Scurtcircuit în rețea. Ce este un scurtcircuit: definiție, explicație pentru manechine

În fiecare zi, fie acasă, fie la serviciu, închidem circuitul electric și nu se întâmplă nimic exploziv. Prin completarea unui circuit folosind ștecherul unui aparat electric, electricitatea este convertită în:

• - în energie mecanică - motoare de pompe, aspiratoare și diverse dispozitive electrice.
• - în energie termică - aer cald de la un uscător de păr, apă clocotită dintr-un fierbător electric, radiație termică de la un convector electric.

Aceasta este o închidere bună, să o numim convențional, spre deosebire de o închidere scurtă, „lungă” a circuitului electric.

Un scurtcircuit are un rezultat negativ, adică energia se poziționează sub formă de scântei, bumbac, adesea aprinderea cablurilor și materiale ușor inflamabile - un incendiu.

Ce este un scurtcircuit?

Exemplu: o locomotivă trebuie să livreze mărfuri, să zicem, din orașul Nijni Novgorod către o metropolă precum Moscova. Călătoria trenului trebuie să fie lungă. O locomotivă, trăgând în spate 50 de vagoane de cărbune, ia viteză. Dar brusc, în orașul Vladimir, dispeceratul face o greșeală fatală, schimbând săgeata pe calea unde se află un alt tren - un accident nu poate fi evitat.

Un tren care a câștigat viteză mare nu poate fi oprit rapid. Un exemplu clar poate părea primitiv, dar aș dori să arăt principiul de bază - aceasta este puterea, puterea, folosită în alte scopuri, aducând distrugere. Traseul locomotivei cu multe vagoane s-a dovedit a fi scurt, incomplet și nu a atins scopul.

Este PUTEREA curentului care produce distrugere în timpul unui scurtcircuit, curentul crește de 20 de ori, cantitatea de căldură crește de aproximativ 400 de ori.

Iată o altă explicație clară a ceea ce este un scurtcircuit.

Se știe că cablarea electrică defectuoasă duce la un scurtcircuit, care cel mai adesea provoacă un incendiu. Acest lucru este adesea menționat în rapoartele de incendiu. Ce este un scurtcircuit și de ce este periculos?

În funcționare normală, curentul din cablajul dintre firele de fază și neutru trece prin sarcină, ceea ce limitează acest curent la un nivel care este sigur pentru cablare. Când izolația este distrusă, curentul curge, ocolind sarcina, direct între fire. Un astfel de contact este numit scurt deoarece are loc în plus față de aparatul electric.

Să ne amintim legea lui Ohm: I = U/R, care de obicei se pronunță astfel: „Curentul într-un circuit este direct proporțional cu tensiunea și invers proporțional cu REZISTENTA.” Rezistența este la care merită să acordați atenție aici.

Rezistența cablurilor electrice TPG, de regulă, este mică, deci poate fi neglijată și considerată egală cu zero. Conform legilor matematicii, împărțirea la zero este imposibilă, iar rezultatul va tinde spre infinit. În cazul unui scurtcircuit, curentul din circuit va tinde spre acest infinit.

Desigur, acest lucru nu este în întregime adevărat, firele au un fel de rezistență finită, așa că curentul, desigur, nu va ajunge la infinit, dar va fi suficient de puternic pentru a produce un efect distructiv, o explozie destul de puternică. Are loc un arc voltaic, a cărui temperatură ajunge la 5000 de grade Celsius.

Cauzele scurtcircuitului

• Erori ale personalului care deservește rețelele electrice.
• Din cauza uzurii cablajelor electrice (învechite).
• Instalare incorectă a cablajului.
• Contact slab în conexiunile cablajelor și a aparatelor electrice
• Din cauza suprasarcinii circuitului electric.
• Poate apărea din cauza deteriorării mecanice a firelor.
• Neajunsurile pot fi cauzate de rozătoare.

Cum să preveniți un scurtcircuit?

Pentru a preveni scurtcircuitul este necesar.

• Instalați și operați corect instalațiile electrice.
• Selectați cablajul electric în conformitate cu valoarea curentului.
• Efectuați periodic controale și măsurători ale rezistenței de izolație programate;
• Alegeți dispozitivele de protecție automată potrivite care sunt concepute pentru a deconecta zona deteriorată.
• Înainte de a lucra cu cablajul, acesta trebuie scos de sub tensiune.

Beneficiul scurtcircuitului

Sudarea cu arc, care este utilizată în producție, s-a născut pe baza unui scurtcircuit. Punctul de contact al tijei și suprafața metalică este încălzit până la punctul de topire, structura metalică este conectată într-un singur întreg. De exemplu, caroserii auto moderne sunt fixate precis printr-un scurtcircuit - sudare cu arc.

După cum am văzut, un scurtcircuit poate provoca distrugeri dacă curentul este utilizat inadecvat. Dacă energia este gestionată corect, se pot realiza mari progrese tehnologice.

Auzim adesea „Există un scurtcircuit”, „Există un scurtcircuit în circuit”. Este imediat clar că s-a întâmplat ceva neplanificat și rău. Dar de ce circuitul este scurt și nu lung? Să punem capăt incertitudinii și să ne dăm seama ce se întâmplă exact când există un scurtcircuit în circuitul electric.

Ce este un scurtcircuit (SC)

O raie electrică înoată în ocean și nu este fericită scurt-circuit, renunțând complet la cunoștințele legii lui Ohm. Pentru noi, pentru a înțelege natura și cauzele unui scurtcircuit, această lege este pur și simplu necesară. Deci, dacă nu ați făcut-o deja, să citim despre legea lui Ohm, curent, tensiune, rezistență și alte concepte fizice minunate.

Acum că știți toate acestea, puteți da definiția unui scurtcircuit din fizică și inginerie electrică:

Scurt-circuit- aceasta este o conexiune a două puncte ale unui circuit electric cu potențiale diferite, care nu este prevăzută de modul normal de funcționare al circuitului și duce la o creștere critică a intensității curentului la joncțiune.

Un scurtcircuit duce la formarea de curenți distructivi care depășesc valorile admise, defectarea dispozitivelor și deteriorarea cablajului. De ce se întâmplă asta? Să privim în detaliu ce se întâmplă în circuit în timpul unui scurtcircuit.

Să luăm cel mai simplu lanț. Conține o sursă de curent, rezistență și fire. În plus, rezistența firelor poate fi neglijată. O astfel de diagramă este suficientă pentru a înțelege esența scurtcircuitului.

Într-un circuit închis, se aplică legea lui Ohm: curentul este direct proporțional cu tensiunea și invers proporțional cu rezistența. Cu alte cuvinte, cu cât rezistența este mai mică, cu atât curentul este mai mare .

Mai precis, pentru circuitul nostru legea lui Ohm va fi scrisă în următoarea formă:

Aici r este rezistența internă a sursei de curent, iar litera greacă epsilon denotă emf-ul sursei.

