 24 V! Разбира се, това може да бъде много лошо, когато става въпрос например за електрически нагревател на картера на компресора!

За потребителя на типа двигател е необходимо да се прави разлика между двигатели, които задвижват устройства с голям момент на съпротивление (виж фиг. 55.3), например бутало хладилни компресори, и задвижващи двигатели за механизми с нисък съпротивителен момент (например аксиален вентилатор, за въртенето на който е достатъчен лек вятър).
Центробежните вентилатори попадат между тези две категории, но повечето от тях имат характеристики, които затрудняват издържането на забележим спад в захранващото напрежение. Поради това те обикновено се класифицират като единици с голям момент на съпротивление.

На първо място, не забравяйте, че моментът на вала на двигателя, тоест способността му да задвижи всяка единица, зависи от квадрата на захранващото напрежение.
Така че, ако двигателят е проектиран да работи при напрежение 220 V, тогава в случай на спад на напрежението до PO V (т.е. 2 пъти по-малко), неговият въртящ момент на вала ще падне 4 пъти (виж фиг. 55.4).
Ако по време на падането на напрежението моментът на съпротивление на задвижваната машина е много голям (напр. компресор), двигателят спира. В същото време той започва да консумира ток, равен на стартовия ток, и това се случва през целия период на принудително спиране. В резултат на това двигателят прегрява опасно и остава само да се надяваме, че вградената защита или термозащитното реле ще прекъсне захранването много бързо.
От друга страна, ако моментът на съпротивление на задвижваното устройство е нисък (например малък аксиален вентилатор), намаляването на захранващото напрежение причинява намаляване на скоростта на въртене, тъй като двигателят има по-малко налична мощност.
Именно това свойство се използва в повечето многоскоростни двигатели, които въртят вентилатори в отделни климатици (виж фиг. 55.5).
В позиция HI (висока скорост) съпротивлението е накъсо и към двигателя се подава 220 V. Той се върти с номинална скорост.
В позиция MC (ниска скорост) съпротивлението е последователно с намотката на двигателя, което причинява забележим спад на напрежението в двигателя. Въртящият момент на вала пада и вентилаторът се върти с намалена скорост.

В същото време консумираният ток също намалява. Това свойство се използва широко при производството на електронни регулатори на скоростта, базирани на тиристори, специално проектирани да контролират кондензационното налягане чрез промяна на скоростта на аксиалните вентилатори. монтирани в кондензатори с въздушно охлаждане (виж фиг. 55.6).
Тези регулатори, понякога наричани токови вентили или преобразуватели, работят, както повечето ограничаващи регулатори, на принципа на "отрязване" на част от амплитудата променлив ток.

поз. аз Високо наляганекондензация, регулаторът на скоростта напълно пропуска мрежовите полупериоди. Напрежението на клемите на двигателя (съответстващо на защрихованата област) е равно на мрежовото напрежение и двигателят се върти с максимална скорост, консумирайки номинален ток.
поз. 2. Кондензационното налягане пада и регулаторът се включва, прекъсвайки част от всеки полуцикъл, влизащ в двигателя (при всеки полуцикъл той изключва захранването за кратък момент). Средното напрежение на клемите на двигателя пада (вижте защрихованата зона) и скоростта, както и консумираният ток, спадат.
поз. 3. Ако средното напрежение стане толкова слабо, че въртящият момент на двигателя е по-малък от съпротивителния момент на вентилатора, моторът спира и започва да загрява. Следователно регулаторите на скоростта обикновено се настройват на максимално допустимата стойност на минималната скорост.
Забележка. Методът за "отрязване" на част от амплитудата на AC може да се използва само когато монофазни двигателипредназначени за задвижване на агрегати с нисък въртящ момент на съпротивление. Ако са включени трифазни двигатели (за задвижване на машини с висок съпротивителен момент), тогава трябва да се използват многоскоростни двигатели (вижте раздел 65) или честотни преобразуватели, много по-скъпи и обемисти, или двигатели постоянен ток(тези два вида оборудване се използват с устройства тип "инвертор").
Спад на напрежението може да възникне и във външната електрическа мрежа: ние сме добре запознати с последствията от краткотрайно прекъсване на захранването или спад на напрежението, което води до намаляване на яркостта на осветлението. Също така знаем, че е необходимо да се спазват правилата за избор на размера на захранващите проводници, за да се ограничи падането на напрежението върху тях до приемлива стойност. Понякога обаче спадът на напрежението може да има други причини, които не са пряко свързани със загубите на напрежение в захранващите проводници.

