• Zkratový proud a jeho výpočet. Zkrat rázového proudu. Co jsou zkratové a přetěžovací proudy v elektroinstalaci domu nebo bytu

    V tomto článku budeme zvažovat hlavní bolest hlavy každého elektrikáře - zkrat. Zároveň si vysvětlíme, co je zkratový proud a rozptýlíme mýtus o tom, co je zkratové napětí, a zároveň probereme, že zkrat (aka KZ) prostředky pro elektrickou síť. Nejprve ale trocha fyziky, která pomůže zapamatovat si, že elektřina je přenos náboje elektrony z jednoho bodu do druhého. Důsledný a řádný proces. Někdy ale v tomto přísném sledu zasáhne nehoda a zde je třeba si tato dvě slova „zkrat“ zapamatovat.

    Proč je obvod krátký a kdo je na vině?

    Jakékoli schéma elektrického obvodu je „plus“ a „mínus“, jako u každé baterie. Pokud je mezi ně umístěna žárovka, při uzavření okruhu začne hořet. Správně sestavený obvod umožní žárovce hořet poměrně dlouho, což úspěšně demonstruje každá baterka. Podívejme se ale, co se stane, když jen spojíme plus a mínus baterií. Bez žárovky a vůbec bez odporu. Ano, v tomto modelu získáme obvod elektrického vedení v jeho nejčistší podobě. Drát mezi kontakty baterie se zahřeje, nabití se téměř okamžitě vybije a po několika sekundách tato baterie nerozsvítí ani jednu žárovku. Veškerá energie baterie půjde na maximální nárůst zkratového proudu, zahřeje drát a zcela vyčerpá zdroj. Takový experiment je pro experimentátora bezpečný, protože proudy jsou malé.

    Zhruba totéž se však stane, pokud do zásuvky vložíte nůžky, abyste pochopili, co se stane. Proud, který našel nejkratší cestu (nůžky), se vrhne do zásuvky touto krátkou cestou z „plus“ na „mínus“ (), zapomene na zbytek cest, na kterých na něj čeká odpor obvodu. Odtud název tohoto průšvihu – „zkrat“. Ve skutečnosti je zkrat příležitostí, aby se proud dostal z „plus“ na „mínus“ co nejrychleji as maximálním účinkem. Proud se zároveň stává nečitelným v prostředcích, na kterých je ochrana proti zkratu postavena, a základních pravidlech, jak se této pohromě vyhnout.

    Zkrat je tedy nouzový stav v elektrické síti, kde průchod proudu dostane nejkratší a nejpřímější cestu k eliminaci potenciálu (potenciální rozdíl mezi „plus“ a „mínus“), což vede k lavinovému nárůstu proudová síla a silné zahřátí části obvodu, ve které ke zkratu došlo.

    Všimněte si, že k trvalému (nepřetržitému zkratu) dochází také v sítích, které používají silové vodiče s nedostatečnou úrovní izolace (nízký izolační odpor), četnými zbytečnými komutacemi (kroucení ve spojovacích krabicích, ve vedení atd.), jakož i ve mokru oblasti.

    Ukazuje se, že za zkrat může kdokoli, ale ne elektrikář, který dělal rozvody? Tímto způsobem určitě ne. Je to elektrikář, kdo je povinen při pokládce vedení nebo včetně koncového (průchozího) zařízení zajistit nemožnost zkratu. Jinak bude jakákoli ochrana proti zkratu k ničemu. Nejčastěji se ochrana přesně nevyrovná se štíty sestavenými s porušeními, což vede ke katastrofálním následkům:

    Trochu více o příčinách zkratu

    1. Nesprávně izolované vodiče nebo fyzický pohyb kontaktů v koncových zařízeních (posun, rotace, jiné akce, které mohou spojit dva vodiče).
    2. Poškození izolace kabelů při pokládání (včetně skrytých) elektrických vedení nebo při opravách a dekoračních pracích.
    3. Použití vadných zařízení v provozu (od kazety přes lampu až po svorkovnici a objímku), u kterých existuje přímá možnost zkratu.
    4. Ignorování zkratů elektrického vedení při práci (nejčastější chyba začínajících elektrikářů), protože zkratový efekt se neopakuje.
    5. "Plovoucí", "sporadické" poruchy elektroinstalace, kterým nebyla věnována dostatečná pozornost kvůli vzácným projevům.

    Toto je výčet nejčastějších příčin zkratů, výpadků bytových a domácích elektrických sítí a také požárů, které je obtížné uhasit kvůli neustálému přilévání ohně od hořících kabelů. Je zřejmé, že nikdo nepotřebuje takové potíže.

    Ještě pár slov o fyzice zkratů.

    Vraťme se k psacímu stolu a pamatujte, že při průchodu proudu můžete pozorovat, jak síla proudu klesá s rostoucím odporem vodiče. To je právě ten faktor, díky kterému zkratový proud výrazně překračuje přípustné parametry. Takto funguje ochrana proti zkratu – monitoruje náhlé proudové rázy a odpojuje „podezřelé“ vedení.

    Ne každý si vzpomene, že při odstranění odporu ve vodiči se změní i další parametr. Mluvíme o tom, že zkratové napětí se stane velmi podezřelým. A v přítomnosti indukčního faktoru (například osoba s vysoušečem vlasů spadla do vany s vodou) je zcela nelineární a není sinusový. V tomto případě nemusí dojít k přímému zkratu, ale ochrana proti zkratu funguje i v tomto případě - jedná se o odpojovače RCD. Proudový chránič, jehož princip vylučuje reakci pouze na změnu síly proudu.

    Co vyhodnocují ochranná zařízení a co bychom měli o zkratu vědět, nechceme-li být pouze zachráněni?

