Çfarë ngjyre ka tymi kur shkurtohen qarqet elektronike? Dy formula të thjeshta por të rëndësishme

Çdo person, puna e të cilit përfshin servisimin e pajisjeve elektrike, i di shumë mirë problemet që sjell qarku i shkurtër (qarku i shkurtër). Ndonjëherë mendohet se përfaqëson dëme. Kjo eshte e gabuar. Qark i shkurtër- ky është një proces, ose, nëse dëshironi, një mënyrë emergjente e funksionimit të çdo seksioni të një instalimi elektrik. Por pasojat e tij vërtet çojnë në dëm. Përkufizimi i pranuar përgjithësisht është: "Një qark i shkurtër është një lidhje e drejtpërdrejtë midis dy ose më shumë pikave qark elektrik me potencial të ndryshëm. Është një mënyrë jonormale (e paqëllimshme) e funksionimit.”

Për të kuptuar se çfarë ndodh saktësisht në qark në momentin kur ndodh një qark i shkurtër atje, është e nevojshme të mbani mend parimet e funksionimit të elementeve të qarkut. Le të imagjinojmë zinxhiri më i thjeshtë, i përbërë nga dy përçues dhe një ngarkesë (për shembull, një llambë). Në kushte normale, ekziston një lëvizje e drejtuar e grimcave të ngarkuara në një përcjellës. grimcat elementare, shkaktuar nga ekspozimi i vazhdueshëm ndaj burimit. Ata lëvizin nga një pol i burimit në tjetrin përmes dy seksioneve teli dhe një llambë. Prandaj, llamba lëshon dritë ndërsa grimcat veprojnë punë të caktuar.

Kur drejtimi i lëvizjes ndryshon vazhdimisht, por në në këtë rast nuk eshte e rendesishme. Numri i elektroneve që kalojnë nëpër një seksion të caktuar të qarkut për njësi të kohës kufizohet nga rezistenca e llambës, përcjellësve, Burimi EMF. Me fjalë të tjera, rryma nuk rritet pafundësisht, por korrespondon me një gjendje të qëndrueshme.

Por për disa arsye izolimi në një pjesë të qarkut është dëmtuar. Për shembull, një llambë u përmbyt me ujë. Në këtë rast zvogëlohet. Si rezultat, rryma që rrjedh nëpër qark kufizohet nga rezistenca totale e burimit të energjisë, telave dhe "istmusit" të ujit në llambë. Zakonisht kjo shumë është aq e parëndësishme sa nuk merret parasysh në llogaritjet (me përjashtim të llogaritjeve të specializuara).

Rezultati është një rritje pothuajse e pafundme e rrymës, e përcaktuar nga ligji klasik i Ohm-it. Fuqia e qarkut të shkurtër përmendet shpesh në këtë rast. Është përcaktuar vlera kufi rrymë elektrike që burimi i energjisë është në gjendje të japë përpara dështimit. Nga rruga, kjo është arsyeja pse është e ndaluar të lidhni (qark të shkurtër) kontaktet e kundërta të baterive.

Edhe pse në shembullin që po shqyrtojmë heqjen e rezistencës së llambës nga qarku për shkak të hyrjes së ujit në të, ka shumë arsye për një qark të shkurtër. Për shembull, nëse flasim për të njëjtin qark, atëherë qark i shkurtër. mund të ndodhë edhe nëse izolimi i të paktën një teli prishet dhe ai bie në kontakt me tokën. Në këtë rast, rryma nga burimi i energjisë do të ndjekë rrugën e rezistencës më të vogël, domethënë në tokë, e cila ka një kapacitet të madh. Dëmtimi i izolimit të dy telave në të njëjtën kohë dhe kontakti i tyre do të çojë në të njëjtin rezultat.

Sa më sipër mund të përgjithësohet: qarqet e shkurtra mund të jenë me ose pa tokë. Kjo nuk ndikon në proceset në vazhdim.

Çfarë lloj dëmi u diskutua në fillim të artikullit? Siç dihet, sa më e lartë të jetë rryma që rrjedh nëpër seksione të qarkut, aq më i madh është ngrohja e tyre. Me fuqi të mjaftueshme të burimit gjatë qarkut të shkurtër. disa pjesë të zinxhirit thjesht digjen, duke u shndërruar në pluhur bakri (për elementët e bakrit).

Mbrojtja e qarkut të shkurtër është mjaft e thjeshtë dhe efektive. Raportet e dëmtimit për shkak të qarqeve të shkurtra lindin kryesisht për shkak të parametrave të zgjedhur gabimisht të pajisjeve mbrojtëse dhe selektivitetit të gabuar. Nëse po flasim për rreth një qarku shtëpiak 220 V, atëherë kur rryma rritet shumë, një lëshim elektromagnetik i vendosur brenda prish qarkun.

Në këtë artikull do të shqyrtojmë më kryesoret dhimbje kokeçdo elektricist - qark i shkurtër. Në të njëjtën kohë, ne do të shpjegojmë se çfarë është rryma e qarkut të shkurtër dhe do të hedhim poshtë mitin se çfarë është tensioni i qarkut të shkurtër, në të njëjtën kohë duke diskutuar atë qark të shkurtër (aka qark i shkurtër) mjete për rrjetin elektrik. Por së pari, pak fizikë, e cila do t'ju ndihmojë të mbani mend se energjia elektrike është transferimi i ngarkesës nga elektronet nga një pikë në tjetrën. Procesi konsistent dhe i rregullt. Por ndonjëherë një aksident ndërhyn në këtë sekuencë strikte, dhe këtu duhet të mbani mend këto dy fjalë "qark i shkurtër".

Pse ka një qark të shkurtër dhe kush është fajtor për këtë?

Çdo diagram i qarkut elektrik përfaqësohet nga "plus" dhe "minus", ashtu si në çdo bateri. Nëse vendosni një llambë mes tyre, ajo do të fillojë të digjet kur qarku të mbyllet. Një qark i montuar saktë do të lejojë që llamba të digjet për një kohë mjaft të gjatë, gjë që demonstrohet me sukses nga çdo elektrik dore. Por le të shohim se çfarë ndodh nëse thjesht lidhim bateritë plus dhe minus. Pa llambë dhe pa asnjë rezistencë fare. Po, në këtë model do të kemi një qark të shkurtër në instalimet elektrike formë e pastër. Teli midis kontakteve të baterisë do të nxehet, ngarkesa do të shterohet pothuajse menjëherë dhe pas disa sekondash kjo bateri nuk do të ndezë asnjë llambë të vetme. E gjithë energjia e baterisë do të shpenzohet për maksimizimin e rrymës së qarkut të shkurtër, ngrohjen e telit dhe zbrazjen e plotë të burimit. Një eksperiment i tillë është i sigurt për eksperimentuesin, pasi rrymat janë të vogla.

Megjithatë, përafërsisht e njëjta gjë do të ndodhë nëse futni gërshërë në një prizë për të parë se çfarë ndodh. Rryma, pasi ka zbuluar rrugën më të shkurtër (gërshërët), do të nxitojë në prizë pikërisht përmes kësaj rruge të shkurtër nga "plus" në "minus" (), duke harruar shtigjet e tjera në të cilat e pret rezistenca e qarkut. Prandaj emri i kësaj telashe - "qark i shkurtër". Në fakt, një qark i shkurtër është një mundësi që rryma të rrjedhë sa më shpejt dhe me të efekt maksimal arrihet nga "plus" në "minus". Në këtë rast, rryma bëhet pa dallim në mjetet e saj, mbi të cilën bazohet mbrojtja e qarkut të shkurtër dhe rregullat bazë se si të shmanget kjo fatkeqësi.

Pra, një qark i shkurtër është një situatë emergjente në rrjeti elektrik, ku kalimi i rrymës merr rrugën më të shkurtër dhe më të drejtpërdrejtë për të eliminuar potencialin (diferenca potenciale midis "plus" dhe "minus"), duke çuar në një rritje në formë orteku të fuqisë së rrymës dhe ngrohje të fortë të seksionit të qarkut në të cilin ndodhi qarku i shkurtër.

Vini re se i përhershëm (qark i shkurtër i vazhdueshëm) ndodh gjithashtu në rrjetet që përdorin tela të energjisë me një nivel të pamjaftueshëm izolimi (rezistencë e ulët izolimi), ndërrime të shumta të panevojshme (përdredhje në kutitë e shpërndarjes, linjat, etj.), si dhe në zona me lagështi.

Rezulton se kush është fajtor për qarkun e shkurtër, por jo elektricisti që ka bërë instalimet elektrike? Jo sigurisht në atë mënyrë. Është elektricisti ai që është i detyruar gjatë vendosjes së linjës ose, duke përfshirë pajisjen terminale (përçuese), të sigurojë pamundësinë e një qarku të shkurtër. Përndryshe, çdo mbrojtje e qarkut të shkurtër do të jetë e padobishme. Më shpesh, mbrojtja dështon pikërisht në mburojat e mbledhura me shkelje, gjë që çon në pasoja katastrofike:

Pak më shumë për shkaqet e qarqeve të shkurtra

1. Telat e izoluar në mënyrë jo të duhur ose lëvizja fizike e kontakteve në pajisjet terminale (ndërrimi, kthimi, veprime të tjera që mund të lidhin dy tela).
2. Dëmtimi i izolimit të kabllove gjatë vendosjes (përfshirë të fshehura) të linjave të energjisë ose gjatë punës së riparimit dhe përfundimit.
3. Përdorimi i pajisjeve me defekt (nga priza e llambës në bllokun e terminalit dhe prizën), në të cilat ekziston një mundësi e drejtpërdrejtë e një qarku të shkurtër.
4. Injorimi i qarqeve të shkurtra në instalime elektrike gjatë punës (shumica gabim i zakonshëm elektricistë fillestarë), pasi efekti i qarkut të shkurtër nuk përsëritet.
5. Defekte "lundruese", "sporadike" të instalimeve elektrike, të cilave nuk u kushtohet vëmendje e mjaftueshme për shkak të dukurive të tyre të rralla.

Kjo është një listë nga më të arsye të përbashkëta qarqe të shkurtra, dështim të rrjeteve elektrike të apartamenteve dhe shtëpive, si dhe zjarre që janë të vështira për t'u shuar për shkak të ushqyerjes së vazhdueshme të zjarrit nga djegia e kabllove. Natyrisht, askush nuk ka nevojë për telashe të tilla.

Disa fjalë të tjera për fizikën e qarqeve të shkurtra.

Le të kthehemi në tryezën tonë dhe të kujtojmë se kur kalon rryma, mund të vëzhgoni se si forca e rrymës bie ndërsa rezistenca e përcjellësit rritet. Ky është vetë faktori për shkak të të cilit rryma e qarkut të shkurtër tejkalon ndjeshëm parametrat e lejuar. Kështu funksionon mbrojtja e qarkut të shkurtër - monitoron rritjet e papritura të rrymës, duke hequr energjinë e linjës "të dyshimtë".

Jo të gjithë do të kujtojnë se kur të hiqet rezistenca në përcjellës, një parametër tjetër do të ndryshojë gjithashtu. Po flasim për faktin se tensioni i qarkut të shkurtër do të bëhet shumë i dyshimtë. Dhe në prani të një faktori induktiv (për shembull, një person me tharëse flokësh ra në një vaskë me ujë) është plotësisht jolinear dhe jo sinusoidal. Në këtë rast, mund të mos ketë një qark të shkurtër të drejtpërdrejtë, por mbrojtja e qarkut të shkurtër funksionon edhe në këtë rast - këto janë ndërprerësit e qarkut RCD. Pajisja mbyllje mbrojtëse, parimi i funksionimit të të cilit përjashton përgjigjen vetëm ndaj ndryshimeve në fuqinë aktuale.

Çfarë vlerësojnë pajisjet mbrojtëse dhe çfarë duhet të dimë për qarqet e shkurtra nëse nuk duam vetëm të shpëtojmë?

• Çdo rrjet elektrik ka pika paqëndrueshmërie. Këto janë kontakte, terminale, çelsat e dritës dhe të tjera ndërprerësit, që funksionon në bazë të programeve (për shembull, një sensor për përcjelljen e dritës). Secila prej këtyre pikave është një burim potencial i qarkut të shkurtër. Është për ta që elektricisti duhet t'i kushtojë vëmendje maksimale gjatë punës dhe instalimit;
• Disponueshmëria e tokëzimit në rrjet. Do të habiteni, por një defekt në tokë (zero) është qarku i shkurtër më i sigurt. Po, do të shkaktojë gjithashtu shumë telashe dhe telashe, por, sipas të paktën, nuk do të vrasë askënd. Për më tepër, pajisjet e tokëzimit ju lejojnë të vlerësoni praninë e prishjes dhe rrjedhjes së izolimit PARA se të ndodhë një qark i shkurtër.

Furrat me mikrovalë, pjatalarëse dhe pajisjet duhet të jenë të tokëzuara. Makinë larëse, frigorifer dhe furrë elektrike. Shiko tek paneli i pasmë mikrovalë. Do të shihni një kontakt bakri të vidhosur. Kjo është tokëzim. Ju nuk duhet të mbështeteni në një prizë me zero kontakte. Gjeni një profesionist për të tokëzuar këtë furrë. Të njëjtin kontakt do ta gjeni në murin e pasmë të furrës elektrike. Aktiv ngrirës ky kontakt ka shumë të ngjarë të jetë në zonën e spirales ftohëse. Kjo është bërë për një arsye, kështu që mos mendoni se një pirun mund t'ju mbrojë. Gjeni një mënyrë për ta anuluar vërtet këtë teknikë!

Përveç sa më sipër, makinat përcaktojnë gjithashtu "ekuilibrin e rrjetit" konstant, duke monitoruar mbingarkesat dhe diferencat e pikut si në rrymat e qarkut të shkurtër (ose të ngjashme në vlerë) dhe tensionet. Por makinat automatike nuk do të bëhen ilaç nëse ndodh një qark i shkurtër në një pjesë të rrjetit tuaj që është vendosur në kundërshtim me kërkesat dhe rregullat. Për shembull, një tel që kalon nën një fletë kompensatë ose një material tjetër përfundimi të ndezshëm. Më poshtë është se çfarë do të ndodhë gjatë një qarku të shkurtër në një vend të tillë.

Procesi i shfaqjes së një qarku të shkurtër. Koha e mbylljes, zhvillimi i procesit, pasojat

Përkundër "menjëhershmërisë" së dukshme, procesi i qarkut të shkurtër ka faza të përshkruara mirë kur ndodh.

• Shfaqja e një ure të paautorizuar midis dy përçuesve;
• Prishja e "pengesës izoluese" nga rryma dhe shfaqja e një qarku të ri, të shkurtër në diagrami elektrik;
• Ridrejtimi i energjisë dhe shfaqja e rrymës së qarkut të shkurtër në një zonë të re;
• Një rritje e mprehtë forca aktuale, rënia e tensionit dhe ngrohja e shpejtë e seksionit të ri të "rezistencës" - telat në të cilat ndodh një qark i shkurtër;
• Shkrirja e telave (ngrohja nuk ndalon vetë, dhe temperaturat e ngrohjes tejkalojnë ndjeshëm temperaturat e shkrirjes së lidhjeve dhe metaleve) me ndezjen e njëkohshme të izolimit;
• Aktivizimi i ndërprerësve që përpiqen të çaktivizojnë zonën e problemit;
• Lehtësoni tensionin dhe çaktivizoni linjën;
• Vazhdimi i ngrohjes së pjesës së dëmtuar të rrjetit (edhe pas decentralizimit, pasi ngrohja është një proces shumë më i gjatë) me zjarr të izolimit ose telave nëse mbrojtja e qarkut të shkurtër nuk funksionoi siç pritej;
• Dështimi i seksionit të rrjetit në të cilin ndodhi qarku i shkurtër.

E gjithë kjo zgjat rreth 2-4 sekonda. Koha e mjaftueshme për ngrohjen e telit deri në 1100 gradë dhe izolimi ndizet si shkrepëse. Në këtë rast, nuk do të jetë e mundur të parandalohet një qark i shkurtër, vetëm për të minimizuar dëmtimin. Pavarësisht nga koha, edhe me vëzhgimin vizual të procesit të mbylljes së instalimeve elektrike, shfaqjes së një qarku të shkurtër, thjesht nuk do të keni kohë për të bërë asgjë. Prandaj, këtu janë disa rekomandime se si të shmangni një fatkeqësi të tillë:

Nëse nuk mund ta parandaloni, drejtojeni!

Kjo frazë e politikanit të madh përshkruan në mënyrë perfekte situatën me rrjetin elektrik, të cilit ne i besojmë shumë. Dhe jeta juaj, dhe rehatia, dhe pothuajse e gjithë pasuria juaj. Prandaj, një listë rekomandimesh të thjeshta nuk do të jetë e tepërt.

Testoni rrjetet dhe komunikimet e reja elektrike me rryma të tepërta, duke simuluar një mbingarkesë. Një test i tillë duhet të kryhet me një specialist; ta bësh vetë është e rrezikshme.

Mos neglizhoni matjen e rezistencës së izolimit në rrjetin e përfunduar. Po, kushton para dhe kërkon kohë, por një matje e tillë do të eliminojë defektet e tokës tipike për kabllot e gjata dhe do të tregojë gjithashtu zonat më të rrezikshme, të cilat mund të jetë më mirë të zëvendësohen.

Imazhi tregon se një hark (prishje) mund të ndodhë pa kontakt fizik të përcjellësve. Kjo është arsyeja pse, kur montoni prizat dhe çelsat, hiqni izolimin e telit vetëm në zonën që është tërhequr plotësisht në terminal! Mos lejoni as disa milimetra tela të ekspozuar, përndryshe ajo që mund të ndodhë në foto është një hark elektrik brenda pajisjes. Kujtojmë se në një incident të tillë, mbrojtja nga qarku i shkurtër është pothuajse e garantuar të vonojë shkëputjen e linjës!

Zgjerimi dhe shtimi i pamenduar i linjave pa masa mbrojtëse është një rrugë e drejtpërdrejtë drejt qarkut të shkurtër dhe zjarrit. Kjo shembull i mirë diçka që nuk duhet bërë kurrë.

Mënyra normale e funksionimit në gjendje të qëndrueshme të një instalimi elektrik konsiderohet të jetë ai, parametrat e të cilit janë brenda kufijve normalë. Rryma e qarkut të shkurtër (rryma e qarkut të shkurtër) ndodh gjatë një aksidenti në funksionimin e një instalimi elektrik. Më shpesh shfaqet për shkak të dëmtimit të izolimit të pjesëve të gjalla.

Si rezultat i një qarku të shkurtër, furnizimi me energji i pandërprerë i konsumatorëve ndërpritet dhe çon në keqfunksionime dhe dështim të pajisjeve. Si rezultat, kur zgjidhni elementë dhe pajisje që mbartin rrymë, është e nevojshme t'i llogaritni ato jo vetëm për funksionimin normal, por edhe kontrolloni sipas kushteve të synuara mënyra emergjente, e cila mund të shkaktohet nga një qark i shkurtër.

Shkaqet e dëmtimit të izolimit

• Ndikimi mekanik në izolim.
• Prishja elektrike e pjesëve të gjalla për shkak të ngarkesave të tepërta ose mbitensionit.
• Ngjashëm me dështimin e izolimit, rrahja e telave të linjës ajrore të paizoluar nga erërat e forta mund të konsiderohet shkak dëmtimi.
• Hedhja e objekteve metalike në një vijë.
• Ndikimi i kafshëve në përçuesit e gjallë.
• Gabime në punën e personelit të mirëmbajtjes në instalimet elektrike.
• Dështimi në funksionimin e mbrojtjes dhe automatizimit.
• Plakja teknike e pajisjeve.
• Një veprim i qëllimshëm që synon dëmtimin e izolimit.

Pasojat e një qarku të shkurtër

Rryma e qarkut të shkurtër është shumë herë më e lartë se rryma gjatë funksionimit normal të pajisjes. Pasojat e mundshme të një qarku të tillë të shkurtër mund të jenë:

• Mbinxehja e pjesëve të gjalla.
• Ngarkesa të tepërta dinamike.
• Ndërprerja e furnizimit energji elektrike tek konsumatorët.
• Ndërprerja e funksionimit normal të marrësve të tjerë të ndërlidhur që janë të lidhur me seksione të shëndetshme të qarkut për shkak të një rënie të mprehtë të tensionit.
• Ndërprerja e sistemit të furnizimit me energji elektrike.

Llojet e qarqeve të shkurtra

Koncepti i një qarku të shkurtër nënkupton lidhje elektrike, e cila nuk parashikohet nga kushtet e funksionimit të pajisjeve midis pikave të fazave të ndryshme, ose një përcjellës neutral me një fazë ose tokë me një fazë (nëse ka një qark neutral të tokëzimit të burimit të energjisë).

Kur përdorni konsumatorët, tensioni i furnizimit mund të lidhet në mënyra të ndryshme:

• Sipas skemës rrjet trefazor 0.4 kilovolt.
• Rrjeti njëfazor (fazor dhe zero) 220 V.
• Burimi Tensioni DC konkluzione të potencialit pozitiv dhe negativ.

Në çdo rast individual, dështimi i izolimit mund të ndodhë në pika të caktuara, duke rezultuar në një rrymë qarku të shkurtër.

Për një rrjet AC 3-fazor, ekzistojnë lloje të qarkut të shkurtër:

1. Qarku trefazor.
2. Qarku dyfazor.
3. Defekt në tokë njëfazor.
4. Defekti i tokëzimit njëfazor (Neutral i izoluar).
5. Defekt në tokë dyfazore.
6. Defekt në tokë trefazore.

Kur zbatoni një projekt për furnizimin me energji elektrike për një ndërmarrje ose pajisje, mënyra të tilla kërkojnë llogaritje të caktuara.

Parimi i funksionimit të qarkut të shkurtër

Para fillimit të një qarku të shkurtër, vlera aktuale në qarkun elektrik kishte një vlerë të qëndrueshme i p. Në rast të një qarku të shkurtër të papritur në këtë qark për shkak të një rënie të fortë rezistencë totale zinxhirë elektricitet rritet ndjeshëm në vlerën i k. Fillimisht, kur koha t është zero, rryma elektrike nuk mund të ndryshojë ndjeshëm në një vlerë tjetër të qëndrueshme, pasi në qark i mbyllur përveç rezistencë aktive R, ka edhe reaktancë induktive L. Kjo rrit procesin e rritjes së rrymës me kalimin e kohës kur kaloni në një modalitet të ri.

Si rezultat, në periudhën fillestare të një qarku të shkurtër, rryma elektrike ruan vlerën e saj origjinale i K= unë jo. Duhet pak kohë që rryma të ndryshojë. Në momentet e para të kësaj kohe, rryma rritet në vlera maksimale, pastaj zvogëlohet pak, dhe pastaj përmes periudhë të caktuar koha zhvillohet në një gjendje të qëndrueshme.

Periudha kohore nga fillimi i defektit deri në gjendjen e qëndrueshme konsiderohet një proces kalimtar. Rryma e qarkut të shkurtër mund të llogaritet për çdo moment gjatë procesit kalimtar.

Rryma e qarkut të shkurtër në modalitetin e tranzicionit konsiderohet më së miri si një shumë e përbërësve: rrymë periodike i pt me komponentin më të madh periodik I pt dhe rrymë aperiodike i në (saj vlerën më të lartë- Unë jam).

Komponenti aperiodik i rrymës së qarkut të shkurtër gjatë një qarku të shkurtër gradualisht zbehet në vlerë zero. Në këtë rast, ndryshimi i tij ndodh sipas një varësie eksponenciale.

Rryma maksimale e mundshme e qarkut të shkurtër konsiderohet rryma e goditjes i y. Kur nuk ka zbutje në momentin fillestar të mbylljes, rryma e goditjes përcaktuar:

une y - i fq m+ unë a t=0 ', Ku i p m është amplituda e komponentit të rrymës periodike.

Qark i shkurtër i dobishëm

Besohet se një qark i shkurtër është një fenomen negativ dhe i padëshirueshëm, i cili shkakton pasoja shkatërruese në instalimet elektrike. Mund të krijojë kushte për zjarr, mbyllje të pajisjeve mbrojtëse, ndërprerje të objekteve dhe pasoja të tjera.

Megjithatë, rryma e qarkut të shkurtër mund të jetë me përfitim real në praktikë. Ka shumë pajisje që funksionojnë në modalitet vlerat e rritura aktuale Për shembull, mund të merrni parasysh. Shembulli më i mrekullueshëm i kësaj është saldimi me hark elektrik, gjatë të cilit elektroda e saldimit lidhet me qark të shkurtër me një lak tokësor.

Mënyra të tilla të qarkut të shkurtër funksionojnë për një kohë të shkurtër. Fuqia e transformatorit të saldimit siguron funksionimin nën mbingarkesa kaq të rëndësishme. Gjatë saldimit, në pikën e kontaktit të elektrodës, shumë rrymë e lartë. Si rezultat, lëshohet një sasi e konsiderueshme nxehtësie, e mjaftueshme për të shkrirë metalin në pikën e kontaktit dhe për të formuar një saldim me forcë të mjaftueshme.

Metodat e mbrojtjes

Edhe në fillim të zhvillimit të inxhinierisë elektrike, u ngrit problemi i mbrojtjes pajisje elektrike nga të tepërt ngarkesat aktuale, duke përfshirë qarkun e shkurtër. Shumica zgjidhje e thjeshtë ka pasur instalime që janë djegur për shkak të ngrohjes së tyre për shkak të rrymës që kalon një vlerë të caktuar.

Të tillë lidhjet e siguresave funksionojnë edhe sot. Avantazhi i tyre kryesor është besueshmëria, thjeshtësia dhe kostoja e ulët. Megjithatë, ka edhe disavantazhe. Dizajn i thjeshtë siguresa e shtyn një person, pas djegies së elementit të shkrirë, ta zëvendësojë vetë me materiale të improvizuara në formën e kapëseve letre, telave dhe madje edhe gozhdëve.

Një mbrojtje e tillë nuk mund të sigurojë mbrojtjen e nevojshme nga një qark i shkurtër, pasi nuk është projektuar për një ngarkesë të caktuar. Në prodhim, ata e përdorin atë për të shkëputur qarqet në të cilat ka ndodhur një qark i shkurtër. Ata janë shumë më të përshtatshëm se siguresat konvencionale dhe nuk kërkojnë zëvendësim të elementit të djegur. Pas eliminimit të shkakut të qarkut të shkurtër dhe ftohjes së elementeve termike, makina thjesht mund të ndizet, duke aplikuar kështu tension në qark.

Ekzistojnë gjithashtu sisteme më komplekse të mbrojtjes në formë. Ata kane kosto e larte. Pajisjet e tilla fikin tensionin e qarkut në rast të rrjedhjes minimale të rrymës. Një rrjedhje e tillë mund të ndodhë nëse një punonjës goditet nga rryma.

Një metodë tjetër e mbrojtjes së qarkut të shkurtër është një reaktor me kufizim të rrymës. Përdoret për të mbrojtur qarqet në rrjetet e tensionit të lartë, ku madhësia e rrymës së qarkut të shkurtër mund të arrijë një madhësi të tillë që është e pamundur të zgjidhen pajisje mbrojtëse që mund të përballojnë forca të mëdha elektrodinamike.

Reaktori është një mbështjellje me reaktancë induktive. Është i lidhur me qarkun qark sekuencial. Gjatë funksionimit normal, reaktori ka një rënie të tensionit prej rreth 4%. Në rast të një qarku të shkurtër, pjesa kryesore e tensionit bie në reaktor. Ka disa lloje të reaktorëve: beton, naftë. Secila prej tyre ka karakteristikat e veta.

Ligji i Ohmit për qarkun e shkurtër

Baza për llogaritjen e mbylljeve të qarkut është parimi që përcakton llogaritjen e rrymës nga voltazhi duke e ndarë atë me rezistencën e lidhur. I njëjti parim funksionon gjatë përcaktimit të ngarkesave të vlerësuara. Dallimi është ky:

• Kur ndodh një regjim emergjence, procesi vazhdon rastësisht, spontanisht. Sidoqoftë, ai i jep veten disa llogaritjeve duke përdorur metoda të zhvilluara nga specialistë.
• Gjatë funksionimit normal të një qarku elektrik, rezistenca dhe voltazhi janë në një regjim të balancuar dhe mund të ndryshojnë pak brenda kufijve të funksionimit brenda kufijve normalë.

Furnizimi me energji elektrike

Bazuar në këtë fuqi, bëhet një vlerësim i potencialit të fuqisë energjetike të veprimit shkatërrues që mund të kryejë një rrymë e qarkut të shkurtër dhe kryhet një analizë e kohës dhe madhësisë së rrjedhës.

Për shembull, merrni parasysh që një copë përcjellësi bakri me një sipërfaqe tërthore prej 1.5 mm 2 dhe një gjatësi prej 50 cm u lidh fillimisht drejtpërdrejt me baterinë Krona. Dhe në një rast tjetër, e njëjta copë teli u fut në një prizë shtëpiake.

Në rastin e Kronës, një rrymë e qarkut të shkurtër do të rrjedhë përmes përcjellësit, e cila do ta ngrohë këtë bateri derisa të dështojë, pasi fuqia e baterisë nuk është e mjaftueshme për të ngrohur dhe shkrirë përcjellësin e lidhur për të prishur qarkun.

Në rastin e një prize shtëpiake, do të funksionojnë pajisjet mbrojtëse. Le të imagjinojmë që këto mbrojtje dështuan dhe nuk funksionuan. Në këtë rast, rryma e qarkut të shkurtër do të rrjedhë përmes instalimeve elektrike shtëpiake, pastaj përmes instalimeve elektrike të të gjithë hyrjes, shtëpisë dhe më pas përmes linjës ajrore ose kabllos. Kështu ai do të arrijë në nënstacion.

Si rezultat, një qark i gjatë me shumë kabllo, tela, lidhje të ndryshme. Ata do të rrisin shumë rezistencën elektrike të pjesës sonë eksperimentale të telit. Megjithatë, edhe në këtë rast mbetet Mundësi e madhe se kjo copë teli do të shkrihet dhe do të digjet.

Rezistenca e qarkut

Seksioni i linjës së energjisë nga burimi i energjisë në qarkun e shkurtër ka disa rezistenca elektrike. Vlera e tij ndikon në madhësinë e rrymës së qarkut të shkurtër. Mbështjelljet e transformatorëve, mbështjelljeve, mbytjeve, pllakave të kondensatorëve kontribuojnë në rezistencë totale qarqet në formë të kapacitivit dhe reaktancat induktive. Në këtë rast krijohen komponentë aperiodikë që shtrembërojnë simetrinë e formave kryesore të lëkundjeve harmonike.

Ka shumë metoda të ndryshme që përdoren për të llogaritur rrymën e qarkut të shkurtër. Ato ju lejojnë të llogaritni rrymën e qarkut të shkurtër me saktësinë e kërkuar duke përdorur informacionin e disponueshëm. Në praktikë, është e mundur të matet rezistenca e një qarku ekzistues duke përdorur metodën e fazës zero. Kjo rezistencë e bën llogaritjen më të saktë dhe bën rregullimet e duhura kur zgjedh mbrojtjen e qarkut të shkurtër.

Një qark i shkurtër është një lidhje elektrike midis fazave të ndryshme që nuk është tipike për mënyrë normale puna. Si rezultat, rryma në përcjellës rritet ndjeshëm, gjë që çon në pasoja negative. Le të shqyrtojmë se çfarë është një qark i shkurtër, klasifikimi i fenomenit, kërcënimet e mundshme dhe mënyrat për të parandaluar qarkun e shkurtër.

Qarku i shkurtër ndahet në varësi të fazës së rrjetit. Në një sistem njëfazor, dallohet klasifikimi i mëposhtëm:

• faza dhe zero- lloji më i zakonshëm në jetën e përditshme. Një qark i shkurtër ndodh nëse përdorni pajisje elektrike, të cilat nuk janë të dizajnuara për madhësi standarde rrymat ose nëse priza është kontakt i keq. Si rezultat, ndodh mbinxehja dhe izolimi i telave është dëmtuar;
• faza dhe tokëzimi– një situatë në të cilën një tel fazor fillon të kontaktojë kornizën e tokëzuar të pajisjeve të tjera.

Një qark i shkurtër mund të ndodhë në një sistem trefazor:

• njëfazor– diskutuam më sipër;
• dyfazore– dy sisteme marrin pjesë në proces. Situatë e ngjashme shpesh ndodh me linjat e energjisë elektrike. Më shpesh kjo ndodh gjatë erërave të forta, kur linjat e telit kryqëzohen me njëra-tjetrën dhe formojnë një qark të shkurtër;
• trefazore dhe toke– kontakti i njëkohshëm i tre sistemeve me tokën;
• trefazore– kontakti i njëkohshëm i tre sistemeve, i provokuar nga lidhja e një objekti përcjellës me njëri-tjetrin.

Arsyet kryesore që provokojnë shfaqjen e qarqeve të shkurtra:

• shkelje e integritetit të izolimit, e cila mund të ndodhë për shkak të konsumit të pajisjeve elektrike, për shkak të ndotjes së sipërfaqes së pajisjeve, si dhe dëmtimit mekanik;
• shkelje mekanike e integritetit të elementeve të rrjetit (për shembull, një linjë transmetimi e prishur);
• rritjet e tensionit - prishja e izolimit të përcjellësit, e cila çon në zhvillimin e rrjedhjes së rrymës dhe krijimin e një shkarkimi hark afatshkurtër;
• goditje vetetime;
• kontakti i kafshëve dhe shpendëve me pjesë të gjalla;
• faktori njerëzor - gabimet e personelit gjatë punës së ndërrimit;
• qark i shkurtër i qëllimshëm duke përdorur qarqe të shkurtra - përdoret për të kursyer çelsat. Sot këtë teknologji nuk zbatohet dhe është i ndaluar.

Cilat mund të jenë pasojat?

Gjatë qarqeve të shkurtra, ka një rritje të mprehtë të forcës së rrymës, e cila çon në shkrirjen e metaleve. "Spërkatjet" mund të përhapen në të gjitha drejtimet, duke çuar në ndezjen e objekteve përreth dhe në zjarre. Kjo është veçanërisht e rrezikshme për kushtet e shtëpisë, pasi qarqet e shkurtra mund të shkaktojnë humbje të pronës dhe banesave. Pasojat në ndërmarrje janë situata emergjente, dëmtimi i pajisjeve dhe rreziku që njerëzit të lëndohen.

Një qark i shkurtër, në varësi të vendndodhjes së formimit të tij, mund të çojë në një aksident sistemi, pasojat e të cilit do të jenë dëme ekonomike dhe teknike. Pajisjet që i janë nënshtruar rrymës së shtuar do të dështojnë ose do të dëmtohen seriozisht.

Një pasojë tjetër e mbylljes është përkeqësimi i kushteve të punës për personelin dhe konsumatorët - një rënie e mprehtë e presionit çon në një mbyllje të kapacitetit prodhues dhe në dëm ekonomik. Dëmi më i madh është shkaktuar në vendin ku ka ndodhur drejtpërdrejt qarku i shkurtër.

Metodat e mbrojtjes

Më e besueshme dhe në mënyrë efektive Parandalimi i qarqeve të shkurtra është instalimi i ndërprerësve. Një alternativë janë siguresat. Makina zbulon menjëherë shfaqjen e një qarku të shkurtër dhe fiket energjinë, për shkak të së cilës ndodhi situatë emergjenteështë e pamundur.

Masa të tjera paraprake:

• inspektimi i rregullt i kanaleve përçuese elektrike - përkufizimi vizual pika të dobëta kabllot ku izolimi është i konsumuar dhe eliminimi në kohë i problemit;
• përdorimi i reaktorëve elektrikë që rregullojnë furnizimin me rrymë;
• përdorimi i qarqeve elektrike speciale që, nëse është e nevojshme, fikin çelsat seksionale;
• përdorimi i transformatorëve në rënie që janë të pajisur me një dredha-dredha të tensionit të ulët të ndarë.

Këshilla: Për përdorim shtëpiak, rekomandohet instalimi i ndërprerësve. Ato janë të dizajnuara për një rrymë të caktuar, pas tejkalimit të vlerës së së cilës qarku prishet. Masat e tjera tregohen kryesisht për përdorim industrial.

Cili është rreziku i qarkut të shkurtër?

Një qark i shkurtër paraqet kryesisht një kërcënim për shëndetin dhe jetën e njeriut. Kjo shoqërohet me një rrezik zjarri: zjarri i izolimit të telit, ndezja e objekteve përreth dhe aftësia e izolimit për të përhapur djegien. Gjithashtu, një ndryshim në fuqinë aktuale mund të jetë i dëmshëm për pajisjet dhe instrumentet e përdorura, duke çuar në pasoja katastrofike. Një qark i shkurtër mund të shkaktojë humbje ekonomike, prandaj është e rëndësishme të përdoren masa për parandalimin e shfaqjes së fenomenit dhe të përdoren metoda mbrojtëse.

Arsyeja kryesore qark i shkurtër– shkelje e izolimit të pajisjeve të instalimeve elektrike, duke përfshirë kabllot dhe linjat ajrore. Këtu janë disa shembuj të qarqeve të shkurtra që ndodhin për shkak të dështimit të izolimit.

Gjatë kryerjes punimet tokësore kablloja e tensionit të lartë u dëmtua, gjë që çoi në një qark të shkurtër fazë-fazë. Në këtë rast, dëmtimi i izolimit ka ndodhur si rezultat i ndikimit mekanik në linjën kabllore.

Një defekt në tokë njëfazore ndodhi në një komutues të hapur të një nënstacioni si rezultat i një prishjeje të izolatorit mbështetës për shkak të plakjes së veshjes izoluese të tij.

Një shembull tjetër mjaft i zakonshëm është një degë ose pemë që bie mbi telat e një linje elektrike ajrore, gjë që çon në këputjen ose thyerjen e telave.

Metodat për mbrojtjen e pajisjeve nga qarqet e shkurtra në instalimet elektrike

Siç u përmend më lart, qarqet e shkurtra shoqërohen nga një rritje e konsiderueshme e rrymës, gjë që çon në dëmtimin e pajisjeve elektrike. Rrjedhimisht, mbrojtja e pajisjeve të instalimeve elektrike nga kjo gjendje emergjente është detyra kryesore e sektorit të energjisë.

Për të mbrojtur kundër qarqeve të shkurtra si një funksion emergjent i pajisjeve, përdoren pajisje të ndryshme mbrojtëse në instalimet elektrike të nënstacioneve të shpërndarjes.

Qëllimi kryesor i të gjitha pajisjeve mbrojtëse rele është hapja e ndërprerësit (ose disa) që furnizojnë pjesën e rrjetit ku ka ndodhur qarku i shkurtër.

Në instalimet elektrike me një tension prej 6-35 kV, mbrojtja nga mbirryma (MCP) përdoret për të mbrojtur linjat e energjisë nga qarqet e shkurtra. Për të mbrojtur linjat 110 kV nga qarqet e shkurtra, mbrojtja diferenciale fazore përdoret si mbrojtje kryesore e linjës. Përveç kësaj, për të mbrojtur linjat e transmetimit 110 kV, mbrojtja e distancës dhe mbrojtja e tokës (TZNP) përdoren si mbrojtje rezervë.

3 Transmetimi i energjisë elektrike

Transmetimi i energjisë elektrike nga termocentralet tek konsumatorët është një nga detyrat më të rëndësishme të sektorit të energjisë. Energjia elektrike transmetohet kryesisht nga ajri linjat e energjisë(linjat e energjisë) rrymë alternative, megjithëse ka një tendencë drejt një përdorimi gjithnjë e më të gjerë të linjave kabllore dhe linjave të rrymës direkte. Domosdoshmëria e P. e. në distancë është për faktin se energjia elektrike prodhohet nga termocentrale të mëdha me njësi të fuqishme dhe konsumohet nga marrës elektrikë me fuqi relativisht të ulët të shpërndarë në një territor të madh. puna varet nga distanca sistemet e unifikuara të energjisë elektrike duke mbuluar territore të gjera.

Një nga karakteristikat kryesore transmetimit të energjisëështë xhiroja e tij, domethënë fuqia më e madhe që mund të transmetohet përgjatë linjave të energjisë, duke marrë parasysh faktorët kufizues: fuqia maksimale në kushte stabiliteti, humbjet e koronës, ngrohja e përçuesve, etj. Fuqia e transmetuar përgjatë linjave të energjisë AC lidhet me gjatësinë e saj dhe varësinë e tensionit

Ku U 1 Dhe U 2 - tensioni në fillim dhe në fund të linjës së energjisë, Z c është impedanca karakteristike e linjës së energjisë, a është koeficienti i ndryshimit të fazës që karakterizon rrotullimin e vektorit të tensionit përgjatë linjës për njësi të gjatësisë së tij (për shkak të natyrës valore të përhapja e fushës elektromagnetike), l- gjatësia e linjave të energjisë, d- këndi midis vektorëve të tensionit në fillim dhe në fund të linjës, duke karakterizuar mënyrën e transmetimit të energjisë dhe qëndrueshmërinë e saj. Fuqia maksimale e transmetuar arrihet në d= 90° kur mëkati d= 1. Për linjat ajrore të energjisë Rryma alternative mund të supozohet përafërsisht se fuqia maksimale e transmetuar është afërsisht proporcionale me katrorin e tensionit, dhe kostoja e ndërtimit të një linje transmetimi të energjisë është proporcionale me tensionin. Prandaj, në zhvillimin e transmetimit të energjisë ka një tendencë për rritjen e tensionit si mjeti kryesor i rritjes së kapacitetit transmetues të linjave të energjisë.

Në transmetimin e energjisë rrymë e vazhdueshme Nuk ka shumë faktorë të natyrshëm në transmetimin e energjisë AC që kufizojnë kapacitetin e tyre. Fuqia maksimale e transmetuar përmes linjave të energjisë DC është më e madhe se ajo e linjave të ngjashme të energjisë AC:

Ku E V - Tensioni i daljes së ndreqësit, R å - rezistenca totale aktive e transmetimit të energjisë, e cila, përveç rezistencës së telave të linjës së energjisë, përfshin rezistencën e ndreqësit dhe inverterit. Përdorimi i kufizuar i transmetimit të energjisë DC është kryesisht për shkak të vështirësive teknike të krijimit të pajisjeve efektive dhe të lira për shndërrimin e rrymës alternative në rrymë të vazhdueshme (në fillim të linjës) dhe rrymës direkte në rrymë alternative (në fund të linjës). Transmetimi i energjisë DC është premtues për lidhjen e sistemeve të mëdha të energjisë në distancë nga njëri-tjetri. Në këtë rast, nuk ka nevojë të sigurohet stabiliteti i këtyre sistemeve.

Cilësia e energjisë elektrike përcaktohet nga funksionimi i besueshëm dhe i qëndrueshëm i transmetimit të energjisë, i cili sigurohet, veçanërisht, nga përdorimi i pajisjeve kompensuese dhe sistemeve automatike të rregullimit dhe kontrollit (shih. Kontroll automatik i ngacmimit, Rregullimi automatik i tensionit, Rregullimi automatik i frekuencës).

Si rezultat i punës kërkimore, u zhvilluan:

Skemat e transmetimit të energjisë së rrymës së drejtpërdrejtë që lejojnë përdorimin më racional të veçorive të projektimit të linjave ajrore trefazore të rrymës alternative të destinuara për transmetimin e energjisë elektrike përmes tre telave;

Metodologjia për llogaritjen e tensionit të funksionimit të rrymës direkte për linjat e energjisë ajrore të ndërtuara në bazë të modeleve standarde të poleve të rrymës alternative trefazore të klasave të tensionit 500-750 kV;

një metodologji për llogaritjen e kapacitetit të linjave ajrore të rrymës alternative trefazore me një tension operativ 500-750 kV pas shndërrimit të tyre në rrymë të vazhdueshme sipas skemave të propozuara nga autori;

një metodë për llogaritjen e besueshmërisë së linjave ajrore të rrymës alternative trefazore me një tension operativ prej 500-750 kV pas shndërrimit të tyre në rrymë direkte sipas skemave të propozuara nga autori.

Është bërë një llogaritje e gjatësisë kritike të linjës, duke filluar nga e cila transmetimi i energjisë së rrymës direkte sipas skemave të hartuara nga autori do të jetë ekonomikisht më fitimprurës se transmetimi i rrymës alternative me një tension prej 500, 750 kV.

Bazuar në rezultatet e kërkimit shkencor, janë formuluar rekomandimet:

duke zgjedhur llojin e izolatorëve të diskut të varur të përfshirë në pezullimet izoluese të linjave të energjisë elektrike DC;

duke llogaritur distancën e zvarritjes së pezullimeve izoluese të linjave të energjisë elektrike DC;

në zgjedhjen e një qarku të transmetimit të energjisë me tre tela, në lidhje me linjat ajrore të rrymës direkte, të bëra në bazë të modeleve të standardizuara të mbështetësve të rrymës alternative trefazore;

mbi përdorimin e modeleve të standardizuara të mbështetësve të rrymës alternative trefazore në linjat e rrymës së drejtpërdrejtë;

të përcaktojë tensionin e funksionimit të rrymës direkte, në lidhje me linjat e rrymës së drejtpërdrejtë të sipërme, të bëra në bazë të modeleve të standardizuara të mbështetësve të rrymës alternative trefazore;

për llogaritjen e kapacitetit të një linje energjie DC me tre tela.

Rezultatet e llogaritjeve tregojnë se xhiroja e linjave ekzistuese të rrymës alternative trefazore mund të rritet ndjeshëm duke i kthyer ato në rrymë elektrike të drejtpërdrejtë duke përdorur të njëjtat mbështetëse, kurora izolatorësh dhe tela. Rritja e fuqisë së transmetuar në këtë rast mund të variojë nga 50% në 245% për një linjë ajrore 500 kV dhe nga 70% në 410% për një linjë ajrore 750 kV, në varësi të markës dhe seksionit kryq të telave të përdorur dhe kapaciteti i instaluar i linjës ajrore AC. Konvertimi i linjave ekzistuese të rrymës alternative trefazore në rrymë të vazhdueshme sipas skemave të propozuara do të përmirësojë gjithashtu ndjeshëm treguesit e besueshmërisë së tyre. Në të njëjtën kohë, përdorimi i qarqeve të zhvilluara do të rrisë besueshmërinë me 5-30 herë, në varësi të klasës së tensionit të linjës ajrore. Në rastin e një projektimi të ri të linjave ajrore DC sipas skemave të mësipërme, treguesit e besueshmërisë së tyre do të jenë ekuivalent.

Në përgjithësi, mundësia e konvertimit të linjave ajrore ekzistuese në rrymë alternative trefazore është mjaft e mundshme. Një zgjidhje e tillë teknike mund të jetë e rëndësishme për rritjen e kapacitetit të linjave ajrore në funksionim duke ruajtur konfigurimin e tyre, dhe gjithashtu do të zgjerojë fushën e aplikimit të transmetimit të energjisë DC. Nuk mund të përjashtohet mundësia e ndërtimit të linjave të reja të energjisë DC duke përdorur dizajne të standardizuara të poleve trefazore AC.

4 Fuqia reaktive - komponent fuqi e plote, i cili në varësi të parametrave, qarkut dhe mënyrës së funksionimit të rrjetit elektrik shkakton humbje shtesë të energjisë elektrike aktive dhe përkeqësim të cilësisë së energjisë elektrike.

Energjia elektrike reaktive - Qarkullimi teknologjikisht i dëmshëm i energjisë elektrike ndërmjet burimeve të energjisë dhe marrësve të rrymës elektrike alternative të shkaktuar nga çekuilibri elektromagnetik i instalimeve elektrike.

Konsumatorët kryesorë ri fuqia aktive në sistemet elektrike janë transformatorët, linjat elektrike ajrore, motorët asinkron, konvertues valvulash, furra elektrike me induksion, njësi saldimi dhe ngarkesa të tjera.

Fuqia reaktive mund të gjenerohet jo vetëm nga gjeneratorët, por edhe nga pajisjet kompensuese të kondensatorëve, kompensuesit sinkron ose burimet statistikore të energjisë reaktive (RPS), të cilat mund të instalohen në nënstacionet e rrjetit elektrik.

Për të normalizuar rrjedhat e fuqisë reaktive, kur zgjidhim problemet e kompensimit të fuqisë reaktive duke përdorur forcat tona dhe përpjekjet e konsumatorëve, për të avancuar procesin e zgjidhjes së problemeve të fuqisë reaktive dhe detyrat e optimizimit të rrjedhave të saj, normalizimin e niveleve të tensionit, reduktimin e humbjeve të fuqisë aktive në energji elektrike. rrjetet e shpërndarjes dhe rritjen e besueshmërisë së furnizimit me energji për konsumatorët, duhet të ketë Një inspektim i objekteve të degës së IDGC të Kaukazit të Veriut, SHA - Stavropolenergo është kryer për gjendjen e burimeve të energjisë reaktive, gjendjen e energjisë reaktive dhe pajisje matëse të fuqisë për funksionin e monitorimit të balancës së energjisë reaktive dhe fuqisë.

Stavropolenergo ka 866 banka pajisjesh kompensuese (BSD) me një kapacitet të disponueshëm prej 38,66 MVAr (ngarkesa aktuale në fuqinë maksimale reaktive është 25,4 MVAr). Në bilancin e konsumatorit, kapaciteti i instaluar është 25.746 MVAr (ngarkesa aktuale në fuqinë maksimale reaktive është 18.98 MVAr)

Së bashku me OJSC Stavropolenergosbyt, u kryen studime të natyrës së ngarkesës së konsumatorëve me rritje të konsumit të fuqisë reaktive (tg ? > 0.4). Pas publikimit të "Procedurës për llogaritjen e raportit të konsumit të energjisë aktive dhe reaktive për pajisjet individuale marrëse të energjisë elektrike të konsumatorëve të energjisë elektrike", në përputhje me Dekretin e Qeverisë së Federatës Ruse nr. 530, do të organizohet puna me konsumatorët. në në mënyrë të plotë. Kushtet për të punuar me konsumatorët në përputhje me “Procedurën e re...” përfshihen në tekstin e kontratave të furnizimit me energji elektrike që po rinegociohen aktualisht.

Kur konsumatorët aplikojnë për lidhje me rrjetet elektrike të Stavropolenergo ose për një rritje të fuqisë së lidhur prej 150 kW e lart, kërkesat për nevojën për të kompensuar fuqinë reaktive përfshihen në kontratat për lidhjen e konsumatorëve me rrjetin elektrik në një sasi që siguron pajtueshmëria me vlerat kufitare të përcaktuara të faktorëve të fuqisë reaktive.

Nënshkrimi i marrëveshjeve shtesë të kontratave për ofrimin e shërbimeve për transmetimin e energjisë elektrike u organizua me OJSC Stavropolenergosbyt, OJSC Pyatigorsk Electric Networks, LLC RN-Energo, KT CJSC RCER dhe K, OJSC Nevinnomyssky Azot, duke garantuar furnizuesit e kushteve për të ruajtur nga Konsumatorët me një fuqi të lidhur prej 150 kW ose më shumë faktorë të fuqisë reaktive të vendosur nga organi ekzekutiv federal që ushtrojnë funksionet e zhvillimit të politikës shtetërore në fushën e kompleksit të karburantit dhe energjisë dhe kërkesat për sigurimin e matjes së energjisë reaktive.

Në vitet në vijim pritet të vihen në punë kapacitete të reja industriale, të cilat do të përcaktojnë rritjen e konsumit deri në 3% ose më shumë në vit. Kjo e bën detyrën e bilancit të fuqisë reaktive një nga fushat prioritare, e cila do të ketë vëmendje të shtuar.

Kompensimi i fuqisë reaktive- ndikimi i synuar në balancën e fuqisë reaktive në një nyje të sistemit elektroenergjetik për të rregulluar tensionin dhe në rrjetet e shpërndarjes për të reduktuar humbjet e energjisë elektrike. Ajo kryhet duke përdorur pajisje kompensuese. Për të ruajtur nivelet e kërkuara të tensionit në nyjet e rrjetit elektrik, konsumi i energjisë reaktive duhet të sigurohet nga fuqia e kërkuar e gjeneruar, duke marrë parasysh rezervën e nevojshme. Fuqia reaktive e gjeneruar përbëhet nga fuqia reaktive e gjeneruar nga gjeneratorët e termocentraleve dhe fuqia reaktive e pajisjeve kompensuese të vendosura në rrjetin elektrik dhe në instalimet elektrike të konsumatorëve të energjisë elektrike.

Kompensimi i fuqisë reaktive është veçanërisht i rëndësishëm për ndërmarrjet industriale, konsumatorët kryesorë elektrikë të të cilëve janë motorët asinkronë, si rezultat i të cilave faktori i fuqisë pa marrë masa kompensimi është 0,7-0,75. Masat për të kompensuar fuqinë reaktive në një ndërmarrje ju lejojnë të:

zvogëloni ngarkesën në transformatorë, rrisni jetën e tyre të shërbimit,

zvogëloni ngarkesën në tela dhe kabllo, përdorni ato me një seksion kryq më të vogël,

përmirësimi i cilësisë së energjisë elektrike në marrësit elektrikë (duke reduktuar shtrembërimin e formës së valës së tensionit),

zvogëloni ngarkesën në pajisjet komutuese duke reduktuar rrymat në qarqe,

shmangni ndëshkimet për uljen e cilësisë së energjisë elektrike për shkak të një faktori të reduktuar të fuqisë,

zvogëloni kostot e energjisë.

Konsumatorët e fuqisë reaktive të nevojshme për krijimin e fushave magnetike janë si njësitë individuale të transmetimit të energjisë (transformatorët, linjat, reaktorët) dhe marrësit elektrikë që konvertojnë energjinë elektrike në të tjera lloji i energjisë të cilat sipas parimit të funksionimit të tyre përdorin një fushë magnetike (motorë asinkronë, furra me induksion etj.). Deri në 80-85% e të gjithë fuqisë reaktive të lidhur me formimin e fushave magnetike konsumohet nga motorët dhe transformatorët asinkronë. Një pjesë relativisht e vogël në bilancin e përgjithshëm të fuqisë reaktive bie në pjesën e konsumatorëve të tjerë, për shembull, furrat me induksion, transformatorët e saldimit, njësitë e konvertuesit, ndriçimi fluoreshent, etj.

Energjia totale e furnizuar nga gjeneratorët në rrjet:

(1)

ku P dhe Q janë fuqitë aktive dhe reaktive të marrësve, duke marrë parasysh humbjet e fuqisë në rrjete;

cosφ - rezulton Faktori i fuqisë marrës të energjisë elektrike.

Gjeneratorët janë projektuar për të funksionuar me faktorin e tyre të vlerësuar të fuqisë prej 0,8-0,85, në të cilin ata janë në gjendje të japin fuqi aktive të vlerësuar. Një ulje e cosφ për konsumatorët nën një vlerë të caktuar mund të çojë në faktin se cosφ e gjeneratorëve do të jetë më e ulët se ajo e vlerësuar dhe fuqia aktive që ata prodhojnë me të njëjtën fuqi totale do të jetë më e vogël se ajo e vlerësuar. Kështu, kur shanse të ulëta energjia nga konsumatorët, për të siguruar transmetimin e një fuqie aktive të caktuar tek ata, është e nevojshme të investohen kosto shtesë në ndërtimin e termocentraleve më të fuqishme, të rritet kapaciteti i xhiros së rrjeteve dhe transformatorëve dhe, si rezultat, të shkaktohet shtesë. kostot operative.

Që në moderne sistemet elektrike përfshin një numër të madh të transformatorëve dhe linjave të gjata ajrore, pastaj reaktancë Pajisja e transmetimit rezulton të jetë shumë domethënëse, dhe kjo shkakton humbje të konsiderueshme të tensionit dhe fuqisë reaktive. Transferimi i fuqisë reaktive përmes rrjetit çon në humbje shtesë të tensionit, nga shprehja:

(2)

Mund të shihet se fuqia reaktive Q e transmetuar përmes rrjetit dhe reaktansa e rrjetit X ndikojnë ndjeshëm në nivelin e tensionit të konsumatorëve.

Madhësia e fuqisë reaktive të transmetuar gjithashtu ndikon në humbjet e fuqisë aktive dhe energjisë në transmetimin e energjisë, e cila rrjedh nga formula:

(3)

Sasia që karakterizon fuqinë reaktive të transmetuar është faktori i fuqisë
. Duke zëvendësuar vlerën e fuqisë totale të shprehur në terma cosφ në formulën e humbjes, marrim:

(4)

Kjo tregon se varësia e fuqisë së bankave të kondensatorëve është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e tensionit të rrjetit, prandaj është e pamundur të rregullohet pa probleme fuqia reaktive, dhe rrjedhimisht tensioni i instalimit. Kështu, cos (φ) zvogëlohet kur rritet konsumi i energjisë reaktive të ngarkesës. Është e nevojshme të përpiqemi për të rritur cos (φ), sepse kosto e ulët (φ) shkakton problemet e mëposhtme:

Artikull i lidhur:Kompensimi i shqetësimeve dhe ndërhyrjeve gjatë kontrollit të një objekti linear me dalje

Humbje të larta të fuqisë në linjat elektrike (rrjedhja e rrymës së fuqisë reaktive);

Rënie të mëdha të tensionit në linjat elektrike;

Nevoja për të rritur fuqinë e përgjithshme të gjeneratorëve, seksioneve tërthore të kabllove dhe fuqisë së transformatorëve të fuqisë.

Nga të gjitha sa më sipër, është e qartë se kompensimi i fuqisë reaktive është i nevojshëm. Kjo mund të arrihet lehtësisht duke përdorur njësi kompensuese aktive. Burimet kryesore të fuqisë reaktive të instaluar në pikën e konsumit janë kompensuesit sinkron dhe kondensatorët statikë. Më të përdorurit janë kondensatorët statikë në tensione deri në 1000 V dhe 6-10 kV. Kondensatorët sinkron janë instaluar në një tension prej 6-10 kV në nënstacionet e rrethit.



Fig.1 Diagramet e transmetimit të energjisë

a-pa kompensim; b - me kompensim.

Të gjitha këto pajisje janë konsumatorë të fuqisë reaktive kryesore (kapacitive) ose, e njëjta gjë, burime të fuqisë reaktive të vonuar që ato furnizojnë në rrjet. Kjo ilustrohet nga diagrami në Fig. 1. Pra, në diagramin në Fig. 1a tregon transferimin e energjisë elektrike nga termocentrali A në nënstacionin e konsumatorit B. Fuqia e transmetuar është P + jQ. Kur instaloni kondensatorë statikë me fuqi Q K te konsumatori (Fig. 1 b), fuqia e transmetuar përmes rrjetit do të jetë P + j(Q - Q K)

Shohim që fuqia reaktive e transmetuar nga termocentrali është ulur ose, siç thonë ata, është kompensuar nga sasia e energjisë së prodhuar nga banka kondensator. Konsumatori tani merr një pjesë të konsiderueshme të kësaj fuqie direkt nga instalimi kompensues. Kur kompensohet fuqia reaktive, humbjet e tensionit në linjat e transmetimit të energjisë gjithashtu zvogëlohen. Nëse para kompensimit kishim humbje të tensionit në rrjetin e rrethit

(5)

atëherë nëse ka kompensim, ai do të reduktohet në shumë

(6)

ku R dhe X janë rezistenca e rrjetit.

Meqenëse fuqia e kondensatorëve individualë është relativisht e vogël, ato zakonisht lidhen paralelisht me bateritë e vendosura në dollapë të plotë. Shpesh përdoren instalime të përbëra nga disa grupe ose seksione të bankave të kondensatorëve, gjë që bën të mundur rregullimin hap pas hapi të fuqisë së kondensatorëve dhe rrjedhimisht tensionit të instalimit.

Banka e kondensatorit duhet të jetë e pajisur me një rezistencë shkarkimi të lidhur fort me terminalet e saj. Rezistenca e shkarkimit për bankat e kondensatorëve me një tension prej 6-10 kV është transformatorët e tensionit VT, dhe për bankat e kondensatorëve me një tension deri në 380 V - llambat inkandeshente. Nevoja për rezistorë shkarkimi diktohet nga fakti se kur kondensatorët shkëputen nga rrjeti, në to mbetet një ngarkesë elektrike dhe ruhet një tension afër vlerës me tensionin e rrjetit. Duke u mbyllur (pas shkëputjes) ndaj rezistencës së shkarkimit, kondensatorët humbasin shpejt ngarkesë elektrike, tensioni gjithashtu bie në zero, gjë që siguron mirëmbajtje të sigurt të instalimit. Njësitë e kondensatorëve ndryshojnë në mënyrë të favorshme nga pajisjet e tjera kompensuese në thjeshtësinë e tyre të projektimit dhe mirëmbajtjes, mungesën e pjesëve rrotulluese dhe humbjet e ulëta të fuqisë aktive.



Fig. 2 Diagrami i lidhjes së një banke kondensatorësh.

Kur zgjidhni fuqinë e pajisjeve kompensuese, duhet të përpiqeni për shpërndarjen e saktë të burimeve të energjisë reaktive dhe ngarkimin më ekonomik të rrjeteve. Atje jane:

a) faktori i fuqisë së menjëhershme, i llogaritur me formulë.

(7)

bazuar në leximet e njëkohshme të vatmetrit (P), voltmetrit (U) dhe ampermetrit (I) për ne kete moment koha ose nga leximet e njehsorit fazor,

b) faktori mesatar i fuqisë, që është mesatarja vlera aritmetike faktorët e menjëhershëm të fuqisë për periudha të barabarta kohore, të përcaktuar nga formula:

• ku n është numri i intervaleve kohore;

  c) faktori mesatar i ponderuar i fuqisë, i përcaktuar nga leximet e njehsorëve aktiv Wa dhe energjisë reaktive Wr për një periudhë të caktuar kohore (ditë, muaj, vit) duke përdorur formulën:

  (9)

  Zgjedhja e llojit, fuqisë, vendndodhjes së instalimit dhe mënyrës së funksionimit të pajisjeve kompensuese duhet të sigurojë efikasitetin më të madh, në varësi të:

  a) kushtet e lejuara të tensionit në rrjetet e furnizimit dhe të shpërndarjes;

  b) ngarkesat aktuale të lejueshme në të gjithë elementët e rrjetit;

  c) mënyrat e funksionimit të burimeve të fuqisë reaktive brenda kufijve të pranueshëm;

  d) rezervën e kërkuar të fuqisë reaktive.

  Kriteri i kosto-efektivitetit është minimumi i kostove të dhëna, me rastin e përcaktimit të të cilit duhet të merren parasysh sa vijon:

  a) koston e instalimit të pajisjeve kompensuese dhe pajisje shtesë atyre;

  b) uljen e kostos së pajisjeve nënstacionet e transformatorëve dhe ndërtimi i rrjeteve të shpërndarjes dhe furnizimit, si dhe humbjet e energjisë elektrike në to dhe

  c) ulje kapaciteti i instaluar termocentralet, për shkak të reduktimit të humbjeve të fuqisë aktive.

  Nga të gjitha sa më sipër, mund të konkludojmë se kompensimi i fuqisë reaktive në rrjetet rajonale duke përdorur banka kondensatorësh do të rrisë kapacitetin e linjës pa ndryshuar pajisjet elektrike. Përveç kësaj, ka kuptim nga pikëpamja ekonomike.

5 Në mënyrë rigoroze, metodat për zgjedhjen e prerjeve tërthore bazuar në humbjet e lejuara të tensionit janë zhvilluar për përçuesit e bërë nga metali me ngjyra në rrjete me tensione deri në 35 kV përfshirëse. Metodat zhvillohen në bazë të supozimeve të pranuara në rrjetet e një tensioni të tillë.

Metodat për përcaktimin e seksionit kryq bazuar në humbjen e lejuar të tensionit bazohen në faktin se vlera e reaktancës së përcjellësve x 0 praktikisht nuk varet nga seksioni kryq i telit F:

për linjat ajrore të energjisë x 0 = 0,36 - 0,46 Ohm/km;

· për linja elektrike kabllore me tension 6 – 10 kV x 0 = 0,06 - 0,09 Ohm/km;

· për linja elektrike kabllore me tension 35 kV x 0 = 0,11 - 0,13 Ohm/km.

Sasia e humbjes së lejuar të tensionit në linjat e transmetimit të energjisë llogaritet bazuar në fuqinë dhe rezistencën e seksioneve duke përdorur formulën:

dhe përbëhet nga dy komponentë - humbja e tensionit në rezistenca aktive dhe humbja e tensionit në reaktanca.

Duke marrë parasysh faktin se x 0 praktikisht nuk varet nga seksioni kryq i telit; vlera mund të llogaritet përpara se të llogaritet seksioni kryq i përcjellësit, duke pasur parasysh vlerën mesatare të reaktancës x 0av në intervalet e specifikuara të ndryshimit të tij:

Bazuar në vlerën e dhënë të tensionit të lejuar në linjën e transmetimit të energjisë, llogaritet përqindja e humbjes së tensionit në rezistencat aktive:

Në shprehjen për llogaritjen e humbjes së tensionit në rezistenca aktive

parametri varet nga seksioni kryq,

ku është përçueshmëria e materialit teli.

Nëse linja e energjisë përbëhet nga vetëm një seksion, atëherë vlera e seksionit kryq mund të përcaktohet nga shprehja për:

Me një numër më të madh të seksioneve të linjës së transmetimit të energjisë, nevojiten kushte shtesë për të llogaritur seksionet kryq të përcjellësit. Janë tre prej tyre:

· Konsistenca e seksioneve në të gjitha fushat F=konst;

· konsumi minimal i materialit përcjellës min;

· humbje minimale të fuqisë aktive min.