Например електромагнитната намотка на 24 V реле (съвсем обикновено), което ви позволява да управлявате малък контактор, показан на фиг. 55.7, в момента на работа на електромагнита той консумира ток от 3 A, а в режим на задържане консумираният ток е 0,3 A (т.е. 10 пъти по-малко).
Тоест електромагнитът, когато е включен, консумира ток, равен на десет пъти тока на режима на задържане. Въпреки че времето за включване е много кратко (около 20 ms), това понякога може да има забележим ефект в големи вериги за управление с много контактори или релета.

Съдържа 20 контактора, от C1 до C20 (тъй като размерът на страницата е ограничен, контакторите C2 до C19 не са показани на диаграмата).
След изключване на тока всички 20 контактора са в режим на готовност. Веднага щом токът се включи, те ще работят едновременно.
Тъй като всеки контактор консумира 3 A, когато е активиран, през вторичната намотка на трансформатора ще тече ток, равен на 3 x 20 = 60 A!
Ако вторичната намотка има съпротивление от 0,3 ома, тогава спадът на напрежението върху нея в момента на задействане на контакторите ще бъде 0,3 x 60 = 18 V. Тогава захранващото напрежение на контакторите ще бъде само 6 V (виж фиг. 55.9 ), и те може да не работят.
В същото време и трансформаторът, и окабеляването ще прегреят и контакторите ще започнат да бръмчат, но няма да могат да преминат в режим на задържане, който ще продължи, докато предпазителят изгори или прекъсвачът се изключи.

Ако вторичната намотка на трансформатора има съпротивление 0,2 ома, в момента на включване на контакторите, спадът на напрежението върху нея ще бъде 0,2 х 60 = 12 V. В този случай контакторите ще се захранват само от 12 V вместо 24 V, и няма как да се твърди, че ще работят без |jj| основания. Ако те не работят, токът във веригата ще остане необичайно висок, точно както в предишния пример.
Проблемът с резистентността вторична намоткаобяснява защо напрежението на празен ход на изхода на трансформатора е по-голямо от напрежението под товар. Колкото по-голям е консумираният ток, толкова по-ниско е изходното напрежение.

В примера на фиг. 55.10 трансформаторът 220/24 V е с мощност 120 VA и се захранва с напрежение 220 V.
Когато трансформаторът доставя 5A, измерването на изходното напрежение ни дава 24V (24 x 5 = 120VA).
Въпреки това, когато изтегленият ток спадне до 1 A, изходното напрежение се повишава, достигайки например 27 V. Това напрежение се дължи на съпротивлението на вторичния проводник.

Ако токът спадне, изходното напрежение се повишава. Обратно, ако консумираният ток е по-голям от 5 A, изходното напрежение пада под 24 V и трансформаторът започва да прегрява (припомнете си, че нагряването зависи от квадрата на тока).
Така че твърде малък трансформатор може да причини сериозни проблеми: така че не можете да пренебрегнете избора на силови трансформатори!

3) Как да настроите термично реле?

Релето за термична защита е предназначено основно за защита на двигателя срещу незначителен, но продължителен свръхток. Спомнете си, че двигателят се загрява пропорционално на квадрата на консумирания ток (P = R x I2). Така, ако консумираният ток се увеличи 2 пъти (виж фиг. 55.11), нагряването на двигателя се увеличава 4 пъти.
Разбира се, идеалният вариант за термична защита би бил такъв вариант, при който двигателят ще бъде много бързо изключен от мрежата, когато определената стойност на тока бъде превишена. В този случай обаче релето за термична защита може да работи в режим на стартиране, когато силата на тока в някои моменти може да бъде 8 пъти по-висока от номиналната стойност. Следователно използваният дизайн (базиран на три биметални плочи) ви позволява да стартирате двигателя без нежелано изключване. Това се постига чрез инсталиране на нагревателен елемент в термичното реле, което се избира, като се вземе предвид времето, необходимо за изключване на двигателя в зависимост от тока, преминаващ през нагревателния елемент.

