Qark i shkurtër në rrjet. Çfarë është një qark i shkurtër: përkufizimi, shpjegimi për dummies

Çdo ditë, qoftë në shtëpi apo në punë, mbyllim qarkun elektrik dhe nuk ndodh asgjë shpërthyese. Duke përfunduar një qark duke përdorur spinën e një pajisjeje elektrike, energjia elektrike shndërrohet në:

• - në energji mekanike - motorët e pompave, fshesat me korrent dhe pajisjet e ndryshme elektrike.
• - në energji termike - ajër i nxehtë nga një tharëse flokësh, ujë të valë nga një kazan elektrik, rrezatim termik nga një konvektor elektrik.

Kjo është një mbyllje e mirë, le ta quajmë atë në mënyrë konvencionale në krahasim me një mbyllje të shkurtër, "të gjatë" të qarkut elektrik.

Një qark i shkurtër ka një rezultat negativ, domethënë, energjia pozicionohet në formën e shkëndijave, goditjeve, shpesh ndezjes së instalimeve elektrike dhe materialeve lehtësisht të ndezshme - zjarri.

Çfarë është një qark i shkurtër?

Shembull: Një lokomotivë duhet të dërgojë ngarkesë, të themi, nga qyteti i Nizhny Novgorod në një metropol si Moska. Udhëtimi i trenit duhet të jetë i gjatë. Një lokomotivë, duke tërhequr 50 vagonë ​​qymyr pas saj, rrit shpejtësinë. Por befas, në qytetin e Vladimir, dispeçeri bën një gabim fatal, duke kaluar shigjetën në shigjetën ku ndodhet një tren tjetër - një aksident nuk mund të shmanget.

Një tren që ka fituar shpejtësi të madhe nuk mund të ndalet shpejt. Një shembull i qartë mund të duket primitiv, por unë do të doja të tregoja parimin themelor - kjo është forca, fuqia, e përdorur për qëllime të tjera, duke sjellë shkatërrim. Rruga e lokomotivës me shumë makina doli e shkurtër, e paplotë dhe nuk ia arriti qëllimit.

Është FUQIA e rrymës që prodhon shkatërrim gjatë një qarku të shkurtër, rryma rritet me 20 herë, sasia e nxehtësisë rritet me rreth 400 herë.

Këtu është një shpjegim tjetër i qartë se çfarë është një qark i shkurtër.

Dihet se instalimet elektrike të gabuara çojnë në një qark të shkurtër, i cili më së shpeshti shkakton zjarr. Kjo përmendet shpesh në raportet e zjarrit. Çfarë është një qark i shkurtër dhe pse është i rrezikshëm?

Në funksionimin normal, rryma në instalime elektrike midis telave fazë dhe neutrale rrjedh përmes ngarkesës, gjë që e kufizon këtë rrymë në një nivel që është i sigurt për instalimet elektrike. Kur izolimi shkatërrohet, rryma rrjedh, duke anashkaluar ngarkesën, menjëherë midis telave. Një kontakt i tillë quhet i shkurtër sepse ndodh përveç pajisjes elektrike.

Le të kujtojmë ligjin e Ohm-it: I = U/R, i cili zakonisht shqiptohet kështu: "Rryma në një qark është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin dhe në proporcion të zhdrejtë me REZISTENCËN." Është REZISTENCA që ia vlen t'i kushtohet vëmendje këtu.

Rezistenca e instalimeve elektrike është, si rregull, e vogël, kështu që mund të neglizhohet dhe të konsiderohet e barabartë me zero. Sipas ligjeve të matematikës, pjesëtimi me zero është i pamundur, dhe rezultati do të priret në pafundësi. Në rast të një qarku të shkurtër, rryma në qark do të priret në të njëjtin pafundësi.

Sigurisht, kjo nuk është plotësisht e vërtetë, telat kanë një lloj rezistence të kufizuar, kështu që rryma, natyrisht, nuk do të arrijë pafundësinë, por do të jetë mjaft e fortë për të prodhuar një efekt shkatërrues, një shpërthim mjaft të fuqishëm. Ndodh një hark voltaik, temperatura e të cilit arrin 5000 gradë Celsius.

Shkaqet e qarkut të shkurtër

• Gabimet e personelit në servisimin e rrjeteve elektrike.
• Për shkak të konsumimit të instalimeve elektrike (të vjetruara).
• Instalimi i gabuar i instalimeve elektrike.
• Kontakt i dobët në lidhjet e instalimeve elektrike dhe pajisjet elektrike
• Për shkak të mbingarkesës së qarkut elektrik.
• Mund të ndodhë për shkak të dëmtimit mekanik të telave.
• Mangësitë mund të shkaktohen nga brejtësit.

Si të parandaloni një qark të shkurtër?

Për të parandaluar qarkun e shkurtër është e nevojshme.