Ce se înțelege prin curent de scurtcircuit? Daca rezistenta Rîn circuitul nostru nu va fi, sau va fi foarte mic, atunci puterea curentului va crește și un curent de scurtcircuit va curge în circuit:

Apropo! Pentru cititorii noștri există acum o reducere de 10% la

Tipuri de scurtcircuite și cauzele acestora

În viața de zi cu zi, apar scurtcircuite:

• monofazat– când firul de fază este scurtcircuitat la zero. Astfel de scurtcircuite se întâmplă cel mai des;
• în două faze– când o fază se închide de alta;
• trifazat– când trei faze sunt închise deodată. Acesta este cel mai problematic tip de scurtcircuit.

De exemplu, duminica dimineața, vecinul tău din spatele peretelui conectează faza și neutrul în priză, conectând o bormașină cu ciocan. Aceasta înseamnă că circuitul este închis și curentul trece prin sarcină, adică prin dispozitivul conectat la priză.

Dacă un vecin conectează firele de fază și neutru în priză fără a conecta sarcina, atunci va avea loc un scurtcircuit în circuit, dar veți putea dormi mai mult.

Pentru cei care nu știu, pentru o mai bună înțelegere va fi util să citiți ce fază și zero sunt în electricitate.

Un scurtcircuit se numește scurtcircuit, deoarece curentul într-o astfel de închidere a circuitului pare să urmeze o cale scurtă, ocolind sarcina. Un circuit controlat sau lung este obișnuit, familiar pentru toată lumea, conectarea dispozitivelor la o priză.

Protecție la scurtcircuit

În primul rând, despre ce consecințe poate provoca un scurtcircuit:

1. Deteriorarea unei persoane prin electrocutare și căldură generată.
2. Foc.
3. Defecțiunea dispozitivelor.
4. Pana de curent și lipsa internetului acasă. Ca urmare, există o nevoie forțată de a citi cărți și de a lua masa la lumina lumânărilor.

După cum puteți vedea, un scurtcircuit este un inamic și un dăunător care trebuie luptat. Care sunt metodele de protecție la scurtcircuit?

Aproape toate se bazează pe deschiderea rapidă a circuitului atunci când este detectată o defecțiune. Acest lucru se poate face folosind diferite dispozitive de protecție la scurtcircuit.

Aproape toate aparatele electrice moderne au siguranțe. Curentul mare pur și simplu topește siguranța și circuitul se întrerupe.

Apartamentele folosesc întreruptoare de protecție la scurtcircuit. Acestea sunt întreruptoare de circuit proiectate pentru un anumit curent de funcționare. Când curentul crește, mașina este declanșată, întrerupând circuitul.

Pentru a proteja motoarele electrice industriale de scurtcircuite, se folosesc relee speciale.

Acum puteți defini cu ușurință un scurtcircuit, în același timp știți despre legea lui Ohm, precum și despre faza și zero în electricitate. Dorim tuturor să nu provoace scurtcircuite! Și dacă ești blocat în cap și nu ai absolut nicio energie pentru orice muncă, serviciul nostru pentru studenți te va ajuta întotdeauna să faci față.

Și, în sfârșit, un videoclip despre cum să NU faceți față curentului electric.

Ce este un scurtcircuit? Cel mai adesea, această frază poate fi auzită de la electricieni, precum și de la oameni care nu înțeleg deloc electronica și ingineria electrică. La întrebarea de ce iese fum de la orice aparat sau dispozitiv, toată lumea spune în unanimitate: „A avut loc un scurtcircuit”. O scuză foarte universală pentru cei care vor să pară un nu știu deștept).

Natura scurtcircuitului

Să ne uităm la un circuit simplu format dintr-un bec și o baterie de mașină:

În acest caz, curentul va curge prin circuit și becul va străluci.

Să presupunem că firele noastre care duc la bec sunt complet goale. Dintr-o dată, printr-un miracol, un alt fir similar cade pe aceste fire. Acest cablaj închide cele două fire goale ale noastre și începe cel mai interesant lucru - a scurtcircuit (scurtcircuit). Un scurtcircuit este o cale scurtă prin care curentul electric să circule printr-un circuit unde există cea mai mică rezistență.

Acum curentul curge atât prin bec, cât și prin cablare. Dar cablarea noastră este mult mai mică decât rezistența becului și aproape tot curentul va curge acolo unde este mai puțină rezistență - adică prin cablare. Și, deoarece firul nostru are o rezistență foarte mică, curentul va curge foarte mare, conform legii lui Ohm. Și dacă curge un curent mare, prin urmare, cantitatea de căldură generată de cablaj va fi foarte mare, conform Legii Joule-Lenz.În final, de-a lungul circuitului va curge un flux mare, care este evidențiat cu roșu, iar acest circuit se va încălzi foarte mult. Încălzirea firelor poate provoca arderea lor sau chiar să ia foc. Acest caz se numește scurt-circuit.

Probabil ați auzit de mai multe ori în știri că incendiul s-a produs din cauza unui scurtcircuit. În acest caz, firul de fază goală a atins firul gol zero într-un loc sau faza a atins pământul. A avut loc un scurtcircuit, iar firele au început să se încălzească în așa măsură încât încălzirea lor a aprins obiectele din apropiere. De aici și focul.

Practic, în casele vechi apar scurtcircuite de la cablurile vechi care crapă la cusături și pot scurtcircuita împreună. Prin urmare, primul lucru pe care trebuie să-l faceți atunci când cumpărați un apartament sau o casă pe piața secundară este să vă uitați la starea cablajului.

Semne tipice ale unui scurtcircuit

• sigurante arse în echipamente electronice (REA)
• încălzirea circuitului în care circulă curentul de scurtcircuit
• sursă de tensiune joasă tensiune
• curent mare
• fum
• fire carbonizate
• piste PCB arse
• depuneri negre în locul unde s-a produs scurtcircuitul

Cum să faci față scurtcircuitelor? Acest lucru, desigur, implică instalarea siguranțelor, întrerupătoarelor și încercarea de a face o instalare îngrijită a cablajului.

Motivul principal scurt-circuit– încălcarea izolației echipamentelor instalațiilor electrice, inclusiv a cablurilor și a liniilor electrice aeriene. Iată câteva exemple de scurtcircuite care apar din cauza defecțiunii izolației.

În timpul lucrărilor de excavare, un cablu de înaltă tensiune a fost avariat, ceea ce a dus la un scurtcircuit fază la fază. În acest caz, deteriorarea izolației a apărut ca urmare a impactului mecanic asupra liniei de cablu.

O defecțiune la pământ monofazată a apărut într-un tablou deschis al unei substații ca urmare a unei defecțiuni a izolatorului suport din cauza îmbătrânirii învelișului său izolator.