Кривата на фиг. 55.12 е изграден за най-благоприятния случай, когато биметалните плочи на нагревателния елемент са вече горещи (ако тези плочи са студени, времето за пътуване се увеличава). За термично реле, настроено на 10 A, изобщо няма прекъсване при 10 A, което изглежда съвсем нормално. Ако токът се повиши до 15 A, термичното реле ще изключи двигателя след около 80 секунди. При ток от 40 A, пътуването ще се случи след 6 s, а при ток от 60 A, след 3 s.
Помислете сега за крива, изградена за реле, настроено на същите 10 A, но за случая, когато термично реле трябва да защити трифазен двигател в случай на прекъсване на фазата (двигателят работи само с две намотки).

Ако останалите две намотки изтеглят 10 A, термичното реле ще изключи двигателя за приблизително 240 секунди (4 минути). Ако токът се повиши до 15 A, пътуването ще се случи след около 40 секунди. При ток от 20 A термичното реле ще отнеме 18 секунди, за да изключи двигателя, за 60 A - 3 секунди.
Както можете да видите, термично реле, настроено на 10 A, в случай на аномалии, изключва защитения двигател след достатъчно дълъг период от време.
Следователно термичното реле никога не трябва да се настройва на стойност на тока, по-голяма от номиналната стойност (посочена на табела, прикрепена към корпуса на двигателя).

Често се случва двигателят да черпи по-малко ток от указаното на корпуса му. Това е така, защото токът, посочен на кутията, съответства на тока, консумиран по време номинална стойностмощност, развивана от двигателя. Например компресор, оборудван с кондензатор с въздушно охлаждане, черпи по-малко ток през зимата (по-ниско кондензационно налягане), отколкото през лятото (по-високо кондензационно налягане). В този случай термозащитното реле трябва да бъде настроено на максималната стойност на погълнатия ток, но не повече от тока, посочен на корпуса (в противен случай за какво е табелата с данни на двигателя?).
В представения двигател се причинява прегряване. В същото време термичното реле не може да реагира на необичайно повишаване на температурата на двигателя или неговите намотки.
Същото ще се случи, ако корпусът на двигателя с ребра се замърси прекалено много: охлаждането на намотките ще се влоши и двигателят ще започне да прегрява. В този случай релето за термична защита също няма да може да направи нищо, тъй като консумацията на ток не се увеличава. Само вградената термична защита (предоставена от разработчика) е в състояние да открие опасно повишаване на температурата и да изключи двигателя навреме.

От друга страна, увеличаването на тока, консумиран от двигателя, може да бъде причинено от механични повреди (например блокиран лагер в двигателя или задвижваната машина). Това увеличение на тока (което ще се случи доста бавно, със същата скорост като увеличаването на силата на триене в лагера), рано или късно, ще доведе до изключване на двигателя от термичното реле или вградената термична защита, ако съществува (в този случай двигателят е оборудван с двойна система за термична безопасност, което може да бъде още по-полезно, тъй като двигателят е най-важният елемент от инсталацията).
За да допълним нашата информация за термичните релета, припомняме, че те изпълняват функциите си за всяка от намотките поотделно. Това означава, че ако 3 биметални ленти се нагряват по различен начин (например, ако една от намотките има прекъсване, другите две се нагряват), релето изключва двигателя (вижте кривата на фиг. 55.13).



Функцията на фазово диференциално реле, която след това се изпълнява от термично реле, осигурява неоспорими предимства, когато се използва трифазен двигател(вижте поз. 1 на фиг. 55.15), обаче, изисква специална електрическа схема в случай на използване на монофазен двигател.
Всъщност, ако свържете релето, както е показано на поз. 2 фиг. 55.15, дясната плоча няма да се нагрее и няколко минути след началото на работа релето ще изключи двигателя.

