Așadar, întrebarea care ți se pune este: „Câți volți sunt într-o linie de alimentare?” și trebuie să cunoașteți tensiunea de pe linia de alimentare în kilovolți (kV). Valorile standard pot fi determinate din izolatoarele liniei aeriene și aspectul firelor de linie electrică la poli.

Pentru a crește eficiența transmisiei de putere și a reduce pierderile în liniile aeriene și de cablu, rețelele electrice sunt împărțite în secțiuni cu diferite clase de tensiune ale liniilor electrice.

Clasificarea liniilor electrice cu tensiune

1. Cele mai mici clase de tensiune sunt de până la 1 kV;
2. Clasa medie de tensiune - de la 1 kV la 35 kV;
3. Clasa de înaltă tensiune - de la 110 kV la 220 kV;
4. Clasa foarte mare de linii aeriene - de la 330 kV la 500 kV;
5. Clasa extrem de înaltă VL - de la 750 kV.

Câți volți sunt periculoși pentru oameni?

Stresul ridicat afectează o persoană într-un mod periculos deoarece curentul (variabil sau pe termen lung) nu poate fi doar afectat de persoană, ci provoacă și arsuri.

O rețea de 220 V, 50 Hz este deja destul de periculoasă, deoarece se presupune că o tensiune constantă sau alternativă care depășește 36 de volți și un curent de 0,15 A va ucide o persoană. În acest sens, în unele cazuri chiar și fluxul rețelei de iluminat poate fi fatal pentru oameni.

Prin urmare, firele de înaltă tensiune sunt suspendate la o anumită înălțime pe liniile de transmisie. Înălțimea liniei de alimentare depinde de secțiunea transversală a firului, distanța de la fir până la sol, tipul de suport,

Pe măsură ce tensiunea de funcționare a conductoarelor dintr-o linie de alimentare crește, dimensiunea și complexitatea structurilor de putere ale stâlpilor crește. Dacă transmisia tensiunii este de 220/380 V folosind beton armat convențional (uneori lemn) cu izolatori din porțelan cu reazem liniar, puterea liniilor aeriene de 500 kV are un aspect complet diferit. Partea de 500 kV este un metal în formă de U de până la câteva zeci de metri înălțime, care este atașat la trei fire, îndepărtându-se de șirurile izolatoare.

În liniile aeriene cu o tensiune maximă a liniei de alimentare de 1150 kV, fiecare dintre cele trei fire are un suport separat de linie electrică din metal.

Un rol important în construcția liniilor electrice de înaltă tensiune este tipul de izolatori de linie, al căror aspect și design depind de tensiunea din linia de alimentare.

Prin urmare, tensiunea liniei de transport este ușor de recunoscut atunci când apare izolatorul liniei aeriene.

Șurubul izolator din porțelan este utilizat pentru a asigura cele mai ușoare cabluri aeriene de apă cu volum redus de 0,4-10 kV. Dispozitivele de izolare de acest tip au dezavantaje semnificative: rezistența la tracțiune principală insuficientă (tensiune finală 0,4-10 kV) și o procedură nesatisfăcătoare de fixare a cablurilor superioare ale izolatoarelor, ceea ce creează posibilitatea deteriorării firelor de serviciu la stațiile lor care oscilează cu un suspensie ancoră.

Prin urmare, în ultimii ani, izolatoarele de știfturi și-au pierdut complet locul în suspensie. Izolatoarele suspendate utilizate în rețeaua noastră de contact au un aspect și dimensiune ușor diferite.

Pentru tensiuni mai mari de 35 kV, suspensia liniei de alimentare izolatoare folosește VL, al cărui aspect este un capac și tijă din porțelan sau din fontă ductilă. Pentru a vă asigura că izolatorii izolatori sunt adunați în coroane. Mărimea coroanelor depinde de tensiunea liniei și de tipul izolatorilor de înaltă tensiune.

Pentru a identifica aproximativ liniile, o linie electrică după aspect, o persoană obișnuită îi va fi dificil, dar de obicei se poate face într-un mod simplu - doar numărați numărul și aflați câți izolatori sunt în elementele de fixare a firului (în linii de până la 220 kV), sau pachetul de fire numerice pentru liniile de 330 kV și mai mult.

Câți volți sunt în liniile de înaltă tensiune?

Liniile de joasa tensiune sunt LEP-35 kV (tensiune 35.000 volti) este usor de identificat cele mai vizuale, deoarece.

în fiecare giulgiu au un număr mic de izolatori - 3-5 bucăți.

Linie electrică de 110 kV - situată în izolatoare de înaltă tensiune cu 6-10 fire, dacă numărul de plăci este de la 10 la 15, atunci este de 220 kV.

Dacă vedem că arcurile de înaltă tensiune Račvati (diviziunea) atunci - liniile electrice 330 kV, dacă numărul de fire este potrivit pentru fiecare linie de transmisie transversală cu trei (în fiecare circuit de înaltă tensiune) - tensiune 500 kV, dacă numărul de fire este de patru piloni Putere 750 kV.

Pentru o determinare mai precisă a tensiunii liniei catenare, contactați compania locală de energie electrică.

Numărul de izolatoare pe liniile electrice (în coridorul liniei aeriene)

Numărul de izolatori izolatori din ghidajele de undă de sol pe suporturi metalice și din beton armat în aer curat (cu poluare normală a aerului).

Tipul de izolator conform GOST	Linie electrică de 35 kV	110 kV	linie aeriana de 150 kV	linie aeriana de 220 kV	linie aeriene 330 kV	500 kV
PF6-A (P-4,5)	3	7	9	13	19	—
PF6-B (PM-4,5)	3	7	10	14	20	—
PF6-B (PFE-4.5)	3	7	9	13	19	—
(PFE-11)	—	6	locul 8	11	16	21
PF16-A	—	6	locul 8	11	17	23
PF20-A (PFE-16)	—	—	—	10	14	20
(PF-8,5)	—	6	locul 8	11	16	22
(R-11)	—	6	locul 8	11	15	21
PS6-A (PS-4.5)	3	locul 8	10	14	21	—
PS-11 (PS-8.5)	3	7	locul 8	locul 12	17	24
PS16-A	—	6	locul 8	11	16	22
PS16-B	—	6	locul 8	locul 12	17	24
PS22-A	—	—	—	10	15	21
PS30-A	—	—	—	11	16	22

câți volți sunt în 0,4 kV?

10 kW este câți volți

Ce înseamnă 10/0,4 kV? Explicați în limbaj uman, vă rog

1. Desemnarea treptelor de tensiune ale unui transformator de putere coborâtor: 10 kV.

   / 0,4 mp
   Curentul nu are tensiune - doar curent.

2. Din câte am înțeles, care este valoarea calculată a Voltului. kilovolt = 1000 volți. Tensiunea se măsoară în volți
3. Aici vorbim despre o substație coborâtoare de la 10 kV la 38o volți, care este folosită în industrie și în rețeaua casnică. Aici O, 4 rotunjite 38o volți
4. tp 100kv cum se înmoaie la
   10
5. Aceasta este denumirea unui transformator coborâtor.

   10 kilovolți este tensiunea înfășurării primare. 0,4 kilovolți este tensiunea înfășurării secundare.

6. Substație sau transformator coborâtor.
   Partea înaltă este de 10 kilovolți (10000 V), iar partea inferioară este de 400 volți.
   .Datorita pierderilor in liniile de alimentare, liniile de alimentare sunt alimentate cu tensiune crescuta, consumatorul primeste 380v
7. Substație de transformare. Intrare 10 kV (10.000 volți), ieșire 0,4 kV (380 volți)
8. O substație redusă, care reduce 10.000 de volți de intrare la 380 de volți.

   0,4 kV este 380 volți.

Atentie, doar AZI!

• creșterea siguranței în timpul construcției și exploatării;
• utilizarea structurilor, elementelor și echipamentelor care asigură fiabilitatea, costurile optime în timpul construcției, reechiparea tehnică și întreținerea pe durata de viață;
• crearea de linii aeriene compacte și fără întreținere.

Cerințe pentru liniile aeriene de 0,4 kV:

Linia aeriană de 0,4 kV trebuie realizată în proiectare trifazată cu 4 fire în proiectare radială cu fire de aceeași secțiune transversală pe toată lungimea liniei (principale) de la stațiile de 10/0,4 kV.

Liniile aeriene de 0,4 kV sunt realizate numai folosind fire izolate autoportante.

Lungimea liniilor ar trebui să fie limitată de specificațiile tehnice în ceea ce privește calitatea tensiunii, fiabilitatea alimentării cu energie electrică a consumatorului și indicatorii economici (pierderile tehnice de energie electrică în linie și costurile distribuției acesteia).

Instalați dispozitive la intrările către abonați pentru a limita consumul de energie (lucrare în comun cu o organizație de vânzări de energie). Dispozitivele de limitare a puterii trebuie să asigure deconectarea automată a abonatului de la rețeaua electrică în cazul depășirii puterii instalațiilor sale electrice și repornirii cu întârziere.

Fire izolate autoportante: fiabilitate, calitate și siguranță

Sarcina de a menține starea tehnică a rețelelor la un nivel modern nu poate fi rezolvată fără utilizarea unor proiecte și tehnologii noi, mai avansate, pe liniile aeriene. În locul modelelor tradiționale cu fire goale, care au o rată mare de accidentare și o fiabilitate scăzută, au fost adoptate linii cu fire izolate (SIP).

Baza unei linii aeriene cu fire izolate (VLI) este alcătuită din fire de fază izolate răsucite într-un mănunchi în jurul unui fir purtător neutru (SIP) izolat sau neizolat, în timp ce toate impacturile mecanice asupra firelor sunt percepute de firul purtător. .

În comparație cu firele goale, SIP-urile au mari avantaje:

• posibilitate de suspendare articulată pe suporturi cu linii telefonice;
• posibilitatea de a utiliza suporturi de modele standard existente și suporturi de înălțime mai mică (conform PUE, suspendarea firelor izolate autoportante este permisă la o înălțime de 4 m, iar pentru firele goale la o înălțime de 6 m);
• reducerea costurilor de exploatare prin eliminarea curățării sistematice a rutelor, înlocuirea izolatoarelor deteriorate și reducerea volumului lucrărilor de restaurare de urgență;
• siguranță ridicată a serviciului, fără risc de șoc electric la atingerea firelor sub tensiune;
• imposibilitatea practică a unui scurtcircuit între firele de fază și firul neutru sau la pământ;
• greutate mai mică și durată mai lungă de aderență la zăpadă, fiabilitate crescută în zonele cu formare intensă de gheață, reducerea sarcinilor vântului înghețat pe suporturi cu nu mai puțin de 30%;
• scăderea de tensiune redusă datorită reactanței scăzute (0,1 Ohm/km față de 0,35 Ohm/km pentru firele goale);
• posibilitatea de așezare pe fațadele clădirilor;
• eliminarea riscului de incendiu dacă firele cad la pământ;
• reducerea distanțelor de siguranță față de clădiri și alte structuri inginerești;
• posibilitatea suspendării îmbinării pe un suport din fire izolate autoportante 0,4/10 kV și cablu izolat autoportant pentru tensiune 10-35 kV;
• utilizarea acestor fire elimină practic furtul atât de electricitate, cât și de firele în sine.

