1) Hva er konsekvensene av økt spenning i nettet?
Alle produsenter av elektrisk utstyr gir et akseptabelt utvalg av forsyningsspenningsendringer, innenfor hvilket utstyret deres fungerer normalt. For eksempel, hvis enheten kan operere med en spenning på 220 V ± 10 %, betyr dette at minimum forsyningsspenning er 220 - 22 = 198 V, og maksimum er 220 + 22 = 242 V. Det er klart at hvis forsyningsspenningen er lavere enn 198 V eller over 242 V, kan ikke utvikleren garantere normalt arbeid av enheten din.
problem overspenning lett nok å forstå, for i alle tilfeller, uansett type forbruker, fører overspenning alltid til en økning i strømforbruket. Hvis overspenningen er betydelig, eller lang i tid, er det å beskytte forbrukeren mot overoppheting oppgaven til termiske og elektromagnetiske sikkerhetsanordninger. Hvis overspenningen er svak, kortvarig eller sjeldent forekommende, er forbrukeren som regel ikke i fare.
På den annen side, hvis overspenningen er svært betydelig (for eksempel under en lynutladning kan den overstige mange millioner volt), kan strømstøtet være slik at forbrukeren vil brenne ut før overspenningen reagerer på denne bølgen.
Hvis 24 V tilføres en 24 V / 3 W-pære (se fig. 55.1), lyser den og bruker 3 W strøm. Men hvis en spenning på 240 V påføres den (det vil si 10 ganger mer), brenner den umiddelbart ut. Dette er fordi strømforbruket er proporsjonalt med kvadratet av spenningen (P = U2 / R). Dermed, ved å koble en lyspære til en strømkilde med en spenning på 10 ganger den nominelle spenningen, får vi den til å absorbere strøm økt med 100 ganger (det vil si 300 watt, som tilsvarer en liten elektrisk varmeovn).

2) Hva er konsekvensene av et spenningsfall i nettet?

Ved et spenningsfall er problemet med å bestemme konsekvensene mye vanskeligere, siden konsekvensene avhenger av typen strømforbruker. Generelt kan to hovedkategorier av forbrukere skilles: motstandstype og motortype.
For forbruker av motstandstype,
spenningsfall fører alltid til en tilsvarende reduksjon i strømforbruk (husk Ohms lov: I \u003d U
Så ved lav spenning bruker motstanden en svakere strøm, noe som ikke er det
innebærer absolutt ingen fare
alvorlighetsgraden av skaden. For eksempel (se
ris. 55.2), vil en motstand som forbruker 300W ved 240V bare forbruke 3W hvis den er spenningssatt ved 24V! Dette kan selvfølgelig være veldig ille når det gjelder for eksempel en elektrisk kompressor veivhusvarmer!

For forbrukeren av motortypen er det nødvendig å skille mellom motorer som driver enheter med stort motstandsmoment (se fig. 55.3), for eksempel stempel kjølekompressorer, og drivmotorer for mekanismer med lavt motstandsmoment (for eksempel en aksialvifte, for hvilken et lett vindslag er nok til å rotere).
Sentrifugalvifter faller mellom disse to kategoriene, men de fleste av dem har egenskaper som gjør det vanskelig å tåle et merkbart fall i forsyningsspenningen. Derfor klassifiseres de vanligvis som enheter med et stort motstandsmoment.