    • Každá elektrická síť má body nestability. Jedná se o kontakty, svorky, spínače světel a další automatické spínače, které fungují na základě programů (například senzor sledování světla). Každý z těchto bodů je potenciálním zdrojem zkratu. Právě jim je elektrikář povinen věnovat maximální pozornost při práci a instalaci;
    • Přítomnost uzemnění v síti. Budete se divit, ale zemní spojení (nula) je nejbezpečnější zkrat. Ano, také to způsobí spoustu potíží a problémů, ale alespoň nikoho nezabije. Kromě toho vám uzemňovací zařízení umožňují posoudit přítomnost porušení izolace a úniku PŘED zkratem.

    Je povinné uzemnit mikrovlnnou troubu, myčku a pračku, mrazák a elektrickou troubu. Podívejte se na zadní stranu mikrovlnné trouby. Uvidíte přišroubovaný měděný kontakt. Toto je uzemnění. Nespoléhejte na zástrčku s "nulovými" kontakty. Najděte profesionála, který tuto pec uzemní. Stejný kontakt najdete na zadní stěně elektrické trouby. U mrazničky bude tento kontakt s největší pravděpodobností v oblasti chladicí spirály. To se děje z nějakého důvodu, takže si nemyslete, že vás vidlice může ochránit. Najděte způsob, jak „vynulovat“ takovou techniku ​​doopravdy!

    Kromě výše uvedeného stroje také určují konstantní „rovnováhu sítě“, sledují přetížení a špičkové poklesy jak zkratových proudů (nebo blízké hodnoty), tak napětí. Automatické stroje se však nestanou všelékem, pokud dojde ke zkratu v části vaší sítě, která je porušována požadavky a pravidly. Například drát procházející pod listem překližky nebo jiného hořlavého dokončovacího materiálu. O tom, co se děje při zkratu na takovém místě níže.

    proces zkratu. Doba odstávky, vývoj procesu, důsledky

    Přes zdánlivý "okamžitý" proces zkratu má dobře popsané fáze, kdy k němu dojde.

    • Výskyt nepovoleného mostu mezi dvěma vodiči;
    • Porušení proudu "izolační bariéry" a vznik nového, zkratového obvodu v elektrickém obvodu;
    • Přesměrování energie a výskyt zkratového proudu v nové sekci;
    • Prudký nárůst proudu, pokles napětí a rychlé zahřátí nového úseku "odporu" - dráty, ve kterých dochází ke zkratu;
    • Tavení drátů (ohřev se sám o sobě nezastaví a teploty ohřevu výrazně převyšují teploty tavení slitin a kovů) se současným zapálením izolace;
    • Činnost jističů, které se snaží deaktivovat problémové oblasti;
    • Odpojení napětí a odpojení vedení;
    • Pokračující zahřívání poškozené části sítě (i po výpadku proudu, protože zahřívání je mnohem delší proces) se zapálením izolace nebo vodičů, pokud ochrana proti zkratu nefungovala tak, jak měla;
    • Porucha části sítě, ve které došlo ke zkratu.

    To vše trvá asi 2-4 sekundy. Dost času na to, aby se drát zahřál na 1100 stupňů a izolace se rozhořela jako sirka. V tomto případě nebude fungovat, aby se zabránilo zkratu, pouze minimalizovalo poškození. Navzdory času, a to i při vizuálním pozorování procesu uzavírání kabeláže, výskytu zkratu, prostě nebudete mít čas nic dělat. Proto pár doporučení, jak se takové katastrofě vyhnout

    Pokud tomu nemůžete zabránit, chopte se vedení!

    Tato fráze velké politické osobnosti dokonale vystihuje situaci s rozvodnou sítí, které hodně věříme. A váš život, pohodlí a téměř veškerý majetek. Seznam jednoduchých doporučení proto nebude zbytečný.

    Zkontrolujte nové elektrické sítě a komunikace s nadměrnými proudy, simulujte přetížení. Takový test musí být proveden s odborníkem, je nebezpečné to udělat sami.

    Nezanedbávejte měření izolačního odporu v hotové síti. Ano, stojí to peníze a vyžaduje to čas, ale takové měření odstraní zemní spojení, které je vlastní dlouhým kabelům, a také ukáže nejnebezpečnější oblasti, které může být správnější vyměnit.

    Obrázek ukazuje, že oblouk (průraz) může nastat bez fyzického kontaktu vodičů. Proto při montáži zásuvek a vypínačů odizolujte vodiče pouze v oblasti, která je zcela zasunuta do svorky! Nedovolte ani několik milimetrů holých drátů, jinak se může stát, že na fotografii - elektrický oblouk uvnitř zařízení. Připomeňme, že v takovém případě je ochrana proti zkratu téměř zaručeně zpožděna s odpojením vedení!

    Nedomyšlené prodloužení a doplnění vedení bez ochranných opatření je přímou cestou ke zkratu a požáru. Toto je dobrý příklad toho, co by se nikdy nemělo dělat.

    Jednou z hlavních příčin požáru je zkrat. Tato fráze je neustále slyšet, ale co to znamená?

    Jedná se o spojení zemnícího vodiče nebo nulového vodiče s fázovým vodičem nebo dvěma fázovými vodiči. Ukazuje se interakce dvou vodičů s různými potenciály. Říká se tomu zkrat, protože k němu došlo bez elektrického spotřebiče.

    Při připojení takových vodičů dochází k malé explozi. To se vysvětluje prudkým skokem v síle proudu, který dosahuje nepřijatelné hodnoty. Takový rychlý nárůst síly proudu vede k přehřátí drátů a mezi nimi vznikne elektrický oblouk, jehož teplota dosahuje 5000 stupňů C.