Reînchidere

Reînchiderea sunt dispozitive de înaltă tehnologie care combină tehnologii avansate în domeniul tehnologiei de comutare în vid și protecția cu microprocesor a rețelelor de distribuție. Aceste dispozitive au o serie de caracteristici specifice care le permit să fie utilizate pentru a rezolva o mare varietate de probleme.

Pe baza rezultatelor consiliului științific și tehnic, în trimestrul II al anului 2007 s-a luat decizia de a utiliza reînchideri pentru secţionarea şi controlul comutaţiei automate în reţelele de 6-10 kV.

Odată cu utilizarea reîncărcătoarelor, a devenit posibilă automatizarea următoarelor servicii de rețea:

• comutare operațională în rețeaua de distribuție
• oprirea zonei avariate
• reînchidere linie (triplu autoreînchidere)
• evidentierea zonei afectate
• restabilirea energiei în secțiunile nedeteriorate ale rețelei
• colectarea de informații despre parametrii modurilor de funcționare a rețelei electrice

MVAr (Megavolt Ampere-Reactiv)
Nu voi intra în teorie, vă voi spune într-un mod simplificat pentru informații. De fapt, toate generatoarele din centralele electrice produc două tipuri de energie. În primul rând, Puterea activă (aceștia sunt aceiași Megawați - MW despre care am vorbit mai sus). Puterea activă face toate lucrările utile - conductoare de încălzire, motoare rotative. Dar există și putere reactivă. Fără el, motoarele nu se vor putea învârti (puterea activă singură nu este suficientă pentru a roti motorul) și unii consumatori nu vor putea funcționa. Doar să știi că este acolo. Acest lucru dă naștere conceptului de putere totală - măsurată în Megavolt Amperi (MVA) - aceasta este rădăcina pătrată a sumei pătratelor puterilor active și reactive. Apropo, cosinus phi (poate că ați auzit acest concept legat de energie, arată raportul puterilor active și reactive pe care consumatorul îl ia de la rețea). Gata, hai sa mergem mai departe.

kV (kilovolt)
Tensiunea electrică este măsurată în Volți și este desemnată „U”. Dacă te gândești bine, ne confruntăm constant cu această cantitate fizică. Tensiunea electrică dintre bateriile AA „+” și „-” de la telecomanda televizorului este de numai 1,5 V, „în priza de pe perete”, adică între contactele sale 220 V. Cel mai adesea, tensiunea este utilizată de jurnaliştii la menţionarea liniilor în staţiile de transport material de putere şi electrice. Vreau să vă spun un mic secret - dacă vorbim despre deconectarea unei linii, cunoscând tensiunea acesteia, puteți estima dimensiunea aproximativă a întreruperilor. Deci, în țara noastră sunt utilizate următoarele clase de tensiune (nu voi scrie despre unele specifice care sunt utilizate pe unele echipamente ale întreprinderilor industriale):
220 volți(220 V) - aparatele de uz casnic din URSS și, în consecință, cablurile din clădirile rezidențiale și administrative sunt proiectate pentru această tensiune.
0,4 kV(0,4 kilovolți sau 400 volți, de fapt 380 volți, rotunjite la cea mai apropiată valoare întreagă pentru comoditate) - liniile de o astfel de tensiune sunt așezate pe distanțe foarte scurte, de obicei de la „cutia transformatorului” din curtea casei, până la intrare sau de-a lungul unei străzi rurale, în În orice caz, lungimea maximă a unei astfel de linii este de zeci de metri. În consecință, dacă o astfel de linie este deconectată, nu vor ști mai mult de o sută de consumatori de energie electrică.
6 kV(6 kilovolți sau 6 mii de volți, 6.000 V), 10 kV, 35 kV - aceasta este clasa de tensiune a rețelei de distribuție intravilană deconectarea simultană a mai multor astfel de linii poate „stinge” cel mult un bloc mic; regula, lungimea unor astfel de linii este de câțiva kilometri.
110 kV, 220 kV- o rețea regională care formează un sistem, cu lungime de la zeci la sute de kilometri. Închiderea unei astfel de linii ar putea lăsa între 100.000 și 200.000 de oameni fără curent. Adevărat, de obicei astfel de linii funcționează mai multe în paralel, astfel încât, pentru ca lumina să se stingă, mai multe linii sau întreaga substație trebuie să se stingă deodată.
500 kV- o rețea care formează Unified Electric Power System din Kazahstan, de asemenea linii din această clasă de tensiune formează conexiuni electrice interstatale. Dezactivarea unei astfel de linii ar putea duce la pierderea energiei pentru până la jumătate de milion de consumatori (și dacă oprirea continuă, mult mai mulți oameni vor rămâne fără electricitate). Cu toate acestea, de regulă, nu se întâmplă nimic rău, deoarece există mai multe astfel de linii în paralel. Lungimea este de câteva sute de kilometri. Cea mai lungă linie de 500 kV din Kazahstan este de la Aktobe la Kostanay - 500 km. Primele linii de 500 kV au apărut în URSS după 1960. În Kazahstan, primul 500 este linia dintre Aksu (Ermak) și Ekibastuz, construită în 1972.
1150 kV(1 milion 150 mii de volți) - linia (sau mai bine zis, tranzitul are 2500 km lungime, dintre care 1500 km trece prin teritoriul nostru) este unică pentru Pământ. Nicio țară din lume nu are linii din această clasă de tensiune. Doar în Kazahstan și Rusia. Linia a fost construită pentru a face schimb de putere între Siberia, Kazahstan și partea europeană a URSS. Tranzitul începe în Itat siberian, apoi trece prin Barnaul, Ekibastuz, Kokshetau, Kostanay până la Chelyabinsk. De ce astfel de tensiuni „sălbatice”, vă întrebați? Pur și simplu face posibilă transmiterea a 5.500 MW prin tranzit - aceasta este cea mai puternică linie aeriene din lume. Adevărat, linia a reușit să funcționeze la tensiunea „nativă” doar pentru o perioadă scurtă de timp. Uniunea Sovietică s-a prăbușit, a avut loc o scădere bruscă a consumului - nu mai era nimic de transferat. Așa că l-au trecut la o tensiune de 500 kV. Dar cine știe, poate totul se va întoarce?

A fost un caz. Un străin a venit la noi în Kazahstan prin intermediul unei organizații internaționale, fie ONU, fie USAID, nu-mi amintesc. Am venit să-i învăț pe băștinași, ca să zic așa. Realizări ale civilizației occidentale. M-am gândit mult la succesele „lor” (care, să spun adevărul, au devenit o etapă trecută pentru noi în 1970), iar în cele din urmă, se pare, a decis să ne termine în sfârșit cu superioritatea lui. La noi, spune el (cu sens), rețeaua de formare a sistemului funcționează la o tensiune de... până la 400 de mii de volți! El a interpretat incorect râsul nostru prietenos care a urmat, a crezut că din cauza înapoierii severe, nativii nu credeau în existența unei figuri atât de „uriașe” și începea deja să se gândească la continuarea discursului. Totuși, l-am oprit și, sub mâini albe, l-am adus pe o hartă cu linii trasate în toată țara. Multă vreme, Doc a refuzat să creadă că avem literalmente tot Kazahstanul în linii de 500 kV și că a crezut doar că a fost construită o linie de 1150 kV în patria sa, când a făcut cunoştinţă cu datele CIA de informații :) Ei nu ne-a mai trimis niciun specialist.

Am enumerat toate clasele de tensiune care sunt utilizate în Kazahstan și țările fostei URSS (deși în Rusia, Belarus, statele baltice și Ucraina se folosesc și clase de 330 kV și 750 kV). În țările non-CSI, clasele de tensiune diferă de scara de mai sus. Și asta nu este dintr-o minte mare. De exemplu, în SUA, tensiunea folosită de electrocasnicele nu este de 220 V, ca la noi, ci de 127 V. Ce afectează acest lucru? Dacă își amintește cineva, „cordurile” electrice (cablurile de alimentare) ale aparatelor de uz casnic sovietice erau destul de subțiri. Nu este așa cum este acum - un televizor cu puterea unui bec la intrare primește energie de la rețea printr-un cablu aproape la fel de gros ca un deget mic și, în general, tac despre mașina de spălat. Apropo, televizorul meu sovietic „Rainbow” a consumat 750 W - de 3 ori mai mult decât un televizor LG cu diagonala 51 astăzi. Oamenii care sunt departe de lecțiile de fizică din școală cred că o astfel de diferență în grosimea firelor se datorează dorinței producătorilor străini de a realiza echipamente mai fiabile și sigure. Dar nu. Doar că cablurile sunt produse pentru Western 110-127V, iar la această tensiune ar trebui să existe de 4 (!) ori mai mult cupru în fir decât la tensiunea „sovietică” de 220 V (pentru a alimenta un aparat de uz casnic de aceeași putere ). Pentru a aprecia groaza consumului excesiv de metale neferoase în SUA, pe lângă „cordoanele” ineficiente la aparatele de uz casnic, trebuie să țineți cont de aceeași cablare în pereții clădirilor, proiectate pentru 110-127 V. spun ca sunt prosti sau ce? Îl luau și îl schimbau la 220 V. Nu totul este atât de simplu. S-ar putea să-l schimbe acum, dar costă atât de mulți bani să refacă totul nou, încât se vor sătura să imprime dolari.

Tensiunea este un factor local. Dacă tensiunea din apartamentul tău este prea scăzută, atunci problema există cel mai probabil într-o zonă foarte mică. Cel mai probabil, transformatoarele de la substația locală sunt reglate incorect sau există o lipsă de putere reactivă în zona dumneavoastră, despre care am scris mai jos. Local - asta înseamnă că dacă există probleme cu tensiunea într-una din curțile din Almaty, totul poate fi în ordine în cea vecină, mai ales că totul este în regulă cu tensiunea în alt oraș.

Curent electric continuu si alternativ
În ciuda faptului că jurnaliștii nu întâlnesc aproape niciodată conceptul de curent electric, pentru dezvoltare generală voi scrie pe scurt despre el. Curentul electric este mișcarea direcționată a particulelor încărcate electric sub influența unui câmp electric. Uf...:) Particulele încărcate pot fi, de exemplu, electroni în conductorii metalici (de aceea firele liniilor de alimentare sunt din metal). Ioni din electroliți (de aceea „o persoană poate suferi un șoc electric”). Cel mai simplu mod de a explica ce este curent într-un circuit electric simplu. Există o sursă de alimentare - o baterie. Există un bec conectat la bateriile „+” și „-” folosind un conductor, cum ar fi un fir de cupru. Acesta este cel mai simplu circuit electric.