Først av alt, husk at øyeblikket på motorakselen, det vil si dens evne til å sette i gang en hvilken som helst enhet, avhenger av kvadratet på forsyningsspenningen.
Så hvis motoren er designet for å fungere med en spenning på 220 V, vil i tilfelle spenningsfall til PO V (det vil si 2 ganger mindre), dreiemomentet på akselen falle med 4 ganger (se fig. 55,4).
Hvis motstandsmomentet til den drevne maskinen under spenningsfallet er svært høyt (f.eks. kompressor), stopper motoren. Samtidig begynner den å forbruke en strøm lik startstrømmen, og dette skjer under hele perioden med tvungen stopp. Som et resultat overopphetes motoren farlig, og man kan bare håpe at det innebygde beskyttelses- eller termiske beskyttelsesreléet vil slå av strømmen veldig raskt.
På den annen side, hvis motstandsmomentet til den drevne enheten er lavt (for eksempel en liten aksialvifte), forårsaker en reduksjon i forsyningsspenningen en reduksjon i rotasjonshastigheten, fordi motoren har mindre tilgjengelig kraft.
Det er nettopp denne egenskapen som brukes i de fleste flerhastighetsmotorer som roterer vifter i individuelle klimaanlegg (se fig. 55.5).
I HI (høy hastighet) posisjon er motstanden kortsluttet og motoren tilføres 220 V. Den roterer med nominell hastighet.
I MC (lav hastighet) posisjon er motstanden i serie med motorviklingen, noe som forårsaker et merkbart spenningsfall over motoren. Dreiemomentet på akselen synker og viften roterer med redusert hastighet.

Samtidig avtar også den forbrukte strømmen. Denne egenskapen er mye brukt i produksjon av elektroniske hastighetsregulatorer basert på tyristorer, spesielt designet for å kontrollere kondenseringstrykket ved å endre hastigheten til aksialvifter. installert i luftkjølte kondensatorer (se fig. 55.6).
Disse regulatorene, noen ganger kalt strømventiler eller omformere, fungerer, som de fleste begrensende regulatorer, på prinsippet om å "skjære av" en del av amplituden vekselstrøm.

Pos. JEG. Høytrykk kondens, hopper turtallsregulatoren over halvsyklusene på nettet. Spenningen på motorklemmene (tilsvarende det skraverte området) er lik nettspenningen og motoren roterer med maksimal hastighet og forbruker merkestrøm.
Pos. 2. Det kondenserende trykket faller og regulatoren starter, og kutter av en del av hver halvsyklus som kommer inn i motoren (i hver halvsyklus slår den av strømmen et kort øyeblikk). Gjennomsnittsspenningen ved motorklemmene synker (se skravert område) og hastigheten, samt strømmen som trekkes, synker.
Pos. 3. Hvis mellomspenningen blir så svak at motormomentet er mindre enn viftemotstandsmomentet, stopper motoren og begynner å varmes opp. Derfor er hastighetsregulatorer vanligvis justert til den maksimalt tillatte verdien av minimumshastigheten.
Merk. Metoden for å "kutte av" en del av AC-amplituden kan bare brukes når enfase motorer designet for å drive enheter med lavt motstandsmoment. Hvis trefasemotorer er involvert (for å kjøre maskiner med høyt motstandsmoment), må det brukes flerhastighetsmotorer (se avsnitt 65) eller frekvensomformere, mye dyrere og klumpete, eller motorer likestrøm(disse to typer utstyr brukes med enheter av typen "Inverter").
Spenningsfall kan også forekomme i nettverket til et eksternt strømsystem: vi er godt klar over konsekvensene av et kortvarig strømbrudd eller spenningsfall, som fører til en reduksjon i lysstyrken til belysningen. Vi vet også at det er nødvendig å følge reglene for valg av størrelse på tilførselsledningene for å begrense spenningsfallet over dem til en akseptabel verdi. Noen ganger kan imidlertid spenningsfallet ha andre årsaker som ikke er direkte relatert til spenningstap i tilførselsledningene.

For eksempel, elektromagnetspolen til et 24 V-relé (ganske vanlig), som lar deg styre en liten kontaktor, vist i fig. 55.7, i øyeblikket av drift av elektromagneten, bruker den en strøm på 3 A, og i hold-modus er den forbrukte strømmen 0,3 A (det vil si 10 ganger mindre).
Det vil si at elektromagneten, når den er slått på, bruker en strøm som tilsvarer ti ganger strømmen til holdemodusen. Selv om innkoblingstiden er svært kort (ca. 20 ms), kan dette noen ganger ha en merkbar effekt i store styrekretser med mange kontaktorer eller releer.