• Instaloni dhe përdorni siç duhet instalimet elektrike.
• Zgjidhni instalime elektrike në përputhje me vlerën aktuale.
• Kryen inspektime të planifikuara rregullisht dhe matje të rezistencës së izolimit;
• Zgjidhni pajisjet e duhura mbrojtëse automatike që janë krijuar për të shkëputur zonën e dëmtuar.
• Para se të punoni me instalime elektrike, duhet të çaktivizohet.

Përfitimet e qarkut të shkurtër

Saldimi me hark, i cili përdoret në prodhim, lindi në bazë të një qarku të shkurtër. Pika e kontaktit të shufrës dhe sipërfaqes së metalit nxehet deri në pikën e shkrirjes, struktura metalike është e lidhur në një tërësi të vetme. Për shembull, trupat e makinave moderne fiksohen pikërisht përmes një qarku të shkurtër - saldimi me hark.

Siç e kemi parë, një qark i shkurtër mund të shkaktojë shkatërrim nëse rryma përdoret në mënyrë të papërshtatshme. Nëse energjia menaxhohet në mënyrë korrekte, mund të arrihen përparime të mëdha teknologjike.

Shpesh dëgjojmë "Ka një qark të shkurtër", "Ka një qark të shkurtër". Është menjëherë e qartë se diçka e paplanifikuar dhe e keqe ka ndodhur. Por pse qarku është i shkurtër dhe jo i gjatë? Le t'i japim fund pasigurisë dhe të kuptojmë se çfarë ndodh saktësisht kur ka një qark të shkurtër në qarkun elektrik.

Çfarë është një qark i shkurtër (SC)

Një gjilpërë elektrike noton në oqean dhe nuk është i lumtur qark i shkurtër, duke hequr plotësisht njohuritë e ligjit të Ohm-it. Për ne, për të kuptuar natyrën dhe shkaqet e një qarku të shkurtër, ky ligj është thjesht i nevojshëm. Pra, nëse nuk e keni bërë tashmë, le të lexojmë për ligjin e Ohm-it, rrymën, tensionin, rezistencën dhe koncepte të tjera të mrekullueshme fizike.

Tani që i dini të gjitha këto, mund të jepni përkufizimin e një qarku të shkurtër nga fizika dhe inxhinieria elektrike:

Qark i shkurtër- kjo është një lidhje e dy pikave të një qarku elektrik me potenciale të ndryshme, e cila nuk parashikohet nga mënyra normale e funksionimit të qarkut dhe çon në një rritje kritike të forcës së rrymës në kryqëzim.

Një qark i shkurtër çon në formimin e rrymave shkatërruese që tejkalojnë vlerat e lejuara, dështimin e pajisjeve dhe dëmtimin e instalimeve elektrike. Pse po ndodh kjo? Le të shqyrtojmë në detaje se çfarë ndodh në qark gjatë një qarku të shkurtër.

Le të marrim zinxhirin më të thjeshtë. Ai përmban një burim rryme, rezistencë dhe tela. Për më tepër, rezistenca e telave mund të neglizhohet. Një diagram i tillë është mjaft i mjaftueshëm për të kuptuar thelbin e qarkut të shkurtër.

Në një qark të mbyllur, zbatohet ligji i Ohm-it: rryma është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin dhe në përpjesëtim të kundërt me rezistencën. Me fjale te tjera, sa më e ulët të jetë rezistenca, aq më e madhe është rryma .

Më saktësisht, për qarkun tonë ligji i Ohmit do të shkruhet në formën e mëposhtme:

Këtu rështë rezistenca e brendshme e burimit aktual, dhe shkronja greke epsilon tregon emf-në e burimit.

Çfarë nënkuptohet me rrymë të qarkut të shkurtër? Nëse rezistenca R në qarkun tonë nuk do të jetë, ose do të jetë shumë i vogël, atëherë forca e rrymës do të rritet dhe një rrymë e qarkut të shkurtër do të rrjedhë në qark:

Meqe ra fjala! Për lexuesit tanë tani ka një zbritje prej 10%.

Llojet e qarqeve të shkurtra dhe shkaqet e tyre

Në jetën e përditshme ndodhin qarqe të shkurtra:

• njëfazore– kur teli i fazës shkurtohet në zero. Qarqe të tilla të shkurtra ndodhin më shpesh;
• dyfazore– kur një fazë mbyllet me një tjetër;
• trefazore– kur mbyllen tre faza njëherësh. Ky është lloji më problematik i qarkut të shkurtër.

Për shembull, të dielën në mëngjes, fqinji juaj pas murit lidh fazën dhe neutralin në prizë duke futur në prizë një stërvitje me çekiç. Kjo do të thotë që qarku është i mbyllur dhe rryma rrjedh përmes ngarkesës, domethënë përmes pajisjes së futur në prizë.

Nëse një fqinj lidh telat e fazës dhe neutrale në prizë pa e lidhur ngarkesën, atëherë do të ndodhë një qark i shkurtër në qark, por do të jeni në gjendje të flini më gjatë.