Тоест, релето трябва да бъде свързано по такъв начин, че и трите биметални пластини да преминават един и същ ток (виж поз. 3 на фиг. 55.15).
И накрая, припомняме, че термичното реле е напълно безполезно за защита срещу прегряване на електрически нагреватели, тъй като този тип консуматор е проектиран за постоянен ток (I \u003d U / R). Ако има късо съединение в електрическия нагревател, много повече ефективен инструментнеговата защита е обикновен предпазител, който освен това е много по-евтин.

4) За какво са предпазителите от серията gl и aM?
Видяхме, че термичното реле служи за защита на двигателя от продължително, но леко превишаване на номиналния ток. Въпреки това, в случай късо съединениепотребител, термичното реле ще бъде твърде инерционно и огромният ток, преминаващ във веригата по време на късо съединение, може да доведе до значителни щети (топене на проводници и кабели, пожар). Затова се използват предпазители за защита на инсталацията от късо съединение.

Помислете за работната крива на индустриален предпазител от серия gl с номинален ток 10 A (вижте Фигура 55.16).
При ток от 10 A, преминаващ през този предпазител, последният никога няма да се стопи (което априори изглежда нормално). Ако токът достигне 25 A, предпазителят ще се стопи след 6 секунди, а при 60 A, след 0,1 секунди.
Такъв предпазител не може да се използва за защита от късо съединение на двигател с номинален ток от 10 A. Всъщност, ако стартовият ток достигне 60 A и продължителността на стартовия период надвишава 0,1 секунди (което се случва много често), предпазителят ще се стопи при първия опит за стартиране на двигателя.

Следователно тази серия от предпазители (gl) може да се използва за защита срещу късо съединение на такива потребители, при които пусковият ток или изобщо не се различава от номиналния ток (например електрически нагреватели), или продължителността на пусковия период е изключително къс (например лампи с нажежаема жичка, като тези, показани на фиг. 54.39).

Помислете сега за кривата на предпазител от серия aM (съвместим с двигателя), също номинален на 10 A (вижте Фиг. 55.17).
Може да се види, че предпазителят от тази серия може да издържи ток от 25 A за неопределено време, без да изключва консуматора. При преминаване на ток от 60 А издържа 10 секунди преди да се стопи (вместо 0,1 s за gl серията), което е напълно достатъчно за стартиране на двигателя. От друга страна, ако възникне късо съединение, то много бързо ще изключи мрежата от консуматора, ограничавайки тока на късо съединение до напълно приемлива стойност.
Следователно тази серия предпазители (aM) е предназначена за защита от късо съединение на потребители с дълъг период на пусков ток (напр. електрически двигатели) или характеризиращи се с много висок пусков ток с кратка продължителност (напр. първична намоткатрансформатор, който е по-рядко срещан).
Изборът на предпазители (и електромагнитните прекъсвачи, които все повече ги заместват) е доста сложна и често не напълно разбрана задача, въпреки че те могат да бъдат причина за много аномалии в работата на инсталацията. Затова авторът ви насърчава да проучите многобройната техническа документация на различни производители на тези устройства, ако искате да увеличите познанията си в тази област.
"В момента широко се използват регулируеми прекъсвачи за защита на двигателя, които съчетават функциите на термично реле и предпазители тип aM, което позволява, с правилния избор и конфигурация на машината, надеждно да защити двигателя. Следователно всички по-горе относно термичните релета и предпазителите тип aM могат да бъдат също могат да бъдат приписани на регулируеми прекъсвачи за защита на двигателя.Въпреки това, когато избирате прекъсвач, препоръчваме ви да следвате стриктно препоръките на производителя.