Den inneholder 20 kontaktorer, fra C1 til C20 (siden sidestørrelsen er begrenset, er ikke kontaktorene C2 til C19 vist i diagrammet).
Etter at strømmen er slått av, er alle 20 kontaktorer i standby-modus. Så snart strømmen slås på, vil de fungere samtidig.
Siden hver kontaktor bruker 3 A når den aktiveres, vil en strøm lik 3 x 20 = 60A flyte gjennom sekundærviklingen til transformatoren!
Hvis sekundærviklingen har en motstand på 0,3 ohm, vil spenningsfallet over den i øyeblikket kontaktorene aktiveres være 0,3 x 60 = 18 V. Da vil forsyningsspenningen til kontaktorene være kun 6 V (se fig. 55.9) ), og de fungerer kanskje ikke .
Samtidig vil både transformatoren og ledningene overopphetes, og kontaktorene vil begynne å summe, men vil ikke kunne gå over til holdemodus, som fortsetter til sikringen går eller strømbryteren løsner.

Hvis sekundærviklingen til transformatoren har en motstand på 0,2 Ohm, i det øyeblikket kontaktorene slås på, vil spenningsfallet over den være 0,2 x 60 \u003d 12 V. I dette tilfellet vil kontaktorene bare bli drevet av 12 V i stedet for 24 V, og det er ingen måte å påstå at de vil fungere no |jj| begrunnelse. Hvis de ikke fungerer, vil strømmen i kretsen forbli unormalt høy, akkurat som i forrige eksempel.
Problemet med motstand sekundærvikling forklarer hvorfor tomgangsspenningen ved utgangen til en transformator er større enn spenningen under belastning. Jo større strøm som trekkes, jo lavere utgangsspenning.

I eksemplet i fig. 55.10 220/24 V-transformatoren har en effekt på 120 VA og forsynes med en spenning på 220 V.
Når transformatoren leverer 5A, gir måling av utgangsspenningen oss 24V (24 x 5 = 120VA).
Men når den trukket strømmen faller til 1A, stiger utgangsspenningen, og når for eksempel 27 V. Denne spenningen er forårsaket av motstanden til sekundærledningen.

Hvis strømmen faller, stiger utgangsspenningen. Omvendt, hvis strømmen som trekkes er større enn 5 A, faller utgangsspenningen under 24 V og transformatoren begynner å overopphetes (husk at oppvarming avhenger av kvadratet på strømmen).
Så en for liten transformator kan forårsake alvorlige problemer: så du kan ikke overse utvalget av krafttransformatorer!

3) Hvordan sette opp et termisk relé?

Det termiske beskyttelsesreléet er primært designet for å beskytte motoren mot mindre, men kontinuerlig overstrøm. Husk at motoren varmes opp proporsjonalt med kvadratet av strømmen som forbrukes (P = R x I2). Således, hvis den forbrukte strømmen øker med 2 ganger (se fig. 55.11), øker oppvarmingen av motoren med 4 ganger.
Selvfølgelig vil det ideelle alternativet for termisk beskyttelse være et slikt alternativ der motoren veldig raskt vil bli koblet fra nettverket når den angitte strømverdien ble overskredet. Imidlertid kan det termiske beskyttelsesreléet i dette tilfellet fungere i startmodus, når strømstyrken i noen øyeblikk kan være 8 ganger høyere enn den nominelle verdien. Derfor lar designet som brukes (basert på tre bimetallplater) deg starte motoren uten uønskede nedstengninger. Dette oppnås ved å installere et varmeelement i det termiske reléet, som velges under hensyntagen til tiden som kreves for å slå av motoren avhengig av strømmen som går gjennom varmeelementet.

Kurven i fig. 55.12 er bygget for det mest gunstige tilfellet, når bimetallplatene til varmeelementet allerede er varme (hvis disse platene er kalde, øker turtiden). For et termisk relé satt til 10 A er det ingen utløsning i det hele tatt ved 10 A, noe som ser ut til å være ganske normalt. Hvis strømmen stiger til 15 A, vil det termiske reléet slå av motoren etter ca. 80 sekunder. Ved en strøm på 40 A vil utkoblingen skje etter 6 s, og ved en strøm på 60 A, etter 3 s.
Tenk nå på en kurve bygget for et relé satt til samme 10 A, men for tilfellet når et termisk relé må beskytte en trefasemotor i tilfelle fasefeil (motoren fungerer bare med to viklinger).