Për ata që nuk e dinë, për një kuptim më të mirë do të jetë e dobishme të lexoni se çfarë faze dhe zero janë në energji elektrike.

Një qark i shkurtër quhet qark i shkurtër, pasi rryma në një mbyllje të tillë qarku duket se ndjek një rrugë të shkurtër, duke anashkaluar ngarkesën. Një qark i kontrolluar ose i gjatë është i zakonshmi, i njohur për të gjithë, futja e pajisjeve në një prizë.

Mbrojtje nga qarku i shkurtër

Së pari, për pasojat që mund të shkaktojë një qark i shkurtër:

1. Dëmtimi i një personi nga goditja elektrike dhe nxehtësia e krijuar.
2. zjarr.
3. Dështimi i pajisjeve.
4. Ndërprerje e energjisë elektrike dhe mungesë interneti në shtëpi. Si rezultat, ka një nevojë të detyruar për të lexuar libra dhe për të ngrënë nën dritën e qiririt.

Siç mund ta shihni, një qark i shkurtër është një armik dhe një dëmtues që duhet luftuar. Cilat janë metodat e mbrojtjes nga qarku i shkurtër?

Pothuajse të gjitha bazohen në hapjen e shpejtë të qarkut kur zbulohet një defekt. Kjo mund të bëhet duke përdorur pajisje të ndryshme mbrojtëse nga qarku i shkurtër.

Pothuajse të gjitha pajisjet elektrike moderne kanë siguresa. Rryma e lartë thjesht shkrin siguresën dhe qarku prishet.

Apartamentet përdorin ndërprerës të mbrojtjes me qark të shkurtër. Këta janë ndërprerës të projektuar për një rrymë specifike funksionimi. Kur rritet rryma, makina aktivizohet, duke thyer qarkun.

Për të mbrojtur motorët elektrikë industrialë nga qarqet e shkurtra, përdoren reletë speciale.

Tani mund të përcaktoni lehtësisht një qark të shkurtër, në të njëjtën kohë ju dini për ligjin e Ohm-it, si dhe fazën dhe zero në energji elektrike. Urojmë që të gjithë të mos shkaktojnë qarqe të shkurtra! Dhe nëse jeni të ngecur në kokë dhe nuk keni absolutisht energji për asnjë punë, shërbimi ynë i studentëve do t'ju ndihmojë gjithmonë ta përballoni atë.

Dhe së fundi, një video se si të MOS trajtoni rrymën elektrike.

Çfarë është një qark i shkurtër? Më shpesh kjo frazë mund të dëgjohet nga elektricistët, si dhe nga njerëzit që nuk e kuptojnë fare elektronikën dhe inxhinierinë elektrike. Kur u pyetën pse dilte tym nga ndonjë pajisje apo pajisje, të gjithë njëzëri thonë: "Ka ndodhur një qark i shkurtër". Një justifikim shumë universal për ata që duan të duken si të zgjuar).

Natyra e qarkut të shkurtër

Le të shohim një qark të thjeshtë të përbërë nga një llambë dhe një bateri makine:

Në këtë rast, rryma do të rrjedhë nëpër qark dhe llamba do të shkëlqejë.

Le të supozojmë se telat tanë që të çojnë te llamba janë plotësisht të zhveshura. Papritur, për një mrekulli, një tel tjetër i ngjashëm i zhveshur bie mbi këto tela. Kjo instalime elektrike mbyll dy telat tanë të zhveshur dhe fillon gjëja më interesante - a qark i shkurtër (qark i shkurtër). Një qark i shkurtër është një rrugë e shkurtër që rryma elektrike të rrjedhë nëpër një qark ku ka rezistencën më të vogël.

Tani rryma rrjedh nëpër llambë dhe instalime elektrike. Por instalimet elektrike tona janë shumë më pak se rezistenca e llambës, dhe pothuajse e gjithë rryma do të rrjedhë aty ku ka më pak rezistencë - domethënë përmes instalimeve elektrike. Dhe meqenëse teli ynë ka shumë pak rezistencë, rryma do të rrjedhë shumë e madhe, sipas Ligjit të Ohm-it. Dhe nëse rrjedh një rrymë e madhe, atëherë sasia e nxehtësisë së gjeneruar nga instalimet elektrike do të jetë shumë e madhe, sipas ligjit Joule-Lenz. Në fund, një rrjedhë e madhe do të rrjedhë përgjatë qarkut, e cila është e theksuar me të kuqe dhe ky qark do të nxehet shumë. Ngrohja e telave mund të bëjë që ato të digjen apo edhe të marrin zjarr. Ky rast quhet qark i shkurtër.

Ju ndoshta keni dëgjuar më shumë se një herë në raportet e lajmeve se zjarri ka ndodhur për shkak të një qarku të shkurtër. Në këtë rast, teli i fazës së zhveshur preku telin zero të zhveshur në një vend, ose faza preku tokën. Ndodhi një qark i shkurtër dhe telat filluan të ngroheshin në atë masë sa ngrohja e tyre ndezi objektet aty pranë. Prandaj zjarri.