Un alt exemplu destul de comun este o creangă sau un copac care cade pe firele unei linii electrice aeriene, ceea ce duce la rupere sau rupere a firelor.

Metode de protejare a echipamentelor de scurtcircuite în instalațiile electrice

După cum sa menționat mai sus, scurtcircuitele sunt însoțite de o creștere semnificativă a curentului, ceea ce duce la deteriorarea echipamentelor electrice. În consecință, protejarea echipamentelor instalațiilor electrice de acest mod de urgență este sarcina principală a sectorului energetic.

Pentru a proteja împotriva scurtcircuitelor ca o operare de urgență a echipamentelor, în instalațiile electrice ale stațiilor de distribuție sunt utilizate diverse dispozitive de protecție.

Scopul principal al tuturor dispozitivelor de protecție cu relee este de a deschide întrerupătorul (sau mai multe) care alimentează secțiunea rețelei în care a avut loc scurtcircuitul.

În instalațiile electrice cu o tensiune de 6-35 kV, protecția la supracurent (MCP) este utilizată pentru a proteja liniile electrice de scurtcircuite. Pentru a proteja liniile de 110 kV de scurtcircuite, protecția diferențială de fază este utilizată ca protecție a liniei principale. În plus, pentru a proteja liniile de transmisie de 110 kV, protecția la distanță și protecția la pământ (TZNP) sunt utilizate ca protecție de rezervă.

3 Transmisia energiei electrice

Transmisia energiei electrice de la centralele electrice la consumatori este una dintre cele mai importante sarcini ale sectorului energetic. Electricitatea este transmisă în primul rând prin aer liniile electrice(linii electrice) de curent alternativ, deși există o tendință spre o utilizare din ce în ce mai răspândită a liniilor de cablu și a liniilor de curent continuu. Necesitatea P. e. la o distanță se datorează faptului că electricitatea este generată de centrale mari cu unități puternice și este consumată de receptoare electrice de putere relativ mică, distribuite pe un teritoriu mare. munca depinde de distanta sisteme electrice unificate acoperind teritorii vaste.

Una dintre principalele caracteristici transmisie de putere este debitul său, adică cea mai mare putere care poate fi transmisă de-a lungul liniilor electrice, ținând cont de factori limitativi: puterea maximă în condiții de stabilitate, pierderile corona, încălzirea conductorilor etc. Puterea transmisă de-a lungul liniilor de curent alternativ este legată de lungimea sa și dependența de tensiune

Unde U 1 Şi U 2 - tensiunea la începutul și sfârșitul liniei de alimentare, Z c este impedanța caracteristică a liniei de alimentare, a este coeficientul de schimbare de fază care caracterizează rotația vectorului de tensiune de-a lungul liniei pe unitatea de lungime a acesteia (datorită naturii ondulatorii a propagarea câmpului electromagnetic), l- lungimea liniilor electrice, d- unghiul dintre vectorii de tensiune la începutul şi sfârşitul liniei, care caracterizează modul de transmitere a puterii şi stabilitatea acesteia. Puterea maximă transmisă este atinsă la d= 90° când păcat d= 1. Pentru liniile electrice aeriene de curent alternativ, putem presupune aproximativ că puterea maximă transmisă este aproximativ proporțională cu pătratul tensiunii, iar costul construirii unei linii electrice este proporțional cu tensiunea. Prin urmare, în dezvoltarea transportului de energie există o tendință de creștere a tensiunii ca mijloc principal de creștere a capacității de transmisie a liniilor electrice.

Transmisiile de putere de curent continuu nu au mulți factori inerenți transmisiilor de putere de curent alternativ care să le limiteze capacitatea. Puterea maximă transmisă prin liniile de curent continuu este mai mare decât cea a liniilor de curent alternativ similare:

Unde E V - tensiunea de ieșire a redresorului, R å - rezistența activă totală a transmisiei de putere, care, pe lângă rezistența firelor liniei de alimentare, include și rezistența redresorului și a invertorului. Utilizarea limitată a transmisiei de curent continuu se datorează în principal dificultăților tehnice de a crea dispozitive eficiente și ieftine pentru transformarea curentului alternativ în curent continuu (la începutul liniei) și a curentului continuu în curent alternativ (la sfârșitul liniei). Transmisia de curent continuu este promițătoare pentru conectarea sistemelor mari de putere la distanță unul de celălalt. În acest caz, nu este necesar să se asigure stabilitatea funcționării acestor sisteme.

Calitatea energiei electrice este determinată de funcționarea fiabilă și stabilă a transmisiei de energie, care este asigurată, în special, de utilizarea dispozitivelor de compensare și a sistemelor automate de reglare și control (vezi. Control automat al excitației, Reglarea automată a tensiunii, Reglare automată a frecvenței).

În urma lucrărilor de cercetare au fost elaborate următoarele:

scheme de transmisie a energiei în curent continuu care permit utilizarea cât mai rațională a caracteristicilor de proiectare ale liniilor aeriene trifazate de curent alternativ destinate transmiterii energiei electrice prin trei fire;

metodologia de calcul a tensiunii de funcționare a curentului continuu pentru liniile electrice aeriene construite pe baza proiectelor standard ale stâlpilor de curent alternativ trifazic din clasele de tensiune 500-750 kV;

o metodologie de calcul a capacității liniilor aeriene de curent alternativ trifazat cu o tensiune de funcționare de 500-750 kV după conversia acestora în curent continuu conform schemelor propuse de autor;

o metodă de calcul a fiabilității liniilor aeriene trifazate de curent alternativ cu o tensiune de funcționare de 500-750 kV după conversia lor în curent continuu conform schemelor propuse de autor.

S-a făcut un calcul al lungimii critice a liniei, pornind de la care transmisia de putere în curent continuu conform schemelor elaborate de autor va fi mai rentabilă din punct de vedere economic decât transmisia de curent alternativ cu o tensiune de 500, 750 kV.

Pe baza rezultatelor cercetării științifice, se formulează recomandări:

prin alegerea tipului de izolatoare cu disc suspendate incluse în suspensiile izolatoare ale liniilor electrice aeriene DC;

prin calcularea distanței de curgere a suspensiilor izolatoare ale liniilor electrice aeriene DC;

cu privire la alegerea unui circuit de transmisie a puterii cu trei fire, în raport cu liniile aeriene de curent continuu, realizat pe baza proiectelor standardizate de suporturi trifazate de curent alternativ;

privind utilizarea proiectelor standardizate de suporturi trifazate de curent alternativ pe liniile aeriene de curent continuu;

determinarea tensiunii de funcționare a curentului continuu, în raport cu liniile electrice aeriene de curent continuu realizate pe baza proiectelor standardizate de suporturi trifazate de curent alternativ;

pentru calcularea capacității unei linii de transmisie a curentului continuu cu trei fire.