Hvis de resterende to viklingene trekker 10 A, vil det termiske reléet slå av motoren på ca. 240 sekunder (4 minutter). Hvis strømmen stiger til 15 A, vil utkoblingen skje etter ca. 40 sekunder. Ved en strøm på 20 A vil det termiske reléet bruke 18 sekunder på å slå av motoren, i 60 A - 3 sekunder.
Som du kan se, slår et termisk relé satt til 10 A, i tilfelle avvik, av den beskyttede motoren etter en tilstrekkelig lang tidsperiode.
Derfor bør det termiske reléet aldri settes til en strømverdi som er større enn nominell verdi (angitt på en plate festet til motorhuset).

Det hender ofte at motoren trekker mindre strøm enn angitt på kassen. Dette er fordi strømmen som er angitt på kassen tilsvarer strømmen som forbrukes under Nominell verdi kraft utviklet av motoren. For eksempel trekker en kompressor utstyrt med en luftkjølt kondensator mindre strøm om vinteren (lavere kondenseringstrykk) enn om sommeren (høyere kondenseringstrykk). I dette tilfellet må det termiske beskyttelsesreléet settes til den maksimale verdien av den absorberte strømmen, men ikke overstige strømmen som er angitt på huset (hva er ellers motorens merkeskilt for?).
I den presenterte motoren forårsakes overoppheting. Samtidig kan det termiske reléet ikke reagere på en unormal økning i temperaturen på motoren eller dens viklinger.
Det samme vil skje hvis det ribbede motorhuset blir for skittent: kjølingen av viklingene vil forringes og motoren begynner å overopphetes. I dette tilfellet vil det termiske beskyttelsesreléet heller ikke kunne gjøre noe, siden strømforbruket ikke øker. Bare den innebygde termiske beskyttelsen (levert av utvikleren) er i stand til å oppdage en farlig temperaturøkning og slå av motoren i tide.

På den annen side kan en økning i strømmen som trekkes av motoren være forårsaket av mekaniske feil (for eksempel et fastkjørt lager i motoren eller drevet maskin). Denne økningen i strøm (som vil skje ganske sakte, i samme hastighet som økningen i friksjonskraft i lageret), før eller senere, vil føre til at motoren utløses av det termiske reléet eller den innebygde termiske beskyttelsen, hvis den eksisterer (i dette tilfellet er motoren utstyrt med et dobbeltsystem termisk sikkerhet, som kan være desto mer nyttig siden motoren er det viktigste elementet i installasjonen).
For å supplere vår informasjon om termiske reléer, husker vi at de utfører sine funksjoner for hver av viklingene separat. Dette betyr at hvis 3 bimetallstrimler varmes opp forskjellig (for eksempel hvis en av viklingene har et brudd, de to andre varmes opp), slår reléet av motoren (se kurven i fig. 55.13).



Funksjonen til et fase-til-fase differensialrelé, som deretter utføres av et termisk relé, gir ubestridelige fordeler når det brukes trefase motor(se pos. 1 i fig. 55.15), krever imidlertid et spesielt koblingsskjema ved bruk av enfasemotor.
Faktisk, hvis du kobler til reléet som vist i pos. 2 fig. 55.15 vil ikke høyre plate varmes opp og noen minutter etter driftsstart vil releet slå av motoren.

Det vil si at reléet må kobles på en slik måte at alle tre bimetallplatene passerer samme strøm (se pos. 3 i fig. 55.15).
Til slutt husker vi at det termiske reléet er helt ubrukelig for beskyttelse mot overoppheting av elektriske varmeovner, siden denne typen forbruker er designet for en konstant strøm (I \u003d U / R). Hvis det er kortslutning i den elektriske varmeren, mye mer effektivt verktøy beskyttelsen er en enkel sikring, som dessuten er mye billigere.