Në thelb, qarqet e shkurtra ndodhin në shtëpitë e vjetra nga kabllot e vjetra që plasariten në shtresat dhe mund të qarkullojnë të shkurtër së bashku. Prandaj, gjëja e parë që duhet të bëni kur blini një apartament ose shtëpi në tregun sekondar është të shikoni gjendjen e instalimeve elektrike.

Shenjat tipike të një qarku të shkurtër

• siguresat e djegura në pajisjet elektronike (REA)
• ngrohja e qarkut në të cilin rrjedh rryma e lidhjes së shkurtër
• burimi i tensionit tension i ulët
• rrymë e lartë
• tymi
• telat e djegur
• gjurmët e djegura PCB
• depozitime të zeza në vendin ku ka ndodhur qarku i shkurtër

Si të merreni me qarqet e shkurtra? Kjo, natyrisht, përfshin instalimin e siguresave, ndërprerësve dhe përpjekjen për të bërë instalimin e rregullt të instalimeve elektrike.

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 punimeve të gërmimit është dëmtuar një kabllo e tensionit të lartë, e cila ka sjellë 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) të rrymës alternative, megjithëse ka një tendencë drejt një përdorimi gjithnjë e më të gjerë të linjave kabllore dhe linjave të rrymës së vazhduar. 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 e sipërme të energjisë AC, mund të supozohet përafërsisht se fuqia maksimale e transmetuar është afërsisht proporcionale me katrorin e tensionit, dhe kostoja e ndërtimit të një linje 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.

Transmetimet e energjisë DC nuk kanë shumë faktorë të natyrshëm në transmetimet 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 transmetimi të energjisë 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 i fuqisë totale, 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 të fuqisë reaktive në sistemet elektrike janë transformatorët, linjat elektrike ajrore, motorët asinkron, konvertuesit e valvulave, furrat elektrike me induksion, njësitë e saldimit dhe ngarkesat e 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 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 vendosura 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 zvogëluar humbjet e energjisë elektrike. Ajo kryhet duke përdorur pajisje kompensuese. Për të ruajtur nivelet e nevojshme 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 motorë 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 njësi individuale të transmetimit të energjisë (transformatorë, linja, reaktorë) dhe marrës elektrikë që konvertojnë energjinë elektrike në një lloj tjetër energjie, të cilat, sipas parimit të funksionimit të tyre, përdorin një fushë magnetike (asinkrone motorët, furrat 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 është faktori i fuqisë që rezulton i marrësve 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, me faktorë të ulët të fuqisë midis konsumatorëve, 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 si rezultat, të ketë kosto shtesë operative.

Meqenëse sistemet moderne elektrike përfshijnë një numër të madh transformatorësh dhe linja të gjata ajrore, reaktanca e pajisjes transmetuese është 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 drejtuese (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. Figura 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 tek 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 reduktohen gjithashtu. 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 ngarkesën e tyre elektrike, tensioni gjithashtu bie në zero, gjë që siguron sigurinë e servisimit të instalimit. Njësitë e kondensatorëve ndryshojnë nga pajisjet e tjera kompensuese në thjeshtësinë e 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 një moment të caktuar kohor ose nga leximet e njehsorit të fazës,

b) faktori mesatar i fuqisë, i cili është mesatarja aritmetike e faktorëve të menjëhershëm të fuqisë për periudha të barabarta kohore, i përcaktuar me formulën:

• 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 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) kostot e instalimit të pajisjeve kompensuese dhe pajisjeve shtesë për to;

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

  c) një rënie në kapacitetin e instaluar të termocentraleve për shkak të uljes së 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 reaktancat.

Duke pasur 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 transmetimit të 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 llogaritjen e seksioneve tërthore 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.

Njëherë e një kohë, një zonje jo shumë e ditur në inxhinieri elektrike, një montator i tha arsyen e humbjes së dritës në banesën e saj. Doli të ishte një qark i shkurtër dhe gruaja kërkoi që ai të zgjatej menjëherë. Ju mund të qeshni me këtë histori, por është më mirë ta konsideroni këtë telash më në detaje. Specialistët elektrikë, edhe pa këtë artikull, e dinë se çfarë është ky fenomen, çfarë kërcënon dhe si të llogarisin rrymën e qarkut të shkurtër. Informacioni i paraqitur më poshtë u drejtohet njerëzve që nuk kanë arsim teknik, por, si gjithë të tjerët, nuk janë të imunizuar nga problemet që lidhen me funksionimin e pajisjeve, makinerive, pajisjeve të prodhimit dhe pajisjeve shtëpiake më të zakonshme. Është e rëndësishme që çdo person të dijë se çfarë është një qark i shkurtër, cilat janë shkaqet e tij, pasojat e mundshme dhe metodat e parandalimit të tij. Ky përshkrim nuk mund të plotësohet pa u njohur me bazat e shkencës së inxhinierisë elektrike. Një lexues që nuk i njeh mund të mërzitet dhe të mos e lexojë artikullin deri në fund.