Rezultatele calculelor arată că capacitatea liniilor electrice de curent alternativ trifazat existente poate fi crescută semnificativ prin conversia lor în curent electric continuu folosind aceleași suporturi, ghirlande de izolatoare și fire. Creșterea puterii transmise în acest caz poate varia de la 50% la 245% pentru o linie aeriene de 500 kV și de la 70% la 410% pentru o linie aeriene de 750 kV, în funcție de marca și secțiunea transversală a firelor utilizate și de capacitatea instalată a liniei aeriene AC. Convertirea liniilor de curent alternativ trifazat existente în curent continuu conform schemelor propuse va îmbunătăți, de asemenea, semnificativ indicatorii de fiabilitate ale acestora. În același timp, utilizarea circuitelor dezvoltate va crește fiabilitatea de 5-30 de ori, în funcție de clasa de tensiune a liniei aeriene. În cazul unui nou design de linii aeriene DC conform schemelor de mai sus, indicatorii de fiabilitate ai acestora vor fi echivalenti.

În general, posibilitatea de a converti liniile aeriene existente în curent alternativ trifazat este destul de fezabilă. O astfel de soluție tehnică poate fi relevantă pentru creșterea capacității liniilor aeriene în funcțiune, menținând în același timp configurația acestora și, de asemenea, va extinde domeniul de aplicare a transmisiei de curent continuu. Nu poate fi exclusă posibilitatea de a construi noi linii de curent continuu folosind proiecte standardizate de stâlpi trifazici de curent alternativ.

4 putere reactiva - componentă a puterii totale, care, în funcție de parametrii, circuitul și modul de funcționare a rețelei electrice, provoacă pierderi suplimentare de energie electrică activă și deteriorarea calității energiei electrice.

energie electrică reactivă - circulatia tehnologic daunatoare a energiei electrice intre sursele de energie si receptoarele de curent electric alternativ cauzata de dezechilibrul electromagnetic al instalatiilor electrice.

Principalii consumatori de putere reactivă în sistemele electrice sunt transformatoarele, liniile electrice aeriene, motoarele asincrone, convertoarele cu supape, cuptoarele electrice cu inducție, unitățile de sudură și alte sarcini.

Puterea reactivă poate fi generată nu numai de generatoare, ci și de dispozitive condensatoare compensatoare, compensatoare sincrone sau surse statistice de putere reactivă (RPS), care pot fi instalate la substațiile rețelei electrice.

Normalizarea fluxurilor de putere reactivă, la rezolvarea problemelor de compensare a puterii reactive folosind propriile forțe și eforturile consumatorilor, pentru a avansa în procesul de rezolvare a problemelor de putere reactivă și a sarcinilor de optimizare a fluxurilor acesteia, normalizarea nivelurilor de tensiune, reducerea pierderilor de putere activă în electricitate. rețelele de distribuție și creșterea fiabilității alimentării cu energie a consumatorilor, ar trebui să existe o inspecție a instalațiilor filialei IDGC din Caucazul de Nord, JSC - Stavropolenergo pentru starea surselor de energie reactivă, starea energiei reactive și dispozitive de măsurare a puterii pentru funcția de monitorizare a echilibrului energiei reactive și puterii.

Stavropolenergo are 866 de bănci de dispozitive de compensare (BSD) cu o putere disponibilă de 38,66 MVAr (sarcina reală la puterea reactivă maximă este de 25,4 MVAr). În bilanţul consumatorilor, capacitatea instalată este de 25,746 MVAr (sarcina reală la puterea reactivă maximă este de 18,98 MVAr)

Împreună cu OJSC Stavropolenergosbyt, au fost efectuate studii privind natura sarcinii consumatorilor cu consum crescut de putere reactivă (tg ? > 0,4). După publicarea „Procedurii pentru calcularea raportului dintre consumul de energie activă și reactivă pentru dispozitivele individuale de recepție a energiei electrice ale consumatorilor de energie electrică”, în conformitate cu Decretul Guvernului Federației Ruse nr. 530, se va organiza lucrul cu consumatorii. în întregime. Condițiile de lucru cu consumatorii în conformitate cu noua „Procedură...” sunt cuprinse în textul contractelor de furnizare a energiei electrice aflate în curs de renegociere.

Atunci când consumatorii solicită conectarea la rețelele electrice ale Stavropolenergo sau pentru o creștere a puterii conectate de 150 kW și mai mult, cerințele privind necesitatea compensării puterii reactive sunt incluse în contractele de racordare a consumatorilor la rețeaua electrică, într-o sumă care asigură respectarea valorilor limită stabilite ale factorilor de putere reactivă.

Semnarea de acorduri suplimentare la contractele de furnizare de servicii de transport de energie electrică cu OJSC Stavropolenergosbyt, OJSC Pyatigorsk Electric Networks, LLC RN-Energo, KT CJSC RCER și K, OJSC Nevinnomyssky Azot, garantarea furnizorilor de condiții a fost organizată pentru a menține de către consumatorii cu o putere conectată de 150 kW sau mai mare factorii de putere reactivă stabiliți de organul executiv federal care exercită funcțiile de dezvoltare a politicii de stat în domeniul complexului combustibil și energetic și cerințele pentru asigurarea contorizării energiei reactive.

În următorii ani, se așteaptă să fie puse în funcțiune noi capacități industriale, care vor determina creșterea consumului de până la 3% sau mai mult pe an. Acest lucru face ca sarcina de echilibrare a puterii reactive să fie una dintre domeniile prioritare, care va primi o atenție sporită.

Compensarea puterii reactive- impact vizat asupra echilibrului puterii reactive într-un nod al sistemului de energie electrică pentru reglarea tensiunii, iar în rețelele de distribuție pentru reducerea pierderilor de energie electrică. Se realizează cu ajutorul dispozitivelor de compensare. Pentru menținerea nivelurilor de tensiune necesare în nodurile rețelei electrice, consumul de putere reactivă trebuie asigurat de puterea generată necesară, ținând cont de rezerva necesară. Puterea reactiva generata este formata din puterea reactiva generata de generatoarele centralei electrice si din puterea reactiva a dispozitivelor de compensare situate in reteaua electrica si in instalatiile electrice ale consumatorilor de energie electrica.

Compensarea puterii reactive este relevantă în special pentru întreprinderile industriale, ai căror principali consumatori de electricitate sunt motoarele asincrone, drept urmare factorul de putere fără luarea de măsuri de compensare este de 0,7-0,75. Măsurile de compensare a puterii reactive la o întreprindere vă permit să:

reduce sarcina transformatoarelor, crește durata de viață a acestora,

reduceți sarcina pe fire și cabluri, utilizați-le cu o secțiune transversală mai mică,

îmbunătățirea calității electricității la receptoarele electrice (prin reducerea distorsiunii formei de undă a tensiunii),

reduce sarcina asupra echipamentului de comutare prin reducerea curenților din circuite,

evitarea penalizărilor pentru reducerea calității energiei electrice din cauza unui factor de putere redus,

reduce costurile cu energie.