Bateria este o sursă chimică de curent. Datorită reacțiilor chimice care au loc în baterie, electronii se acumulează pe partea „-” a bateriei. Mai departe. Firul de cupru este format din atomi care formează o rețea cristalină. Electronii pot trece liber prin această rețea. De îndată ce circuitul este închis (becul este conectat prin firele la ambele capete ale bateriei), electronii din bateria „-” încep să curgă către „+” prin firul și filamentul becului (mulțumesc la forța electromotoare pe care o creează bateria) - acesta este curent electric. Filamentul unui bec cu incandescență este și el metal, dar rețeaua cristalină a metalului din care este realizat (de obicei Tungsten) este mult mai „mică” decât rețeaua cristalină de cupru din care sunt realizate firele. Este mai dificil pentru electroni să „strângă” prin el, ca urmare a „frecării”, filamentul se încălzește la o temperatură ridicată și începe să strălucească. Aici am atins un alt concept - rezistența electrică. Cuprul are mai puțin tungsten. Deci, totul este clar aici. Electronii circulă prin circuit - acesta este un curent electric și unul constant, deoarece circulă în aceeași direcție.

Aproape toate electronicele de larg consum (calculatoare, televizoare, telecomenzi) funcționează pe curent continuu. Din punct de vedere istoric, electrificarea (furnizarea centralizată a energiei electrice) a început cu curent continuu. În general, electrificarea a fost visul albastru al bunicului Thomas Edison, pe care, de altfel, l-a adus la viață. „Nu inventați niciodată ceva ce nu puteți vinde!” – inventatorului întreprinzător îi plăcea să repete. Într-adevăr, în acele zile, organizarea iluminatului artificial promitea profituri uriașe (în vremea noastră, aceasta este și o afacere excelentă). Interesant este că înainte de răspândirea iluminatului artificial, oamenii dormeau în medie 10 ore pe zi. Fondatorul General Electric, Edison a devenit unul dintre părinții energiei moderne, a proiectat și finalizat prima infrastructură energetică completă din lume - atât producția de electricitate pe generatoare de curent continuu, cât și livrarea acesteia prin linii electrice către consumatori și tot felul de „lucruri mărunte”. ” precum întrerupătoare, prize pentru becuri, contoare de energie electrică etc. Apropo, dimensiunea bazei unui bec este de obicei indicată cu „E” latină majusculă. De exemplu, E27 sau E14, unde „E” înseamnă Edison, iar numărul este diametrul bazei în milimetri. Becul în sine este o creație colectivă. În orice caz, Edison a cumpărat în 1906 un brevet de la Lodygin pentru o versiune a unui bec cu filament de wolfram. Prima zonă electrificată de pe Pământ a fost Manhattan din New York.

Totul a fost bine cu Edison până când a fost descoperită o problemă. Tensiunea de funcționare a rețelei Edison DC a fost de 127 volți - această tensiune a fost furnizată de generatoare. Dar cu cât au încercat să transmită mai departe energie electrică de la generatoare, cu atât aceasta a fost mai puțin transmisă - tensiunea a scăzut semnificativ (acest lucru s-a datorat prezenței rezistenței în cablurile electrice). Ieșirea din situație a fost fie creșterea tensiunii, dar acest lucru a creat o amenințare de șoc electric pentru consumatorii finali și, cel mai important (cel mai important, pentru că oamenii nu au timp pentru astfel de bani) a fost necesar să se schimbe. generatoare, dar aceasta este costisitoare, sau a doua opțiune este să „stivuiți” centralele electrice din New York (la fiecare 1,5-2 km), ceea ce, în general, a redus eficiența economică a întregului sistem mediu inconjurator. Întrucât compania lui Edison era un monopol, el a fost înclinat spre a doua opțiune.

Dar apoi Nikola Tesla, care lucra pentru Edison, a venit cu ideea de a trece la curent alternativ. Care este esența ideii. În 1831, Michael Faraday a descoperit că, dacă un conductor este plasat într-un câmp magnetic și mutat astfel încât să intersecteze liniile câmpului magnetic pe măsură ce se mișcă, în conductor va apărea un curent electric. La naiba, dacă asta continuă, în curând voi începe să înțeleg despre ce scriu :) Mai simplu spus, ce a făcut Faraday - a luat o bobină, a înfășurat un fir în jurul ei, a conectat capetele firului la un voltmetru și ca Eeyore din desenul animat despre Winnie the Pooh, a început să coboare un magnet pe o sfoară în miezul gol al bobinei, apoi să-l ridice. „Intră grozav, iese grozav”, a gândit Faraday. Aici se uită, iar acul voltmetrului se zvâcnește la fiecare astfel de mișcare. Așa a descoperit inducția electromagnetică.

Deci, pe măsură ce magnetul este coborât, un curent începe să curgă și să crească de-a lungul firului înfășurat pe bobină, apoi scade, apoi devine egal cu zero și apoi totul se repetă în direcția opusă și apoi din nou și din nou. Acesta este curent alternativ. Abia înainte de Tesla, nimeni nu știa de unde să-l atașeze, acest curent alternativ. Ei bine, există, spun ei, asta și asta e tot.

Da, și au inventat și transformatorul.

Au pus altul cu un diametru mai mare pe bobina Faraday (s-a dovedit a fi o păpușă matrioșcă electrică), apoi au observat că în a doua bobină (dacă numărul de spire este diferit de prima bobină), tensiunea devine diferit. Deci, Tesla a dat seama de 2+2 și a propus utilizarea curentului alternativ după cum urmează. Realizarea unui generator de curent alternativ. Apoi trecem curent alternativ prin transformator și creștem tensiunea de multe ori (acest lucru va permite transmiterea energiei electrice pe distanțe lungi). Apoi livrăm energie electrică către consumator prin linia de alimentare și trecem din nou curentul prin transformator, doar că de această dată pentru a scădea tensiunea. Trebuie spus că acest truc nu funcționează cu curent continuu. Curentul continuu nu este transformat. Pe scurt, problema este rezolvată, mai ales că becul, să fiu sincer, nu-i pasă deloc de bec - curentul continuu sau alternativ trece prin el, strălucește aproape la fel. — Ei, bine, bine, spuse Edison, trântind capacul ceasului de buzunar, nepermițându-i lui Tesla să termine de vorbit. „De unde pot obține un generator de curent alternativ? Ai de gând să inventezi unul?” „Da, nu pot să inventez așa ceva, ticălosule”, a răspuns Nikola. „Ascultă, de ce să te deranjezi cu prostii, mai bine fă un efort să rezolvi problemele mașinilor electrice de curent continuu, dacă funcționează, îți dau... 50.000 de dolari”, Edison, strâmbându-și ochii, i-a întins lui Tesla o bucată de hârtie acoperită cu scris. „Și pleacă deja, te interferezi cu munca.” Pentru a confirma sfârșitul conversației, Edison s-a întors spre bancul de lucru, cu câteva bucăți de fier care urmau să devină în curând primul dispozitiv de redare video din lume - un kinetoscop. Tesla a rezolvat rapid problemele cu mașinile lui Edison și la fel de repede a venit cu principiul de funcționare al generatorului de curent alternativ. Îți amintești de Eeyore Faraday cu o mulinetă? Acum să schimbăm puțin experiența. Să nu legăm magnetul cu o sfoară. În schimb, vom pune un magnet pe un băț (ugh, un fel de grădiniță) și vom răsuci bățul de-a lungul axei sale. În timp ce scriu, din anumite motive am izbucnit în râs :)) Bobina va începe să producă curent alternativ. În designul industrial, desigur, nu există un magnet cu un baston, există un rotor cu un electromagnet puternic, care este antrenat în rotație de o turbină cu abur, în loc de o bobină cu sârmă; Deci, Tesla a rezolvat toate problemele pe mașinile DC pe care Edison nu le-a putut rezolva el însuși. Dar Edison nu a dat niciun ban. „Ei bine, băiete, nu înțelegi deloc glumele noastre americane, cât sunt 50 de mii de dolari, îți plătesc un salariu!” - Zâmbind răutăcios, Edison a bătut-o pe Tesla pe umăr și, cu ceva efort, a smuls folderul cu desene și calcule din mâinile angajatului său. „Nu, sunt încă un mare inventator”, se gândi Edison, privind silueta încovoiată a Tesla subțire care se îndepărtează de-a lungul coridorului. Așa au căzut Tesla și Edison. Atât de mult încât mulți ani mai târziu, când Tesla a primit premiul Nobel, el l-a refuzat, deoarece a fost împărtășit cu Edison.

De ce Edison a abandonat Tesla este de înțeles. Pentru a trece la curent alternativ, trebuie, în primul rând, să recunoaștem și să le spunem investitorilor că eu, Thomas Alva Edison, nu l-am greșit la un moment dat, că perspectivele pentru curent continuu sunt ca un bulgăre de zăpadă într-un cuptor cu microunde și, în al doilea rând, trebuie să scuturăm acești investitori pentru noi investiții. Nu este atât de simplu. Ce zici de Tesla? Și Tesla a luat-o și a mers la George Westinghouse, concurentul lui Edison. I-am spus totul așa cum a fost și au făcut prima centrală hidroelectrică din lume cu generatoare de curent alternativ la Cascada Niagara. Apropo, „KazAtomProm” nostru deține 10% din acțiunile companiei „Westinghouse Electric”, dacă i-ai spune lui George Westinghouse în acei ani că kazahii ar fi coproprietari ai companiei sale, cred că ar fi foarte surprins, asta face globalizarea.

Trebuie să spun că nici Edison nu a cedat de ceva vreme. Orice a făcut pentru a enerva compania veselă a lui Kolya și Zhora. A scris articole personalizate cu titluri strălucitoare precum „O altă victimă a curentului alternativ” sau „Tot ce ai vrut să știi despre curentul alternativ, ucigașul, dar îți era frică să întrebi”. Și a inventat un scaun „electric” (folosind curent alternativ, desigur), se spune, vezi tu, trimitem criminali în lumea următoare cu acest curent alternativ, dar vrei să-ți iasă din priză acasă. Și prin senatorii „lori” s-a votat o lege pentru limitarea nivelului de tensiune pe liniile electrice, ceea ce a făcut inutilă folosirea curentului alternativ (mai târziu, desigur, legea a fost abrogată). În același timp, pericolul de rănire din cauza curentului continuu la o tensiune de 127 V nu este mai mic decât cel al curentului alternativ. Această confruntare a fost numită „războiul curentelor”. Dar. Nu poți opri dezvoltarea, curentul alternativ și-a luat tribut. Nu există alte opțiuni astăzi. Adevărat, trebuie spus că americanii sunt oameni ciudați - pe același raft cu progres pot avea chiar și înapoiere tehnologică. În ciuda tuturor avantajelor curentului alternativ, ultimele rețele Edisonian de curent continuu din New York au fost demontate abia în 2007. După cum se spune, bunicul a murit, dar afacerea continuă, ar fi mai bine dacă ar fi fost invers.