4) Hva er gl- og aM-seriens sikringer for?
Vi har sett at det termiske reléet tjener til å beskytte motoren mot et kontinuerlig, men svakt overskudd av merkestrømmen. Men i tilfelle kortslutning forbruker, vil det termiske reléet være for treghet og den enorme strømmen som passerer i kretsen under en kortslutning kan føre til betydelig skade (smelting av ledninger og kabler, brann). Derfor brukes sikringer for å beskytte installasjonen mot kortslutninger.

Tenk på driftskurven til en industrisikring i gl-serien som er vurdert til 10A (se figur 55.16).
Med en strøm på 10 A som går gjennom denne sikringen, vil sistnevnte aldri smelte (noe som a priori ser ut til å være normalt). Hvis strømmen når 25 A, vil sikringen smelte etter 6 sekunder, og ved 60 A, etter 0,1 sekunder.
En slik sikring kan ikke brukes til å beskytte en kortslutning av en motor med en merkestrøm på 10 A. Faktisk, hvis startstrømmen når 60 A og varigheten av startperioden overstiger 0,1 sekunder (noe som skjer veldig ofte), sikringen vil smelte ved første forsøk på å starte motoren.

Derfor kan denne serien av sikringer (gl) brukes til å beskytte mot kortslutninger, slike forbrukere, der startstrømmen enten ikke skiller seg i det hele tatt fra merkestrømmen (for eksempel elektriske varmeovner), eller varigheten av startperioden er ekstremt kort (for eksempel glødelamper, slik som de som er vist i fig. 54.39).

Tenk nå på kurven til en sikring i aM-serien (kompatibel med motoren), også vurdert til 10 A (se fig. 55.17).
Det kan sees at sikringen i denne serien er i stand til å motstå en strøm på 25 A på ubestemt tid uten å koble fra forbrukeren. Når en strøm på 60 A går gjennom den, tåler den 10 sekunder før den smelter (i stedet for 0,1 s for gl-serien), noe som er nok til å starte motoren. På den annen side, hvis det oppstår en kortslutning, vil det veldig raskt koble nettverket fra forbrukeren, og begrense kortslutningsstrømmen til en helt akseptabel verdi.
Derfor er denne serien med sikringer (aM) beregnet på kortslutningsbeskyttelse av forbrukere som har en lang periode med innkoblingsstrøm (f.eks. elektriske motorer) eller karakterisert ved en veldig høy innkoblingsstrøm med kort varighet (f.eks. primærvikling transformator, som er mindre vanlig).
Valget av sikringer (og de elektromagnetiske kretsbryterne som i økende grad erstatter dem) er en ganske komplisert og ofte ikke fullt forstått oppgave, selv om de kan være årsaken til mange uregelmessigheter i driften av installasjonen. Derfor oppfordrer forfatteren deg til å studere de mange tekniske dokumentasjonene fra ulike produsenter av disse enhetene hvis du ønsker å øke kunnskapen din på dette området.
"For tiden er justerbare motorvernbrytere mye brukt, som kombinerer funksjonene til et termisk relé og sikringer av aM-type, som gjør det mulig, med riktig valg og konfigurasjon av maskinen, pålitelig å beskytte motoren. Derfor er alle de ovennevnte om termiske reléer og sikringer av typen aM kan også tilskrives justerbare motorvernbrytere. Når du velger en effektbryter, anbefaler vi imidlertid at du følger produsentens anbefalinger.