Главно меню

Падане на мрежовото напрежение

Поради това, което има спад на напрежението в мрежата. И така, както можете да видите от фигурите, всички мрежи са последователни. И колкото по-далеч от точката на разпределение, толкова по-малко напрежение достига до потребителя. Това се прави, за да се спестят значително кабели. Всички секции са изчислени по такъв начин, че едно и също напрежение да постъпва към всички консуматори. И когато мрежата е нова, това се случва. Но с течение на времето мрежите се износват, проводимостта на проводниците се влошава, появяват се усуквания и мрежата се претоварва. И в крайна сметка получаваме силен спад на напрежението, тази ситуация е показана на фигурите. При TP напрежението започва да се увеличава. Така че последните потребители да получат поне нещо. В същото време електрическите уреди започват да отказват при първите консуматори поради високо напрежение. В такива ситуации може да помогне само стабилизатор на напрежението. При високо напрежениетой изхвърля излишъка в мрежата, като редуктор. При понижено напрежениеСтабилизаторът изпомпва напрежение от мрежата като помпа. При стара или дълга електрическа мрежа също е необходимо да се монтират стабилизатори на напрежението за всеки консуматор за изравняване на дисбаланса в мрежата. Но това вече се прави от самите потребители.

Защо се получава спад на напрежението в мрежата:

1. Въздушните силови мрежи са положени от алуминиева телбез изолация. С течение на времето алуминият, ако през него премине ток, влошава проводимите си свойства, разрушава се кристална клетка, съпротивлението се увеличава.

2. Местните електротехници, като правило, използват обикновено усукване, а не болтове при свързване на проводници, което добавя устойчивост на ток.

3. Когато мрежата е претоварена. Напречното сечение на проводниците ограничава тока, който може да бъде пуснат през тях.

Прекъсвания на електрозахранването, дългосрочни спадове на напрежението в електрическата мрежа или нейните внезапни спадове - всеки от нас многократно се е сблъсквал с подобни явления. В допълнение към неудобството и похабените нерви, подобни ситуации заплашват с повреди на електрически уреди и съответно големи непредвидени разходи. Защо пада напрежението, как се проявява и как да избегнем неговите колебания? Нека да го разберем.

Прекомерно натоварване на мощността

Значително понижаване на нивото на напрежение в мрежата се показва от слабата светлина на лампите с нажежаема жичка, прекъсната работа или изключване домакински уредии хардуер. Основната причина за това явление е стареенето на електропроводите.

Факт е, че въздушни линии, доставящи електричество на частни къщи и вили, са проектирани и построени доста отдавна, когато натоварването на една къща не надвишава 1-2 kW. Въпреки това, електрическите уреди в модерна къща, дори селска къща, консумират няколко пъти повече, така че електропроводите просто не могат физически да осигурят необходимото ниво на напрежение.

В допълнение, проводниците са изложени външни фактори- валежи, рязка промяна на температурата, поради което се нарушават контактите в точките на техните връзки и има загуби на електричество. За да се отървете от колебанията на напрежението в селска къща и да запазите електрическите уреди в безопасност, те се използват, чиято задача е да изгладят такива капки.

Колебания на напрежението в електрическата мрежа

Ситуацията е следната: ако натоварването на електропровода е ниско, напрежението не надхвърля нормата - 210-230V, а когато товарът започне да расте, напрежението пада до критичните 120-130V. енергетици за предотвратяване на подобно падане, при което електрически устройстваотказват да работят, подават напрежение от трансформатора на ниво 250-260V, т.е. с известна резерва. В резултат на това (ако говорим за партньорство в дача), през уикендите, когато натоварването на електрическата мрежа се увеличи, нивото на напрежението спада значително и до неделя вечер или понеделник рязко се повишава до 250 V и по-високо, което доста често води до до повреди на домакински уреди.

Собствениците на къщи, разположени в близост до трафопоста и, обратно, доколкото е възможно от него, страдат най-много. При първите напрежението почти постоянно се повишава, а при вторите се понижава, което и в двата случая не води до нищо добро. Ето защо експертите препоръчват инсталирането на специални устройства, които могат да поддържат нивото на напрежение в приемливи граници. Най-простият на входа на електрическата мрежа напълно елиминира проблемите, причинени от пренапрежение на тока, и позволява на собствениците на жилища да използват всяка техника абсолютно спокойно.