    Zvláště efektní je uzavření fázových vodičů v třífázové elektrické síti. Pokud člověk uzavře fáze šroubovákem, může být odmrštěn na pár metrů, může si přivodit vážná zranění, popáleniny. Šroubovák se jednoduše vypaří. V domácích podmínkách nemusí dojít k velkému výbuchu, ale roztavení drátu a izolace je zaručeno a to už je přímá cesta k vznícení předmětů, které jsou poblíž.

    Je důležité mít na paměti, že při přerušení elektrického vedení (elektrického vedení) v důsledku zkratu může dojít ke skutečné explozi s elektromagnetickým výbojem. Proto se v žádném případě nepřibližujte k místu zalomení řádku.

    Důvody vzniku zkratu jsou známy: stará nebo poškozená elektroinstalace, instalace provedená s porušením (to je typické pro amatéry, kteří se v elektrice špatně orientují), izolace s vadami, elektrické spotřebiče, které nesplňují podmínky elektrické bezpečnosti (opět staré nebo poškozené), oslabení drátových spojů, náhodné přerušení vedení.

    Všechny výše uvedené důvody lze úspěšně vyřešit, pokud budete dodržovat některá pravidla:

    1. Nepoužívejte staré vodiče s nedostatečnou izolací.

    2. Při provádění elektrických prací buďte opatrní. Nevrtejte, nedlabejte ani neřežte stěny, kde je položen napájecí kabel.

    3. Izolaci při instalaci odstraňte velmi opatrně, drát podél žil neřežte nožem.

    4. Při práci se sítí se ujistěte, že je vypnutá. Na štít musíte vyvěsit nápis „práce probíhá, nezapínejte elektřinu“ nebo nechte osobu ve službě.

    5. Nainstalujte ochranná vypínací zařízení – automatická přepínače, ochranná vypínací zařízení, difavtomaty.

    6. Pravidelně sledujte stav elektrických bodů - zásuvek a vypínačů. V případě potřeby je ihned vyměňte.

    7. Neprovozujte poškozené elektrospotřebiče, ze kterých létají jiskry, s výjimkou některých nástrojů, např. ve kterých jsou uhlíkové kartáčky - při provozu trochu jiskří (to se stává ve vrtačce, skládačce a jiném nářadí).

    8. Při instalaci elektroinstalace neveďte vodiče v jednom velkém svazku, je lepší je vést paralelně vedle sebe nebo použít speciální krabice.

    Dodržováním těchto jednoduchých pravidel výrazně snížíte riziko zkratu a požáru. A je důležité si uvědomit, že je lepší svěřit práci s elektřinou profesionálnímu elektrikáři. Pak bude život klidnější a bezpečnější!

    Hlavní důvod výskytu zkrat- porušení izolace elektrických zařízení včetně kabelových a venkovních elektrických vedení. Zde je několik příkladů výskytu zkratu v důsledku poruchy izolace.

    Při zemních pracích došlo k poškození vysokonapěťového kabelu, což vedlo ke vzniku mezifázového zkratu. V tomto případě došlo k poškození izolace v důsledku mechanického nárazu na kabelové vedení.

    V otevřeném rozvaděči rozvodny došlo k jednofázovému zemnímu spojení v důsledku poruchy nosného izolátoru v důsledku stárnutí jeho izolačního povlaku.

    Dalším poměrně častým příkladem je pád větve nebo stromu na dráty nadzemního elektrického vedení, což vede k bičování nebo přetržení drátů.

    Způsoby ochrany zařízení před zkratem v elektrických instalacích

    Jak bylo uvedeno výše, zkraty jsou doprovázeny výrazným zvýšením proudu, což vede k poškození elektrického zařízení. Proto je ochrana elektrických zařízení před tímto nouzovým režimem hlavním úkolem energetiky.

    K ochraně před zkraty, jako nouzový provoz zařízení, se v elektrických instalacích rozvodných stanic používají různá ochranná zařízení.

    Hlavním účelem všech reléových ochranných zařízení je vypnout spínač (nebo několik), který napájí část sítě, ve které došlo ke zkratu.

    V elektrických instalacích s napětím 6-35 kV se k ochraně elektrického vedení před zkratem používá nadproudová ochrana (MTP). Pro ochranu vedení 110 kV před zkraty se jako hlavní ochrana vedení používá diferenciální fázová ochrana. Kromě toho se pro ochranu přenosových vedení 110 kV používá jako záložní ochrana distanční ochrana a zemní ochrana (TZNP).

    3 Přenos elektřiny

    Přenos elektřiny od elektrárny ke spotřebitelům je jedním z nejdůležitějších úkolů energetického průmyslu. Elektřina se přenáší především vzduchem. elektrické vedení(elektrické vedení) střídavého proudu, i když existuje tendence ke stále většímu využívání kabelových vedení a vedení stejnosměrného proudu. P. potřebuje e. na dálku kvůli skutečnosti, že elektřinu vyrábějí velké elektrárny s výkonnými jednotkami a spotřebovávají ji relativně nízkoenergetické elektrické přijímače rozmístěné na velké ploše. práce závisí na vzdálenosti unifikované systémy elektrické energie pokrývající rozsáhlé oblasti.