Prezantimi popullor i ligjit të Ohm-it

Pavarësisht nga natyra e rrymës në një qark elektrik, ajo ndodh vetëm nëse ka një ndryshim potencial (ose tension, është e njëjta gjë). Natyra e këtij fenomeni mund të shpjegohet duke përdorur shembullin e një ujëvare: nëse ka një ndryshim në nivele, uji rrjedh në një drejtim, dhe kur jo, ai qëndron ende. Edhe nxënësit e shkollës e njohin ligjin e Ohm-it, sipas të cilit sa më i lartë të jetë voltazhi, aq më i lartë është rryma dhe sa më e ulët, aq më e lartë është rezistenca e përfshirë në ngarkesë:

I është madhësia e rrymës, e cila nganjëherë quhet "forca aktuale", megjithëse ky nuk është një përkthim plotësisht i saktë nga gjermanishtja. Matur në Amper (A).

Në fakt, vetë rryma nuk ka asnjë forcë (d.m.th., shkaku i nxitimit), që është pikërisht ajo që shfaqet gjatë një qarku të shkurtër. Ky term tashmë është bërë i njohur dhe përdoret shpesh, megjithëse mësuesit e disa universiteteve, pasi kanë dëgjuar fjalët "forca aktuale" nga goja e një studenti, i japin menjëherë një "dështim". “Po zjarri dhe tymi që vijnë nga instalimet elektrike gjatë një qarku të shkurtër? - kundërshtari këmbëngulës do të pyesë: "A nuk është kjo forcë?" Ka një përgjigje për këtë vërejtje. Fakti është se përçuesit idealë nuk ekzistojnë, dhe ngrohja e tyre është pikërisht për shkak të këtij fakti. Nëse supozojmë se R=0, atëherë nuk do të lëshohej nxehtësi, siç është e qartë nga ligji Joule-Lenz i dhënë më poshtë.

U është i njëjti ndryshim potencial, i quajtur gjithashtu tension. Ajo matet në Volt (në vendin tonë V, jashtë vendit V). Quhet gjithashtu forca elektromotore (EMF).

R është rezistenca elektrike, domethënë aftësia e një materiali për të parandaluar kalimin e rrymës. Për dielektrikët (izoluesit) është i madh, megjithëse jo i pafund, për përçuesit është i vogël. Matur në Ohm, por vlerësohet si një vlerë specifike. Është e vetëkuptueshme se sa më i trashë të jetë teli, aq më mirë përçon rrymën dhe sa më i gjatë të jetë, aq më keq. Prandaj, rezistenca matet në Ohms shumëzuar me një milimetër katror dhe pjesëtuar me një metër. Përveç kësaj, vlera e saj ndikohet nga temperatura, aq më e madhe është rezistenca. Për shembull, një përcjellës ari 1 metër i gjatë dhe 1 metër katror në seksion kryq. mm në 20 gradë Celsius ka një rezistencë totale prej 0.024 Ohm.

Ekziston gjithashtu një formulë për ligjin e Ohm-it për një qark të plotë, rezistenca e brendshme (vet) e burimit të tensionit (EMF) futet në të.

Dy formula të thjeshta por të rëndësishme

Është e pamundur të kuptohet arsyeja pse ndodh rryma e qarkut të shkurtër pa zotëruar një formulë tjetër të thjeshtë. Fuqia e konsumuar nga ngarkesa është e barabartë (pa marrë parasysh përbërësit reaktivë, por më shumë mbi to më vonë) produkti i rrymës dhe tensionit.

P - fuqia, Watt ose Volt-Amp;

U - tension, Volt;

I - rrymë, Amper.

Fuqia nuk është kurrë e pafundme, ajo është gjithmonë e kufizuar nga diçka, prandaj, me vlerën e saj fikse, me rritjen e rrymës, tensioni zvogëlohet. Varësia e këtyre dy parametrave të qarkut operativ, e shprehur grafikisht, quhet karakteristikë rrymë-tension.

Dhe një formulë tjetër e nevojshme për të llogaritur rrymat e qarkut të shkurtër është ligji Joule-Lenz. Ai jep një ide se sa nxehtësi gjenerohet kur i rezistoni një ngarkese dhe është shumë e thjeshtë. Përçuesi do të nxehet me një intensitet proporcional me tensionin dhe katrorin e rrymës. Dhe, sigurisht, formula nuk është e plotë pa kohë.