Convertor de lungime și de distanță Convertor de masă Convertor de măsuri de volum ale produselor vrac și produse alimentare Convertor de zonă Convertor de volum și unități de măsură în rețetele culinare Convertor de temperatură Convertor de presiune, stres mecanic, modul de Young Convertor de energie și lucru Convertor de putere Convertor de forță Convertor de timp Convertor liniar de viteză Unghi plat Convertor eficiență termică și eficiență a combustibilului Convertor de numere în diverse sisteme numerice Convertor de unități de măsură a cantității de informații Rate valutare Îmbrăcăminte pentru femei și mărimi de pantofi Îmbrăcăminte pentru femei și mărimi de pantofi Convertor de viteză unghiulară și de viteză de rotație Convertor de accelerație Convertor de accelerație unghiulară Convertor de densitate Convertor de volum specific Convertor de moment de inerție Convertor de moment de forță Convertor de cuplu Convertor de căldură specifică de ardere (în masă) Densitatea energiei și căldură specifică de ardere Convertor (în volum) Convertor de diferență de temperatură Convertor de coeficient de dilatare termică Convertor de rezistență termică Convertor de conductivitate termică Convertor de capacitate termică specifică Convertor de putere de expunere la energie și radiații termice Convertor de densitate a fluxului de căldură Convertor de coeficient de transfer de căldură Convertor de debit volumic Convertor de debit de masă Convertor de debit molar Convertor de densitate de flux de masă Convertor de concentrație molară Concentrație de masă în soluție Convertor Dinamic (absolut) convertor de vâscozitate Convertor de vâscozitate cinematic Convertor de tensiune superficială Convertor de permeabilitate la vapori Convertor de densitate de curgere a vaporilor de apă Convertor de nivel de sunet Convertor de sensibilitate microfon Convertor de nivel de presiune sonoră (SPL) Convertor de nivel de presiune acustică cu presiune de referință selectabilă Convertor de luminanță Convertor de intensitate luminoasă Convertor de iluminare Convertor de rezoluție grafică computerizată Convertor de lungime de undă Putere dioptrică și lungime focală Putere dioptrică și mărire a lentilei (×) Convertor de sarcină electrică Convertor de densitate de sarcină liniară Convertor de densitate de sarcină de suprafață Convertor de densitate de sarcină de volum Convertor de curent electric Convertor de densitate de curent liniar Convertor de densitate de curent de suprafață Convertor de intensitate a câmpului electric Convertor de potențial și tensiune electrostatic Convertor de rezistență electrică Convertor de rezistivitate electrică Convertor de conductivitate electrică Convertor de conductivitate electrică Capacitate electrică Convertor de inductanță Convertor American Wire Gauge Niveluri în dBm (dBm sau dBm), dBV (dBV), wați etc. unități Convertor de forță magnetică Convertor de intensitate a câmpului magnetic Convertor de flux magnetic Convertor de inducție magnetică Radiație. Convertor de viteză de doză absorbită de radiații ionizante Radioactivitate. Convertor de dezintegrare radioactivă Radiație. Convertor de doză de expunere Radiație. Convertor de doză absorbită Convertor de prefix zecimal Transfer de date Convertor de tipografie și unități de procesare a imaginii Convertor de unități de volum de lemn Calculul masei molare D. I. Tabelul periodic al elementelor chimice al lui Mendeleev

1 kilovolt [kV] = 1000 volți [V]

Valoarea initiala

Valoare convertită

volt milivolt microvolt nanovolt picovolt kilovolt megavolt gigavolt teravolt watt per amper abvolt unitate de potenţial electric SGSM statvolt unitate de potenţial electric SGSE Tensiune Planck

Mai multe despre potențial electric și tensiune

Informații generale

Din moment ce trăim în era electricității, mulți dintre noi sunt familiarizați cu conceptul de electricitate încă din copilărie. Voltaj: La urma urmei, uneori, în timp ce explorăm realitatea înconjurătoare, am primit un șoc considerabil de la el, înfiind în secret câteva degete în priza de alimentare a dispozitivelor electrice, în secret de la părinții noștri. De când citiți acest articol, nu vi s-a întâmplat nimic deosebit de groaznic - este dificil să trăiți în era electricității și să nu vă familiarizați pe scurt cu ea. Cu conceptul potential electric situatia este ceva mai complicata.

Fiind o abstractizare matematică, potențialul electric este cel mai bine descris prin analogie prin acțiunea gravitației - formulele matematice sunt absolut similare, cu excepția faptului că sarcinile gravitaționale negative nu există, deoarece masa este întotdeauna pozitivă și, în același timp, sarcinile electrice pot fi ambele. pozitiv și negativ; Sarcinile electrice pot atrage și respinge. Ca urmare a acțiunii forțelor gravitaționale, corpurile nu pot decât să atragă, dar nu se pot respinge. Dacă am putea face față cu masa negativă, am stăpâni antigravitația.

Conceptul de potențial electric joacă un rol important în descrierea fenomenelor legate de electricitate. Pe scurt, conceptul de potențial electric descrie interacțiunea sarcinilor cu semne diferite sau identice sau grupuri de astfel de sarcini.

Din cursul școlar de fizică și din experiența de zi cu zi, știm că atunci când urcăm un munte, depășim forța gravitațională a Pământului și, prin urmare, lucrăm împotriva forțelor de atracție care acționează în câmpul gravitațional potențial. Deoarece avem o anumită masă, Pământul încearcă să ne reducă potențialul - să ne tragă în jos, ceea ce îi permitem cu plăcere să facă, schiând și snowboarding rapid. În mod similar, un câmp de potențial electric încearcă să apropie sarcini similare și să respingă sarcinile asemănătoare.

De aici rezultă că fiecare corp încărcat electric încearcă să-și scadă potențialul apropiindu-se cât mai mult posibil de o sursă puternică a unui câmp electric de semn opus, dacă nicio forță nu împiedică acest lucru. În cazul sarcinilor cu același nume, fiecare corp încărcat electric încearcă să-și scadă potențialul deplasându-se cât mai departe de o sursă puternică de câmp electric de același semn, dacă nicio forță nu împiedică acest lucru. Și dacă interferează, atunci potențialul nu se schimbă - în timp ce stai pe un teren plan în vârful muntelui, forța de atracție gravitațională a Pământului este compensată de reacția suportului și nimic nu te trage în jos, doar greutatea ta. apasă pe schiurile tale. Dar trebuie doar să te îndepărtezi...

În mod similar, câmpul creat de o anumită sarcină acționează asupra oricărei sarcini, creând potențialul mișcării sale mecanice spre sine sau în depărtare de ea însăși, în funcție de semnul sarcinii corpurilor care interacționează.

Potential electric

O sarcină introdusă într-un câmp electric are o anumită cantitate de energie, adică capacitatea de a lucra. Pentru a caracteriza energia stocată în fiecare punct al câmpului electric a fost introdus un concept special - potențialul electric. Potențialul câmpului electric într-un punct dat este egal cu munca pe care o pot face forțele acestui câmp atunci când mută o unitate de sarcină pozitivă din acest punct în afara câmpului.

Revenind la analogia cu câmpul gravitațional, putem constata că conceptul de potențial electric este asemănător conceptului de nivelul diferitelor puncte de pe suprafața pământului. Adică, așa cum vom analiza mai jos, munca de ridicare a unui corp deasupra nivelului mării depinde de cât de sus ridicăm acel corp și, în mod similar, munca de mutare a unei sarcini de la alta depinde de cât de departe sunt aceste încărcături.

Să ne imaginăm eroul lumii antice grecești, Sisif. Pentru păcatele sale din viața pământească, zeii l-au condamnat pe Sisif să facă o muncă grea și fără sens în viața de apoi, aruncând o piatră uriașă în vârful unui munte. Evident, pentru a ridica o piatră la jumătatea muntelui, Sisif trebuie să cheltuiască jumătate din cât să ridice piatra în vârf. Apoi piatra, prin voia zeilor, s-a rostogolit pe munte, făcând ceva de lucru. Desigur, o piatră ridicată în vârful unui munte înalt N(nivelul H), la coborâre, va putea lucra mai mult decât o piatră ridicată la nivel N/2. Nivelul mării este considerat a fi nivelul zero, de la care se măsoară altitudinea.

Prin analogie, potențialul electric al suprafeței pământului este considerat potențial zero, adică

ϕ Pământ = 0

unde ϕ Pământ este desemnarea potențialului electric al Pământului, care este o mărime scalară (ϕ este o literă a alfabetului grecesc și se citește ca „phi”).

Această cantitate caracterizează cantitativ capacitatea câmpului de a lucra (W) pentru a muta o sarcină (q) dintr-un punct dat al câmpului în alt punct:

ϕ = W/q

Unitatea SI a potențialului electric este voltul (V).

Voltaj

O definiție a tensiunii electrice o descrie ca diferență de potențial electric, care este dată de formula:

V = ϕ1 – ϕ2

Conceptul de tensiune a fost introdus de un fizician german Georg Ohmîntr-o lucrare din 1827, care propunea un model hidrodinamic al curentului electric pentru a explica legea empirică a lui Ohm descoperită de el în 1826:

V = I R,

unde V este diferența de potențial, I este curentul electric și R este rezistența.

O altă definiție a tensiunii electrice este raportul dintre munca efectuată de câmp pentru a muta o sarcină într-un conductor și mărimea sarcinii.

Pentru această definiție, expresia matematică pentru tensiune este descrisă prin formula:

V=A/q

Tensiunea, ca și potențialul electric, se măsoară în volți(V) și multiplii și submultiplii săi zecimale - microvolți (milionimi de volți, µV), milivolți (mii de volți, mV), kilovolți (mii de volți, kV) și megavolți (milioane de volți, MV).

O tensiune de 1 V este considerată a fi tensiunea unui câmp electric care efectuează 1 J de lucru pentru a muta o sarcină de 1 C. Dimensiunea tensiunii în sistemul SI este definită ca

B = kg m²/(A s³)

Tensiunea poate fi creată de diverse surse: obiecte biologice, dispozitive tehnice și chiar procese care au loc în atmosferă.

Celula elementară a oricărui obiect biologic este o celulă, care din punct de vedere al electricității este un generator electrochimic de joasă tensiune. Unele organe ale ființelor vii, cum ar fi inima, care este o colecție de celule, produc tensiune mai mare. Este curios că cei mai avansați prădători ai mărilor și oceanelor noastre - rechinii din diferite specii - au un senzor de tensiune ultra-sensibil numit organ de linie lateralăși permițându-le să-și detecteze cu precizie prada după bătăile inimii. Separat, poate, merită menționate razele electrice și anghile, care în procesul de evoluție au dezvoltat capacitatea de a crea tensiuni de peste 1000 V pentru a învinge prada și a respinge atacurile asupra lor!

Deși oamenii au generat electricitate, creând astfel o diferență de potențial (tensiune), prin frecarea unei bucăți de chihlimbar pe lână încă din cele mai vechi timpuri, din punct de vedere istoric, primul generator tehnic de tensiune a fost celulă galvanică. A fost inventat de un om de știință și medic italian Luigi Galvani, care a descoperit fenomenul apariției unei diferențe de potențial atunci când diferite tipuri de metal și electrolit intră în contact. Un alt fizician italian a dezvoltat în continuare această idee. Alessandro Volta. Volta a plasat pentru prima dată plăci de zinc și cupru în acid pentru a produce un curent electric continuu, creând prima sursă de curent chimic din lume. Conectând mai multe astfel de surse în serie, a creat o baterie chimică, așa-numita "Pilonul Volta", datorită căruia a devenit posibilă generarea de energie electrică folosind reacții chimice.

Datorită realizărilor sale în crearea de surse de tensiune electrochimice fiabile, care au jucat un rol semnificativ în studiul ulterioar al fenomenelor electrofizice și electrochimice, unitatea de măsură a tensiunii electrice - Voltul - a fost numită după Volt.