    Jedna z hlavních charakteristik přenos síly je jeho kapacita, tedy maximální výkon, který lze přenést po elektrickém vedení, s přihlédnutím k omezujícím faktorům: maximální výkon za podmínek stability, korónové ztráty, ohřev vodičů atd. Výkon přenášený střídavým elektrickým vedením souvisí s jeho délkou a závislostí na napětí

    Kde U 1 A U 2 - napětí na začátku a na konci přenosového vedení, Z c je vlnová impedance přenosového vedení, a je koeficient změny fáze charakterizující rotaci vektoru napětí podél vedení na jednotku jeho délky (v důsledku vlnový charakter šíření elektromagnetického pole), l- délka elektrického vedení, d- úhel mezi napěťovými vektory na začátku a na konci vedení, charakterizující režim přenosu výkonu a jeho stabilitu. Maximálního přenášeného výkonu je dosaženo při d= 90° při hříchu d= 1. U střídavých nadzemních přenosových vedení lze přibližně uvažovat, že maximální přenášený výkon je přibližně úměrný druhé mocnině napětí a náklady na vybudování přenosového vedení jsou úměrné napětí. Ve vývoji přenosu výkonu je proto tendence ke zvyšování napětí jako hlavního prostředku zvyšování přenosové kapacity přenosových vedení.

    Při přenosu stejnosměrného proudu chybí mnoho faktorů, které jsou vlastní přenosu střídavého proudu a omezují jeho propustnost. Maximální výkon přenášený stejnosměrným elektrickým vedením je větší než u podobných střídavých vedení:

    Kde E PROTI - výstupní napětí usměrňovače, R å - celkový činný odpor přenosu výkonu, který kromě odporu vodičů elektrického vedení zahrnuje odpor usměrňovače a střídače. Omezení použití stejnosměrného přenosu výkonu je způsobeno především technickými obtížemi při vytváření účinných levných zařízení pro přeměnu střídavého proudu na stejnosměrný proud (na začátku vedení) a stejnosměrného proudu na střídavý proud (na konci vedení). linie). Stejnosměrný přenos energie je slibný pro připojení velkých energetických systémů, které jsou od sebe vzdálené. V tomto případě není potřeba zajistit stabilitu těchto systémů.

    Kvalita elektrické energie je dána spolehlivým a stabilním provozem přenosu výkonu, který je zajištěn zejména použitím kompenzačních zařízení a automatických regulačních a řídicích systémů (viz. Automatická regulace buzení, Automatická regulace napětí, Automatická regulace frekvence).

    Jako výsledek výzkumné práce byly vyvinuty následující:

      schémata přenosu stejnosměrného proudu, která umožňují nejracionálnější využití konstrukčních prvků třífázových střídavých nadzemních vedení určených k přenosu elektrické energie prostřednictvím tří vodičů;

      metodika výpočtu provozního napětí stejnosměrného proudu pro venkovní vedení vybudovaná na základě typických konstrukcí trojfázových střídavých podpěr napěťových tříd 500-750 kV;

      způsob výpočtu kapacity venkovních vedení třífázového střídavého proudu s provozním napětím 500-750 kV po jejich přechodu na stejnosměrný proud podle schémat navržených autorem;

      metoda výpočtu spolehlivosti venkovních vedení třífázového střídavého proudu s provozním napětím 500-750 kV po jejich přechodu na stejnosměrný proud podle schémat navržených autorem.

    Byl vypočten výpočet kritické délky vedení, od které bude přenos stejnosměrného výkonu podle autorem vypracovaných schémat ekonomicky výhodnější než přenos výkonu střídavého proudu o napětí 500, 750 kV. .

    Na základě výsledků vědecké studie jsou formulována doporučení:

      dle volby typu závěsných kotoučových izolátorů, které jsou součástí izolačních závěsů stejnosměrných venkovních elektrických vedení;

      podle výpočtu délky povrchové dráhy izolačních závěsů stejnosměrného nadzemního elektrického vedení;

      na volbě třívodičového schématu přenosu energie ve vztahu k stejnosměrným nadzemním vedením, provedenému na základě jednotných návrhů podpěr třífázového střídavého proudu;

      o použití unifikovaných konstrukcí podpěr třífázového střídavého proudu na stejnosměrném venkovním vedení;

      určit provozní napětí stejnosměrného proudu ve vztahu k nadzemním elektrickým vedením stejnosměrného proudu, vyrobených na základě unifikovaných struktur podpěr třífázového střídavého proudu;

      podle výpočtu kapacity třívodičového stejnosměrného elektrického vedení.

    Výsledky provedených výpočtů ukazují, že kapacitu stávajících třífázových střídavých elektrických vedení lze výrazně zvýšit jejich převedením na stejnosměrný elektrický proud pomocí stejných podpěr, izolátorových šňůr a vodičů. Zvýšení přenášeného výkonu v tomto případě může být od 50 % do 245 % u venkovního vedení 500 kV a od 70 % do 410 % u venkovního vedení 750 kV v závislosti na značce a průřezu použitých vodičů a velikosti vedení. instalovaný výkon venkovního vedení na střídavý proud. Převedením stávajících třífázových střídavých vedení na stejnosměrný proud podle navržených schémat se rovněž výrazně zlepší jejich ukazatele spolehlivosti. Zároveň použití vyvinutých obvodů zvýší spolehlivost 5-30krát v závislosti na napěťové třídě venkovního vedení. V případě nového návrhu stejnosměrných venkovních vedení dle výše uvedených schémat budou jejich ukazatele spolehlivosti rovnocenné.

    Obecně je možnost převedení stávajících třífázových střídavých venkovních vedení celkem proveditelná. Takové technické řešení může být relevantní pro zvýšení propustnosti venkovních vedení v provozu při zachování jejich konfigurace a také rozšíří rozsah přenosu stejnosměrného výkonu. Není vyloučena možnost výstavby nových stejnosměrných silových vedení s využitím unifikovaných konstrukcí podpěr třífázového střídavého proudu.

    4 Reaktivní síla - plnou výkonovou složku, která v závislosti na parametrech, schématu a režimu provozu elektrické sítě způsobuje další ztráty činné elektrické energie a zhoršení kvality elektrické energie.