Consumatorii de putere reactivă necesar pentru a crea câmpuri magnetice sunt atât unitățile individuale de transmisie a puterii (transformatoare, linii, reactoare), cât și receptoarele electrice care transformă electricitatea într-un alt tip de energie, care, conform principiului funcționării lor, utilizează un câmp magnetic (asincron). motoare, cuptoare cu inducție etc.). Până la 80-85% din toată puterea reactivă asociată cu formarea câmpurilor magnetice este consumată de motoarele și transformatoarele asincrone. O parte relativ mică din soldul total al puterii reactive revine ponderii altor consumatori, de exemplu, cuptoare cu inducție, transformatoare de sudură, unități convertoare, iluminat fluorescent etc.

Puterea totală furnizată de generatoare către rețea:

(1)

unde P și Q sunt puterile active și reactive ale receptorilor, ținând cont de pierderile de putere în rețele;

cosφ este factorul de putere rezultat al receptorilor de electricitate.

Generatoarele sunt proiectate să funcționeze la factorul lor de putere nominală de 0,8-0,85, la care sunt capabile să furnizeze puterea activă nominală.

O scădere a cosφ pentru consumatori sub o anumită valoare poate duce la faptul că cosφ al generatoarelor va fi mai mic decât cel nominal și puterea activă pe care o produc la aceeași putere totală va fi mai mică decât cea nominală.

(2)

Astfel, cu factori de putere scazuti in randul consumatorilor, pentru a asigura transmiterea unei anumite puteri active catre acestia, este necesara investirea unor costuri suplimentare in constructia de centrale electrice mai puternice, cresterea capacitatii de trecere a retelelor si transformatoarelor si, pe masura ce ca urmare, suportă costuri de operare suplimentare.

Deoarece sistemele electrice moderne includ un număr mare de transformatoare și linii aeriene lungi, reactanța dispozitivului de transmisie este foarte semnificativă, iar acest lucru provoacă pierderi considerabile de tensiune și putere reactivă. Transferul puterii reactive prin rețea duce la pierderi suplimentare de tensiune, din expresia:

(3)

se poate observa că puterea reactivă Q transmisă prin rețea și reactanța rețelei X afectează semnificativ nivelul de tensiune al consumatorilor.
.

(4)

Înlocuind valoarea puterii totale exprimată în termeni de cosφ în formula pierderii, obținem:

Acest lucru arată că dependența puterii băncilor de condensatoare este invers proporțională cu pătratul tensiunii rețelei, prin urmare este imposibil să se regleze fără probleme puterea reactivă și, prin urmare, tensiunea instalației.Astfel, cos (φ) scade atunci când consumul de putere reactivă al sarcinii crește. Este necesar să ne străduim să creștem cos (φ), deoarece cos scăzut (φ) cauzează următoarele probleme:

Articol înrudit:

Compensarea perturbațiilor și interferențelor la controlul unui obiect liniar prin ieșire

Pierderi mari de putere în liniile electrice (curgerea curentului de putere reactivă);

Căderi mari de tensiune în liniile electrice;



Necesitatea de a crește puterea generală a generatoarelor, secțiunile transversale ale cablurilor și puterea transformatoarelor de putere.

Din toate cele de mai sus, este clar că este necesară compensarea puterii reactive. Acest lucru poate fi realizat cu ușurință prin utilizarea unităților de compensare active. Principalele surse de putere reactivă instalate la punctul de consum sunt compensatoarele sincrone și condensatoarele statice.

Cele mai utilizate sunt condensatoarele statice la tensiuni de până la 1000 V și 6-10 kV. Condensatoarele sincrone sunt instalate la o tensiune de 6-10 kV în stațiile raionale.

Fig.1 Diagrame de transmisie a puterii

(5)

a-fără compensare; b - cu compensare.

(6)

Toate aceste dispozitive sunt consumatori de putere reactivă (capacitiva) lider sau, ceea ce este același lucru, surse de putere reactivă întârziată pe care le furnizează rețelei. Acest lucru este ilustrat de diagrama din fig. 1. Deci, în diagrama din Fig. Figura 1a prezintă transferul de energie electrică de la centrala A la stația de consum B. Puterea transmisă este P + jQ. La instalarea condensatoarelor statice cu o putere Q K la consumator (Fig. 1 b), puterea transmisă prin rețea va fi P + j(Q - Q K)

Deoarece puterea condensatoarelor individuale este relativ mică, aceștia sunt de obicei conectați în paralel în baterii plasate în dulapuri complete. Sunt adesea utilizate instalații formate din mai multe grupuri sau secțiuni de bănci de condensatoare, ceea ce face posibilă reglarea treptată a puterii condensatoarelor și, prin urmare, a tensiunii instalației.

Banca de condensatoare trebuie să fie echipată cu o rezistență de descărcare strâns conectată la bornele sale. Rezistența de descărcare pentru băncile de condensatoare cu o tensiune de 6-10 kV este transformatoarele de tensiune VT, iar pentru băncile de condensatoare cu o tensiune de până la 380 V - lămpi cu incandescență. Necesitatea rezistențelor de descărcare este dictată de faptul că, atunci când condensatoarele sunt deconectate de la rețea, o sarcină electrică rămâne în ele și se menține o tensiune apropiată ca valoare de tensiunea rețelei. Fiind inchisi (dupa deconectare) la rezistenta de descarcare, condensatoarele isi pierd rapid sarcina electrica, tensiunea scade si ea la zero, ceea ce asigura siguranta intretinerii instalatiei. Unitățile condensatoare diferă de alte dispozitive de compensare prin simplitatea proiectării și întreținerii, absența pieselor rotative și pierderile reduse de putere activă.



Fig. 2 Schema de conectare a unui banc de condensatori.

Atunci când alegeți puterea dispozitivelor de compensare, trebuie să depuneți eforturi pentru distribuția corectă a surselor de putere reactivă și încărcarea cea mai economică a rețelelor. Sunt:

a) factor de putere instantaneu, calculat prin formula.

(7)

pe baza citirilor simultane ale unui wattmetru (P), voltmetru (U) și ampermetru (I) pentru un moment dat în timp sau din citirile unui contor de fază,

b) factorul de putere mediu, care este media aritmetică a factorilor de putere instantanei pentru perioade egale de timp, determinată prin formula:

• unde n este numărul de intervale de timp;

  c) factorul de putere mediu ponderat, determinat din citirile contoarelor Wa activă și energie reactivă Wr pentru o anumită perioadă de timp (zi, lună, an) folosind formula:

  (9)

  Alegerea tipului, puterii, locației de instalare și modului de funcționare a dispozitivelor de compensare ar trebui să asigure cea mai mare eficiență, sub rezerva:

  a) condițiile de tensiune admisibile în rețelele de alimentare și distribuție;

  b) sarcini de curent admisibile în toate elementele rețelei;

  c) moduri de funcționare a surselor de putere reactivă în limite acceptabile;

  d) rezerva de putere reactivă necesară.