Hovedmeny

Nettspenningsfall

På grunn av hva det er et spenningsfall i strømnettet. Så, som du kan se fra figurene, er alle nettverk sekvensielle. Og jo lenger fra distribusjonspunktet, jo mindre spenning når forbrukeren. Dette gjøres for å spare kabler betydelig. Alle seksjoner er beregnet på en slik måte at samme spenning ville komme til alle forbrukere. Og når nettverket er nytt, er det dette som skjer. Men over tid slites nettverkene ut, ledningsevnen forringes, vridninger oppstår og nettverket er overbelastet. Og til slutt får vi et sterkt spenningsfall, denne situasjonen er vist i figurene. Ved TP begynner spenningen å øke. Slik at de siste forbrukerne får i det minste noe. Samtidig begynner elektriske apparater å svikte hos de første forbrukerne på grunn av høy spenning. I slike situasjoner er det kun en spenningsstabilisator som kan hjelpe. På høyspenning den dumper overflødig inn i nettverket, som en redusering. På underspenning Stabilisatoren pumper ut spenning fra nettverket som en pumpe. I et gammelt eller langt elektrisk nettverk er det også nødvendig å installere spenningsstabilisatorer for hver forbruker for å utjevne ubalansen i nettverket. Men dette er allerede gjort av forbrukerne selv.

Hvorfor oppstår spenningsfallet i strømnettet:

1. Luftkraftnett legges fra aluminiumstråd uten isolasjon. Over tid vil aluminium, hvis en strøm føres gjennom det, forringe dets ledende egenskaper, ødelegge krystallcelle, øker motstanden.

2. Lokale elektrikere bruker som regel vanlig vridning i stedet for bolting ved tilkobling av ledninger, noe som gir motstand mot strømmen.

3. Når nettverket er overbelastet. Tverrsnittet av ledningene begrenser strømmen som kan startes gjennom dem.

Strømbrudd, langvarige spenningsfall i strømnettet eller dets plutselige fall - hver av oss har gjentatte ganger møtt slike fenomener. I tillegg til ulempen og bortkastede nerver, truer slike situasjoner med sammenbrudd av elektriske apparater, og følgelig store uforutsette kostnader. Hvorfor faller spenningen, hvordan manifesterer den seg, og hvordan unngår man svingningene? La oss finne ut av det.

Overdreven kraftbelastning

En betydelig reduksjon i spenningsnivået i strømnettet indikeres av svakt lys fra glødelamper, avbrutt drift eller avstengning husholdningsapparater og maskinvare. Hovedårsaken til dette fenomenet er aldring av kraftledninger.

Faktum er det luftlinjer, som leverer strøm til private hus og sommerhus, ble designet og bygget for ganske lenge siden, da belastningen på ett hus ikke oversteg 1-2 kW. Imidlertid bruker elektriske apparater i et moderne hus, til og med et landsted, flere ganger mer, så kraftledninger kan rett og slett ikke fysisk gi det nødvendige spenningsnivået.

I tillegg er ledningene blottlagt eksterne faktorer- nedbør, en skarp temperaturendring, på grunn av hvilken kontaktene brytes ved tilkoblingspunktene og det er tap av elektrisitet. For å bli kvitt spenningssvingninger i et landsted og holde elektriske apparater trygge, brukes de, hvis oppgave er å jevne ut slike dråper.

Spenningssvingninger i nettet

Situasjonen er som følger: hvis belastningen på kraftledningen er lav, går ikke spenningen utover normen - 210-230V, og når belastningen begynner å vokse, faller spenningen til kritiske 120-130V. kraftingeniører for å forhindre et slikt fall, der elektriske enheter nekter å jobbe, de leverer spenning fra transformatoren på nivået 250-260V, dvs. med en viss reserve. Som et resultat (hvis vi snakker om et dacha-partnerskap), i helgene, når belastningen på strømnettet øker, synker spenningsnivået betydelig, og søndag kveld eller mandag stiger det kraftig til 250V og høyere, noe som ganske ofte fører til til havari av husholdningsapparater.

Eierne av hus som ligger i nærheten av transformatorstasjonen, og omvendt, så langt som mulig fra det, lider mest. I førstnevnte økes spenningen nesten konstant, mens den i sistnevnte senkes, noe som i begge tilfeller ikke fører til noe godt. Det er derfor eksperter anbefaler å installere spesielle enheter som kan opprettholde spenningsnivået innenfor akseptable grenser. Den enkleste ved inngangen til det elektriske nettverket eliminerer fullstendig problemene forårsaket av strømstøt og lar huseiere bruke alt utstyr helt rolig.