    Jalová elektrická energie - technologicky škodlivá cirkulace elektrické energie mezi napájecími zdroji a přijímači střídavého elektrického proudu způsobená elektromagnetickou nerovnováhou elektrických instalací.

    Hlavními spotřebiteli jalového výkonu v elektrických systémech jsou transformátory, venkovní elektrická vedení, asynchronní motory, ventilové měniče, indukční elektrické pece, svařovací jednotky a další zátěže.

    Jalový výkon mohou generovat nejen generátory, ale také kompenzační kondenzátory, synchronní kompenzátory nebo statické zdroje jalového výkonu (RPS), které mohou být instalovány na rozvodnách elektrické sítě.

    Aby se normalizovaly toky jalového výkonu, při řešení problémů kompenzace jalového výkonu vlastními silami a úsilím spotřebitelů, aby se podpořil proces řešení problémů s jalovým výkonem a úkoly optimalizace jeho toků, normalizace úrovní napětí, snížení činných výkonové ztráty v distribučních elektrických sítích a zvýšení spolehlivosti napájení spotřebitelů, měl by být proveden průzkum zařízení pobočky JSC IDGC Severní Kavkaz - Stavropolenergo byl proveden pro stav zdrojů jalového výkonu, stav jalového výkonu. zařízení pro měření energie a výkonu pro funkci řízení jalové energie a výkonové bilance.

    Stavropolenergo má 866 plechovek kompenzačních zařízení (BSC) s jednorázovou kapacitou 38,66 MVar (skutečné maximální zatížení z hlediska jalového výkonu je 25,4 MVar). V bilanci spotřebitelů je instalovaný výkon 25,746 MVar (skutečné zatížení na maximum z hlediska jalového výkonu je 18,98 MVar)

    Společně s JSC "Stavropolenergosbyt" byly provedeny průzkumy charakteru zatížení spotřebitelů se zvýšenou spotřebou jalového výkonu (tg ? > 0,4). Po zveřejnění „Postupu pro výpočet hodnot poměru spotřeby činného a jalového výkonu pro jednotlivá výkonová zařízení spotřebitelů elektrické energie“ v souladu s nařízením vlády Ruské federace č. 530 se pracuje se spotřebiteli budou organizovány v plném rozsahu. Podmínky práce se spotřebiteli v souladu s novým „Postupem...“ jsou obsaženy v textu aktuálně přejednaných smluv o dodávkách elektřiny.

    Když spotřebitelé žádají o připojení k rozvodným sítím Stavropolenergo nebo o zvýšení připojeného výkonu o 150 kW nebo více, do smluv se zapisují požadavky na připojení spotřebitelů k rozvodné síti na potřebu kompenzace jalového výkonu, a to ve výši, která zajišťuje soulad se stanovenými mezními hodnotami činitelů jalového výkonu.

    Podepsání dodatečných smluv ke smlouvám o poskytování služeb pro přenos elektrické energie s OJSC Stavropolenergosbyt, OJSC Pyatigorsk Electric Networks, LLC RN-energo, CT CJSC RCER a K, OJSC Nevinnomyssky Azot, zaručující dodavatelům dodržování podmínek ze strany spotřebitelů s připojený výkon 150 kW nebo více faktorů jalového výkonu stanovený federálním výkonným orgánem odpovědným za rozvoj státní politiky v oblasti palivového a energetického komplexu a požadavků na zajištění účtování jalové energie.

    V následujících letech se počítá se zprovozněním nových průmyslových kapacit, které budou určovat růst spotřeby až o 3 % a více ročně. Tím se bilance jalového výkonu dostává do jedné z prioritních oblastí, které bude věnována zvýšená pozornost.

    Kompenzace jalového výkonu- účelové ovlivňování bilance jalového výkonu v uzlu elektrizační soustavy za účelem regulace napětí a v distribučních sítích za účelem snižování ztrát elektřiny. Provádí se pomocí kompenzačních zařízení. Pro udržení požadovaných napěťových úrovní v uzlech elektrické sítě je třeba zajistit spotřebu jalového výkonu požadovaným generovaným výkonem s přihlédnutím k potřebné rezervě. Generovaný jalový výkon je součtem jalového výkonu generovaného generátory elektráren a jalového výkonu kompenzačních zařízení umístěných v elektrické síti a v elektrických instalacích spotřebitelů elektrické energie.

    Kompenzace jalového výkonu je zvláště důležitá pro průmyslové podniky, jejichž hlavními elektrickými spotřebiči jsou asynchronní motory, v důsledku čehož je účiník bez kompenzačních opatření 0,7- 0,75. Opatření kompenzace jalového výkonu v podniku umožňují:

      snížit zatížení transformátorů, zvýšit jejich životnost,

      snížit zatížení vodičů, kabelů, použít jejich menší průřez,

      zlepšit kvalitu elektřiny na napájecích přijímačích (snížením zkreslení průběhu napětí),

      snížit zatížení spínacího zařízení snížením proudů v obvodech,

      vyhnout se pokutám za snížení kvality elektřiny snížením účiníku,

      snížit náklady na energii.

      Spotřebiči jalového výkonu potřebného k vytvoření magnetických polí jsou jak jednotlivé výkonové přenosové články (transformátory, vedení, reaktory), tak takové výkonové přijímače, které přeměňují elektřinu na jiný druh energie, které podle principu své činnosti využívají magnetické pole ( asynchronní motory, indukční pece atd.). Až 80-85 % veškerého jalového výkonu spojeného s tvorbou magnetických polí spotřebují asynchronní motory a transformátory. Relativně malá část celkové bilance jalového výkonu připadá na podíl jeho ostatních spotřebitelů, například indukčních pecí, svařovacích transformátorů, měničů, zářivkového osvětlení atd.