Printre creatorii de generatoare de tensiune, este necesar să remarcăm fizicianul olandez Van der Graaff, care a creat generator de înaltă tensiune, care se bazează pe ideea străveche de a separa sarcinile folosind frecare - amintiți-vă de chihlimbar!

Părinții generatoarelor moderne de tensiune au fost doi inventatori americani remarcabili - Thomas EdisonȘi Nikola Tesla. Acesta din urmă era angajat la compania lui Edison, dar cele două genii ale ingineriei electrice nu erau de acord cu privire la metodele de generare a energiei electrice. Ca urmare a războiului de brevete care a urmat, întreaga umanitate a câștigat - mașinile reversibile Edison și-au găsit nișa sub forma generatoarelor și motoarelor de curent continuu, în valoare de miliarde de dispozitive - trebuie doar să priviți sub capota mașinii sau să apăsați butonul de ridicare a geamului. sau porniți blenderul; și metodele de creare a tensiunii alternative sub formă de generatoare de curent alternativ, dispozitive pentru transformarea acesteia sub formă de transformatoare de tensiune și linii de transmisie pe distanțe lungi și nenumărate dispozitive pentru aplicarea acesteia aparțin de drept Tesla. Numărul lor nu este în niciun fel inferior numărului de dispozitive Edison - ventilatoare, frigidere, aparate de aer condiționat și aspiratoare și o serie de alte dispozitive utile, a căror descriere depășește domeniul de aplicare al acestui articol, funcționează pe principiile Tesla.

Desigur, oamenii de știință au creat ulterior alte generatoare de tensiune bazate pe alte principii, inclusiv utilizarea energiei de dezintegrare nucleară. Ele sunt concepute pentru a servi drept sursă de energie electrică pentru trimișii spațiali ai umanității în spațiul profund.

Dar cea mai puternică sursă de tensiune electrică de pe Pământ, fără a lua în calcul instalațiile științifice individuale, sunt încă procesele atmosferice naturale.

În fiecare secundă, peste 2 mii de furtuni bubuie pe Pământ, adică zeci de mii de generatoare naturale Van der Graaff funcționează simultan, creând tensiuni de sute de kilovolți, descarcând curenți de zeci de kiloamperi sub formă de fulger. Dar, în mod surprinzător, puterea generatoarelor terestre nu poate fi comparată cu puterea furtunilor electrice care au loc pe sora Pământului - Venus - ca să nu mai vorbim de planete uriașe precum Jupiter și Saturn.

Caracteristicile tensiunii

Tensiunea este caracterizată de mărimea și forma sa. În ceea ce privește comportamentul său în timp, se face distincție între tensiune constantă (care nu se modifică în timp), tensiune aperiodică (modifică în timp) și tensiune alternativă (modifică în timp după o anumită lege și, de regulă, se repetă după un anumit perioada de timp). Uneori, pentru atingerea anumitor obiective, este necesară prezența simultană a tensiunilor directe și alternative. În acest caz, vorbim despre tensiune de curent alternativ cu o componentă constantă.

În inginerie electrică, generatoarele de curent continuu (dinamo) sunt utilizate pentru a crea o tensiune de mare putere relativ stabilă în electronică, sursele de tensiune CC de precizie sunt utilizate pe componentele electronice, care sunt numite stabilizatori.

Măsurarea tensiunii

Măsurarea tensiunii joacă un rol important în fizica și chimia fundamentală, inginerie electrică aplicată și electrochimie, electronică și medicină și în multe alte ramuri ale științei și tehnologiei. Este probabil dificil de găsit ramuri ale activității umane, excluzând zonele creative precum arhitectura, muzica sau pictura, unde măsurătorile de tensiune nu ar fi folosite pentru a controla procesele în desfășurare folosind diferite tipuri de senzori, care sunt în esență convertoare de cantități fizice în tensiune. Deși este de remarcat faptul că în timpul nostru aceste tipuri de activități umane nu se pot descurca fără electricitate în general și fără tensiune în special. Artiștii folosesc tablete care măsoară tensiunea senzorilor capacitivi atunci când un stylus este mutat peste ei. Compozitorii cântă la instrumente electronice care măsoară tensiunea senzorilor cheii și, în funcție de aceasta, determină cât de tare este apăsată o anumită tastă. Arhitecții folosesc AutoCAD și tablete, care măsoară și tensiunea, care este convertită într-o formă numerică și procesată de un computer.

Valorile tensiunii măsurate pot varia într-o gamă largă: de la fracțiuni de microvolt în studiile proceselor biologice, la sute de volți în dispozitive și aparate de uz casnic și industrial și până la zeci de milioane de volți în acceleratoarele de particule ultra-puternice . Măsurarea tensiunii ne permite să monitorizăm starea organelor individuale ale corpului uman prin îndepărtare encefalograme activitatea creierului. ElectrocardiogrameȘi ecocardiograme furnizează informații despre starea mușchiului inimii. Folosind diverși senzori industriali, controlăm cu succes și, cel mai important, în siguranță, procesele de producție chimică, care au loc uneori la presiuni și temperaturi extreme. Și chiar și procesele nucleare de la centralele nucleare pot fi controlate prin măsurarea tensiunilor. Folosind măsurători ale tensiunilor, inginerii monitorizează starea podurilor, clădirilor și structurilor și chiar rezistă unor forțe naturale formidabile precum cutremure.

Ideea genială de a conecta diferite valori ale nivelurilor de tensiune cu valorile de stare ale unităților de informație a dat impuls creării de dispozitive și tehnologii digitale moderne. În calcul, un nivel de tensiune joasă este interpretat ca un zero logic (0), iar un nivel de tensiune ridicat este interpretat ca unul logic (1).

De fapt, toate dispozitivele de calcul moderne sunt, într-o măsură sau alta, comparatoare de tensiune (contoare), transformându-și stările de intrare în funcție de anumiți algoritmi în semnale de ieșire.

Printre altele, măsurătorile precise ale tensiunii stau la baza multor standarde moderne, a căror implementare garantează conformitatea lor absolută și, prin urmare, siguranța utilizării.

Instrumente de măsurare a tensiunii

În cursul studierii și înțelegerii lumii înconjurătoare, metodele și mijloacele de măsurare a tensiunii au evoluat semnificativ de la primitive. metode organoleptice- Omul de știință rus Petrov a tăiat o parte a epiteliului de pe degete pentru a crește sensibilitatea la acțiunea curentului electric - la cei mai simpli indicatori de tensiune și dispozitive moderne de diferite modele bazate pe proprietățile electrodinamice și electrice ale diferitelor substanțe.

Apropo, radioamatorii începători au distins cu ușurință o baterie de 4,5 V „funcțională” de una „moartă” fără niciun dispozitiv din cauza absenței lor complete, pur și simplu lingându-și electrozii. Procesele electrochimice care au avut loc au dat o senzație de un anumit gust și o ușoară senzație de arsură. Unii indivizi remarcabili s-au angajat să determine potrivirea chiar și a bateriilor de 9 V în acest fel, ceea ce a necesitat rezistență și curaj considerabile!

Un exemplu de cel mai simplu indicator - o sondă de tensiune de rețea - poate fi o lampă incandescentă obișnuită cu o tensiune de funcționare nu mai mică decât tensiunea rețelei. Sunt disponibile la vânzare sonde de tensiune simple care folosesc lămpi de neon și LED-uri care consumă curenți mici. Fii atent, folosirea structurilor de casă poate fi periculoasă pentru viața ta!

Trebuie remarcat faptul că dispozitivele de măsurare a tensiunii (voltmetre) diferă foarte mult între ele, în primul rând prin tipul de tensiune măsurată - acestea pot fi dispozitive cu curent continuu sau alternativ. În general, în practica de măsurare, comportamentul tensiunii măsurate este important - poate fi o funcție de timp și poate avea o formă diferită - să fie constantă, armonică, nearmonică, pulsată și așa mai departe, iar valoarea acesteia este de obicei utilizată pentru a caracteriza modurile de funcționare ale circuitelor și dispozitivelor electrice (curente reduse și putere).

Se disting următoarele valori ale tensiunii:

• instant,
• amplitudine,
• in medie,
• rădăcină pătrată medie (rms).

Valoarea tensiunii instantanee U i (vezi figura) este valoarea tensiunii la un anumit moment în timp. Poate fi observată pe ecranul osciloscopului și determinată pentru fiecare moment în timp folosind oscilograma.

Valoarea tensiunii de amplitudine (vârf) U a este cea mai mare valoare instantanee a tensiunii într-o perioadă. Oscilația de tensiune U p-p este o valoare egală cu diferența dintre cele mai mari și cele mai mici valori ale tensiunii într-o perioadă.

Valoarea rădăcină pătrată medie (rms) a tensiunii U rms este definită ca rădăcina pătrată a mediei pătrate a valorilor tensiunii instantanee de-a lungul perioadei.

Toate indicatoarele și voltmetrele digitale sunt de obicei calibrate în valori eficace ale tensiunii.

Valoarea medie (componenta constantă) a tensiunii este media aritmetică a tuturor valorilor sale instantanee în timpul măsurării.

Tensiunea medie redresată este definită ca media aritmetică a valorilor instantanee absolute pe o perioadă.

Diferența dintre valorile maxime și minime ale tensiunii semnalului se numește variație de semnal.

În zilele noastre, atât instrumentele digitale multifuncționale, cât și osciloscoapele sunt utilizate în principal pentru măsurarea tensiunii - ecranele lor afișează nu numai forma tensiunii, ci și caracteristicile esențiale ale semnalului. Aceste caracteristici includ și frecvența de schimbare a semnalelor periodice, prin urmare, în tehnologia de măsurare, limita de frecvență a măsurării dispozitivului este importantă.

Măsurarea tensiunii cu un osciloscop

O ilustrare a celor de mai sus va fi o serie de experimente privind măsurarea tensiunilor folosind un generator de semnal, o sursă de tensiune constantă, un osciloscop și un instrument digital multifuncțional (multimetru).

Experimentul nr. 1

Schema generală a experimentului nr. 1 este prezentată mai jos:

Generatorul de semnal este încărcat pe o rezistență de sarcină R1 de 1 kOhm, iar capetele de măsurare ale unui osciloscop și ale unui multimetru sunt conectate în paralel cu rezistența. La efectuarea experimentelor, luăm în considerare faptul că frecvența de funcționare a osciloscopului este semnificativ mai mare decât frecvența de funcționare a multimetrului.

Experiența 1: Să aplicăm un semnal sinusoidal de la generator cu o frecvență de 60 herți și o amplitudine de 4 volți rezistenței de sarcină. Pe ecranul osciloscopului vom observa imaginea prezentată mai jos. Rețineți că costul împărțirii grilei de scară a ecranului osciloscopului de-a lungul axei verticale este de 2 V. Multimetrul și osciloscopul vor afișa o valoare rms a tensiunii de 1,36 V.