  Criteriul cost-eficacitate este minimul costurilor date, atunci când se determină care ar trebui luate în considerare următoarele:

  a) costurile de instalare a dispozitivelor de compensare și a echipamentelor suplimentare pentru acestea;

  b) reducerea costului echipamentelor pentru stațiile de transformare și construcția rețelelor de distribuție și alimentare, precum și a pierderilor de energie electrică în acestea și

  c) o scădere a capacității instalate a centralelor electrice datorită scăderii pierderilor de putere activă.

  Din toate cele de mai sus, putem concluziona că compensarea puterii reactive în rețelele regionale care utilizează bănci de condensatoare va crește capacitatea liniei fără a schimba echipamentul electric. În plus, are sens din punct de vedere economic.

5 Strict vorbind, metode de selectare a secțiunilor transversale pe baza pierderilor de tensiune admisibile au fost dezvoltate pentru conductorii din metale neferoase în rețele cu tensiuni de până la 35 kV inclusiv. Metodele sunt dezvoltate pe baza ipotezelor acceptate în rețelele de o astfel de tensiune.

Metodele de determinare a secțiunii transversale pe baza pierderii de tensiune admisibile se bazează pe faptul că valoarea reactanței conductorilor x 0 practic nu depinde de secțiunea transversală a firului F:

pentru liniile electrice aeriene x 0 = 0,36 - 0,46 Ohm/km;

· pentru liniile electrice de cablu cu tensiune 6 – 10 kV x 0 = 0,06 - 0,09 Ohm/km;

· pentru liniile electrice de cablu cu o tensiune de 35 kV x 0 = 0,11 - 0,13 Ohm/km.

Cantitatea de pierdere de tensiune admisibilă în liniile de transport electric este calculată pe baza puterii și rezistenței secțiunilor folosind formula:

și constă din două componente - pierderea de tensiune în rezistențele active și pierderea de tensiune în reactanțe.

Având în vedere faptul că x 0 practic nu depinde de secțiunea transversală a firului, valoarea poate fi calculată înainte de a calcula secțiunea transversală a conductorului, având în vedere valoarea medie a reactanței x 0av în intervalele specificate ale modificării sale:

Pe baza valorii date a tensiunii admisibile în linia de transport, se calculează proporția pierderii de tensiune în rezistențele active:

În expresia de calcul a pierderii de tensiune în rezistenţele active

parametrul depinde de secțiunea transversală,

unde este conductivitatea materialului firului.

Dacă linia de alimentare constă dintr-o singură secțiune, atunci valoarea secțiunii transversale poate fi determinată din expresia pentru:

Cu un număr mai mare de secțiuni ale liniilor de transport, sunt necesare condiții suplimentare pentru a calcula secțiunile transversale ale conductorilor. Sunt trei dintre ele:

· consistența secțiunilor în toate domeniile F=const;

· consum minim de material conductor min;

· pierderi minime de putere activă min.

Pe vremuri, unei doamne, nu prea cunoscătoare în electrotehnică, un instalator i-a spus motivul pierderii luminii în apartamentul ei. S-a dovedit a fi un scurtcircuit, iar femeia a cerut ca acesta să fie prelungit imediat. Puteți râde de această poveste, dar este mai bine să luați în considerare această problemă mai detaliat. Specialiștii în electricitate, chiar și fără acest articol, știu ce este acest fenomen, ce amenință și cum se calculează curentul de scurtcircuit. Informațiile prezentate mai jos se adresează persoanelor care nu au studii tehnice, dar, ca toți ceilalți, nu sunt imuni de necazurile asociate cu funcționarea echipamentelor, mașinilor, echipamentelor de producție și a celor mai comune aparate electrocasnice. Este important ca fiecare persoană să știe ce este un scurtcircuit, care sunt cauzele acestuia, posibilele consecințe și metodele de prevenire a acestuia. Această descriere nu poate fi completată fără familiarizarea cu elementele de bază ale științei ingineriei electrice. Un cititor care nu le cunoaște s-ar putea să se plictisească și să nu citească articolul până la capăt.

Prezentarea populară a legii lui Ohm

Indiferent de natura curentului dintr-un circuit electric, acesta apare numai dacă există o diferență de potențial (sau tensiune, este același lucru). Natura acestui fenomen poate fi explicată folosind exemplul unei cascade: dacă există o diferență de nivel, apa curge într-o anumită direcție, iar când nu, rămâne nemișcată. Chiar și școlarii cunosc legea lui Ohm, conform căreia cu cât tensiunea este mai mare, cu atât este mai mare curentul și cu cât este mai mică, cu atât rezistența inclusă în sarcină este mai mare:

I este mărimea curentului, care uneori este numită „puterea curentului”, deși aceasta nu este o traducere complet corectă din germană. Măsurată în amperi (A).

De fapt, curentul în sine nu are nicio forță (adică cauza accelerației), care este tocmai ceea ce se manifestă în timpul unui scurtcircuit. Acest termen a devenit deja familiar și este folosit des, deși profesorii unor universități, după ce au auzit cuvintele „puterea curentă” din gura unui student, îi dau imediat un „eșec”. „Dar focul și fumul care provin din cablare în timpul unui scurtcircuit? - adversarul persistent va întreba: „Nu este aceasta putere?” Există un răspuns la această remarcă. Cert este că conductorii ideali nu există, iar încălzirea lor se datorează tocmai acestui fapt. Dacă presupunem că R=0, atunci nu s-ar degaja căldură, așa cum reiese din legea Joule-Lenz prezentată mai jos.

U este aceeași diferență de potențial, numită și tensiune. Se masoara in Volti (la noi in tara V, in strainatate V). Se mai numește și forță electromotoare (EMF).

R este rezistența electrică, adică capacitatea unui material de a împiedica trecerea curentului. Pentru dielectrici (izolatori) este mare, deși nu infinit, pentru conductori este mic. Măsurat în ohmi, dar evaluat ca valoare specifică. Este de la sine înțeles că cu cât firul este mai gros, cu atât conduce mai bine curentul și cu cât este mai lung, cu atât mai rău. Prin urmare, rezistivitatea se măsoară în ohmi înmulțit cu un milimetru pătrat și împărțit la un metru. În plus, valoarea sa este afectată de temperatură, cu cât este mai mare, cu atât rezistența este mai mare. De exemplu, un conductor de aur de 1 metru lungime și 1 metru pătrat în secțiune transversală. mm la 20 de grade Celsius are o rezistență totală de 0,024 Ohm.

Există, de asemenea, o formulă pentru legea lui Ohm pentru un circuit complet, rezistența internă (proprie) a sursei de tensiune (EMF) este introdusă în acesta.

Două formule simple, dar importante

Este imposibil de înțeles motivul pentru care apare curentul de scurtcircuit fără a stăpâni o altă formulă simplă. Puterea consumată de sarcină este egală (fără a lua în considerare componentele reactive, dar mai multe despre ele mai târziu) produsul dintre curent și tensiune.

P - putere, Watt sau Volt-Ampere;

U - tensiune, Volt;

I - curent, Amperi.

Puterea nu este niciodată infinită, este întotdeauna limitată de ceva, prin urmare, cu valoarea ei fixă, pe măsură ce curentul crește, tensiunea scade. Dependența acestor doi parametri ai circuitului de funcționare, exprimată grafic, se numește caracteristică curent-tensiune.

Și încă o formulă necesară pentru a calcula curenții de scurtcircuit este legea Joule-Lenz. Oferă o idee despre cât de multă căldură este generată atunci când rezistă la o sarcină și este foarte simplu. Conductorul se va încălzi cu o intensitate proporțională cu tensiunea și pătratul curentului. Și, desigur, formula nu este completă fără timp, cu cât rezistența se încălzește mai mult, cu atât mai multă căldură va elibera.

Ce se întâmplă într-un circuit în timpul unui scurtcircuit

Deci, cititorul poate considera că a stăpânit toate legile fizice principale pentru a înțelege care poate fi magnitudinea (bine, să fie putere) curentului de scurtcircuit. Dar mai întâi trebuie să vă decideți cu privire la întrebarea ce este, exact. KZ (scurtcircuit) este o situație în care rezistența de sarcină este aproape de zero. Să ne uităm la formula legii lui Ohm. Dacă luăm în considerare versiunea sa pentru o secțiune a circuitului, este ușor de înțeles că curentul va tinde spre infinit. În versiunea completă, acesta va fi limitat de rezistența sursei EMF. În orice caz, curentul de scurtcircuit este foarte mare și, conform legii Joule-Lenz, cu cât este mai mare, cu atât conductorul de-a lungul căruia trece se încălzește mai mult. Mai mult, dependența nu este directă, ci pătratică, adică dacă I ​​crește de o sută de ori, atunci se va elibera de zece mii de ori mai multă căldură. Acesta este pericolul fenomenului, care uneori duce la incendii.

Firele devin roșii (sau alb-încinse) și transferă această energie pe pereți, tavane și alte obiecte pe care le ating, dându-le foc. Dacă o fază dintr-un dispozitiv atinge conductorul neutru, apare un curent de scurtcircuit de la sursă, închisă pentru sine. Baza combustibilă a cablurilor electrice este un coșmar pentru inspectorii de pompieri și motivul multor amenzi aplicate proprietarilor iresponsabili de clădiri și spații. Și de vină, desigur, nu sunt legile Joule-Lenz și Ohm, ci izolația care s-a uscat de la bătrânețe, instalarea neglijentă sau analfabetă, deteriorarea mecanică sau supraîncărcarea cablajului.

Cu toate acestea, curentul de scurtcircuit, indiferent cât de mare ar fi, nu este, de asemenea, infinit. Cantitatea de probleme pe care o poate provoca este influențată de durata încălzirii și de parametrii circuitului de alimentare.

circuite AC

Situațiile discutate mai sus au fost de natură generală sau au vizat circuite DC. În cele mai multe cazuri, alimentarea cu energie atât a instalațiilor rezidențiale, cât și a celor industriale se realizează dintr-o rețea de tensiune alternativă de 220 sau 380 de volți. Problemele cu cablajul DC apar cel mai adesea la mașini.

Există o diferență între aceste două tipuri principale de surse de alimentare și una semnificativă. Cert este că trecerea curentului alternativ este împiedicată de componente suplimentare de rezistență, numite reactive și cauzate de natura ondulatorie a fenomenelor care apar în ele. Inductanțe și capacități reacționează la curentul alternativ. Curentul de scurtcircuit al transformatorului este limitat nu numai de rezistența activă (sau ohmică, adică cea care poate fi măsurată cu un tester de buzunar), ci și de componenta sa inductivă. Al doilea tip de sarcină este capacitiv. În raport cu vectorul curent activ, vectorii componentelor reactive sunt deviați. Curentul inductiv rămâne în urmă, iar curentul capacitiv îl conduce cu 90 de grade.

Un exemplu de diferență de comportament a unei sarcini cu o componentă reactivă este un difuzor convențional. Unii fani ai muzicii tare îl supraîncărcă până când difuzorul împinge câmpul magnetic înainte. Bobina zboară din miez și se arde imediat deoarece componenta inductivă a tensiunii sale scade.

Tipuri de scurtcircuit

Curentul de scurtcircuit poate apărea în diferite circuite conectate la diferite surse DC sau AC. Cea mai simplă situație este cu plusul obișnuit, care s-a conectat brusc cu minus, ocolind sarcina utilă.

Dar cu curent alternativ există mai multe opțiuni. Curentul de scurtcircuit monofazat apare atunci când o fază este conectată la neutru sau împământă. Într-o rețea trifazată, poate apărea contact nedorit între două faze. O tensiune de 380 sau mai mult (atunci când se transmite energie pe distanțe lungi de-a lungul liniilor electrice) de volți poate provoca, de asemenea, consecințe neplăcute, inclusiv un arc electric în momentul comutării. Toate cele trei (sau patru, împreună cu neutru) pot fi scurtcircuitate în același timp, iar curentul de scurtcircuit trifazat va curge prin ele până la declanșarea sistemului automat de protecție.

Dar asta nu este tot. În rotoarele și statoarele mașinilor electrice (motoare și generatoare) și transformatoare, apare uneori un fenomen atât de neplăcut, cum ar fi un scurtcircuit interturn, în care buclele de sârmă adiacente formează un fel de inel. Această buclă închisă are o rezistență AC extrem de scăzută. Puterea curentului de scurtcircuit în spire crește, ceea ce determină încălzirea întregii mașini. De fapt, dacă apare un astfel de dezastru, nu ar trebui să așteptați până când toată izolația se topește și motorul electric începe să fumeze. Înfășurările mașinii trebuie să fie rebobinate, acest lucru necesită echipament special. Același lucru este valabil și pentru acele cazuri în care, din cauza curentului de scurtcircuit „interturn” al transformatorului, a apărut un curent de scurtcircuit. Cu cât izolația arde mai puțin, cu atât va fi mai ușor și mai ieftin să rebobinați.

Calculul valorii curentului în timpul unui scurtcircuit

Indiferent cât de catastrofal ar fi acest sau altul fenomen, evaluarea sa cantitativă este importantă pentru inginerie și știința aplicată. Formula curentului de scurtcircuit este foarte asemănătoare cu legea lui Ohm, necesită doar câteva explicații. Aşa:

I scurtcircuit = Uph / (Zn + Zt),

Am scurtcircuit - valoarea curentului de scurtcircuit, A;

Uph - tensiune de fază, V;

Zn este rezistența totală (inclusiv componenta reactivă) a buclei în scurtcircuit;

Zt este rezistența totală (inclusiv componenta reactivă) a transformatorului de alimentare (putere), Ohm.

Impedanțele sunt definite ca ipotenuza unui triunghi dreptunghic, ale cărui catete reprezintă valorile rezistenței active și reactive (inductivă). Este foarte simplu, trebuie doar să folosești teorema lui Pitagora.

Ceva mai des decât formula curentului de scurtcircuit, curbele derivate experimental sunt utilizate în practică. Ele reprezintă dependențele mărimii scurtcircuitului I. pe lungimea conductorului, secțiunea transversală a firului și puterea transformatorului de putere. Graficele sunt o colecție de linii descrescătoare exponențial, din care nu rămâne decât să o alegeți pe cea potrivită. Metoda oferă rezultate aproximative, dar precizia sa se potrivește bine nevoilor practice ale inginerilor energetici.

Cum funcționează procesul?

Totul pare să se întâmple instantaneu. Ceva a fredonat, lumina s-a redus și apoi s-a stins. De fapt, ca orice fenomen fizic, procesul poate fi întins mental, încetinit, analizat și împărțit în faze. Înainte de apariția unei urgențe, circuitul este caracterizat de o valoare constantă a curentului care se află în modul nominal. Brusc, rezistența totală scade brusc la o valoare apropiată de zero. Componentele inductive (motoare electrice, bobine și transformatoare) ale sarcinii par să încetinească procesul de creștere a curentului. Astfel, în primele microsecunde (până la 0,01 sec), curentul de scurtcircuit al sursei de tensiune rămâne practic neschimbat și chiar scade ușor datorită declanșării procesului tranzitoriu. În același timp, EMF-ul său atinge treptat valoarea zero, apoi trece prin el și se stabilește la o anumită valoare stabilizată, asigurând apariția unui scurt-circuit I mare. Curentul însuși în momentul procesului tranzitoriu este suma componentelor periodice și aperiodice. Se analizează forma graficului procesului, în urma căreia se poate determina o valoare constantă a timpului, în funcție de unghiul de înclinare al tangentei la curba de accelerație în punctul de inflexie a acesteia (prima derivată) și timpul de întârziere, determinat de valoarea componentei reactive (inductive) a rezistenței totale.

Curent de șoc de scurtcircuit

Termenul „curent de șoc de scurtcircuit” este adesea folosit în literatura tehnică. Nu ar trebui să vă fie frică de acest concept, nu este deloc înfricoșător și nu are nicio legătură directă cu șocul electric. Acest concept înseamnă valoarea maximă a I scurtcircuit. într-un circuit de curent alternativ, atingând de obicei valoarea la jumătate de ciclu după ce a apărut o situație de urgență. La o frecvență de 50 Hz, perioada este de 0,2 secunde, iar jumătatea sa este, respectiv, de 0,1 secunde. În acest moment, interacțiunea conductoarelor amplasate aproape unul de celălalt atinge cea mai mare intensitate. Curentul de șoc de scurtcircuit este determinat de o formulă care nu are sens să o prezinte în acest articol, care nu este destinat specialiștilor sau chiar studenților. Este disponibil în literatură de specialitate și manuale. În sine, această expresie matematică nu este deosebit de dificilă, dar necesită comentarii destul de voluminoase care să aprofundeze cititorul în teoria circuitelor electrice.

Aviz scurt util

S-ar părea că faptul evident este că un scurtcircuit este un fenomen extrem de rău, neplăcut și nedorit. Poate duce, în cel mai bun caz, la o întrerupere a instalației, la închiderea echipamentului de protecție de urgență și, în cel mai rău caz, la arderea cablurilor și chiar la un incendiu. Prin urmare, toate eforturile trebuie concentrate pe evitarea acestei nenorociri. Cu toate acestea, calcularea curenților de scurtcircuit are o semnificație foarte reală și practică. Au fost inventate o mulțime de mijloace tehnice care funcționează în moduri de curent ridicat. Un exemplu este o mașină de sudură convențională, în special o mașină de sudură cu arc, care în timpul funcționării scurtcircuitează practic electrodul la împământare. O altă problemă este că aceste moduri sunt de natură pe termen scurt, iar puterea transformatorului le permite să reziste acestor suprasarcini. La sudare, curenți uriași trec în punctul de contact al capătului electrodului (se măsoară în zeci de amperi), în urma căruia se eliberează suficientă căldură pentru a topi local metalul și a crea o cusătură puternică.

Metode de protecție

În primii ani ai dezvoltării rapide a ingineriei electrice, când omenirea încă experimenta curajos, introduce dispozitive galvanice, inventa diverse tipuri de generatoare, motoare și iluminat, a apărut problema protejării acestor dispozitive de suprasarcini și curenți de scurtcircuit. Cea mai simplă soluție a fost instalarea elementelor fuzibile în serie cu sarcina, care erau distruse sub influența căldurii rezistive dacă curentul depășea valoarea setată. Astfel de siguranțe servesc și astăzi oamenii, principalele lor avantaje sunt simplitatea, fiabilitatea și costul redus. Dar au și dezavantaje. Însăși simplitatea „dopului” (cum o numeau deținătorii de rate fuzibile pentru forma lor specifică) îi determină pe utilizatori, după ce se arde, să nu filosofeze, ci să înlocuiască elementele eșuate cu primele fire, agrafe sau chiar cuie care veni la îndemână. Merită menționat faptul că o astfel de protecție împotriva curenților de scurtcircuit nu își îndeplinește funcția nobilă?

În întreprinderile industriale, întrerupătoarele automate au început să fie folosite pentru a deconecta circuitele supraîncărcate mai devreme decât în ​​tablourile de distribuție rezidențiale, dar în ultimele decenii, „ambuteiajele” au fost în mare măsură înlocuite de acestea. „Mașinile automate” sunt mult mai convenabile; nu trebuie să le schimbați, ci să le porniți după ce ați eliminat cauza scurtcircuitului și așteptați să se răcească elementele termice. Contactele lor se ard uneori, caz în care este mai bine să le înlocuiți și să nu încercați să le curățați sau să le reparați. Întreruptoarele diferențiale mai complexe, la un cost ridicat, nu durează mai mult decât cele convenționale, dar sarcina lor funcțională este mai mare, opresc tensiunea în cazul unei scurgeri minime de curent „în lateral”, de exemplu, atunci când o persoană este electrocutat.

În viața de zi cu zi, nu este recomandată experimentarea cu scurtcircuite.