      Celkový výkon dodávaný generátory do sítě:

      (1)

      kde P a Q jsou činné a jalové výkony přijímačů s přihlédnutím ke ztrátám výkonu v sítích;

      cosφ - výsledný účiník elektrických přijímačů.

      Generátory jsou dimenzovány pro provoz s jmenovitým účiníkem 0,8-0,85, při kterém jsou schopny dodávat jmenovitý skutečný výkon. Pokles cosφ u spotřebitelů pod určitou hodnotu může vést k tomu, že cosφ generátorů bude nižší než jmenovitý a jejich činný výkon při stejném zdánlivém výkonu bude menší než jmenovitý. Při nízkých účinících pro spotřebitele, aby byl zajištěn přenos daného činného výkonu na ně, je tedy nutné investovat dodatečné náklady do výstavby výkonnějších elektráren, zvýšit propustnost sítí a transformátorů a popř. výsledkem jsou dodatečné provozní náklady.

      Protože moderní elektrické systémy obsahují velké množství transformátorů a dlouhých venkovních vedení, je reaktance vysílacího zařízení velmi významná, což způsobuje značné ztráty napětí a jalového výkonu. Přenos jalového výkonu sítí vede k dalším ztrátám napětí, z výrazu:

      (2)

      je vidět, že jalový výkon Q přenášený sítí a reaktance sítě X významně ovlivňují hladinu napětí u spotřebitelů.

      Velikost přenášeného jalového výkonu ovlivňuje i ztráty činného výkonu a energie při přenosu výkonu, což vyplývá ze vzorce:

      (3)

      Hodnota charakterizující přenášený jalový výkon je účiník
      . Dosadíme-li do vzorce ztrát hodnotu celkového výkonu vyjádřenou v cosφ, získáme:

      (4)

      To ukazuje, že závislost výkonu kondenzátorových baterií je nepřímo úměrná druhé mocnině síťového napětí, takže není možné plynule nastavit jalový výkon, a tím i napětí instalace. Cos (φ) tedy klesá, když se zvyšuje požadavek na jalový výkon zátěže. Je nutné usilovat o zvýšení cos (φ), protože nízké cos (φ) přináší následující problémy:

      Související článek:Kompenzace rušení a šumu při ovládání lineárního objektu výstupem

      Vysoké výkonové ztráty v elektrických vedeních (proudění jalového výkonu);

      Velké poklesy napětí v elektrických vedeních;

      Nutnost zvýšení celkového výkonu generátorů, průřezu kabelů, výkonu výkonových transformátorů.

      Ze všeho výše uvedeného je zřejmé, že kompenzace jalového výkonu je nezbytná. Toho lze snadno dosáhnout použitím aktivních kompenzačních instalací. Hlavními zdroji jalového výkonu instalovanými v místě spotřeby jsou synchronní kompenzátory a statické kondenzátory. Nejpoužívanější statické kondenzátory pro napětí do 1000 V a 6-10 kV. Synchronní kondenzátory jsou instalovány na napětí 6-10 kV v regionálních rozvodnách.

      Obr.1 Schémata přenosu výkonu

      a- žádná náhrada; b - s náhradou.

      Všechna tato zařízení jsou spotřebiteli předního (kapacitního) jalového výkonu nebo, což je totéž, zdroje zpožděného jalového výkonu, který dodávají do sítě. To ilustruje schéma na Obr. 1. Takže ve schématu na Obr. 1a znázorňuje přenos elektřiny z elektrárny A do rozvodny B spotřebitele. Přenášený výkon je P + jQ. Při instalaci u spotřebitele statických kondenzátorů o kapacitě Q K (obr. 1 b) bude výkon přenášený sítí P + j (Q - Q K)

      Vidíme, že jalový výkon přenášený z elektrárny se snížil nebo se říká, že byl kompenzován množstvím energie generované kondenzátorovou bankou. Spotřebitel nyní získává tuto energii do značné míry přímo z kompenzačního zařízení. S kompenzací jalového výkonu se také snižují ztráty napětí v přenosových vedeních. Pokud jsme před kompenzací měli výpadek napětí v okresní síti

      (5)

      pak pokud dojde ke kompenzaci, bude snížena na hodnotu

      (6)

      kde R a X jsou síťové odpory.

      Vzhledem k tomu, že výkon jednotlivých kondenzátorů je relativně malý, jsou obvykle zapojeny paralelně do baterií umístěných v kompletních skříních. Často se používají instalace, které se skládají z několika skupin nebo sekcí kondenzátorových bank, což umožňuje krok za krokem řídit výkon kondenzátorů, a tím i napětí instalace.

      Kondenzátorová banka musí být opatřena vybíjecím rezistorem pevně připojeným ke svým svorkám. Vybíjecí odpor pro kondenzátorové instalace s napětím 6-10 kV jsou napěťové transformátory TN a pro kondenzátorové baterie s napětím do 380 V - žárovky. Potřeba vybíjecích odporů je dána tím, že při odpojení kondenzátorů od sítě v nich zůstává elektrický náboj a je uloženo napětí, které se velikostí blíží napětí sítě. Sepnutím (po odpojení) na vybíjecí odpor kondenzátory rychle ztrácejí elektrický náboj, napětí také klesá na nulu, což zajišťuje bezpečnost instalace. Kondenzátorové jednotky jsou ve srovnání s jinými kompenzačními zařízeními příznivé svou jednoduchostí konstrukce a údržby, absencí rotujících částí a nízkými ztrátami činného výkonu.

      Obr. 2 Schéma zapnutí kondenzátorové baterie.

      Při volbě výkonu kompenzačních zařízení je třeba usilovat o správné rozložení zdrojů jalového výkonu a o co nejekonomičtější zatížení sítí. Rozlišovat:

      a) okamžitý účiník, vypočítaný podle vzorce.