Experiența 2: Să dublăm semnalul de la generator, sfera imaginii de pe osciloscop se va dubla exact, iar multimetrul va arăta dublul valorii tensiunii:

Experiența 3: Să creștem frecvența generatorului de 100 de ori (6 kHz), iar frecvența semnalului de pe osciloscop se va schimba, dar valoarea vârf-la-vârf și valoarea medie pătrată va rămâne aceeași, iar citirile multimetrului va deveni incorectă - intervalul de frecvență de funcționare permis al multimetrului este 0-400 Hz:

Experiența 4: Să revenim la frecvența inițială de 60 Hz și la tensiunea generatorului de semnal 4 V, dar să schimbăm forma semnalului său de la sinus la triunghiular. Sfera imaginii de pe osciloscop a rămas aceeași, dar citirile multimetrului au scăzut în comparație cu valoarea tensiunii pe care a arătat-o ​​în experimentul nr. 1, deoarece tensiunea efectivă a semnalului s-a schimbat:

Experimentul nr. 2

Designul experimentului nr. 2 este similar cu cel al experimentului 1.

Folosind butonul pentru modificarea tensiunii de polarizare a generatorului de semnal, vom adăuga o polarizare de 1 V. La generatorul de semnal, vom seta o tensiune sinusoidală cu o oscilație de 4 V cu o frecvență de 60 Hz - ca în experimentul nr. 1. Semnalul de pe osciloscop va crește cu jumătate de diviziune majoră, iar multimetrul va afișa o valoare rms de 1,33 V. Osciloscopul va afișa o imagine similară cu imaginea din experimentul 1 din experimentul #1, dar crescută cu jumătate de diviziune majoră . Un multimetru va afișa aproape aceeași tensiune ca în Experimentul 1 al Experimentului nr. 1, deoarece are o intrare închisă, iar un osciloscop cu o intrare deschisă va arăta o valoare efectivă crescută a sumei tensiunilor continue și alternative, care este mai mare decât valoarea efectivă a tensiunii fără o componentă constantă:

Măsuri de siguranță la măsurarea tensiunii

Deoarece, în funcție de clasa de siguranță a încăperii și de starea acesteia, chiar și tensiunile relativ scăzute de 12-36 V pot reprezenta un pericol pentru viață, trebuie respectate următoarele reguli:

1. Nu efectuați măsurători de tensiune care necesită anumite abilități profesionale (peste 1000 V).
2. Nu măsurați tensiunile în locuri greu accesibile sau la înălțimi.
3. La măsurarea tensiunilor într-o rețea casnică, utilizați mijloace speciale de protecție împotriva șocurilor electrice (mănuși de cauciuc, covorașe, cizme sau cizme).
4. Utilizați un instrument de măsurare adecvat.
5. În cazul utilizării instrumentelor multifuncționale (multimetre), asigurați-vă că parametrul care este măsurat și valoarea acestuia sunt setate corect înainte de măsurare.
6. Utilizați un dispozitiv de măsurare cu sonde de lucru.
7. Urmați cu strictețe recomandările producătorului pentru utilizarea dispozitivului de măsurare.

Vi se pare dificil să traduceți unitățile de măsură dintr-o limbă în alta? Colegii sunt gata să vă ajute. Postați o întrebare în TCTermsși în câteva minute vei primi un răspuns.

5.3.1. Informații generale

La proiectarea rețelelor electrice se au în vedere următoarele tipuri de lucrări: construcție nouă, extindere și reconstrucție.

Construcția nouă include construcția de noi linii electrice și substații.

Extinderea rețelelor electrice, de regulă, se aplică numai substațiilor - aceasta este instalarea unui al doilea transformator la o substație existentă cu lucrările de construcție necesare.

Reconstrucția rețelelor existente presupune modificarea parametrilor rețelelor electrice, păstrând în același timp parțial sau complet partea de construcție a instalațiilor, în scopul creșterii capacității rețelelor, a fiabilității alimentării cu energie și a calității energiei electrice transmise. Reconstrucția include lucrări de înlocuire a cablurilor de linii aeriene, conversia rețelelor la o tensiune nominală diferită, înlocuirea transformatoarelor, întrerupătoarelor și a altor echipamente din cauza schimbărilor de putere sau tensiune și instalarea echipamentelor de automatizare în rețele.

Sistemul de alimentare cu energie electrică pentru consumatorii agricoli este conceput ținând cont de dezvoltarea tuturor sectoarelor economiei naționale, inclusiv a celor neagricole, din regiunea în cauză.

Documentația de proiectare și estimare este elaborată pe baza sarcinii de proiectare. Sarcina, după cum sa menționat mai sus, este emisă de clientul proiectului și aprobată pentru proiectele de construcție a rețelei electrice în modul prescris.

Clientul proiectului, pe lângă sarcina de proiectare, emite organizației de proiectare un act aprobat privind selecția unui șantier; act de evaluare a stării tehnice a rețelelor electrice existente; conditii tehnice de conectare la retele de utilitati si comunicatii; materiale cartografice; informatii despre cladiri existente, comunicatii subterane, conditii de mediu etc.; condiţiile tehnice de conectare a instalaţiei proiectate la sursele de alimentare cu energie.

În plus, se anexează însărcinarea pentru proiectarea unei linii aeriene de 10 kV: planuri de utilizare a terenului în zona traseului liniei de transport a energiei electrice; planuri generale ale instalațiilor proiectate care vor fi conectate la liniile proiectate și sarcinile acestora; act de evaluare a stării tehnice și a schemei rețelelor electrice existente în zona liniei proiectate; hărți topografice ale așezărilor din zona liniei proiectate, precum și alte date de proiectare.

Sarcina de proiectare pentru liniile de 0,4 kV și stații de transformare 10/0,4 kV include: baza de proiectare; zona de constructie; Tip de construcție; lungimea liniei 0,4 kV; tip de posturi de transformare; proiectare în scenă; data de finalizare a proiectului; data începerii construcției; denumirea organizației de proiectare și construcție; investitii de capital. În plus, sarcina de proiectare pentru rețele de 0,4 kV este însoțită de: condiții tehnice ale sistemului de alimentare pentru racordarea la rețelele electrice; act de evaluare a stării tehnice a rețelelor de 0,4 kV; date privind nivelul atins de consum de energie electrică pe clădire de locuințe și alte materiale.

Obținerea datelor inițiale pentru etapele ulterioare de proiectare se realizează prin efectuarea de anchete energetice și economice ale consumatorilor. La inspectarea obiectelor se clarifică informațiile despre sarcinile electrice; clasificarea consumatorilor; tipuri de surse de energie (stații de transformare 10/0,4 kV, amplasarea și puterea acestora); clarificați planurile generale și topografice ale așezărilor și configurația liniilor de 0,4/0,22 kV.

Proiectarea proiectelor de construcție se realizează pe baza schemelor de dezvoltare pentru rețelele electrice de 35...110 kV și 10 kV, de regulă, într-o singură etapă, i.e. elaborarea unui proiect tehnic de lucru - proiectare tehnică și documentație de lucru pentru construcția unității.

La proiectarea construcției de noi, extinderi, reconstrucție și reechipare tehnică a rețelelor electrice existente cu o tensiune de 0,4...110 kV în scop agricol, acestea se ghidează după „Normele pentru proiectarea tehnologică a rețelelor electrice în scop agricol. ” (NTPS), împreună cu alte documente de reglementare și politici. Cerințele standardelor nu se aplică cablajelor electrice ale circuitelor de alimentare și de iluminat cu tensiuni de până la 1000 V în interiorul clădirilor și structurilor.

Liniile de transport de energie electrică de 0,4...10 kV, de regulă, ar trebui să fie deasupra capului. Liniile de cablu sunt utilizate în cazurile în care, conform PUE, nu este permisă construcția de linii aeriene, pentru alimentarea cu energie electrică a consumatorilor critici (cel puțin unul dintre liniile electrice principale sau de rezervă) și consumatorii aflați în zone cu condiții climatice severe ( IV - zonă specială pentru gheață) și terenuri valoroase.

Se folosesc statii de transformare cu tensiunea de 10/0,4 kV de tip inchis si complete fabricate in fabrica.

Justificarea soluțiilor tehnice se realizează pe baza calculelor tehnice și economice. Dintre opțiunile comparabile din punct de vedere tehnic, se acordă preferință opțiunii cu costuri minime reduse.

Soluțiile de circuite pentru rețelele electrice sunt selectate în funcție de modurile normale, reparații și post-urgență.

Distribuția pierderilor de tensiune între elementele rețelei electrice se realizează pe baza calculelor bazate pe abaterea de tensiune admisibilă (GOST 13109-97 - abaterea normală admisă a tensiunii la consumator este de ±5% din tensiunea nominală, abaterea maximă este permisă până la ±10%) la receptoarele electrice și nivelurile de tensiune pe alimentația autobuzelor centrale.

Pierderile de tensiune nu trebuie să depășească 10 kV rețele electrice - 10%, 0,4/0,22 kV rețele electrice - 8%, cablarea electrică a clădirilor rezidențiale cu un etaj - 1%, cablarea electrică a clădirilor, structuri, rezidențiale cu două etaje și mai multe etaje clădiri - 2%.

În lipsa datelor inițiale pentru calcularea abaterii de tensiune la receptoarele electrice, se recomandă să se presupună pierderi de tensiune în elementele de rețea de 0,4 kV: în liniile de alimentare a consumatorilor municipali - 8%, industriali - 6,5%, complexe zootehnice - 4% din nominal.

La proiectarea rețelelor electrice în scopuri agricole, puterea dispozitivelor de compensare trebuie determinată în funcție de condiția asigurării factorului de putere reactivă optimă, la care se realizează costurile minime reduse pentru reducerea pierderilor de energie electrică.

5.3.2. Cerințe de proiectare pentru liniile electrice de 0,4/0,22 kV

Liniile aeriene ar trebui, de regulă, să fie așezate de-a lungul a două laturi ale străzilor unei zone populate, dar este posibil să le ruleze de-a lungul unei părți a străzii, ținând cont de eliminarea interferențelor cu circulația vehiculelor și a pietonilor. , precum și comoditatea realizării de ramuri la intrările în clădiri și reducerea numărului de intersecții cu structuri inginerești.

La proiectarea liniilor aeriene cu suspendare îmbinată pe suporturi de sârmă de linii electrice de 0,4/0,22 kV și linii de difuzare cu fir cu tensiune de până la 360 V, este necesar să fie ghidat de PUE, utilizarea suporturilor de linii aeriene pentru suspendarea comună a sursei de alimentare. fire (380 V) și difuzare prin cablu (nu mai mare de 360 ​​V) și NTPS.

În secțiunile de linii paralele de 0,4 și 10 kV, trebuie luată în considerare fezabilitatea tehnică și economică a utilizării suporturilor comune pentru suspendarea în comun a firelor ambelor linii aeriene.

Alegerea firelor și a cablurilor, puterea transformatoarelor de putere ar trebui să se facă la un minim de costuri date.

Liniile electrice cu o tensiune de 0,4 kV trebuie să aibă un neutru solid împământat pe liniile care se extind de la o substație de 10/0,4 kV, nu trebuie prevăzute mai mult de două sau trei secțiuni de fire.