Çfarë ndodh në një qark gjatë një qarku të shkurtër

Pra, lexuesi mund të konsiderojë se ai ka zotëruar të gjitha ligjet kryesore fizike për të kuptuar se cila mund të jetë madhësia (në rregull, le të ketë forcë) e rrymës së qarkut të shkurtër. Por së pari ju duhet të vendosni për pyetjen se çfarë është saktësisht. KZ (qark i shkurtër) është një situatë në të cilën rezistenca e ngarkesës është afër zeros. Le të shohim formulën e ligjit të Ohm-it. Nëse marrim parasysh versionin e tij për një seksion të qarkut, është e lehtë të kuptohet se rryma do të priret në pafundësi. Në versionin e plotë, do të kufizohet nga rezistenca e burimit EMF. Në çdo rast, rryma e qarkut të shkurtër është shumë e madhe, dhe sipas ligjit Joule-Lenz, sa më i madh të jetë, aq më shumë nxehet përcjellësi përgjatë të cilit shkon. Për më tepër, varësia nuk është e drejtpërdrejtë, por kuadratike, domethënë, nëse rritem njëqindfish, atëherë do të lirohet dhjetë mijë herë më shumë nxehtësi. Ky është rreziku i fenomenit, i cili ndonjëherë çon në zjarre.

Telat nxehen në të kuqe (ose të bardha) dhe e transferojnë këtë energji në mure, tavane dhe objekte të tjera që prekin, duke i vënë në zjarr. Nëse një fazë në ndonjë pajisje prek përcjellësin neutral, ndodh një rrymë e qarkut të shkurtër nga burimi, i mbyllur në vetvete. Baza e djegshme e instalimeve elektrike është një makth për inspektorët e zjarrfikësve dhe arsyeja e shumë gjobave të vendosura ndaj pronarëve të papërgjegjshëm të ndërtesave dhe lokaleve. Dhe faji, natyrisht, nuk janë ligjet Joule-Lenz dhe Ohm, por izolimi që është tharë nga pleqëria, instalimi i pakujdesshëm ose analfabet, dëmtimi mekanik ose mbingarkesa e instalimeve elektrike.

Sidoqoftë, rryma e qarkut të shkurtër, pavarësisht sa e madhe mund të jetë, nuk është gjithashtu e pafundme. Sasia e telasheve që mund të shkaktojë ndikohet nga kohëzgjatja e ngrohjes dhe parametrat e qarkut të furnizimit me energji elektrike.

Qarqet AC

Situatat e diskutuara më sipër ishin të një natyre të përgjithshme ose kishin të bënin me qarqet DC. Në shumicën e rasteve, furnizimi me energji elektrike për objektet rezidenciale dhe industriale kryhet nga një rrjet i tensionit alternativ prej 220 ose 380 volt. Problemet me instalimet elektrike DC ndodhin më shpesh në makina.

Ekziston një ndryshim midis këtyre dy llojeve kryesore të furnizimit me energji elektrike dhe një ndryshim domethënës. Fakti është se kalimi i rrymës alternative parandalohet nga përbërës shtesë të rezistencës, të quajtur reaktive dhe të shkaktuara nga natyra valore e fenomeneve që lindin në to. Induktancat dhe kapacitetet reagojnë ndaj rrymës alternative. Rryma e qarkut të shkurtër të transformatorit kufizohet jo vetëm nga rezistenca aktive (ose omike, domethënë ajo që mund të matet me një testues xhepi), por edhe nga përbërësi i tij induktiv. Lloji i dytë i ngarkesës është kapacitiv. Në lidhje me vektorin e rrymës aktive, vektorët e komponentëve reaktivë janë të devijuar. Rryma induktive mbetet prapa, dhe rryma kapacitore e çon atë me 90 gradë.

Një shembull i ndryshimit në sjelljen e një ngarkese me një komponent reaktiv është një altoparlant konvencional. Disa adhurues të muzikës me zë të lartë e mbingarkojnë atë derisa difuzori të rrëzojë fushën magnetike përpara. Spiralja fluturon nga bërthama dhe digjet menjëherë sepse komponenti induktiv i tensionit të tij zvogëlohet.

Llojet e qarkut të shkurtër

Rryma e qarkut të shkurtër mund të ndodhë në qarqe të ndryshme të lidhura me burime të ndryshme DC ose AC. Situata më e thjeshtë është me plusin e zakonshëm, i cili papritmas u lidh me minusin, duke anashkaluar ngarkesën.

Por me rrymë alternative ka më shumë opsione. Rryma e qarkut të shkurtër njëfazor ndodh kur një fazë është e lidhur me neutralin ose e tokëzuar. Në një rrjet trefazor, mund të ndodhë kontakt i padëshiruar midis dy fazave. Një tension prej 380 ose më shumë (kur transmetohet energji në distanca të gjata përgjatë linjave të energjisë) volt gjithashtu mund të shkaktojë pasoja të pakëndshme, duke përfshirë një ndezje harku në momentin e ndërrimit. Të tre (ose katër, së bashku me neutralin) telat mund të lidhen në të njëjtën kohë dhe rryma e qarkut të shkurtër trefazor do të rrjedhë përmes tyre derisa të aktivizohet pajisja mbrojtëse automatike.

Por kjo nuk është e gjitha. Në rotorët dhe statorët e makinave elektrike (motorëve dhe gjeneratorëve) dhe transformatorëve, ndonjëherë ndodh një fenomen i tillë i pakëndshëm si një qark i shkurtër ndërprerës, në të cilin sythe ngjitur teli formojnë një lloj unaze. Ky lak i mbyllur ka rezistencë jashtëzakonisht të ulët AC. Forca e rrymës së qarkut të shkurtër në kthesa rritet, kjo shkakton ngrohjen e të gjithë makinës. Në fakt, nëse ndodh një fatkeqësi e tillë, nuk duhet të prisni derisa të shkrihet i gjithë izolimi dhe motori elektrik të fillojë të pijë duhan. Dredha-dredha e makinës duhet të rimbështillet, kjo kërkon pajisje speciale. E njëjta gjë vlen edhe për ato raste kur, për shkak të rrymës së qarkut të shkurtër "ndërhyrës" të transformatorit, ka lindur një rrymë e qarkut të shkurtër. Sa më pak të digjet izolimi, aq më e lehtë dhe më e lirë do të jetë kthimi prapa.

Llogaritja e vlerës së rrymës gjatë një qarku të shkurtër

Pavarësisht se sa katastrofik mund të jetë ky apo ai fenomen, vlerësimi sasior i tij është i rëndësishëm për inxhinierinë dhe shkencën e aplikuar. Formula e rrymës së qarkut të shkurtër është shumë e ngjashme me ligjin e Ohm-it, thjesht kërkon një shpjegim. Kështu që:

I qark i shkurtër = Uph / (Zn + Zt),

Unë qark i shkurtër - vlera e rrymës së qarkut të shkurtër, A;

Uph - tension fazor, V;

Zn është rezistenca totale (përfshirë komponentin reaktiv) të lakut me qark të shkurtër;

Zt është rezistenca totale (përfshirë komponentin reaktiv) të transformatorit të furnizimit (energjisë), Ohm.

Impedancat përkufizohen si hipotenuzë e një trekëndëshi kënddrejtë, këmbët e të cilit përfaqësojnë vlerat e rezistencës aktive dhe reaktive (induktive). Është shumë e thjeshtë, thjesht duhet të përdorni teoremën e Pitagorës.

Disi më shpesh se formula e rrymës së qarkut të shkurtër, në praktikë përdoren kthesat e nxjerra eksperimentalisht. Ato përfaqësojnë varësitë e madhësisë së qarkut të shkurtër I. në gjatësinë e përcjellësit, prerjen tërthore të telit dhe fuqinë e transformatorit të fuqisë. Grafikët janë një koleksion vijash zbritëse në mënyrë eksponenciale, nga të cilat mbetet vetëm zgjedhja e duhur. Metoda jep rezultate të përafërta, por saktësia e saj është e përshtatshme për nevojat praktike të inxhinierëve të energjisë.

Si funksionon procesi?

Gjithçka duket se ndodh në çast. Diçka zhurmoi, drita u zbeh dhe më pas u shua. Në fakt, si çdo fenomen fizik, procesi mund të shtrihet mendërisht, të ngadalësohet, të analizohet dhe të ndahet në faza. Para fillimit të një emergjence, qarku karakterizohet nga një vlerë e qëndrueshme e rrymës që është brenda modalitetit të vlerësuar. Papritmas rezistenca totale bie ndjeshëm në një vlerë afër zeros. Komponentët induktivë (motorët elektrikë, mbytet dhe transformatorët) të ngarkesës duket se ngadalësojnë procesin e rritjes së rrymës. Kështu, në mikrosekondat e para (deri në 0,01 sek), rryma e qarkut të shkurtër të burimit të tensionit mbetet praktikisht e pandryshuar dhe madje zvogëlohet pak për shkak të fillimit të procesit kalimtar. Në të njëjtën kohë, EMF e tij gradualisht arrin vlerën zero, më pas kalon nëpër të dhe vendoset në një vlerë të stabilizuar, duke siguruar shfaqjen e një qarku të madh të shkurtër I. Vetë rryma në momentin e procesit kalimtar është shuma e komponentëve periodikë dhe periodikë. Analizohet forma e grafikut të procesit, si rezultat i të cilit është e mundur të përcaktohet një vlerë konstante e kohës, në varësi të këndit të prirjes së tangjentes ndaj kurbës së nxitimit në pikën e lakimit të saj (derivati ​​i parë) dhe koha e vonesës, e përcaktuar nga vlera e përbërësit reaktiv (induktiv) të rezistencës totale.

Rryma e goditjes së qarkut të shkurtër

Termi "rryma e goditjes së qarkut të shkurtër" përdoret shpesh në literaturën teknike. Nuk duhet të keni frikë nga ky koncept, ai nuk është aspak i frikshëm dhe nuk ka asnjë lidhje të drejtpërdrejtë me goditjen elektrike. Ky koncept nënkupton vlerën maksimale të qarkut të shkurtër I. në një qark të rrymës alternative, zakonisht duke arritur vlerën e tij gjysmë cikli pasi të ketë ndodhur një situatë emergjente. Në një frekuencë prej 50 Hz, periudha është 0,2 sekonda, dhe gjysma e saj është përkatësisht 0,1 sekonda. Në këtë moment, ndërveprimi i përcjellësve të vendosur afër njëri-tjetrit arrin intensitetin më të madh. Rryma e goditjes së qarkut të shkurtër përcaktohet nga një formulë që nuk ka kuptim të paraqitet në këtë artikull, e cila nuk është e destinuar për specialistë apo edhe studentë. Është në dispozicion në literaturë të specializuar dhe tekste shkollore. Në vetvete, kjo shprehje matematikore nuk është veçanërisht e vështirë, por kërkon komente mjaft voluminoze që e thellojnë lexuesin në teorinë e qarqeve elektrike.

Njoftim i shkurtër i dobishëm

Duket se fakti i qartë është se një qark i shkurtër është një fenomen jashtëzakonisht i keq, i pakëndshëm dhe i padëshirueshëm. Mund të çojë, në rastin më të mirë, në ndërprerje të objektit, mbyllje të pajisjeve mbrojtëse emergjente dhe në rastin më të keq, në djegie të instalimeve elektrike dhe madje edhe në zjarr. Prandaj, të gjitha përpjekjet duhet të përqendrohen në shmangien e kësaj fatkeqësie. Sidoqoftë, llogaritja e rrymave të qarkut të shkurtër ka një kuptim shumë real dhe praktik. Janë shpikur shumë mjete teknike që funksionojnë në mënyra të rrymës së lartë. Një shembull është një makinë konvencionale saldimi, veçanërisht një makinë saldimi me hark, e cila gjatë funksionimit praktikisht lidh elektrodën në tokëzim. Një çështje tjetër është se këto mënyra janë të natyrës afatshkurtër dhe fuqia e transformatorit u lejon atyre të përballojnë këto mbingarkesa. Gjatë saldimit, rryma të mëdha kalojnë në pikën e kontaktit të fundit të elektrodës (ato maten në dhjetëra amper), si rezultat i së cilës lëshohet nxehtësi e mjaftueshme për të shkrirë në vend metalin dhe për të krijuar një shtresë të fortë.

Metodat e mbrojtjes

Në vitet e para të zhvillimit të shpejtë të inxhinierisë elektrike, kur njerëzimi ishte ende duke eksperimentuar me guxim, duke futur pajisje galvanike, duke shpikur lloje të ndryshme gjeneratorësh, motorësh dhe ndriçimi, lindi problemi i mbrojtjes së këtyre pajisjeve nga mbingarkesat dhe rrymat e qarkut të shkurtër. Zgjidhja më e thjeshtë ishte instalimi i elementeve të shkrirë në seri me ngarkesën, të cilët shkatërroheshin nën ndikimin e nxehtësisë rezistente nëse rryma tejkalonte vlerën e caktuar. Siguresat e tilla u shërbejnë edhe sot njerëzve përparësitë e tyre kryesore janë thjeshtësia, besueshmëria dhe kostoja e ulët. Por kanë edhe disavantazhe. Vetë thjeshtësia e "prizës" (siç e quanin mbajtësit e normave të shkrirjes për formën e tyre specifike) provokon përdoruesit pasi digjet jo për të filozofuar, por për të zëvendësuar elementët e dështuar me telat e parë, kapëse letre apo edhe gozhdë. vijnë në dorë. A vlen të përmendet se një mbrojtje e tillë kundër rrymave të qarkut të shkurtër nuk e përmbush funksionin e saj fisnik?

Në ndërmarrjet industriale, çelsat automatikë filluan të përdoren për të çaktivizuar qarqet e mbingarkuar më herët se në tavolinat e banimit, por në dekadat e fundit, "blloqet e trafikut" janë zëvendësuar kryesisht prej tyre. "Makinat automatike" janë shumë më të përshtatshme, nuk duhet t'i ndërroni ato, por ndizni ato pasi të eliminoni shkakun e qarkut të shkurtër dhe të prisni që elementët termikë të ftohen. Kontaktet e tyre ndonjëherë digjen, në këtë rast është më mirë t'i zëvendësoni dhe të mos përpiqeni t'i pastroni ose riparoni. Ndërprerësit diferencial më kompleks, me një kosto të lartë, nuk zgjasin më shumë se ato konvencionale, por ngarkesa e tyre funksionale është më e gjerë, ata fikin tensionin në rast të rrjedhjes minimale të rrymës "në anën", për shembull, kur një person është goditur nga rryma.

Në jetën e përditshme, eksperimentimi me qarqe të shkurtra nuk rekomandohet.