      (7)

      na základě současných odečtů wattmetru (P), voltmetru (U) a ampérmetru (I) pro daný časový okamžik nebo odečtů fázového měřiče,

      b) průměrný účiník, což je aritmetický průměr okamžitých účiníků za stejná časová období, určený podle vzorce:

    • kde n je počet časových intervalů;

      c) vážený průměrný účiník, stanovený z odečtů aktivních Wa a jalových elektroměrů Wr za určité časové období (den, měsíc, rok) podle vzorce:

      (9)

      Volba typu, výkonu, místa instalace a režimu provozu kompenzačních zařízení by měla zajistit nejvyšší účinnost za předpokladu:

      a) přípustné režimy napětí v napájecích a distribučních sítích;

      b) přípustné proudové zatížení ve všech prvcích sítě;

      c) provozní režimy zdrojů jalového výkonu v přijatelných mezích;

      d) potřebná rezerva jalového výkonu.

      Kritériem ziskovosti je minimum snížených nákladů, při určování, které je třeba vzít v úvahu:

      a) náklady na instalaci kompenzačních zařízení a dodatečného vybavení k nim;

      b) snížení nákladů na vybavení trafostanic a výstavbu distribuční a napájecí sítě, jakož i ztráty elektřiny v nich, a

      c) snížení instalovaného výkonu elektráren v důsledku poklesu ztrát činného výkonu.

      Z výše uvedeného můžeme usoudit, že kompenzace jalového výkonu v okresních sítích pomocí kondenzátorových bank zvýší kapacitu linky bez změny elektrického zařízení. Navíc to dává smysl i z ekonomického hlediska.

    5 Přísně vzato, metody pro výběr úseků podle dovoleného úbytku napětí byly vyvinuty pro vodiče z neželezných kovů v síti s napětím do 35 kV včetně. Metody jsou vyvíjeny na základě předpokladů učiněných v sítích takového napětí.

    Metody stanovení průřezu podle dovoleného úbytku napětí vycházejí ze skutečnosti, že hodnota jalového odporu vodičů X 0 je prakticky nezávislý na průřezu vodiče F:

    pro nadzemní elektrické vedení X 0 \u003d 0,36 - 0,46 Ohm / km;

    pro kabelová přenosová vedení s napětím 6 - 10 kV X 0 \u003d 0,06 - 0,09 Ohm / km;

    pro kabelová přenosová vedení s napětím 35 kV X 0 \u003d 0,11 - 0,13 Ohm / km.

    Hodnota přípustné ztráty napětí v přenosovém vedení se vypočítá z výkonu a odporu sekcí podle vzorce:

    a skládá se ze dvou složek - ztráta napětí v aktivních odporech a ztráta napětí v jalových odporech.

    Vzhledem k okolnostem, že X 0 je prakticky nezávislá na průřezu vodiče, hodnotu lze vypočítat před výpočtem průřezu vodiče, vzhledem k průměrné hodnotě reaktance X 0sr v uvedených rozsazích jeho změny:

    Podle zadané hodnoty dovoleného napětí v přenosovém vedení se vypočítá podíl ztráty napětí na činných odporech:

    Ve výrazu pro výpočet ztráty napětí v činných odporech

    parametr závisí na průřezu,

    kde je vodivost materiálu drátu.

    Pokud se vedení pro přenos energie skládá pouze z jednoho úseku, lze hodnotu průřezu určit z výrazu pro:

    Při větším počtu úseků silových přenosových vedení jsou nutné další podmínky pro výpočet průřezů vodičů. Jsou tři z nich:

    Konzistence sekcí ve všech oblastech F=konst;

    minimální spotřeba materiálu vodiče min;

    minimální ztráty činného výkonu min.

    Každá osoba, jejíž práce souvisí s údržbou elektrotechniky, si je velmi dobře vědoma problémů, se kterými je zkrat (zkrat) spojen. Někdy je to považováno za poškození. To je špatně. Zkrat je proces, nebo chcete-li nouzový provoz části elektroinstalace. Důsledky toho ale skutečně vedou k poškození. Obecně uznávaná definice zní: „Zkrat je přímé spojení dvou nebo více bodů v elektrickém obvodu s různými potenciály. Je to abnormální (nezamýšlený) způsob provozu."

    Abychom pochopili, co se přesně děje v obvodu v okamžiku, kdy tam dojde ke zkratu, je nutné připomenout principy fungování prvků obvodu. Představte si nejjednodušší obvod sestávající ze dvou vodičů a zátěže (například žárovky). Za normálních podmínek dochází k usměrněnému pohybu nabitých elementárních částic ve vodiči, vlivem neustálého vlivu zdroje. Pohybují se z jednoho pólu zdroje na druhý prostřednictvím dvou částí drátu a lampy. V souladu s tím lampa vyzařuje světlo, protože částice v ní vykonávají určitou práci.

    Když se směr pohybu neustále mění, ale v tomto případě to není důležité. Počet elektronů procházejících určitým úsekem obvodu za jednotku času je omezen odporem lampy, vodičů, zdroje EMF. Jinými slovy, proud neroste donekonečna, ale odpovídá ustálenému stavu.

    Ale z nějakého důvodu je izolace v části obvodu poškozena. Například lampa byla zaplavena vodou. V tomto případě se snižuje. V důsledku toho je proud protékající obvodem omezen celkovým odporem zdroje energie, vodičů a vodního "isthmu" na lampě. Obvykle je tato částka tak zanedbatelná, že se s ní ve výpočtech (s výjimkou specializovaných výpočtů) nepočítá.