Firele și cablurile selectate sunt verificate:

· asupra abaterilor de tensiune admisibile între consumatori;

· pentru sarcini de curent admisibile pe termen lung în condiții de încălzire în regimurile normale și post-urgență;

· să asigure funcționarea fiabilă a protecției în timpul scurtcircuitelor monofazate și fază la fază;

· pentru pornirea motoarelor electrice asincrone cu rotor cu colivie.

Cablurile izolate din plastic protejate cu siguranțe trebuie testate pentru rezistența termică la curenții de scurtcircuit.

Conductivitatea firului neutru al liniilor de 0,4 kV care alimentează în principal sarcini monofazate (mai mult de 50% din putere), precum și receptoarele electrice ale fermelor de animale și păsări de curte, nu trebuie să fie mai mică decât conductivitatea firului de fază. Conductivitatea firului neutru poate fi mai mare decât conductivitatea firului de fază, dacă acest lucru este necesar pentru a asigura abaterile de tensiune admisibile pentru lămpile de iluminat exterior, precum și dacă este imposibil să se asigure prin alte mijloace selectivitatea necesară pentru protejarea liniei. de la scurtcircuite monofazate. În toate celelalte cazuri, conductivitatea firului neutru ar trebui să fie considerată ca fiind de cel puțin 50% din conductivitatea firelor de fază.

Pe liniile aeriene către consumatori individuali cu o sarcină concentrată, opt fire ar trebui să fie suspendate cu firul unei faze împărțit în două în suporturi cu un fir neutru comun. Când suspendați împreună firele a două linii conectate la surse de alimentare independente pe suporturi comune, este necesar să se prevadă fire neutre independente pentru fiecare linie.

Firele de iluminat stradal ar trebui să fie amplasate pe marginea carosabilului. Firele de fază trebuie să fie situate deasupra firului neutru.

Corpurile de iluminat stradal sunt conectate la fire de fază special concepute și la un fir neutru comun al rețelei electrice. Amplasarea lămpilor se face într-un model de șah la instalarea lor pe două părți ale străzii. Aprinderea și stingerea corpurilor de iluminat stradal trebuie să fie automată și efectuată central de la tabloul de distribuție al postului de transformare.

Liniile aeriene de 0,4 kV sunt echipate cu fire de aluminiu, oțel-aluminiu, precum și aliaj de aluminiu.

În zonele cu clădiri cu un etaj, se recomandă utilizarea firelor autoportante cu izolație rezistentă la intemperii pentru ramificații de la linii la intrările clădirii.

Pe liniile aeriene, de regulă, ar trebui să se utilizeze izolatori de pini - sticlă sau porțelan.

5.3.3. Cerințe de proiectare pentru liniile de transport electric cu tensiune 10…110 kV

Selecția rutelor liniilor aeriene de 10 kV trebuie făcută în conformitate cu cerințele documentelor de reglementare pentru selectarea și examinarea rutelor liniei.

În cazul în care este necesară construirea unor linii aeriene care circulă în aceeași direcție cu cele existente, trebuie efectuate calcule tehnice și economice pentru a justifica fezabilitatea construirii unora noi sau a creșterii capacității liniilor existente.

Tensiunea nominală fază la fază a rețelelor de distribuție peste 1000 V trebuie luată la cel puțin 10 kV.

La reconstrucția și extinderea rețelelor existente cu o tensiune de 6 kV, ar trebui să se prevadă conversia acestora la o tensiune de 10 kV folosind, dacă este posibil, echipamente instalate, fire și cabluri. Menținerea unei tensiuni de 6 kV este permisă, prin excepție, cu studii de fezabilitate corespunzătoare.

Pe o linie aeriană de 10 kV cu izolatoare de știfturi, distanța dintre suporturile de ancorare nu trebuie să fie mai mare de 2,5 km în zonele I-II pe gheață și de 1,5 km în zonele III – zone speciale.

Liniile aeriene pot fi construite folosind beton armat pe rafturi vibrante și centrifugate, suporturi din lemn și metal.

Suporturile din oțel de linii aeriene de 10 kV sunt recomandate pentru utilizare la intersecții cu structuri inginerești (căi ferate și autostrăzi), cu spații de apă, în tronsoane restrânse de trasee, în zone muntoase, pe terenuri agricole valoroase, precum și ca suporturi ancoră-colț de dublu. - linii de circuit.

Suporturile cu dublu circuit de linii aeriene de 10 kV sunt recomandate pentru utilizare la treceri mari peste obstacole de apă, precum și în tronsoane de linii aeriene care trec prin terenuri ocupate de culturi agricole (orez, bumbac etc.), precum și la abordările de substații, dacă se preconizează construcţia în această direcţie o linie.

Liniile aeriene de 10 kV sunt realizate folosind izolatori cu știfturi și suspendate, atât din sticlă, cât și din porțelan, dar ar trebui să se acorde preferință izolatoarelor din sticlă. Izolatoarele suspendate trebuie utilizate pe liniile aeriene de 10 kV pentru alimentarea cu energie a fermelor de animale și pe suporturi de tip ancoră (capăt, ancoră-colț și suporturi de tranziție).

5.3.4. Cerințe de proiectare pentru stațiile de transformare de 10 kV

Stațiile de 10/0,4 kV să fie amplasate: în centrul sarcinilor electrice; în imediata apropiere a drumului de acces, ținând cont de asigurarea unor abordări convenabile la liniile aeriene și de cablu; în zonele neinundate și, de regulă, în zonele cu niveluri subterane sub fundații.

Se recomandă furnizarea de energie electrică a consumatorilor casnici și industriali din diferite substații sau secțiuni ale acestora.

Schemele stațiilor sunt selectate pe baza schemelor de dezvoltare a rețelelor electrice din regiunile 35...110 kV și a calculelor tehnice și economice pentru extinderea, reconstrucția și reechiparea tehnică a rețelelor electrice cu tensiunea de 10 kV în zonele rețelelor electrice. și sunt specificate în proiecte de lucru pentru alimentarea cu energie a obiectelor reale.

Alegerea schemelor de conectare a stațiilor de 10/0,4 kV la sursele de energie se face pe baza unei comparații economice a opțiunilor în funcție de categoria de receptoare de putere pentru fiabilitatea alimentării cu energie în conformitate cu „Orientările pentru asigurarea proiectării standardului. niveluri de fiabilitate a alimentării cu energie electrică a consumatorilor agricoli.”

Stațiile de 10/0,4 kV care alimentează consumatorii din a doua categorie cu o sarcină estimată de 120 kW sau mai mult trebuie să aibă alimentare bidirecțională. Se admite racordarea unei stații de 10/0,4 kV care alimentează consumatorii din categoria a II-a cu sarcina de proiectare mai mică de 120 kW, cu o ramificație de la rețeaua de 10 kV, secționată la punctul de ramificare pe ambele părți cu secționare, dacă lungimea brațului nu depășește 0,5 km.

Stațiile de 10/0,4 kV, de regulă, ar trebui să fie proiectate cu un singur transformator. Statiile cu doua transformatoare 10/0,4 kV trebuie sa fie proiectate pentru alimentarea consumatorilor din prima categorie si consumatorilor din a doua categorie care nu permit o intrerupere a alimentarii cu energie electrica mai mare de 0,5 ore, precum si consumatorilor din a doua categorie cu proiectare. sarcină de 250 kW sau mai mult.

Se recomandă dotarea stațiilor cu două transformatoare cu dispozitive de pornire automată a alimentării de rezervă pe magistralele de 10 kV în următoarele condiții obligatorii: prezența receptoarelor de putere din categoriile I și II; conectare la două surse de alimentare independente; dacă, concomitent cu deconectarea uneia dintre cele două linii de alimentare de 10 kV, un transformator de putere pierde simultan putere. În acest caz, receptoarele de putere din categoria I trebuie prevăzute suplimentar cu dispozitive automate de rezervă direct la intrarea receptoarelor de putere de 0,4 kV.

Trebuie utilizate posturi de tip închis de 10/0,4 kV: la construirea stațiilor de transformare de sprijin, la care dispozitive de distribuție de 10 kV sunt conectate mai mult de două linii de 10 kV; pentru alimentarea cu energie a consumatorilor din prima categorie a consumatorilor cu o sarcină totală proiectată de 200 kW sau mai mult; în condiții de așezări înghesuite; în zonele cu climă rece la temperaturi ale aerului sub 40 C; în zonele cu atmosferă poluată de gradul III și superior; în zonele cu acoperire de zăpadă mai mare de 2 m se vor utiliza, de regulă, stații de 10/0,4 kV cu intrări aeriene de 10 kV. Intrările de linii de cablu trebuie utilizate: în rețelele de cablu; în timpul construcției stațiilor care au doar intrări de linii de cablu; în condiţiile în care trecerea liniilor aeriene pe abordările de substaţie este imposibilă şi în alte cazuri în care este justificată din punct de vedere tehnic şi economic.

Transformatoarele de 10/0,4 kV sunt utilizate în mod obișnuit cu comutatoarele de reglaj neexcitate (FTS) pentru reglarea tensiunii.

Pentru a alimenta consumatorii agricoli casnici, transformatoare de 10/0,4 kV cu o putere de până la 160 kVA inclusiv ar trebui să fie utilizate cu un circuit de înfășurare „evezda-zigzag” cu neutrul înfășurării de 0,4 kV scos.

Împrejmuirea stațiilor de 10/0,4 kV trebuie construită dacă distanța de la părțile sub tensiune ale intrărilor de linie la sol este mai mică de 4,5 m.

5.3.5 Metodologia de proiectare a rețelelor electrice 0,4/0,22 kV

Proiectarea tehnică de funcționare a rețelelor electrice 0,4/0,22 kV constă dintr-o notă explicativă, desene, deviz, materiale de sondaj și sondaj energetico-economic al obiectelor.

Nota explicativă conține indicatorii tehnici și economici ai proiectului, specificațiile pentru materiale pentru proiectare și desene. Toate materialele de calcul și suport sunt stocate într-o copie de arhivă a proiectului.

Datele privind consumatorii sunt obținute pe baza unui studiu energetic-economic al planurilor generale sau zonelor de alimentare cu energie electrică. Sarcinile electrice se determină cu ajutorul „Orientărilor pentru calcularea sarcinilor electrice în rețelele de 0,4...110 kV în scopuri agricole” atât cu cât și fără utilizarea calculatorului.

La proiectarea rețelelor externe de 0,4/0,22 kV, sarcinile de proiectare date pentru intrarea într-o clădire rezidențială rurală și consumul specific viitor de energie electrică pentru nevoile intra-apartamentale sunt determinate printr-o nomogramă bazată pe consumul de energie existent intra-apartament, luând în considerare dinamica creșterii sale până în anul de proiectare. Dacă se plănuiește gazificarea unei așezări până în anul de calcul, atunci sarcina obținută din nomogramă este redusă cu 20%.

Pentru așezările nou electrificate sau în lipsa informațiilor despre consumul de energie existent al caselor, sarcina de proiectare la intrările în case este acceptată conform următoarelor standarde: așezări clădiri vechi cu gazificare - 1,5 kW, fără gazeificare - 1,8 kW; cu clădiri noi cu gazificare - 1,8 kW, fără - 2,2 kW; pentru apartamente nou construite în orașe, așezări de tip urban cu gazeificare - 4 kW, fără gazeificare - 5 kW. Sarcinile la intrarea caselor cu sobe electrice și încălzitoare de apă sunt luate egale cu 7,5 kW, iar cu sobele electrice - 6 kW la utilizarea aparatelor de aer condiționat, sarcina la intrarea în casă crește cu 1 kW;

O analiză a experienței fermelor străine și interne arată că sarcina electrică a unei ferme poate varia de la 10 la 190 kW. Deoarece clădirea rezidențială a unui fermier poate fi combinată cu un bloc de clădiri agricole pe un teren sau poate exista separat de acesta, se recomandă ca sarcina electrică a unei clădiri rezidențiale să fie luată în considerare separat de sarcina de producție a fermei.

Cu un set tradițional de aparate electrocasnice, sarcina casei unui fermier este de 3...5 kW și crește la 7...8 kW la utilizarea energiei electrice pentru alimentarea cu apă caldă și până la 20...25 kW pentru încălzire. .

În ceea ce privește sarcinile de producție ale fermelor, acestea ar trebui făcute pe baza unor decizii specifice de proiectare. De exemplu, conform lui Giproniselkhoz, sarcina electrică a unei ferme sau a unei ferme pentru 5 vaci este de 21,6 kW; la 10 - 30,2 kW; la 25 - 69,4 kW și la 50 - 119,4 kW. Sarcina electrică a unei ferme pentru 30 de porci este de 15 kW; la 100 - 71,2 kW; la 200 - 91 kW, ținând cont de alimentarea cu căldură electrică.

Sarcinile de proiectare la intrări la întreprinderi industriale, publice și municipale, clădiri și structuri sunt luate conform tabelelor din „Instrucțiuni metodologice pentru calcularea sarcinilor electrice în rețele de 0,4...110 kV în scopuri agricole”, care prezintă date privind puterea instalată. , puterea celui mai mare motor electric, sarcini active și reactive ale maximelor de zi și de seară la intrare, coeficienți de sezonalitate. Aceste date sunt incluse în anexă (nu integral).

Sarcina iluminatului stradal se determină conform standardelor în funcție de suprafața și lățimea carosabilului, adică. Puterea specifica a instalatiilor de iluminat variaza intre 3,0 si 13,0 W pe 1 m lungime. Puterea pentru iluminarea exterioară a teritoriului centrelor de afaceri și a altor obiecte este determinată la o rată de 250 W pe cameră și 3 W pe 1 m din lungimea perimetrului curții, pentru piețele publice și centrele comerciale - 0,5 W pe 1 mp. .m.

Sarcinile calculate ale altor consumatori din mediul rural sunt preluate din proiecte de alimentare cu energie electrică pentru aceste instalații sau pe baza aplicațiilor. Aplicația indică: capacitatea totală instalată a receptoarelor electrice, sarcina estimată în timpul zilei și seara, factorul de putere al întreprinderii la sarcina maximă în timpul zilei și seara, schimburile și caracterul sezonier al funcționării acesteia.

Dacă există grafice reale de încărcare a obiectelor, pot fi determinate toate cantitățile necesare pentru proiectare. Din graficul de sarcină electrică, construit pe baza programelor de funcționare tehnologice existente în schimburi sau zilnice a echipamentelor electrice de putere, încălzire și iluminat, se determină sarcina maximă pe jumătate de oră, luând în considerare factorii medii de sarcină ai receptoarelor electrice. Durata sarcinii, h.

Cunoașterea factorului de putere de sarcină cosφîn perioada maximă, determinați puterea totală de proiectare

Pentru a determina sarcina estimată a consumatorilor mari (de exemplu, fermele și complexele de animale și păsări de curte), este recomandabil să folosiți metoda diagramelor ordonate.

Puterea calculată pe magistralele de transformare 10/0,4 kV pentru așezarea proiectată este determinată de sarcinile liniilor de ieșire 0,4/0,22 kV. Toți consumatorii liniilor de ieșire sunt împărțiți în grupuri (cladiri rezidențiale, clădiri industriale, utilități publice etc.), în cadrul cărora sunt colectate sarcini omogene care nu diferă între ele de mai mult de 4 ori. Pentru fiecare grupă se determină puterea calculată (prin coeficienți de simultaneitate) și, însumând puterile acestor grupuri, prin metoda tabelară (prin adăugare de putere) se obține sarcina unei posturi de transformare 10/0,4 kV. Aceleași rezultate pot fi obținute prin însumarea sarcinilor pe secțiunile de cap ale liniilor de ieșire 0,4/0,22 kV, după ce s-a determinat în prealabil puterea tuturor secțiunilor fiecărei linii.

Puterea transformatoarelor la o stație este determinată de intervale de sarcină economice, care sunt compilate în funcție de condițiile de funcționare normală a transformatoarelor, ținând cont de suprasarcinile sistematice admise în funcție de tipul de sarcină, anotimpuri și temperatura medie zilnică.

Se selectează o substație cu un singur transformator 10/0,4 kV cu o putere care satisface condiția

S EN£ S CALCUL£ S EV , (5.8)

Unde S EN, S EV- limitele inferioare, superioare ale intervalelor de sarcină, kVA;

S CALCUL- sarcina calculata (maxima) a statiei, kVA.

Puterea transformatoarelor la o substație cu două transformatoare este determinată de condițiile de funcționare a acestora atât în ​​modul normal, cât și în cel de post-urgență, adică. funcționarea ambelor transformatoare și a unui transformator pentru ambele secțiuni de magistrală.

În modul normal, puterea transformatoarelor cu încărcare uniformă este determinată de condiție

S EN < 0,5 S CALCUL < S EV , (5.9.)

În modul post-urgență, puterea transformatorului S TR, ales conform condiției (5.9), se verifică pentru următoarele situații.

Atunci nu există redundanță pentru rețelele de 0,4/0,22 kV

(5.10.)

unde K PER este coeficientul supraîncărcărilor admisibile post-urgență.

Puterea transformatorului S TRîn prezența redundanței peste rețele de 0,4/0,22 kV, acestea sunt determinate pentru două opțiuni:

când unul dintre transformatoarele de la substația proiectată este deconectat

(5.11.)

când o substație vecină redundantă este deconectată prin rețele de 0,4/022 kV

(5.12.)

Unde S' resȘi S” tăiat- respectiv sarcina postului de transformare proiectat, rezervata automat prin retelele de 0,4/022 kV si cea mai mare sarcina suplimentara, rezervata automat de transformatoarele postului de transformare proiectat in cazul unei pene de curent la cea vecina.

Numărul de posturi de transformare dintr-o zonă populată sau dintr-o anumită instalație depinde de puterea totală, densitatea sarcinii și pierderile de tensiune admisibile. Numărul aproximativ de posturi de transformare poate fi determinat folosind o formulă empirică dacă lungimea unității de alimentare cu energie depășește 0,5 km

;

Unde Р∑- sarcina totala, kW; B=0,6...0,7 - coeficient constant;

Du- pierderi de tensiune admisibile in retea 0,38/0,22 kV,%;

P0- densitatea sarcinii obiectului, kW/km2.

Coordonatele TP sunt determinate de expresiile:

; (5.14.)

Unde P i- sarcina de proiectare la intrarea consumatorului sau grupului i-lea, kW;

X i , Y i- distante pana la consumatori sau grupurile acestora de-a lungul axelor de coordonate, km;

n- numărul de consumatori.

Pierderile de tensiune admisibile în elementele rețelei electrice sunt determinate prin calcul pe baza abaterilor standardizate de tensiune între consumatori (GOST 13109-97), în funcție de nivelul de tensiune din centrul de putere la momentul sarcinilor maxime și minime și în prezența dispozitivelor de reglare a tensiunii. . Conform NTPS, pierderea de tensiune admisibilă în rețelele de 0,4/0,22 kV este de 8%.

După ce s-a determinat numărul și locația posturilor de transformare, selectați numărul de linii de ieșire 0,4/0,22 kV și traseele acestora. Ei întocmesc diagrame de proiectare pentru liniile aeriene de 0,4 kV cu sarcinile consumatorilor de zi și de seară, numerotează secțiunile de proiectare și indică lungimea acestora. Pentru fiecare secțiune a liniei se determină puterea și se determină secțiunea transversală a firelor în funcție de intervale de sarcină economice, urmată de verificarea pierderilor de tensiune admisibile.

În practica de proiectare și exploatare a liniilor electrice de cabluri cu o tensiune de 0,4...10 kV și cablaje electrice, este adesea necesar să se selecteze secțiunile transversale ale miezurilor cablurilor și firelor de alimentare în funcție de condițiile de încălzire (pe termen lung). curent de sarcină admisibil) cu verificarea ulterioară a abaterii admisibile a tensiunii la consumator.

În ciuda faptului că majoritatea organizațiilor de proiectare au în prezent tehnologie de calcul modernă, utilizarea acesteia în unele cazuri pentru acest tip de calcul este inadecvată. Pentru a reduce costurile cu forța de muncă pentru aceste calcule și pentru calculele în condiții de funcționare, se recomandă utilizarea metodei nomografice pentru determinarea secțiunilor transversale ale miezurilor și firelor de cabluri în funcție de condițiile de încălzire și deviația de tensiune.

Nomogramele pentru determinarea secțiunilor transversale ale miezurilor cablurilor de alimentare și ale cablurilor, liniilor electrice aeriene cu o tensiune de 0,4...10 kV și cablajelor electrice sunt date în literatura de referință.

Proiectarea rețelei electrice și tipul stației de transformare 10/0,4 kV sunt selectate conform proiectelor standard ale Institutului ROSEP al Ministerului Energiei al Federației Ruse.

Rețeaua electrică de 0,4/0,22 kV se verifică la pornirea motoarelor electrice asincrone cu colivie de mare putere, care în acest mod creează pierderi de tensiune semnificative față de funcționarea normală a rețelei.

Stațiile de transformare complete de 10/0,4 kV, produse în serie, sunt produse cu un anumit set de dispozitive de protecție, ai căror parametri sunt specificați prin proiecte standard. Această împrejurare impune, în cazurile necesare, înlocuirea dispozitivelor de protecție a liniilor electrice de 0,4 kV. Alegerea parametrilor de răspuns pentru dispozitivele de protecție din rețelele cu tensiuni de până la 1000 V este asociată cu alegerea secțiunii transversale a conductorilor și cablurilor.

În conformitate cu PUE, parametrii de răspuns ai dispozitivelor de protecție sunt selectați în funcție de condițiile de asigurare a vitezei și selectivității protecției rețelei electrice.

Curenți de scurtcircuit (trifazate, bifazate, monofazate) în rețelele de 0,4/0,22 kV sunt determinate pentru selectarea dispozitivelor, conductorii și verificarea sensibilității protecției.

Impedanța sistemului este rezistența rezultată a elementelor rețelei de 10 kV de la bornele transformatorului la sursa de alimentare. La calcularea curenților de scurtcircuit într-o rețea de 0,4 kV, rezistența unei rețele de 10 kV (și tensiune mai mare) este uneori considerată egală cu zero, deoarece atunci când este redusă la o tensiune de 0,4 kV, rezistența elementelor unei rețele de 10 kV scade de aproximativ 625 de ori. .