    Výsledkem je téměř nekonečný nárůst proudu, určený klasickým Ohmovým zákonem. V tomto případě se často hovoří o zkratovém napájení. Je určena mezní hodnotou elektrického proudu, který je zdroj schopen dodat před poruchou. Mimochodem, proto je zakázáno drátovat (zkratovat) opačné kontakty baterií.

    Přestože v příkladu uvažujeme o odstranění odporu lampy z obvodu kvůli vniknutí vody do něj, existuje mnoho důvodů pro zkrat. Například pokud mluvíme o stejném schématu, pak k.z. Může také nastat, pokud je porušena izolace alespoň jednoho vodiče a ten se dostane do kontaktu se zemí. V tomto případě proud ze zdroje půjde cestou nejmenšího odporu, tedy do země, která má obrovskou kapacitu. Poškození izolace dvou vodičů najednou a jejich kontakt povede ke stejnému výsledku.

    Výše uvedené lze shrnout: zkraty mohou být se zemí nebo bez země. Neovlivňuje probíhající procesy.

    O jakém poškození se hovořilo na začátku článku? Jak víte, čím vyšší je hodnota proudu procházejícího sekcemi okruhu, tím větší je jejich ohřev. S dostatečným výkonem zdroje při zkratu. některé části obvodu jednoduše vyhoří a změní se v měděný prach (pro měděné prvky).

    Ochrana proti zkratu je poměrně jednoduchá a účinná. Zprávy o poškození v důsledku zkratu vznikají především kvůli nesprávně zvoleným parametrům ochranných zařízení, nesprávné selektivitě. Pokud mluvíme o obvodu pro domácnost 220 V, pak jej používají s nadměrným nárůstem proudu, elektromagnetické uvolnění uvnitř přeruší obvod.

    Určitě mnozí slyšeli takovou frázi jako zkrat, ale jen málo lidí chápe, proč k tomuto jevu dochází, proč je nebezpečný a jaké procesy se vyskytují při zkratu. V tomto článku se budeme touto otázkou podrobně zabývat, protože „krátký muž v elektroinstalaci“ je poměrně běžná situace, která je velmi nebezpečná a může vést k nepříznivým následkům. Takže příčiny zkratu, způsoby, jak zabránit a důsledky, jsme zkoumali níže.

    co to je?

    Elektrický obvod jsou zpravidla dva vodiče s opačným potenciálem a připojený proudový spotřebič. Každý koncový spotřebič má svůj vlastní vnitřní odpor, který odolává a omezuje proud, čímž dávkuje jeho množství a hustotu ve vodiči a nutí ho pracovat.

    V okamžiku, kdy odpor prudce klesne na statickou chybu odporu vodičů, elektrický proud, prakticky ničím neomezený, vzroste na takovou hodnotu, že se průřez vodičů zmenší a při průchodu jimi se ohřívá. vodičů na teplotu destrukce a tání. Častým satelitem zkratu je proto oheň, roztavený kov vodičů a pomocných mechanismů.

    Známky zkratu v elektroinstalaci jsou zápach spáleniny, jiskření a vznícení vodičů a také výpadek proudu v určité oblasti nebo v celé síti.

    Jak vzniká zkrat?

    Zvažte tedy hlavní příčiny zkratu v elektrickém vedení a elektrických instalacích.

    Vysokého napětí. V okamžiku nad přípustnými parametry existuje možnost elektrického průrazu izolace vodiče nebo elektrického obvodu. V důsledku toho se rozvine svod proudu až do velikosti zkratu s vytvořením krátkodobého stabilního obloukového výboje.

    Stará izolace. Bytové a průmyslové fondy, které neprovedly výměnu elektroinstalace, jsou prvními žadateli o spontánní zkraty. Jakákoli izolace použitá v elektrickém vedení má svůj vlastní zdroj. V průběhu času se pod vlivem vnějších faktorů zhroutí, což vede k uzavření.

    vnější mechanické působení. Odstranění izolace z drátu, jeho obroušení a další dopad na ochranný plášť, oslabení jeho vlastností, dříve či později způsobí požár a zkrat. Například v každodenním životě je často příčinou zkratu poškození elektroinstalace při vrtání stěn. Přečtěte si o tom v našem článku.

    cizí předměty. Patří sem prach různého původu, malá zvířata, části ze sousedních uzlů, které náhodně dopadly na elektrické vodiče, a tím způsobily a rozvinuly zkrat.

    Přímý úder blesku. Totéž se děje s (viz výše).

    Příklad následků zkratu v elektroinstalaci ukazuje video:

    Následkem zkratu jsou spálené části elektroinstalace a její vznícení!

    Typy jevů

    Nejběžnější je zemní porucha, kdy buď jedna fáze je v kontaktu se zemí, nebo dvě fáze jsou v kontaktu se zemí, v jedné nebo více oblastech. Ke zkratu k zemi dochází v systémech s pevně uzemněným neutrálem a tvoří až 70 % všech případů.

    Dochází také k mezifázovému zkratu, kdy se dvě fáze vzájemně ovlivňují. Vyskytuje se v důsledku selhání izolace u třífázových zařízení.

    No a poslední typ zkratu je třífázový, kdy se všechny tři fáze vzájemně ovlivňují. Níže uvedený diagram ukazuje hlavní typy zkratů:

    Způsoby, jak zabránit

    K zabránění vzniku zkratů a ochraně elektrických zařízení a elektrického vedení jsou nejúčinnější metodou buď pojistky. Stroj (na obrázku níže) v případě "krátkého muže" včas vypne proud, čímž zabrání vzniku nebezpečné situace.

    Dalším způsobem, jak zabránit vzniku zkratu, je včasný, díky kterému můžete vizuálně určit místo roztavení izolace a přistoupit k odstraňování problémů.

    Přečtěte si více: