Однолинейная схема электроснабжения квартиры пример: Однолинейная схема электроснабжения дома и квартиры

Содержание

Однолинейная схема электроснабжения квартиры пример • Energy-Systems

 

В чём заключаются особенности и нюансы однолинейной схемы электроснабжения квартиры

Организация электроснабжения в жилищно-бытовой сфере имеет огромное значение в жизни человека. Электричество настолько прочно вошло в нашу жизнь, что отключение наших квартир от электропитания хотя бы на одни час может показаться катастрофой чуть ли не вселенского масштаба. Любому владельцу своего жилья хочется, чтобы в его доме была построена стабильно работающая электросеть, отличающаяся надёжностью, экономичностью и безопасностью эксплуатации.

Неважно, создаётся такая система с нуля в новом объекте, или производится реконструкция уже в существующем, главное, что необходимо сделать в любом случае, – составить проект электроснабжения квартиры, который станет основой для проведения всех электромонтажных работ.

Пример проекта электроснабжения квартиры

Назад

1из14

Вперед

Важной частью электропроекта является однолинейная схема электроснабжения, составление которой необходимо в любом случае.

Выглядящая достаточно просто и даже незатейливо однолинейная схема электроснабжения квартиры при условии грамотного и правильного её составления даёт гарантию того, что создаваемая электросеть будет безопасной со всех точек зрения.

Пример однолинейной схемы электроснабжения квартиры

Во многих случаях схемы электроснабжения квартиры похожи друг на друга в некоторых моментах, но вместе с тем даже для квартир с одинаковой планировкой существуют достаточно серьёзные отличия и особенности. Связано это с тем, что запросы и потребности у владельцев могут быть кардинально разные, отсюда и разное количество применяемого электрооборудования, порог мощности и тому подобное. Но принцип исполнения схем электроснабжения по своей структуре всегда примерно похожий, в частности, необходимо учитывать ряд обязательных для любой электрической системы моментов. К их числу можно отнести систему заземления, общую мощность потребления, выбор правильного сечения проводов и применение защитных устройств.

В прежние времена, когда суммарная мощность используемых приборов и устройств была далека от современных показателей, не было смысла при расчёте и проектировании схем электроснабжения в разделении потребителей на группы. В современных условиях это просто жизненно необходимо, иначе создать рабочую электросеть просто не получится. Данное разделение способствует организации оптимальной системы электроснабжения с равномерным распределением нагрузки на сеть, удобной в эксплуатации, безопасной и эффективной. Кроме того, в случае появление каких-либо проблем с электропитанием нет надобности лишать электроснабжения всю квартиру, вполне достаточно отключить только проблемный участок для проведения ремонтных работ.

Группировка потребителей тоже может быть разной в зависимости от конкретных условий объекта, в приведённом ниже примере однолинейной схемы электроснабжения квартиры предложено разделение потребителей электроэнергии на такие группы:

  • группа силового оборудования, потребляющего наибольшую мощность – машинки, кондиционеры, бойлеры и так далее;
  • группа розеток для каждой комнаты квартиры;
  • кухонная группа;
  • группа для ванной комнаты;
  • осветительные приборы и устройства.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Онлайн расчет стоимости проектирования

Схема Однолинейная Электрическая Гост Образец

Помимо отображения отдельных проводов, также важно изобразить на чертеже дополнительные детали электрической схемы.


ЕСКД — это Единая система конструкторской документации.

В особенности она необходима для подключения к локальной сети дома с АВР: Фото — дом с авр Чтобы бесплатно разработать однолинейную схему электроснабжения детского учреждения, частных построек гаражей, домов, квартир, киосков , многоэтажного жилого здания, завода СНТ , вахтовых вагонов, Вам понадобится ЕСКД.
Конструктор однолинейных схем. Описание работы.

На однолинейных схемах также отображается маркировки и типы электрооборудования их параметры и производитель.



Пример оформления однолинейной схемы электроснабжения промышленного предприятия Виды однолинейных электрических схем В зависимости от того, на каком этапе выполнения работ по созданию электрической сети объекта составляется однолинейная схема, зависит её вид и прямое предназначение.

Если одинаковые элементы или устройства находятся не во всех цепях, изображенных однолинейно, то справа от позиционного обозначения или под ним в квадратных скобках указывают обозначения цепей, в которых находятся эти элементы или устройства см. На основании этих данных видна общая картина и можно оценить объем работ.

Если линия однофазная — никаких дополнительных меток не требуется.

Она выполняется после расчетов электрических нагрузок, выбора защитно-коммутационных аппаратов и кабельной продукции.

Однолинейная схема электроснабжения предприятия. Часть 2.

Проектирование схем электроснабжения

При необходимости допускается изменять последовательность присвоения порядковых номеров в зависимости от размещения элементов в изделии, направления прохождения сигналов или функциональной последовательности процесса. Однако я нашел несколько легких для использования обыкновенным человеком. Функциональные узлы или устройства в том числе выполненные на отдельной плате выделяют штриховыми линиями. Чтобы лучше использовать возможности программы и рационально использовать время hager разработал интерфейс между этой новой программой и программой для этикеток semiolog.


Фото — однолинейная схема Существует два типа таких схем: Расчетная; Исполнительная. Расчётная схема квартирного щита загородного дома На этапе эксплуатации объекта составляются однолинейные исполнительные схемы, на которых отображаются все изменения, вносимые в конфигурацию электрической сети в процессе её использования.

Именно однолинейная схема электроснабжения предприятия, дома, цеха является основополагающим документом согласно ГОСТ, который отвечает за эксплуатационные ответственности разных сторон. Такой вариант крайне удобен в использовании даже для непрофессионала, одновременно являясь функциональным и эффективным.

В этом случае позиционные обозначения таблицам не присваивают. Длина кабелей и проводов должна отображаться в масштабе с особой точностью, также отображается их точная схема их раскладки.

Именно этот документ необходим для последующих согласований с органами, выдающими технические условия для подключения объекта строительства к действующим электрическим сетям, каковыми являются электросетевые организации в месте размещения объекта-потребителя электрической энергии.

Над таблицей допускается указывать УГО контакта — гнезда или штыря. Сведения, перечисленные выше, должны присутствовать на однолинейной схеме в обязательном порядке.

Пример оформления однолинейной схемы электроснабжения промышленного предприятия Виды однолинейных электрических схем В зависимости от того, на каком этапе выполнения работ по созданию электрической сети объекта составляется однолинейная схема, зависит её вид и прямое предназначение. В соответствии с ГОСТ, готовая принципиальная схема электроснабжения должна иметь штамп установленного образца.

КАК ТЕЧЁТ ТОК В СХЕМЕ — Читаем Электрические Схемы 1 часть

Что такое однолинейная схема электроснабжения?

К сведению! Фото — однолинейная схема Существует два типа таких схем : Расчетная; Исполнительная.

На этапе разработки проектной документации составляется расчётная однолинейная схема, служащая основным документом для расчёта параметров системы электроснабжения. Исполнительная принципиальная однолинейная схема используется для перерасчета действующей системы подачи энергии. Также есть возможность создавать персональный каталог из устройств, которых нет в базе данных программы.


И это не зависит от количества фаз и проводов. Пример оформления однолинейной схемы жилого дома представлен на рис.

Дальнейший порядок согласований зависит от особенностей проекта, но первое согласование визирует ответственный за электрохозяйство со стороны потребителя. Почему однолинейная? Часто такую схему проектируют уже после того, как были совершены просчеты по проводам и кабелям.

При составлении подобного документа в обязательном порядке должна отображаться такая информация: все приборы и потребители, входящие в сеть; состояние сети; недостатки, выявленные в процессе исследования и разработки однолинейной схемы. В качестве примера выбрана типовая схема офиса, дома, квартиры или другого подобного объекта.


Цифра в такой схеме отвечает за определение количества фаз, а перечеркнутая косыми отрезками линия — это определение фазы. Поскольку в документе есть главное — информация. Длина кабелей и проводов должна отображаться в масштабе с особой точностью, также отображается их точная схема их раскладки. На электрической схеме должен указываться тип, а также расположение приборов учета, плюс указываются потери электрической энергии, которые происходят во время передачи по линиям электропередач.

Иногда её проектируют после того, как будет рассчитана потребность проводов и питающих кабелей. А не искать ее на файлопомойках и мусоросборках. В большинстве случаев, это необходимо для внесения серьезных изменений в уже устанавливающийся проект. Для отличия на схеме обозначений выводов контактов от других обозначений обозначений цепей и т. При обращении в нашу компанию, мы, при необходимости, предоставляем заказчикам для ознакомления пример однолинейной схемы, разработанной нашими специалистами.

Работа в программе Rapsodie существенно ускоряет процесс компоновки шкафа и минимизирует возможность возникновения ошибки. Назначение однолинейной схемы.. Приборы, обеспечивающие учёт электроэнергии, согласно техническим условиям наносятся на схему.
Как читать электрические схемы. Урок №6

Самостоятельная разработка

Хотя все отображаемые элементы выглядят аналогично, но само предназначение такой схемы имеет кардинально иную функцию.

Расчетная однолинейная схема помещения в основном используется после готового просчета нагрузок, необходимых для питания отдельного здания.

Такое подключение отлично демонстрирует однолинейная схема трансформатора КТП : Фото — однолинейная схема трансформатора КТП Примеры того, что должна включать однолинейная типовая схема электроснабжения поликлиники, квартиры, загородного или дачного дома , завода или прочих помещений: Точку, где объект подключается к электрической сети; Все ВРУ вводно-распределительные устройства ; Точку и марку прибора, который используется для подключения помещения в большинстве случаев, нужны также параметры щита ; Нужно не только начертить кабель питания, но и отметить на схеме его сечение и марку, иногда мастера помечают номинал; Проект должен содержать данные про номинальные и максимальные токи оборудования, которое используется на объекте.

Такое подключение отлично демонстрирует однолинейная схема трансформатора КТП: Фото — однолинейная схема трансформатора ктп Примеры того, что должна включать однолинейная типовая схема электроснабжения поликлиники, квартиры, загородного или дачного дома, завода или прочих помещений: Точку, где объект подключается к электрической сети; Все ВРУ вводно-распределительные устройства ; Точку и марку прибора, который используется для подключения помещения в большинстве случаев, нужны также параметры щита ; Нужно не только начертить кабель питания, но и отметить на схеме его сечение и марку, иногда мастера помечают номинал; Проект должен содержать данные про номинальные и максимальные токи оборудования, которое используется на объекте. Граница балансовой принадлежности..

Что такое принципиальная электрическая схема Принципиальная электрическая схема — это чертежи, показывающие полные электрические и магнитные и электромагнитные связи элементов объекта, а также параметры компонентов, составляющих объект, изображённый на чертеже. Назначение однолинейной схемы Однолинейная схема электроснабжения служит одним из основных документов при заключении договоров на поставку электроэнергии и выдаче технических условий ТУ на присоединение к электрическим сетям. Однолинейная схема жилого дома 15 кВт с двумя автоматами Ограничением потребляемой мощности выполнено автоматическим выключателем. Ведь они, помимо основной функциональности, отображают различное разделение плановых или существующих систем.

В данном случае специалистами выполняется расчётная однолинейная схема, являющаяся основным документом, согласно которого проводятся все необходимые электромонтажные работы. Поскольку в документе есть главное — информация.

При наличии в системе электроснабжения автономного источника питания он должен быть отражён на однолинейной схеме в обязательном порядке. Правила выполнения однолинейной схемы.. Все нормативные документы должны быть учтены при разработке документации обязательно.

При обращении в нашу компанию, мы, при необходимости, предоставляем заказчикам для ознакомления пример однолинейной схемы, разработанной нашими специалистами. Напомним, что по требованиям ПУЭ, после любого изменения в сети электропитания или конструкции электроустановки должно быть проведено повторное согласование электропроекта.

Иногда её проектируют после того, как будет рассчитана потребность проводов и питающих кабелей. Фото — однолинейная схема подстанции Как выполнить однолинейную схему Электрическая однолинейная схема электроснабжения квартиры, дома, частного предприятия выполняется по требованиям ГОСТ 2. Пример оформления однолинейной схемы жилого дома представлен на рис.
Схема питающей сети в Visio

А если у вас есть вопросы к автору статьи, не стесняйтесь оставлять их ниже в комментариях.

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

назначение, виды, принципы проектирования, требования к оформлению


При строительстве частного дома на первое место выходит строительство инженерных сетей и коммуникаций, электроснабжение в частном доме. И здесь основная роль отводится электроснабжению. В создании домашнего уюта большое значение имеют электробытовые приборы, их мощность и количество.

В первую очередь, для электроснабжения, необходимо выполнить проект, он создаётся на основе технических условий. Потом на основании проекта выполняются электромонтажные работы. Всё это должна выполнять специализированная организация, имеющая соответствующую лицензию.

Пример проекта электроснабжения частного жилого дома

Технические условия на электроснабжение

ТУ выдает энергоснабжающая организация. В основном, это местные электрические сети или та организация или фирма, которой принадлежат электросети, от которых будет произведено подключение. Электрические сети могут принадлежать как предприятию электросетей, так и, к примеру, водоканалу, ТСЖ, дачному кооперативу или другой организации.

Подключение электричества к частному дому: мощность

В заявлении на выдачу ТУ необходимо указать, какую мощность вы хотите подключить и на какое напряжение (230/400 В). Предварительно необходимо рассчитать, какую мощность будут потреблять ваши электроприборы. На основании вашего заявления и технической возможности линии электропередач, энергоснабжающая организация выдает ТУ.

Подключение частного дома к электричеству: что важно принять к сведению

Многие просят мощность больше, чем им надо. И это правильно. Заново делать проект на электроснабжение в случае увеличения мощности дело не из дешёвых. Поэтому в заявлении на выдачу ТУ пишут большую мощность, при этом перечень документации аналогичен.

Как провести электричество в частный дом: внешнее электроснабжение

После того, как вам выдали ТУ, вы идёте в проектную организацию, которая сделает проект на основании ПУЭ (правила устройства электроустановок) и СНиП (строительные нормы и правила). В ТУ будет указана общая разрешенная мощность для подключения, сечение кабельной или воздушной линии, марка и тип. Специалисты организации согласно ТУ и нормам выполнят проект, но вы обязаны принять участие в его работе, так как существует ряд нюансов. Схема электроснабжения дома поможет проработать многие детали.


Пример внешнего электроснабжения

В большинстве случаев энергоснабжающая организация выдаёт ТУ на подключение частного дома воздушным вводом. Это делается с целью минимизиции случаев хищения электрической энергии. По этой же причине рекомендуется устанавливать ШУЭ (шкаф учета электроэнергии) на опоре или на фасаде дома. Чтобы не возникало проблем с последующей сдачей электроснабжения на коммерческий учёт, рекомендуется прислушаться к этим рекомендациям.

Сечение вводного провода и его марка

Согласно нормативной документации, вводной кабель должен быть сечением не менее: 10 мм2 для кабеля с медной жилой, и не менее 16 мм2 для кабеля с алюминиевой жилой, если воздушный ввод более 25 метров. Это связано с тем, что этот участок ввода рассматривается как отдельный участок воздушной линии, от столба к дому. Если он составляет менее 25 метров, то сечение медной жилы не менее 4 мм2, алюминиевой не менее 10 мм2.

Сечение выбирают согласно ПУЭ, и зависит оно от системы, будет ли проводник PEN разделен на PE и N или нет. Всё это сделают специалисты проектного института.

Пример, как проводить электричество в частном доме

Необходимо помнить, что сечение кабельной линии выбирается по его длительно допустимому току. Он зависит от способа прокладки. К примеру, самый распространённый кабель – это ВВГ. Если сделать ввод в дом воздушным, а сечение его 10 мм2, то длительно допустимый ток для него составляет 80 А, а если этот же провод тем же сечением проложен в трубе один – трёхжильный, то длительно допустимый ток составляет 50 А. Это уже погрешность примерно 40 %.

Виды однолинейных электрических схем

В зависимости от того, на каком этапе выполнения работ по созданию электрической сети объекта составляется однолинейная схема, зависит её вид и прямое предназначение. На этапе разработки проектной документации составляется расчётная однолинейная схема, служащая основным документом для расчёта параметров системы электроснабжения. Именно этот документ необходим для последующих согласований с органами, выдающими технические условия для подключения объекта строительства к действующим электрическим сетям, каковыми являются электросетевые организации в месте размещения объекта-потребителя электрической энергии.

К сведению! Порядок получения технических условий на подключение к электрическим сетям регламентирован рядом документов. Среди них: Постановление Правительства РФ № 861 от 27.12.2004 «Об утверждении Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих , «Правил недискриминационного доступа к услугам администратора торговой системы оптового рынка и оказания этих . Все нормативные документы должны быть учтены при разработке документации обязательно.

Расчётная схема квартирного щита загородного дома

На этапе эксплуатации объекта составляются однолинейные исполнительные схемы, на которых отображаются все изменения, вносимые в конфигурацию электрической сети в процессе её использования. Это может быть связано с модернизацией используемого оборудования или его заменой, добавлением новых мощностей или изменением конфигурации магистральных и групповых линий. На крупных объектах, где система электроснабжения подразделяется на несколько уровней, однолинейные схемы составляются по каждой группе потребителей: «объект в целом – цех – участок» и т.д. Изначально делается рисунок, отображающий подстанции (ТП) и конфигурацию сетей их объединяющих, затем схема ТП или ГРЩ (главный распределительный щит) и затем − каждого силового или осветительного щитка, имеющегося на объекте.

К сведению! На объектах различной формы собственности за ведение технической документации и её соответствие предъявляемым требованиям отвечает лицо, ответственное за энергохозяйство (ПТЭЭП гл.1.2 «Обязанности, ответственность потребителей за выполнение правил»).

Исполнительная схема 2-трансформаторной подстанции

На основе однолинейных разрабатываются прочие электрические схемы системы электроснабжения: структурные и функциональные, принципиальные и монтажные.



ТЕРМИНОЛОГИЯ

В этом разделе (Раздел 10) однофазное и трехфазное распределение электроэнергии системы обсуждаются. После изучения этого раздела вы должны иметь понимание следующих терминов:

  • Жилой район
  • Коммерческое распространение
  • Промышленное распределение
  • Однофазная двухпроводная система распределения
  • Однофазная трехпроводная система распределения
  • Горячая линия
  • нейтральный
  • Системное заземление
  • Оборудование земли
  • Идентификация цвета изоляции
  • Подключение трехфазного трансформатора треугольник-треугольник
  • Подключение трехфазного трансформатора треугольником
  • Подключение трехфазного трансформатора звезда-звезда
  • Подключение трехфазного трансформатора звезда-треугольник
  • Подключение трехфазного трансформатора с открытым треугольником
  • Трехфазная трехпроводная распределительная система
  • Трехфазный, трехпроводной, с нейтралью
  • Трехфазная, четырехпроводная система распределения
  • «Дикая» фаза
  • Электрод заземления
  • Прерыватель замыкания на землю (GFI)
  • Защита тела от рук
  • Национальный электротехнический кодекс (NEC)
  • Осмотр электрооборудования
  • Падение напряжения в ответвленной цепи
  • Филиал цепи
  • Заземляющий провод
  • Кабель в неметаллической оболочке (NMC)
  • Кабель в металлической оболочке
  • Жесткий трубопровод
  • Электрические металлические трубки (EMT)

ОДНОФАЗНЫЕ СИСТЕМЫ

Большая часть электроэнергии, производимой на электростанциях, производится как трехфазное переменное напряжение. Электроэнергия также передается в форма трехфазного напряжения по магистральным линиям электропередачи.

По назначению трехфазное напряжение может быть изменено на три отдельных однофазные напряжения для распределения по жилым помещениям.

Хотя однофазные системы используются в основном для электроснабжения жилых домов системы распределения, есть несколько промышленных и коммерческих приложений однофазных систем.Однофазное распределение мощности обычно возникает от трехфазных линий электропередач, поэтому системы электроснабжения способны питания как трехфазных, так и однофазных нагрузок от одной мощности линий. ИНЖИР. 1 показана типовая система распределения электроэнергии от силовой станции (источника) на различные однофазные и трехфазные нагрузки, которые подключены к системе.

РИС. 1. Типовая система распределения электроэнергии.


РИС.2. Однофазные системы распределения электроэнергии: (A) Однофазные, двухпроводная система, (B) Однофазная трехпроводная система (взятая из двух горячие линии), (C) Однофазная, трехпроводная система (взятая от одной горячей линия и одна заземленная нейтраль).

Однофазные системы могут быть двух основных типов — однофазные двухпроводные. системы или однофазные трехпроводные системы. Однофазный двухпроводной система показана на фиг. 2А (верхняя диаграмма). Эта система использует 10 кВ Трансформатор, вторичная обмотка которого вырабатывает однофазное напряжение, например, 120 или 240 вольт.Эта система имеет одну горячую линию и одну нейтральную линия.

В бытовых распределительных системах этот тип чаще всего использовался несколько лет назад обеспечивали работу при напряжении 120 вольт. Однако, поскольку мощность прибора требования возросли, потребность в системе с двумя напряжениями стала очевидной.

Для удовлетворения спроса на увеличение мощности в жилых помещениях однофазные трехпроводные система сейчас используется. Домашний служебный вход может питаться напряжением 120/240 вольт. энергии методами, показанными на фиг. 2B и 10 2C (в центре и внизу диаграммы).Каждая из этих систем получена от трехфазного источника питания. линия. Однофазная трехпроводная система имеет две горячие линии и нейтраль. линия. Горячие линии, изоляция которых обычно черная и красная, подключен к внешним выводам вторичных обмоток трансформатора. Нейтральная линия (белый изолированный провод) подключается к центральному отводу. распределительного трансформатора. Таким образом, с нейтрального на любую горячую линию, Может быть получено 120 вольт для освещения и малой мощности.

По горячим линиям подается 240 вольт для повышенных требований к мощности.

Следовательно, текущая потребность в крупномасштабном энергоемком оборудовании уменьшается вдвое, поскольку используется 240 вольт, а не 120 вольт. Либо однофазная двухпроводная или однофазная трехпроводная система может использоваться для подачи однофазного питания для промышленного или коммерческого использования. Однако эти однофазные системы в основном предназначены для бытового электроснабжения. распределение.

ТРЕХФАЗНЫЕ СИСТЕМЫ

Поскольку в промышленных и коммерческих зданиях преимущественно используется трехфазное питание, они полагаются на трехфазные распределительные системы для подачи этой энергии. Большие трехфазные распределительные трансформаторы обычно располагаются на подстанциях. рядом с промышленными предприятиями или коммерческими зданиями.

Их цель — подавать правильное напряжение переменного тока, чтобы требования к нагрузке.Напряжения переменного тока, которые передаются в распределительную подстанции находятся под высоким напряжением, которое необходимо понизить на три фазы трансформаторы.


РИС. 3. Основные способы подключения трехфазного трансформатора: (A) соединение дельта-треугольник, (B) соединение треугольник-звезда, (C) соединение звезда-звезда соединение, (D) соединение звезда-треугольник и (E) соединение разомкнутый треугольник.

Подключение трехфазного трансформатора

Есть пять способов, которыми первичная и вторичная обмотки возможно подключение трехфазных трансформаторов.Это дельта-дельта, соединения «треугольник», «звезда-звезда», «звезда-треугольник» и «открытый треугольник». Эти основные методы показаны на фиг. 3. Соединение дельта-дельта. (Рис. 3A) используется для некоторых приложений с более низким напряжением.

Метод «треугольник-звезда» (фиг. 3B) обычно используется для повышения напряжения, поскольку вольт-амперная характеристика вторичной обмотки, соединенной звездой, приводит к с присущим ему повышающим фактором в 1,73 раза. Соединение звезда-звезда фиг.3C обычно не используется, в то время как метод звезда-дельта (фиг. 3D) можно выгодно использовать для понижения напряжения. Открытая дельта соединение (фиг. 3E) используется в случае повреждения одной обмотки трансформатора, или выведен из эксплуатации. Трансформатор по-прежнему будет трехфазным. мощность, но при меньшем токе и мощности. Эта связь может также желательно, когда полная мощность трех трансформаторов не нужно на потом.Два идентичных однофазных трансформатора могут использоваться для подачи питания на нагрузку до третьего трансформатор необходим для удовлетворения повышенных требований к нагрузке.

Типы трехфазных систем

Трехфазные системы распределения электроэнергии, обеспечивающие питание промышленных и коммерческие здания, классифицируются по количеству фаз и количество необходимых проводов. Эти системы, показанные на фиг. 4, являются трехфазная трехпроводная система, трехфазная трехпроводная система с нейтраль и трехфазная четырехпроводная система.Подключение первичной обмотки здесь не рассматривается. Трехфазная трехпроводная система, показанная на ИНЖИР. 4A, может использоваться для питания нагрузки двигателя 240 или 480 вольт. Его основным недостатком является то, что он подает только один вольт, так как только К нагрузке подведены три горячие линии.

Обычный код цвета изоляции для этих трех горячих линий — черный, красный или синий, как указано в NEC.


РИС. 4. Промышленные системы распределения электроэнергии: (A) Трехфазные, трехпроводные. система, (B) трехфазная, трехпроводная система с нейтралью, (C) трехфазная, четырехпроводная система.

Недостатком трехфазной трехпроводной системы может быть частично за счет добавления одной обмотки с центральным отводом, как показано в трехфазном трехпроводная система с нейтралью по фиг. 4Б. Эта система может использоваться как питание на 120/240 вольт или 240/480 вольт. Если предположить, что это используется для питания 120/240 вольт, напряжение от горячей линии в точке 1 и горячая линия в точке 2 к нейтрали будет 120 вольт, потому что обмотки с центральным отводом.

Тем не менее, 240 В по-прежнему будут доступны на любых двух горячих линиях. Нейтральный провод имеет цветовую маркировку с белой или серой изоляцией. В Недостатком этой системы является то, что при замене проводки она можно подключить нагрузку 120 вольт между нейтралью и точкой 3 (иногда называют «дикой» фазой). Напряжение присутствует здесь будет комбинация трехфазных напряжений между точками 1 и 4 и пункты 1 и 3.Это будет напряжение более 300 вольт! Хотя ситуация «дикой фазы» существует, эта система способен питать нагрузки как большой мощности, так и нагрузки низкого напряжения, например, используются для освещения и небольшого оборудования.

Наиболее широко используемой трехфазной системой распределения электроэнергии является трехфазная четырехпроводная система. Эта система, показанная на фиг. 4C, обычно поставляет 120/208 вольт и 277/480 вольт для требований промышленной или коммерческой нагрузки.Здесь проиллюстрирована система на 120/208 вольт. От нейтрального до любого горячего линии, можно получить 120 вольт для освещения и маломощных нагрузок. Через любые две горячие линии, 208 вольт для питания двигателей или других мощные нагрузки. Самая популярная система для промышленных и коммерческих Распределение питания — это система на 277/408 вольт, которая способна обеспечить как трехфазные, так и однофазные нагрузки. Система 240/416 вольт иногда используется для промышленных нагрузок, в то время как система на 120/208 вольт часто используется для подземного распространения в городских районах.Обратите внимание, что эта система на основании характеристик напряжения трехфазного соединения звездой, и что соотношение VL = VP × 1,73 существует для каждого приложения этой системы.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Концепция заземления в системе распределения электроэнергии очень важно. Системы распределения должны иметь непрерывную бесперебойную работу. основания. Если заземленный провод разомкнут, то земля больше не функциональный.В условиях открытого грунта могут возникнуть серьезные проблемы с безопасностью. и вызвать ненормальную работу системы.

Распределительные системы должны быть заземлены на подстанциях, а в конце линий электропередач до подачи питания на нагрузку. Заземление необходим на подстанциях для безопасности населения и энергетики обслуживающий персонал компании. Заземление также дает точки для соединения нейтрали трансформатора для заземления оборудования. Безопасность и оборудование Основания будут рассмотрены более подробно позже.

На подстанциях все внешние металлические части должны быть заземлены, а все трансформатор, автоматический выключатель и корпуса переключателей должны быть заземлены. Также металлические заборы и любой другой металл, входящий в состав подстанции. конструкция должна быть заземлена. Заземление гарантирует, что любое лицо, прикоснется к любой из металлических частей, не подвергнется удару высоким напряжением. Следовательно, если линия высокого напряжения вступит в контакт с любым из заземленные части, система будет открыта защитным оборудованием.Таким образом, существенно снижается опасность появления высоких напряжений на подстанциях. заземлением. Фактическое заземление выполняется сваркой, пайкой, или привинчивание проводника к металлическому стержню или стержню, который затем физически помещен в землю. Это стержневое устройство называется заземляющим электродом. Правильные методы заземления необходимы для безопасности, а также для производительность схемы. Есть два типа заземления: (1) заземление системы, и (2) заземление оборудования.Другой важный фактор заземления — это замыкание на землю. защитная экипировка.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ СИСТЕМЫ

Заземление системы включает фактическое заземление токоведущей проводник (обычно называемый нейтралью) системы распределения электроэнергии.

Трехфазные системы могут быть звездообразными или треугольными. Система звезды имеет очевидное преимущество перед дельта-системой, так как одна сторона каждого фазная обмотка подключена к земле. Мы определим землю как ссылку точка нулевого напряжения, которая обычно является фактическим подключением на землю. Общие выводы звездообразной системы при подключении к земле, стать нейтральным проводником трехфазного четырехпроводного система.

Дельта-система не поддается заземлению, так как она не имеет общей нейтрали. Проблема замыканий на землю (линейный замыкания на землю), возникающих в незаземленных системах треугольником, намного больше чем в звездообразных системах.Распространенный метод заземления дельта-системы — использовать соединение трансформатора звезда-треугольник и заземлить общие клеммы первичной обмотки, соединенной звездой. Тем не менее, звездообразная система теперь используется больше. часто для промышленного и коммерческого распределения, так как вторичный легко заземляется и обеспечивает защиту от перенапряжения от молнии или шорты на землю.

Однофазные системы на 120/240 В или 240/480 В заземлены в аналогично трехфазному заземлению.Нейтраль однофазной трехпроводная система заземляется металлическим стержнем (заземляющим электродом), приводимым в действие в землю в месте расположения трансформатора. Провода заземления системы изолированы белым или серым материалом для облегчения идентификации.

Заземление оборудования

Второй тип заземления — это заземление оборудования, которое, как термин подразумевает, размещает рабочее оборудование с потенциалом земли. Дирижер для этой цели используется либо неизолированный провод, либо зеленый изолированный провод. провод.NEC описывает условия, при которых требуется фиксированное электрическое оборудование. быть заземленным. Обычно все стационарное электрооборудование, расположенное в промышленных заводы или коммерческие здания должны быть заземлены. Типы оборудования которые должны быть заземлены, включая корпуса для коммутации и защиты оборудование для управления нагрузкой, корпуса трансформаторов, корпуса электродвигателей, и стационарное электронное испытательное оборудование. Промышленные предприятия должны использовать 120 вольт, однофазные дуплексные розетки заземленного типа для всех переносных инструменты. Заземление этих розеток можно проверить с помощью плагин-тестер.

ЗАЩИТА ОТ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Прерыватели замыкания на землю (GFI) широко используются в промышленности, коммерческие и жилые системы распределения электроэнергии. Требуется NEC, что все 120-вольтовые, однофазные, 15- или 20-амперные розетки розетки, установленные на улице или в ванных комнатах, имеют замыкание на землю к ним подключены прерыватели.Эти устройства также называют защитой от замыканий на землю. прерыватели цепи (GFCI).

Работа GFI

Эти устройства разработаны таким образом, чтобы исключить опасность поражения электрическим током. от людей, контактирующих с горячей линией переменного тока (линия-земля короткая). Прерыватель цепи предназначен для определения любых изменений в цепи. условий, например, при коротком замыкании на землю.

Один из типов GFI имеет провода управления, проходящие через магнитный тороидальный петля (см. фиг.5). Обычно переменный ток, протекающий через два проводники внутри петли равны по величине и противоположны по направлению. Любое изменение этого равного и противоположного состояния воспринимается магнитным тороидальная петля. При коротком замыкании на землю мгновенное происходит изменение условий цепи. Изменение вызывает магнитное поле индуцировать в тороидальную петлю. Наведенный ток усиливается до уровня, достаточного для размыкания механизма выключателя.Таким образом, любое замыкание линии на землю вызовет прерыватель замыкания на землю. открыть.

Скорость работы GFI настолько высока, что опасность поражения электрическим током людей сильно сокращается, так как только минутный ток открывает схема.


РИС. 5. Упрощенная схема прерывателя замыкания на землю

Приложения GFI

Требуются строительные площадки, на которых устраивается временная проводка использовать GFI для защиты работников, использующих электрооборудование.Защита от замыканий на землю частных лиц и коммерческого оборудования должна Предусмотрены для систем с соединением звездой от 150 до 600 вольт на каждую распределительный щит, рассчитанный на более 1000 ампер. В этой ситуации, GFI откроет все незаземленные проводники на щитке, когда замыкание на землю. Теперь GFI используются для всех типов жилых домов, коммерческое и промышленное применение.

Типы систем защиты от замыканий на землю

Используются четыре основных типа систем защиты от замыканий на землю. сегодня.Это: больничные приложения, жилые помещения, моторные приложения защиты и специальное распределение электроэнергии системные приложения. Эти системы защиты от замыканий на землю можно разделить на по тому, что они должны защищать, или по типу защиты, которую они должны предоставлять. Разработаны приложения для больниц и жилых помещений для защиты людей от чрезмерного удара. Двигатель и электрическая мощность приложения предназначены для защиты электрического оборудования.

Другой метод классификации — в зависимости от силы тока. требуется перед срабатыванием системы охранной сигнализации или отключением электрического цепь происходит. Типичные значения тока, вызывающие срабатывание сигнализации или отключение для активации 0,002 ампера (2 мА) для больничных приложений, 0,005 ампер (5 мА) для жилых помещений, от 5 до 100 ампер для защиты двигателя схемы применения и от 200 до 1200 ампер для распределения электроэнергии применение оборудования.

Необходимость защиты от замыканий на землю

Чтобы понять необходимость прерывателя цепи замыкания на землю (для защиты людей) сначала необходимо понять некоторые основные факты.

Эти факты относятся как к людям, так и к замыканиям на землю.

Важным фактом является то, что сопротивление тела человека зависит от количество влаги, присутствующей на коже, мышечная структура тело, и напряжение, которому подвергается тело.Эксперименты Показано, что сопротивление тела из одной руки в другую немного где от 1000 до 4000 Ом. Эти оценки основаны на нескольких предположения относительно влажности и мышечной структуры. Мы также знаем что сопротивление тела (из рук в руки) ниже для более высокого напряжения возрастов. Это потому, что более высокое напряжение способно «сломать» вниз »внешние слои кожи. Таким образом, более высокое напряжение более опасный.

Мы можем использовать закон Ома, чтобы оценить, что типичный результирующий ток от среднего сопротивления тела (из рук в руки) около 115 мА при 240 В переменного тока и около 40 мА при 120 В переменного тока. Эффекты 60 Гц AC на теле человека принято принимать, как указано в ТАБЛИЦЕ. 1.

Фибрилляция желудочков — это аномальный паттерн сокращения сердце. Как только возникает фибрилляция желудочков, она будет продолжаться и смерть произойдет в течение нескольких минут.Реанимационные методы, если они применяются немедленно, может спасти жертву. Смерть от поражения электрическим током из-за высокого процента смертей, происходящих дома и на производстве. Многие из этих смертей происходят из-за контакта с цепями низкого напряжения (600 вольт и ниже), в основном системы на 120 и 240 вольт.

=========

ТАБЛИЦА 1. Реакция тела на переменный ток

Величина воздействия тока на тело 1 мА или меньше Нет ощущений (не ощущается).

Более 5 мА Болезненный шок.

Более 10 мА Мышечные сокращения; может вызвать «замораживание» электрическая схема для некоторых людей.

Более 15 мА Сокращения мышц; может вызвать «замораживание» электрическая схема для большинства людей.

Более 30 мА затрудненное дыхание; может вызвать потерю сознания.

от 50 до 100 мА Возможна фибрилляция желудочков сердца.

От 100 до 200 мА Фибрилляция желудочков сердца определена.

Более 200 мА Сильные ожоги и мышечные сокращения; сердце больше склонен к прекращению биений, чем к фибрилляции.

1 ампер и выше: необратимое повреждение тканей тела.

========

Защита от замыканий на землю для дома

Прерыватели замыкания на землю для дома бывают трех типов: (1) контурные. прерыватель, (2) розетки и (3) вставные типы. Защита от замыканий на землю устройства сконструированы в соответствии со стандартами, разработанными Андеррайтером. Лаборатории.Автоматические выключатели GFI сочетают защиту от замыканий на землю и прерывание цепи при той же перегрузке по току и коротком замыкании защитное оборудование, как и стандартный автоматический выключатель. Схема GFI автоматический выключатель занимает то же пространство, что и стандартный автоматический выключатель. Он обеспечивает такую ​​же защиту проводки ответвленной цепи, что и стандартный автоматический выключатель, а также защита от замыканий на землю. Чувство GFI система непрерывно контролирует текущий баланс в незаземленных (горячих) провод и заземленный (нейтральный) провод.Ток в нейтрали провод становится меньше тока в горячем проводе при замыкании на землю развивается. Это означает, что часть тока в цепи возвращается заземлить другим способом, кроме нейтрального провода. Когда дисбаланс при возникновении тока датчик (трансформатор дифференциального тока) отправляет сигнал на твердотельную схему, который активирует механизм отключения. Это действие открывает горячую линию. Дифференциальный ток до 5 мА приведет к тому, что датчик отправит сигнал неисправности и вызовет автоматический выключатель чтобы прервать цепь.

Обычно розетки GFI обеспечивают защиту от замыканий на землю на 120-, Системы переменного тока на 208 или 240 вольт. Розетки GFI бывают на 15 и 20 ампер. конструкции. 15-амперный блок имеет конфигурацию розетки для использования с Только вилки на 15 ампер. Устройство на 20 ампер имеет конфигурацию розетки для использования с 15- или 20-амперными вилками. Эти розетки GFI имеют подключения для проводов под напряжением, нейтрали и заземления. Все розетки GFI имеют двухполюсный механизм отключения, который отключает как горячий, так и подключения нейтральной нагрузки в момент возникновения неисправности.

Вставные розетки GFI обеспечивают защиту путем подключения к стандартной настенная розетка. Некоторые производители предлагают устройства, которые тоже двух- или трехпроводные розетки. Главное преимущество этого типа единицы заключается в том, что ее можно перемещать из одного места в другое.

Защита от замыканий на землю для распределительного оборудования

Замыкания на землю могут вывести из строя электрооборудование, если продолжить работу.Междуфазные короткие замыкания и некоторые типы замыканий на землю обычно высокий ток. Обычно с ними справляются обычные защитное оборудование от сверхтоков. Однако некоторые замыкания на землю вызывают эффект искрения из-за относительно небольших токов, которые недостаточно велики для срабатывания обычных защитных устройств. Электрическая дуга может вызвать ожоги. оборудование. Система с напряжением 480 или 600 вольт более восприимчива к образованию дуги. старше, чем система на 120, 208 или 240 вольт, потому что более высокие напряжения выдерживают эффект искрения.Быстро обнаруживаются сильноточные неисправности обычными устройствами максимального тока. Должны быть обнаружены слаботочные значения компанией GFIs.

Замыкания на землю, вызывающие искрение в оборудовании, вероятно, самые частые неисправности. Они могут возникнуть в результате повреждения или порчи. изоляция, грязь, влага или неправильные соединения. Они обычно случаются между одним токоведущим проводом и заземленным корпусом оборудования, кабелепроводом, или металлический корпус.Напряжение между фазой и нейтралью источника вызовет ток, протекающий в проводнике под напряжением, по пути дуги и обратно через наземный путь. Импеданс проводника и заземления путь (корпус, кабелепровод или корпус) зависит от многих факторов. Как В результате невозможно предсказать значение тока повреждения. Это также может увеличить или уменьшаются по мере продолжения неисправности.

Очевидно, что многие факторы влияют на величину, продолжительность, и эффект дугового замыкания на землю.В некоторых условиях возникает большой количество тока повреждения, в то время как другие ограничивают ток повреждения относительно небольшое количество. Величина дугового тока и время, в течение которого дуга сохраняется может нанести очень большой ущерб оборудованию. Наверное, важнее фактор — это период времени дугового напряжения, так как чем дольше время дуги, тем больше вероятность того, что дуги распространятся на разные области внутри оборудования.

Реле заземления — это один из методов защиты оборудования от замыкания на землю.Ток протекает через нагрузку или неисправность по горячим и нейтральные проводники и возврат к источнику на этих проводниках-а, в некоторой степени по наземной дорожке. Нормальный ток заземления очень маленький. Следовательно, практически весь ток, текущий из источник также возвращается по той же горячей линии и нейтральным проводникам. Однако, если происходит замыкание на землю, ток заземления увеличивается. до точки, где ток уйдет через неисправность и вернется через наземный путь.

В результате ток возвращается по токоведущему и нейтральному проводникам. меньше, чем выходящая сумма. Разница указывает на количество тока в пути заземления. Реле, которое это чувствует разность токов, может действовать как устройство защиты от замыканий на землю.

Защита электродвигателей от замыканий на землю

Системы защиты двигателей обеспечивают защиту в диапазоне от 5 до 100 ампер.Этот тип системы защиты от замыканий на землю обеспечивает защиту от замыкания на землю как в однофазных, так и в трехфазных системах. Многие отказы системы изоляции начинаются с небольшого тока утечки, который накапливается со временем, пока не возникнет повреждение. Эти системы защиты от замыканий на землю обнаруживать токи утечки на землю, пока они еще малы, и, таким образом, предотвратить любое серьезное повреждение двигателей.

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ ДЛЯ СИСТЕМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Схема электропроводки систем распределения электроэнергии может быть очень сложный.При подключении необходимо учитывать множество факторов. дизайн системы распределения, установленной в здании. Электропроводка стандарты указаны в Национальном электротехническом кодексе (NEC), который опубликовано Национальной ассоциацией электрозащиты (NEP А). NEC, местные стандарты электропроводки и правила проверки электрооборудования следует принимать во внимание при проектировании электропроводки. рассмотрение.

Существует несколько соображений по проектированию проводки распределительной системы. которые специально указаны в NEC.В этом разделе мы будем занимается расчетом падения напряжения, проектированием ответвлений, фидерной цепью дизайн и дизайн систем заземления.

Национальный электротехнический кодекс (NEC) Используйте

NEC устанавливает минимальные стандарты для электропроводки в Соединенные Штаты. Стандарты, содержащиеся в NEC, соблюдаются, поскольку включены в различные городские и общественные постановления, касающиеся с электропроводкой в ​​жилых домах, на промышленных предприятиях и в коммерческих здания.Таким образом, эти местные постановления соответствуют стандартам изложено в НЭК.

В большинстве регионов США лицензия должна быть получена любым человек, занимающийся электромонтажом. Обычно нужно пройти тест управляется городом, округом или штатом, чтобы получить это лицензия.

Эти тесты основаны на местных постановлениях и NEC. Правила для электрическая проводка, установленная местной электросетью компании также иногда включаются в лицензионный тест.

Осмотр электрооборудования

При строительстве новых зданий их необходимо проверять, чтобы убедиться, что электропроводка соответствует нормам местных постановлений, NEC и местная энергетическая компания. Организация, поставляющая Электроинспекторы варьируются от одного населенного пункта к другому. Обычно местная энергетическая компания может посоветовать людям, с кем связаться для получения информации об электрических обследованиях.

Падение напряжения в электрических проводниках

Хотя сопротивление электрических проводников очень низкое, длина провода может вызвать значительное падение напряжения. Это проиллюстрировано на фиг. 6. Помните, что падение напряжения — это ток, умноженный на сопротивление. (I × R). Следовательно, всякий раз, когда через систему протекает ток, напряжение капля создается. В идеале падение напряжения, вызванное сопротивлением проводника будет очень мало.

Однако более длинный отрезок электрического проводника имеет большее сопротивление. Поэтому иногда необходимо ограничить расстояние, на котором проводник может распространяться от источника питания до нагрузки, которую он питает. Много типы нагрузок не работают должным образом, когда значение меньше полного имеется напряжение источника.

Также на РИС. 6 видно, что по мере увеличения падения напряжения (VD) напряжение, приложенное к нагрузке (VL), уменьшается.Как ток в системе увеличивается, VD увеличивается, вызывая уменьшение VL, так как напряжение источника остается такой же.

ТАБЛИЦА 2. Размеры медных и алюминиевых проводников


РИС. 6. Падение напряжения в электрической цепи

Расчет падения напряжения с использованием таблицы проводников

При проектировании электропроводки важно уметь для определения величины падения напряжения, вызванного сопротивлением проводника.

ТАБЛИЦА 2 используется для выполнения этих расчетов. NEC ограничивает сумму падения напряжения, которое может иметь система. Это означает, что длинные серии проводников обычно следует избегать. Помните, что дирижер с большая площадь поперечного сечения вызовет меньшее падение напряжения, поскольку его сопротивление меньше.

Чтобы лучше понять, как определить размер необходимого проводника Чтобы ограничить падение напряжения в системе, мы рассмотрим пример проблемы.

Пример задачи:

Дано: 200-амперная нагрузка, расположенная в 400 футах (121,92 метра) от 240-вольтной однофазный источник. Ограничьте падение напряжения до 2 процентов от источника.

Находка: размер правого медного проводника, необходимый для ограничения напряжения. падение системы.

Решение:

1. Допустимое падение напряжения составляет 240 В, умноженное на 0,02 (2%). Этот равно 4.8 вольт.

2. Определите максимальное сопротивление для 800 футов (243,84 метра). Этот эквивалентно 400 футов (121,92 метра) × 2, поскольку есть два токопроводящие жилы для однофазной системы.

3. Определите максимальное сопротивление для 1000 футов (304,8 метра) дирижер.

4. Используйте ТАБЛИЦУ 2, чтобы найти сечение медного проводника, у которого сопротивление постоянному току (DC) (Ом на 1000 футов) значение, равное до или меньше значения, рассчитанного в пункте 3 выше.Выбранный дирижер размер проводника 350 MCM, RH Медь.

5. Проверьте этот провод по таблице допустимых значений тока, чтобы убедиться, что он достаточно большой, чтобы выдерживать 200 ампер. ТАБЛИЦА 3 показывает, что 350 MCM, Правый медный проводник выдерживает ток 310 ампер; поэтому используйте Проводники 350 MCM. (Всегда не забывайте использовать самый большой проводник, если Шаги 4 и 5 дают противоречивые значения.)

6. Если сила тока больше, чем указано в таблицах, используйте больше, чем один провод такого же размера для проектных расчетов.

ТАБЛИЦА 3. Значения амплитуды проводов в дорожке качения или кабеле (3 или меньше)

Альтернативный метод расчета падения напряжения

В некоторых случаях более простой метод определения сечения проводника для ограничение падения напряжения заключается в использовании одной из следующих формул для найдите площадь поперечного сечения (см) проводника.

… где:

p = удельное сопротивление из ТАБЛИЦЫ 2

I = ток нагрузки в амперах,

VD = допустимое падение напряжения, а

d = расстояние от источника до груза в футах.

Пример задачи, приведенный для однофазной системы в предыдущем раздел можно настроить следующим образом:

Следующий по величине размер — провод 350 MCM.

РАЗРАБОТКА ОТВЕТСТВЕННОЙ ЦЕПИ

Ответвленная цепь определяется как цепь, идущая от последнего устройство защиты от перегрузки по току энергосистемы. Ответвительные цепи, согласно NEC, их мощность составляет 15,20,30,40 или 50 ампер.Нагрузки более 50 ампер не будут подключены к ответвленной цепи.

В NEC существует множество правил, применимых к проектированию ответвленных цепей.

Следующая информация основана на NEC. Во-первых, каждая схема должны быть спроектированы таким образом, чтобы исключить случайное короткое замыкание или заземление. вызвать повреждение любой части системы. Затем предохранители или автоматические выключатели должны использоваться как устройства защиты от перегрузки по току параллельной цепи. Должен короткое замыкание или заземление, защитное устройство должно открыть и прервать прохождение тока в ответвленной цепи.Один важный Согласно правилу NEC, провод № 16 или № 18 (удлинитель) может быть отключен. от проводов № 12 или № 14, но не от проводников больше, чем № 12. Это значит, что удлинитель провода № 16 не должен быть подключенным к розетке с проводом № 10. Ущерб меньше провода (из-за эффекта нагрева) до того, как устройство максимального тока сможет open устраняется применением этого правила. Цепи освещения единые из наиболее распространенных типов ответвлений.Обычно они либо Схемы на 15 или 20 ампер.

Максимальный номинал отдельной нагрузки (например, переносной подключен к параллельной цепи) составляет 80 процентов тока параллельной цепи рейтинг. Следовательно, на 20-амперную схему не может быть одной нагрузки. который потребляет более 16 ампер. Если нагрузка постоянно подключена прибора, его текущий рейтинг не может превышать 50 процентов от емкость ответвительной цепи — если подключены переносные приборы или фонари к той же схеме.

Падение напряжения в ответвленных цепях

Ответвительные цепи должны быть спроектированы так, чтобы подавалось достаточное напряжение. подключены ко всем частям схемы. Расстояние, на которое ответвление цепи может выходить из источника напряжения или панели распределения питания, поэтому ограничено. Падение напряжения на 3 процента указывается NEC как максимально допустимый для параллельных цепей в электропроводке дизайн.

Метод расчета падения напряжения в параллельной цепи: пошаговый процесс, который иллюстрируется следующей задачей.Обратитесь к принципиальной схеме, представленной на фиг. 7.

Пример задачи:

Дано: 120-вольтная 15-амперная ответвленная цепь питает нагрузку, состоящую из из четырех ламп. Каждая лампа потребляет от источника ток 3 ампера.

Лампы расположены на расстоянии 10 футов (3,05 метра) от источника питания. распределительный щит.

Найти: напряжение на лампе номер 4.

Решение:

1.Найдите сопротивление для 20 футов (6,1 м) проводника (такое же как для 10-футового проводника × 2). Медный провод №14 применяется на 15 ампер. ответвленные цепи. Из ТАБЛИЦЫ 2 мы находим, что сопротивление 1000 футов (304,8 метра) медного провода № 14 составляет 2,57 Ом. Следовательно, сопротивление 20 футов провода составляет: [не показано]


РИС. 7. Схема для расчета падения напряжения в ответвленной цепи

Обратите внимание, что напряжение на лампе номер 4 значительно снижено. от значения источника 120 В из-за падения напряжения в проводниках.Также обратите внимание, что сопротивления, используемые для расчета падений напряжения представлены оба провода (горячий и нейтральный) ответвленной цепи. Обычно 120-вольтовые параллельные цепи не могут превышать 100 футов (30,48 метра). от распределительного щита. Предпочтительное расстояние — 75 футов. (22,86 метра). Падение напряжения в проводниках параллельной цепи может быть сокращается за счет уменьшения длины цепи или использования большего проводники.

При проектировании электропроводки жилых помещений падение напряжения во многих отраслях схемы сложно рассчитать, так как осветительные и переносные розетки приборов размещаются в одних и тех же цепях.С переносная техника и «вставные» фонари используются не все Время падения напряжения будет варьироваться в зависимости от количества огней и используемая техника.

Эта проблема обычно не встречается в промышленных или коммерческих схема разводки светильников, так как осветительные блоки обычно больше и постоянно устанавливаются в ответвленных цепях.

Подключение ответвительной цепи

Ответвительная цепь обычно состоит из кабеля с неметаллической оболочкой, который подключается к распределительному щиту.Каждая ответвленная цепь, которая подключен к распределительному щиту, защищен предохранителем или автоматический выключатель.

На силовой панели также есть главный выключатель, который управляет всем ответвлением. схемы, которые к нему подключены.


РИС. 8. Схема распределительного щита на однофазный, трехпроводная ветвь

Однофазные ответвительные цепи

Схема однофазного трехпроводного (120/240 В) распределения питания панель показана на фиг.8. Обратите внимание, что восемь цепей на 120 В и одна 240-вольтовая цепь доступны от силовой панели. Этот тип системы используется в большинстве домов, где несколько 120-вольтных параллельных цепей и, как правило, требуются три или четыре ответвления на 240 вольт. Обратите внимание на фиг. 8, что на каждой горячей линии есть автоматический выключатель, а на нейтральная линия подключается непосредственно к ответвленным цепям. Нейтралы должны никогда не открываться (плавиться). Это мера безопасности при электромонтаже. дизайн.

Трехфазные ответвительные цепи

Схема трехфазного четырехпроводного (120/208 В) распределения питания панель показана на фиг. 9. Есть три однофазных 120-вольтовых ветви показаны две трехфазные 208-вольтовые цепи. Однофазный филиалы сбалансированы (по одной горячей линии от каждого филиала). Каждая горячая линия имеет индивидуальный автоматический выключатель. Необходимо подключить трехфазные линии. так что перегрузка в ответвленной цепи вызовет все три линии открыть.Это достигается с помощью трехфазного автоматического выключателя, который расположен внутри, как показано на фиг. 9.


РИС. 9. Схема распределительного щита для трехфазной, четырехпроводной ответвленная цепь.

АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ФИДЕРА

Цепи фидера используются для распределения электроэнергии для распределения энергии панели. Многие фидерные цепи простираются на очень большие расстояния; следовательно, Падение напряжения необходимо учитывать при проектировании цепи фидера.В высшем в цепях фидера падение напряжения снижается. Однако многие Для цепей фидера с низким напряжением требуются проводники большого диаметра для обеспечения допустимый уровень падения напряжения. Сильноточные фидерные цепи также представляют проблему с точки зрения массивной защиты от перегрузки, которая иногда требуется. Эта защита обычно обеспечивается системным распределительным устройством. или центры нагрузки, откуда берут начало фидерные цепи.


РИС.10. Схема трехфазного выключателя

Определение размера контуров подачи

Величина тока, которую должна выдерживать фидерная цепь. зависит от фактической нагрузки, необходимой для распределения мощности параллельной цепи панели, которые он поставляет. Каждая распределительная панель будет иметь отдельный фидерный контур. Также каждая фидерная цепь должна иметь свою перегрузку. охрана.

Следующая задача — это пример расчета размера питателя. схема.

Пример задачи:

Дано: подключены три люминесцентных светильника мощностью 15 кВт к трехфазной, четырехпроводной (277/480 вольт) системе. Блоки освещения имеют коэффициент мощности 0,8.

Найдите: необходимый размер алюминиевых фидерных проводов THW для обеспечения этой нагрузки.

Решение:

1. Найдите линейный ток:

PT

IL = ——- 1.73 × ВЛ × пф

45 000 Вт

= ——— 1,73 × 480 В × 0,8

= 67,74 ампера

2. Из ТАБЛИЦЫ 3 мы находим, что размер проводника, который выдерживает 67,74 Ампер тока — это алюминиевый провод № 3 AWG THW.

Расчет падения напряжения для цепей фидера

При проектировании цепи фидера необходимо учитывать падение напряжения на проводнике. Падение напряжения в цепи фидера должно быть как можно ниже. так что максимальная мощность может быть доставлена ​​к нагрузкам, подключенным к система подачи.NEC допускает падение напряжения не более 5%. совмещение ответвления и фидерной цепи; однако 5-процентное напряжение уменьшение представляет собой значительную потерю мощности в цепи. Мы можем рассчитать потери мощности из-за падения напряжения как V2 / R, где V2 — падение напряжения цепи, а R — сопротивление проводников цепи.

Расчет сечения фидера аналогичен расчету для ответвления. падение напряжения в цепи.Размер жилы должен быть достаточно большим. чтобы: (1) иметь требуемую допустимую нагрузку и (2) поддерживать падение напряжения ниже указанный уровень. Если второе требование не выполняется, возможно, потому что длинной фидерной цепи выбираемые проводники должны быть больше, чем требуется рейтинг допустимой нагрузки. Следующая проблема иллюстрирует расчет сечения фидера по падению напряжения в однофазная схема.

Пример задачи:

Дано: взрывозащищенная однофазная 240-вольтовая нагрузка на заводе рассчитана на 85 кг. Вт.Питатели (две горячие линии) будут иметь длину 260 футов (79,25 метра). медной жилы RHW. Максимально допустимое падение напряжения на проводе составляет 2 процента.

Найдите: требуемый размер фидера.

Решение:

1. Найдите максимальное падение напряжения в цепи.

VD =% × нагрузка

= 0,02 × 240

= 4,8 вольт

2. Найдите ток, потребляемый нагрузкой.

Мощность

I = —- Напряжение

85 000

= — 240

= 354,2 ампера

3. Найдите минимальную требуемую площадь проводника в миле. Используйте формулу дано для определения площади поперечного сечения проводника в однофазном систем, которые ранее были приведены в «Альтернативном методе расчета падения напряжения »п.

см = p × I × 2d

—— VD

10.4 × 354,2 × 2 × 260

= ———- 4,8

= 399 065,33 см

4. Определите сечение фидера. Следующий провод большего размера в ТАБЛИЦЕ 2 также 400 млн м3. Посмотрите ТАБЛИЦУ 3, и вы увидите, что 400 Медный провод MCM RHW выдерживает 335 ампер. Это меньше, чем требуется 354,2 ампера, поэтому используйте следующий больший размер — 500 Проводник МСМ.

Размер жилы для трехфазной фидерной цепи определяется в аналогичным образом.В этой задаче размер кормушки будет определяться на основу цепи падения напряжения.

Пример задачи:

Дано: ex 480-вольтовая, трехфазная, трехпроводная (треугольник) цепь фидера обеспечивает сбалансированную нагрузку 45 киловатт в коммерческое здание. Загрузка работает с коэффициентом мощности 0,75. Питающий контур (три горячие линии) будет длиной 300 футов (91,44 метра) из правого медного проводника. В максимальное падение напряжения составляет 1 процент.

Найдите: требуемый размер фидера (исходя из падения напряжения в цепи).

Решение:

1. Найдите максимальное падение напряжения в цепи.

VD = 0,01 × 480

= 4,8 вольт

2. Найдите линейный ток, потребляемый нагрузкой.

IL = —— 1,73 × V × pf

45000 Вт = ——- 1,73 × 480 × 0,75

= 72.25 ампер

3. Найдите минимальную требуемую площадь проводника в миле. Используйте формулу для нахождения cmil в трехфазных системах, что было дано в более ранней раздел.

p × I × 1,73 d

см = —— VD

10,4 × 72,25 × 1,73 × 300

= ———— 4,8

= 81 245 см

4. Определите сечение фидера. Ближайший и следующий по размеру размер проводника в ТАБЛИЦЕ 3 — No.1 AWG. Посмотрите ТАБЛИЦУ 3, и вы видите, что медный провод № 1 AWG RH выдержит ток 130 ампер, больше требуемых 72,25 ампер. Поэтому используйте медь № 1 AWG RH. проводники для фидерной цепи.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Обсуждение вопросов заземления при проектировании электропроводки. ранее. Еще одна необходимость при проектировании электропроводки — это определение размера необходимого в цепи заземляющего проводника.Все схемы, которые работать при 150 вольт или меньше должен быть заземлен; поэтому все жилые электрические системы должны быть заземлены. Системы высокого напряжения, используемые в промышленные и коммерческие здания имеют требования к заземлению, которые определены NEC и местными правилами. Земля на службе вход в здание обычно представляет собой металлическую водопроводную трубу, которая идет непрерывно, под землей, или заземляющий электрод, вбитый в землю возле служебного входа.

Размер заземляющего проводника определяется номинальным током. системы. В ТАБЛИЦЕ 4 перечислены сечения заземляющих проводов оборудования. для внутренней проводки, а в ТАБЛИЦЕ 5 указан минимальный заземляющий провод размеры для системного заземления служебных входов. Размеры заземления проводники, перечисленные в ТАБЛИЦЕ 4, предназначены для заземления оборудования, которое соединяет к дорожкам качения, кожухам и металлическим каркасам в целях безопасности. Примечание что нет.12 или кабель № 14, такой как 12-2 WG NMC, может иметь площадку для оборудования № 18. Земля содержится в том же оболочка кабеля как токоведущие. ТАБЛИЦА 5 используется для определения минимального размер заземляющих проводов, необходимых для служебных входов, исходя из размер проводов горячей линии, используемых с системой.

ЧАСТИ ВНУТРЕННЕЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ

Обсуждены некоторые части внутренних систем распределения электроэнергии. ранее.Такие виды оборудования как трансформаторы, распределительные устройства, проводники, изоляторы и защитное оборудование являются частями внутренней электропроводки. Однако есть определенные части внутренней системы распределения электроэнергии. системы, уникальные для самой системы проводки. Эти части включают кабели с неметаллической оболочкой (NMC), кабели с металлической оболочкой, жесткие кабелепровод и электрические металлические трубки (EMT).

ТАБЛИЦА 4. Размеры заземляющих проводов оборудования для внутренней обмотки

ТАБЛИЦА 5.Сечения заземляющих проводов для служебных входов

Кабель в неметаллической оболочке (NMC)

Кабель с неметаллической оболочкой — это распространенный тип используемых электрических кабелей. для внутренней проводки. NMC, иногда называемый кабелем Romex, используется почти исключительно в жилых системах электропроводки. Самый распространенный вид используется № 12-2 WG, который показан на фиг. 11. Этот тип NMC поставляется в рулонах по 250 футов для внутренней проводки.Кабель имеет тонкий пластик внешнее покрытие с тремя проводниками внутри. Проводники окрашены изоляция, указывающая, следует ли использовать провод в качестве провод под напряжением, нейтраль или заземляющий провод оборудования. Например, дирижер подключенный к горячей стороне системы имеет черную или красную изоляцию, а нейтральный провод имеет изоляцию белого или серого цвета. Оборудование заземляющий провод имеет зеленую изоляцию или не имеет изоляции (неизолированный дирижер).Есть несколько разных размеров втулок и соединителей. используется для установки NMC в зданиях.


РИС. 11. Кабель в неметаллической оболочке (MNC)

Обозначение № 12-2 WG означает, что (1) используемые медные жилы имеют калибр № 12 AWG, как измерено американским калибром проводов (AWG), (2) там два токоведущих проводника, и (3) кабель поставляется с провод заземления (WG). Для сравнения, кабель № 14-3 WG имел бы три Нет.14 проводников и заземляющий провод. Размер NMC варьируется от Медные проводники с № 14 по № 1 AWG и от № 12 до № 2 AWG алюминиевые проводники.

Кабель в металлической оболочке

Кабель в металлической оболочке аналогичен NMC за исключением того, что имеет гибкую спираль. металлическое покрытие, а не пластиковое покрытие. Распространенный вид металла кабель с оболочкой называется кабелем BX. Как и NMC, кабель BX содержит два или три проводники. Также существует несколько размеров разъемов и втулок. используется при установке кабеля BX.Основное преимущество этого Тип кабеля с металлической оболочкой заключается в том, что он заключен в металлический корпус это гибкий, так что его можно легко согнуть. Прочие металлические корпуса обычно труднее гнуть.

Жесткий кабелепровод

Внешний вид жесткого водовода похож на водопровод. Он используется в специальные места для изоляции электрических проводов. Жесткий канал поставляется в 10-футовой длине, которая должна иметь резьбу для соединения частей вместе.Кабелепровод крепится к металлическим монтажным коробкам с помощью контргаек и втулки. Он громоздкий в обращении и требует много времени для установки.

Электрические металлические трубы (EMT)

EMT, или тонкостенный канал, чем-то похож на жесткий канал, за исключением того, что его можно согнуть с помощью специального инструмента для гибки труб. ЕМТ проще для установки, чем жесткий кабелепровод, так как резьба не требуется. Это также поставляется в 10-футовой длине. EMT устанавливается с использованием сжатия муфты для соединения кабелепровода с металлическими распределительными коробками.Электрика салона в электромонтажных системах широко используется ЕМТ, так как ее легко гнуть, могут быть соединены вместе и могут быть подключены к металлическим монтажным коробкам.

Электроэнергетические системы в зданиях

В этой статье рассматриваются системы распределения электроэнергии в зданиях на самом базовом уровне. Мы обсудим общие принципы того, как электричество перемещается из инженерных сетей в удобную розетку в комнате. Компоненты системы различаются в зависимости от размера здания, поэтому мы будем рассматривать системы как для малых, так и для больших зданий.

Электроэнергия от энергокомпании

Электроэнергетические предприятия наиболее эффективно передают энергию от электростанции при очень высоких напряжениях. В Соединенных Штатах электроэнергетические компании обеспечивают электроэнергией средние и большие здания напряжением 13 800 вольт (13,8 кВ). В небольших коммерческих зданиях или жилых домах энергокомпании понижают напряжение с помощью трансформатора, установленного на опоре или на земле. Оттуда электричество через счетчик подается в здание.

Распределение электроэнергии в малых зданиях

Небольшие коммерческие или жилые здания имеют очень простую систему распределения электроэнергии. Коммунальное предприятие будет владеть трансформатором, который будет установлен на площадке снаружи здания или будет прикреплен к опоре электросети. Трансформатор снижает напряжение с 13,8 кВ до 120/240 или 120/208 вольт, а затем передает электроэнергию на счетчик, который принадлежит коммунальному предприятию и ведет учет потребляемой мощности.

После выхода из счетчика мощность передается в здание, и вся проводка, панели и устройства являются собственностью владельца здания.Провода передают электричество от счетчика на щит, который обычно находится в подвале или гараже дома. В небольших коммерческих зданиях панель может располагаться в кладовой. Щит управления будет иметь главный служебный выключатель и серию автоматических выключателей, которые контролируют поток энергии к различным цепям в здании. Каждая ответвленная цепь обслуживает устройство (некоторые приборы требуют больших нагрузок) или несколько устройств, например розетки или фонари.

Распределение электроэнергии в больших зданиях

Большие здания имеют гораздо более высокую электрическую нагрузку, чем небольшие здания; поэтому электрическое оборудование должно быть больше и прочнее.Владельцы крупных зданий также будут покупать электроэнергию высокого напряжения (в США 13,8 кВ), потому что это дешевле. В этом случае владелец предоставит и обслужит собственный понижающий трансформатор, который понижает напряжение до более приемлемого уровня (в США 480/277 вольт). Этот трансформатор может быть установлен на площадке вне здания или в трансформаторной комнате внутри здания.

Затем электричество передается в распределительное устройство. Роль распределительного устройства заключается в безопасном и эффективном распределении электроэнергии между различными электрическими шкафами по всему зданию.Оборудование имеет множество функций безопасности, включая автоматические выключатели, которые позволяют отключать питание на выходе — это может произойти из-за неисправности или проблемы, но это также может быть сделано намеренно, чтобы позволить техническим специалистам работать на определенных ветвях энергосистемы.

Следует отметить, что очень большие здания или здания со сложными электрическими системами могут иметь несколько трансформаторов, которые могут питать несколько элементов распределительного устройства. Мы делаем эту статью простой, делясь основными концепциями.

Электричество покидает распределительное устройство и перемещается по первичному фидеру или шине. Шина или фидер — это проводник большого сечения, способный безопасно и эффективно проводить ток большой силы тока по всему зданию. Автобус или фидер подключаются по мере необходимости, а проводник подводится к электрическому шкафу, который обслуживает зону или этаж здания.

В каждом электрическом шкафу будет еще один понижающий трансформатор — в США он снизит мощность с 480/277 вольт до 120 вольт для розеток.Этот трансформатор будет питать ответвительную панель, которая управляет серией ответвлений, покрывающих часть здания. Каждая ответвленная цепь покрывает подмножество электрических потребностей области — например: освещение, удобные розетки для ряда комнат или электричество для части оборудования.

Что такое кормушка? — Обучение нефриту

Кормушки

Часть 1: Что такое кормушка?

Автор: Деннис Бордо | 01.02.2018

Чтобы понять, что такое кормушка, лучше всего начать с того, чем она не является.

Проводники между точкой коммунального обслуживания и средством отключения услуг являются служебными, а не фидерными. Применяются особые правила для служебных проводов, поскольку эти проводники не имеют защиты от короткого замыкания или замыкания на землю, кроме той, которая предусмотрена на первичной стороне сетевого трансформатора. Сервисные кондукторы не являются фидерами.

Ответвительные цепи не являются фидерами. Ответвленная цепь определяется как, , проводники цепи между конечным устройством максимального тока, защищающим цепь, и розеткой (ями). Даже проводники для цепи, рассчитанной на 1000 ампер, являются ответвленной цепью, если проводники находятся на стороне нагрузки устройства максимального тока конечной ответвленной цепи. Проводники на стороне нагрузки конечного устройства максимального тока ответвленной цепи являются проводниками параллельной цепи, а не проводниками фидера, независимо от того, насколько велика номинальная мощность цепи.

Итак, фидерные проводники — это проводники, которые не являются служебными и не являются проводниками ответвлений. Все проводники цепи между стороной нагрузки вспомогательного оборудования и стороной линии конечного устройства максимального тока ответвления являются фидерными проводниками.Определение фидера также включает в себя проводники от источника отдельно производной системы или другого источника питания, не относящегося к электросети, и устройства максимального тока конечной ответвленной цепи.

Кабель типа SER между бытовым выключателем на 200 А и субпанелью является фидером. Проводники между автоматическим выключателем на 800 А и выключателем с предохранителями, питающим один двигатель, также являются фидерными проводниками. Таковы проводники между резервным генератором и аварийным переключателем.Хотя правила защиты от перегрузки по току для этих различных фидеров различаются в зависимости от поставляемой нагрузки (нагрузок), защита от перегрузки по току обычно обеспечивается на стороне питания фидера.

Проводники между вторичной стороной трансформатора 480/208 В и устройством защиты от перегрузки по току на вторичной стороне также являются фидерными проводниками, но не считаются защищенными устройством защиты от перегрузки по току в первичной цепи трансформатора.

Проводники цепи между точкой обслуживания и конечным устройством максимального тока ответвления.

______________

Перед установкой фидерных проводов компетентный орган может потребовать схему фидера. Диаграмма фидера должна включать общую расчетную нагрузку на фидер и любые коэффициенты нагрузки, использованные при определении размеров фидерных проводов. Размер и тип проводов фидера, а также номинал устройств защиты фидера от сверхтоков также должны быть включены в схему фидера.

Типичная электрическая система может иметь много типов фидеров, питающих различные типы нагрузок.Фидеры, обеспечивающие комбинацию непрерывных и прерывистых нагрузок, фидеры двигателей, внешние фидеры или фидеры в отдельные здания, часто включаются в схему фидеров. Во многих случаях в одном помещении могут быть фидеры от более чем одной системы напряжения. Также могут присутствовать фидеры системы постоянного тока.

Типовая схема подачи.

________________

Если имеются фидеры, питаемые от систем с различным напряжением, каждый незаземленный провод должен быть идентифицирован по фазе или линии и системе во всех точках заделки, соединения и сращивания.Идентификация незаземленных проводов системы переменного тока может осуществляться с помощью цветовой кодировки, маркировочной ленты, маркировки или других утвержденных средств. Незаземленные фидерные проводники, питаемые системой постоянного тока, необходимо идентифицировать одним из методов, перечисленных в 215.12 (C) (2). Красный цвет разрешается использовать для идентификации незаземленного проводника положительной полярности, а черный цвет разрешается использовать для идентификации незаземленного проводника отрицательной полярности.

215.12 (C) (2) Методы идентификации фидера постоянного тока.

За исключением систем с высокими ветвями и изолированных систем питания, NEC не требует определенных цветов для обозначения незаземленных проводов переменного тока.NEC предписывает использование оранжевого цвета для обозначения верхней ветви 4-проводной системы, соединенной треугольником, где средняя точка одной фазной обмотки заземлена (110.15). Если в одном помещении с системой на 480 В присутствует система с высоковольтной ветвью, может потребоваться корректировка общей практики идентификации проводов фидера на 480 В с использованием коричневого, оранжевого и желтого цветов. Маркировочная лента, бирка или другие одобренные средства идентификации фидера могут потребоваться для различения различных напряжений фидера.

Типовая идентификация фидера на 480 В переменного тока

Заземленные провода фидера, если они есть, включая заземленные проводники системы постоянного тока, должны быть идентифицированы в соответствии с 200.6. Если заземленные проводники различных систем напряжения установлены в одном корпусе или кабельном канале, каждый заземленный провод должен быть идентифицирован системой.

Используемый метод идентификации питателя должен быть вывешен на каждом щите питателя или задокументирован и легкодоступен для тех, кто будет обслуживать электрическую систему.Использование стандартного метода идентификации фидера во всей системе электропроводки помещения позволяет квалифицированному специалисту быстро определить фазу и напряжение фидерных проводов во всех точках подключения или соединения после завершения установки.

Хотите узнать больше? Войдите в свою учетную запись JADE Learning или зарегистрируйте бесплатную учетную запись и начните посещать онлайн-курсы по электрике, чтобы удовлетворить ваши часы непрерывного образования. Ознакомьтесь с нашим каталогом курсов подготовки к экзаменам на получение лицензии на электрооборудование сегодня.

[PDF] Распределение внутри больших зданий

Скачать дистрибутив внутри больших зданий …

Распределение внутри больших зданий В больших зданиях тип распределения зависит от типа здания, размера, длины питающих кабелей и нагрузок. Систему распределения можно разделить на:  Вертикальную систему подачи (восходящая сеть). Горизонтальная подача (разводка на каждом уровне этажа). В большинстве случаев требуется источник высокого напряжения и трансформаторная подстанция. Обычно распределительное устройство высокого напряжения и трансформаторы подстанции устанавливаются на первом этаже (или в подвале). Однако часто на верхних этажах устанавливаются приборы с большим потреблением энергии (преобразователи и двигатели для лифтов, оборудование для кондиционирования воздуха и электрические кухни). Поскольку желательно подвести подачу высокого напряжения как можно ближе к центрам нагрузки, трансформаторы устанавливаются на верхнем этаже, а при необходимости — на одном из промежуточных этажей.В таких случаях используются трансформаторы с негорючей изоляцией и охлаждением. Расположение восходящей магистрали зависит от размера и формы здания, и по согласованию с архитектором здания необходимо обеспечить подходящие размеры шахт для прокладки кабелей и шинопроводов. Вертикальная система снабжения реализована несколькими способами, некоторые из которых:

Департамент электротехники — доктор Хуссейн Аль-Машат

1

Одинарный подъемный магистраль

Применения: Там, где высокая надежность энергоснабжения не важна.Преимущества: а) Уравновешиваются различные нагрузки отдельных этажей. б) Требуется только небольшая основная плата низкого напряжения. в) Простота конструкции и эксплуатации. Недостатки: Низкая надежность электроснабжения (неисправность нарастающей сети влияет на все этажи).

Департамент электротехники — д-р Хуссейн Аль-Машат

2

Департамент электротехники — д-р Хуссейн Аль-Машат

3

Детали автобусных маршрутов и шинопроводов

Департамент электротехники — д-р.Хуссейн Аль-Машат

4

Схема шинопровода и подключаемых модулей Подробные сведения

Департамент электротехники — д-р Хуссейн Аль-Машат

5

Подробная информация о растущих электросетях Департамент электротехники — д-р Хуссейн Аль-Машат

6

Групповая поставка

Область применения: Высотное здание с высокой концентрацией нагрузки. Преимущества:  Более простой монтаж.  Меньший размер для восходящей сети. Недостатки:  Неисправность в любом подъеме сети влияет на несколько этажей (относительно низкая безопасность). Нагрузки сбалансированы только внутри каждой группы.  Распределительный щит большего размера.

Департамент электротехники — д-р Хуссейн Аль-Машат

7

Индивидуальное снабжение этажей

Применение: В многоэтажных зданиях этажи сдаются отдельно (счетчик находится в центральной точке на первом этаже). Преимущества: a) Можно использовать кабели меньшего размера (простая установка). б) В случае возникновения ошибки в главном учитывается только одна история. Недостатки: а) Невозможно сбалансировать различную нагрузку на отдельные этажи.б) Подъемная магистраль должна быть рассчитана на максимальную нагрузку на каждый этаж. в) Неэкономично — большое количество тросов и довольно большой размер поднимающегося главного вала. г) Большой низковольтный распределительный щит с многочисленными цепями. Департамент электротехники — д-р Хуссейн Аль-Машат

8

Лифт

Пятый этаж

Четвертый этаж

Третий этаж

Второй этаж

X

Первый этаж

MDB

&P

Первый этаж

L&P

SMDB

L&P

L&P

Типовая компоновка индивидуальной системы снабжения пола

Департамент электротехники — Dr.Хуссейн Аль-Машат

9

Кольцевой основной источник снабжения

Применения: В больших зданиях, когда требуется относительно более высокий уровень безопасности. Преимущества: а) Повышенная надежность электроснабжения (в случае неисправности можно отключить неисправную часть и оставить большую часть здания в рабочем состоянии) б) Требуется небольшой распределительный щит низкого напряжения. c) Различная нагрузка на отдельные этажи сбалансирована (меньшие размеры для восходящей сети) Департамент электротехники — Dr.Хуссейн Аль-Машат

10

Система подачи двойной подачи

Применение: В больших зданиях с относительно большими нагрузками на верхних этажах (лифты, кухня, кондиционирование). Преимущества: а) Повышенная надежность электроснабжения. б) Различная нагрузка отдельных этажей сбалансирована. в) Меньший Л.В. Требуется распределительный щит. На практике все схемы питания, представленные выше, используются в зависимости от типа здания, размера, данных нагрузки и т. Д.

Департамент электротехники — Dr.Хуссейн Аль-Машат

11

Детали конструкции распределительных подстанций 33/11 кВ и 11 / 0,4 кВ Электроснабжение города Багдада осуществляется в основном от двух основных подстанций 400/132 кВ (Восточный Багдад и Западный Багдад) , которые, в свою очередь, снабжают множество подстанций 132/33 кВ (или 132/33/11 кВ), географически распределенных по всему городу. Принципиальная схема, показывающая структуру этой системы, представлена ​​на рисунке 1. Эти подстанции 132/33 кВ, в свою очередь, обеспечивают электроснабжение очень большого количества подстанций 33/11 кВ, как показано на рис.2. Большинство этих подстанций 33/11 кВ оборудовано двумя трансформаторами по 31,5 МВА каждый (или 2×16 МВА), как показано на Рисунке 3. К шинам 11 кВ этих подстанций (разделенных на две секции) несколько фидеров на 11 кВ (до четырнадцати) подключены с помощью подземных кабелей и / или систем воздушных линий. Каждая ветвь цепи обслуживается выкатным выключателем, в основном, с использованием одного из следующих типов:  элегазовый автоматический выключатель  Вакуумный автоматический выключатель Автоматический выключатель с минимальным содержанием масла В одном только городе Багдаде на 11 кВ работает около 1150 фидеров с одним Общая протяженность 6845 км.Схема оборудования типовой такой подстанции представлена ​​на рисунке 4. Также на рис.5 представлена ​​компоновка оборудования и некоторые конструктивные детали этих подстанций. Небольшой трансформатор 11 / 0,4 кВ мощностью 250 кВА подключен к 11

Department of Electrical & Electronic Eng. — Доктор Хуссейн Аль-Машат !!

Сборные шины

кВ и используются для электроснабжения всех подстанций. Подмышечные устройства подстанции включают в себя питание аварийного освещения, кондиционирования воздуха, различных розеток, зарядных устройств и всего другого оборудования для управления и контроля.Каждый фидер на 11 кВ обеспечивает питание большого количества распределительных трансформаторов 11 / 0,4 кВ, установленных с использованием одной из следующих систем: i. Напорные трансформаторы, питаемые напрямую от ВЛ 11 кВ через ручные предохранители. Размер трансформатора в этой системе обычно составляет 250 кВА (в некоторых случаях в областях с низкой плотностью нагрузки используется мощность 100 кВА). II. Блочные подстанции компактного типа устанавливаются, как правило, на тротуарах, в промышленных, жилых и коммерческих помещениях.. Эти подстанции имеют три отсека:  Отсек высокого напряжения. Он расположен с одной стороны подстанции и имеет независимый доступ через двухстороннюю дверь со специально разработанным замком. Он вмещает до трех ячеек.  Трансформаторный отсек. Этот отсек занимает середину подстанции и предназначен для размещения стандартных трансформаторов мощностью до 630 кВА (в некоторых случаях до 1000 кВА). Крышка этого отсека съемная, что позволяет установить трансформатор на месте. Низковольтные отсеки. Отсек низкого напряжения расположен с другой стороны отделения Ï

Department of Electrical & Electronic Eng. — Доктор Хуссейн Аль-Машат !! Подстанция

и оснащена всеми необходимыми устройствами защиты и управления. К шинам низкого напряжения устанавливаются несколько отходящих фидеров 0,4 кВ. Каждый фидер низкого напряжения обеспечивает питание различного количества потребителей. Однолинейная схема типовой такой подстанции показана на рисунке 6. Блочные подстанции компактного типа имеют следующие преимущества: a) Сокращение затрат на строительные работы (требуется только небольшой раскоп) b) Благодаря небольшому размеру их легко транспортировать на грузовике c) Значительное снижение затрат на установку (все внутренние соединения выполняются на заводе) d) Минимальная занимаемая площадь e) Адаптация к любому применению с использованием различных стандартных схем.f) Разработан для работы на открытом воздухе (защищен от атмосферных воздействий) g) Высокая безопасность эксплуатации как для оператора, так и для оборудования h) Снижение затрат на техническое обслуживание по сравнению с открытыми установками i) Специальная многослойная конструкция стен предотвращает быстрый и прямой нагрев оборудования, вызванный прямым солнечные условия.

iii. Частные подстанции устанавливаются в помещениях потребителей в подвалах зданий или в обычных помещениях с кирпичной кладкой. Типоразмеры трансформаторов, используемых в этом случае, варьируются от 100 до 1000 кВА в зависимости от размера нагрузки.

Ð

Кафедра электротехники и электроники Eng. — Доктор Хуссейн Аль-Машат !!

BAG H DAD

EA ST

4 0 0/1 3 2 k V 132 kV

R ashd iy a

J amee la

T haw ra

M u th anna

F a ra bi

Новая сумка.

Q u s a ib a

1 3 2/3 3 k V S u b s tio n s W a z ir iy a

M eedan

Gaz a li

B a g. Южный

Массив

1 3 2/3 3 k VS ubs tio ns

1 3 2/3 3 k VS ubs tio ns

Tagi

K ad im iy a

M aa rry

H urr iy a

Jam ia a

M ansoor

Y a rm ook

J ad ir iy a

Jazir

D au ra

kV BAG 9000 DAD 132 Инжир .1 B A G H D A D

W EST

4 0 0/1 3 2 k V

C IT Y P O W E R

SUPPLY

STRUCTU RE

Department of Electrical & Electronic Eng. — Доктор Хуссейн Аль-Машат !!

Ñ

132 кВ

132 кВ

132 кВ 11 кВ

11 кВ

x

x

33 кВ

x

33 кВ

X

11 кВ

33/11 кВ Трансформаторы

X

11 кВ

X

X

11 кВ

X

11 кВ

X

Рис.2. Структура электроснабжения подстанций 33/11 кВ от главных спутниковых подстанций Департамент электротехники и электроники Инж. — Доктор Хуссейн Аль-Машат !!

Ò

Рис. 3 Однолинейная схема типовой подстанции 33/11 кВ

Ó

Департамент электротехники и электроники Eng. — Доктор Хуссейн Аль-Машат !!

Рис.4. Схема оборудования типовой подстанции 33/11 кВ

Ô

Департамент электротехники и электроники Инж. — Доктор Хуссейн Аль-Машат !!

Фиг.5. Расположение оборудования и некоторые конструктивные особенности типовой подстанции 33/11 кВ

Õ

Департамент электротехники и электроники Eng. — Доктор Хуссейн Аль-Машат !!

Входной фидер

Выходной фидер 11 кВ Выключатели нагрузки 11 кВ Выключатели нагрузки с предохранителями 80 A HRC

1000 кВА 11 / 0,4 кВ трансформатор

11 Одножильные кабели сечением 240 мм2 каждый (три кабеля на фазу и два для нейтрали)

1600 A TP MCCB

1600 / 5A CT 2000A Медные шины TP&N

A

A

A Cos 

В

Размер цепи MCCB (A)

500

630

630

100

100

500

Лифт питания

Запасной

180 кВАр PFC

Два кабеля сечением (3×120 + 70) мм2 + E каждый Размер двух кабелей (3×185 + 95) мм2 + E каждый

SMDB-G

SMDB-1

SMDB-2 SMDB-3

Рис.6 Однолинейная схема типовой подстанции 11 / 0,4 кВ

Ö

Департамент электротехники и электроники Eng. — Доктор Хуссейн Аль-Машат !!

Рис. 7 Схема оборудования типовой компактной блочной подстанции 11 / 0,4 кВ со всеми тремя отсеками

ÎÍ

Департамент электротехники и электроники Eng. — Доктор Хуссейн Аль-Машат !!

Рис.8 Внешний вид частной подстанции

Рис.9 Внешний вид кольцевого главного блока 11 кВ Департамент электротехники и электроники Eng.- Доктор Хуссейн Аль-Машат !!

ÎÎ

Аварийные генераторы Аварийные генераторы используются для обеспечения критических нагрузок электроснабжением в случае сбоя электросети (операционные и отделения интенсивной терапии в больницах, компьютерные здания и т. Д.). Аварийные генераторы обычно приводятся в действие дизельными двигателями и подключаются к нагрузке следующим образом: a) Если размер генератора такой же, как у трансформатора питания. б) Если размер генератора меньше, чем у трансформатора питания

Однолинейная схема соединений основного и аварийного питания для случая а !! Департамент электротехники и электроники Eng.- Д-р Хуссейн Аль-Машат

Î

Однолинейная схема соединений основного и аварийного питания для случая b

!! Департамент электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ï

Панель отказа сети (MFP) MFP предназначен для автоматической работы (Start & Stop) аварийного генератора и согласования с сетевым питанием со стороны низкого напряжения трансформатора. MFP должен быть оснащен:  двумя сблокированными 3-фазными 4-полюсными контакторами для подключения сети и питания генератора. Комплект предохранителей HRC для распределения выходной нагрузки.  Все необходимые реле измерения напряжения, реле времени, переключатели управления, световой индикатор, сигнализация и т. Д. МФП должен обладать следующими характеристиками: Обеспечивать распределение выходной нагрузки с питанием от сети общего пользования, когда оно доступно.  Обеспечить распределение выходной нагрузки питанием от генераторной установки в случае отказа сети с регулируемой выдержкой времени (10 — 15) сек.  Генераторная установка должна работать также, когда напряжение сети в одной или нескольких фазах падает ниже 80% от стандартного значения (настраивается). Это должно позволить генератору разогнаться до правильной частоты и напряжения перед включением контакторов. Когда электрическая сеть общего пользования возвращается в допустимые пределы, контакторы должны поменять свое положение и !! Департамент электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ð

генератор останавливается и сам перезагружается в готовности к дальнейшему отказу.  Должен быть предусмотрен встроенный блок задержки времени, позволяющий генератору работать в течение короткого периода (регулируемый) после восстановления электросети, чтобы обеспечить непрерывность электроснабжения, в случае дальнейшего сбоя в электросети или ее колебаний. Он должен иметь переключатель режимов работы с положениями ВКЛ, ВЫКЛ и ТЕСТ. Источник бесперебойного питания (ИБП) Базовая версия ИБП состоит из выпрямителя, инвертора и батарей. Во время нормальной работы инвертор питает критическую нагрузку и обеспечивает стабильность и точное управление амплитудой и частотой выходного напряжения. Инвертор получает питание от сети через выпрямитель, который постоянно заряжает аккумуляторы. В случае перебоя в электроснабжении батареи берут на себя задачу подачи энергии на инвертор.Когда сетевое питание восстановлено, выпрямитель возобновляет подачу питания на инвертор и автоматически заряжает батарею

!! Департамент электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ñ

Источник 1

Источник 2

Переключатель статического байпаса

Батареи

Инвертор

125 100

125 60

100 60

100 30

Переключатель байпаса

Выпрямитель

100 30

Плата критической нагрузки

Принципиальная схема типовой установки ИБП

!! Департамент электротехники и электроники Eng.- Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ò

Случай (1): сеть доступна (нормальная работа)

Энергия, необходимая для нагрузки, протекает через цепь выпрямитель — инвертор. Выпрямитель-зарядное устройство также подает низкий ток, достаточный для поддержания аккумулятора в заряженном состоянии (плавающем). Случай (2): Отказ сети (аварийный режим)

Когда напряжение в сети пропадает, аккумуляторная батарея немедленно подает питание на нагрузку через инвертор. В этот период напряжение аккумулятора снижается (период разряда).!! Кафедра электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ó

Случай (3): Возврат электросети

Когда напряжение в сети восстанавливается, выпрямитель-зарядное устройство снова питает инвертор (и нагрузку) и заряжает аккумуляторную батарею.

Колебания напряжения батареи

!! Департамент электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ô

Параллельные системы Система ИБП может включать до шести аналогичных параллельных цепей. Все цепи подключены к нагрузке и распределяют ее поровну.В случае отказа какой-либо одной цепи, ее нагрузка немедленно передается на остальные цепи, и она отключается от шины нагрузки.

Схема расположения трех параллелей

!! Департамент электротехники и электроники Eng. — Д-р Хусейн Аль-Машат

Õ

КОНТРОЛЬ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ

Введение Потребление активной мощности (кВт) всегда сопровождается потреблением определенного количества реактивной мощности (кВАр) из-за наличия устройств с индукционной цепью, таких как асинхронные двигатели, трансформаторы, индукционные печи, газоразрядные лампы и все другие подобные устройства, использующие эффекты магнитного поля.Увеличение потребления реактивной мощности приводит к явно меньшим значениям коэффициента мощности, что, в свою очередь, увеличивает потери активной мощности, падение напряжения и снижает полезную мощность энергоблоков и других компонентов системы. По этим причинам поставщики электроэнергии устанавливают нижний предел cos, ниже которого потребитель должен оплачивать свое избыточное потребление реактивной мощности в виде трусов. Например, коэффициент мощности нагрузки 0,8 в Испании и 0,7 в Бельгии увеличит счет за электроэнергию на 10%.Улучшение коэффициента мощности в определенной установке достигается за счет компенсации некоторой (или всей) реактивной мощности, потребляемой ею. Это реализуется путем подачи определенного количества реактивной мощности на клеммы этой установки. Обычно большая часть необходимой реактивной мощности подается как можно ближе к нагрузке, которая в ней нуждается; таким образом снижаются потери мощности и падение напряжения, вызванные потоком реактивной мощности в линиях и кабелях. Поэтому шунтирующие конденсаторы применялись инженерами-проектировщиками в распределительных фидерах на средних уровнях напряжения (11-33) кВ, а также на низком.Понятно, что по мере увеличения количества вводимой реактивной мощности, Департамент электротехники и электроники — доктор Хуссейн Аль-Машат

Î

, технические достоинства конденсаторных установок становятся более выраженными, но стоимость конденсаторов также увеличивается. . Следовательно, размеры конденсаторов должны обеспечивать наилучший компромисс между техническими и экономическими требованиями. Также тип конденсатора (фиксированный, переключаемый или автоматически управляемый), а также точки ввода в фидеры

сильно влияют на технические и

экономические характеристики распределительной системы.P = S cos  S2 = P2 + Q2

Рис.1

Q = S sin

tanQ / P

Как видно из Рис.1  При том же значении полная мощность (S), активная мощность (P) увеличивается, когда значение Cos приближается к единице. По этой причине Cos называется «коэффициентом мощности», который учитывает доступную мощность.  Общая мощность, которая должна подаваться, увеличивается (для данного значения активной мощности P) по мере уменьшения значения Cos.

Индивидуальная компенсация: этот метод обычно используется для одной нагрузки, группы нагрузок в одном месте, изолированного трансформатора и промышленных предприятий с относительно низкими значениями коэффициента мощности.В этом методе начальное значение коэффициента мощности (cos 1) обычно известно и может быть улучшено до любого нового требуемого значения (cos 2). Величина закачки в кВАр (Qc) определяется как: Qc = Q1 — Q2 = P * tan1 — P * tan 2

1

2

Q2 S2

Qc = P (tan 1 — tan2) Qc = P * K

P

Рис. 2

S1

Департамент электротехники и электроники — доктор Хуссейн Аль-Машат

Q1 Qc

Ï

Результаты Применение приведенных выше уравнений представлено в диаграммах и таблицах и может быть использовано для определения количества кВАр, которое должно быть установлено для повышения коэффициента мощности до требуемого значения.Таблица для определения коэффициента мощности K = (tan1 — tan2)

Исходный коэффициент мощности%

Требуемый коэффициент мощности% 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

80

85

90

91

92

93

94

95

0,584 0,549 0,515 0,483 0,450 0,419 0,388 0,358 0,329 0,213 0,270 0,270 0,270 0,270 0,186 0,159 0,132 0,105 0,079 0,053 0,026 ———————————-

0.714 0,679 0,645 0,613 0,580 0,549 0,518 0,488 0,459 0,429 0,400 0,372 0,343 0,316 0,289 0,262 0,235 0,209 0,183 0,156 0,130 0,104 0,078 0,052 0,026 ——————-

0,849 0,815 0,781 0,749 0,716 0,685 0,654 0,624 0,595 0,565 0,536 0,508 0,479 0,452 0,425 0,398 0,371 0,345 0,319 0,392 0,266 0,240 0,214 0,188 0,162 0,136 0,109 0,083 0,054 0,028 —-

0,878 0,843 0,809 0,777 0,744 0,713 0,682 0,652 0,623 0,593 0,564 0,536 0,507 0,480 0,453 0,426 0,347 0,320 0.294 0,268 0,242 0,216 0,190 0,164 0,140 0,114 0,085 0,059 0,031

0,905 0,870 0,836 0,804 0,771 0,740 0,709 0,679 0,650 0,620 0,591 0,563 0,534 0,507 0,480 0,453 0,426 0,400 0,374 0,347 0,321 0,295 0,269 0,243 0,217 0,191 0,167 0,141 0,112 0,086 0,08 9000 0,9000 0,805 0,774 0,743 0,713 0,684 0,654 0,625 0,597 0,568 0,541 0,514 0,487 0,460 0,434 0,408 0,381 0,355 0,329 0,303 0,277 0,251 0,225 0,198 0,172 0,143 0,117 0,089

0,971 0,936 0,902 0,870 0.837 0,806 0,775 0,745 0,716 0,686 0,657 0,629 0,600 0,573 0,546 0,519 0,492 0,466 0,440 0,413 0,387 0,361 0,335 0,309 0,283 0,257 0,230 0,204 0,175 0,149 0,121

1,005 0,970 0,936 0,904 0,871 0,840 0,809 0,779 0,750 0,720 0,691 0,663 0,634 0,840 0,809 0,779 0,750 0,720 0,691 0,663 0,634 0,607 0,580 0,5 0,395 0,369 0,343 0,317 0,291 0,264 0,238 0,209 0,183 0,155

Департамент электротехники и электроники — д-р Хуссейн Аль-Машат

Хотя использование этого метода улучшает производительность системы распределения, он не обеспечивает оптимального решения, поскольку он рассматривает каждую группу нагрузок независимо от всех других нагрузок, подключенных к тому же распределительному фидеру.

Преимущества компенсации реактивной мощности: Применение шунтирующих конденсаторов в распределительной цепи дает много преимуществ, некоторые из этих преимуществ: 1. Снижение падения напряжения Инъекция определенного количества реактивной мощности в фидер уменьшит протекание реактивного тока в нем до точки инжекции, что уменьшит падение напряжения до этой точки и, следовательно, улучшит профиль напряжения фидера. . PR  QX Падение напряжения до компенсации V PR  (Q  Q c) X Падение напряжения после компенсации ΔV 2  V Повышение напряжения ΔV  ΔV1  ΔV 2 ΔV1 

ΔV 

Q cX V

2.Увеличение полной мощности При увеличении коэффициента мощности полная мощность (S) при той же активной мощности уменьшается. Восстановленная полная мощность в процентах от потребляемой активной мощности или начальная потребляемая мощность в кВА может быть найдена как: Зарегистрированная кВА  S1  S 2  Восстановленная кВА%  P (

PP  cos 1 cos  2

1 1) x100 cos 1 cos  2

Получено кВА%  S1 (

1 1) x cos 1 x100 cos 1 cos  2

Департамент электротехники и электроники — Dr.Хуссейн Аль-Машат

Ñ

Результаты применения приведенных выше уравнений для различных значений начальных коэффициентов мощности (cos1) и улучшенных коэффициентов мощности (cos2) также представлены в виде таблиц и графических графиков.

кВА Восстановлено в% от потребности в кВт

Департамент электротехники и электроники — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ò

3. Снижение потерь в линиях и кабелях По мере увеличения коэффициента мощности потери в линиях снижаются ( потому что линейный ток уменьшается).

P = S1 cos1 = S2 cos2 S2 = S1 (cos1 / cos2)

……………… (1)

Начальные 3-фазные потери мощности (P1) составляют: —

S12 P1  2 RV Конечные трехфазные потери мощности (P2) составляют: —

S 22 P2  2 RV Снижение потерь мощности

P = P1 — P2

S12  S 22 xR P  2 V

………. ….. (2)

Подставляя S2 из уравнения (1) в уравнение (2), получаем: —

S12 cos 2 1 P  2 xR (1 ) 2 V cos  2 cos 2 1 P%  P1 (1 ) x100 2 cos  2

………………… (3)

Результаты применения уравнения (3) для различных значений начальных коэффициентов мощности (cos1) и улучшенных коэффициентов мощности (cos 2) также представлены в виде таблиц и графиков.

Департамент электротехники и электроники — д-р Хуссейн Аль-Машат

Ó

Снижение потерь в линиях и кабелях% по отношению к потерям до компенсации

Департамент электротехники и электроники — д-р Хуссейн Аль-Машат

Ô

4.Снижение потерь в трансформаторе Потери в трансформаторе также снижаются при улучшении коэффициента мощности с (cos1) до (cos2):

S12 Начальные потери в трансформаторе = Pi  Pc 2 S rat

S 22 Конечные потери в трансформаторе = Pi  Pc 2 S rat Следовательно, снижение потерь мощности в трансформаторе после компенсации: S12  S 22 Снижение потерь  Pc (2) S rae

Методы управления Количество подключенных конденсаторов должно контролироваться в соответствии с нагрузкой. вариации, позволяющие удерживать коэффициент мощности и напряжение в пределах проектных.Для этого конденсаторные батареи снабжены средствами ручного или автоматического переключения. 

Таймеры Этот метод является самым простым и дешевым, а также лучшим в случаях

, когда можно спрогнозировать цикл нагрузки в кВАр. Устанавливается таймер для переключения конденсаторной батареи в моменты времени, определяемые потребностями в кВАр. Установка устройства для предотвращения включения в выходные и праздничные дни — нормальное явление. Недостатки: 1. Проблемы возникают, если периоды отпусков нерегулярны. 2. Коммутаторы не реагируют на неожиданные изменения нагрузки.

Департамент электротехники и электроники — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Õ

Реле времени с перегрузкой по напряжению Этот метод был разработан для преодоления недостатка

простого реле времени. Реле измерения напряжения (включаемое таймером) используется для переключения банка, только если этого требует состояние напряжения.

Управление с учетом напряжения

В этом методе реле измерения напряжения используется для переключения батареи конденсаторов в ответ на изменения напряжения в системе.Недостатком этого метода является то, что конденсаторная батарея помимо управления напряжением выполняет другие важные функции.

кВАр Чувствительное управление

В этом методе реле реактивной мощности используется для переключения конденсаторов в соответствии с изменениями нагрузки кВАр. Этот метод широко используется, но стоит довольно дорого.

Cos  Чувствительное управление

Этот метод используется в особых случаях, когда четко определенные условия коэффициента мощности возникают регулярно.

Департамент электротехники и электроники — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ö

КОНФИГУРАЦИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ Распределительные сети передают электроэнергию от главной подстанции, расположенной в зонах нагрузки, на вторичные подстанции с более низким уровнем напряжения, а затем к отдельным потребителям. Эти сети могут иметь ограниченное распространение, но характеризуются своей плотностью и сложностью. Эти факторы четко отличают их от h.v. и e.h.v. передачи, которые переносят мощность от центров генерации часто на большие расстояния к зонам нагрузки.В иракской энергосистеме термин «среднее напряжение» включает все напряжения в диапазоне от 33 кВ до уровня низкого напряжения использования. Это означает, что все линии, фидеры и подстанции 33, 11, 6,6 кВ включены в понятие распределения среднего напряжения. При проектировании и разработке распределительной сети конфигурация выбирается и сравнивается с использованием следующих принципов: 

Схема должна быть надежной (неисправность какой-либо части не должна влиять на другие исправные части).

Схема должна быть экономичной.

Он должен быть простым в эксплуатации и обслуживании.

Он должен быть в состоянии обеспечить будущие расширения без больших финансовых затрат.

Должен иметь приемлемый уровень короткого замыкания. Также при выборе конфигурации схемы распределения учитывается тип и важность потребителя

. Для этого потребители делятся на: !! Департамент электротехники и электроники Eng. — Д-р Хусейн Аль-Машат

Î

Потребители первой категории:

Эти потребители должны получать питание как минимум из двух независимых источников, поскольку любое прерывание подачи может привести к человеческим жертвам (операционные в больницах, отделения интенсивной терапии, электротранспорт и др.).

Потребители второй категории: Эти потребители также должны получать питание из двух независимых источников

, потому что перебои в поставке могут привести к очень большим финансовым потерям, например, к крупным промышленным предприятиям.

Потребители третьей категории: Эти потребители допускают кратковременные перебои в подаче электроэнергии

, поскольку они не вызывают повреждений, упомянутых выше. На практике доступно множество конфигураций распределительной системы, некоторые из этих схем:

Радиальная распределительная система: В этой системе отдельные фидеры излучаются от одной подстанции, а преобразования распределения питания — только с одного конца.Это простейшая распределительная схема, удовлетворяющая большинству требований к схемам с наименьшей начальной стоимостью, но она имеет следующие недостатки: 

Схема не очень надежна, поскольку в случае неисправности любой секции фидера

, питание потребителей, которые находятся на стороне повреждения вдали от подстанции. 

Ближайший к подстанции фидер будет сильно загружен. !! Кафедра электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ï

Потребители на дальнем конце фидера будут подвергаться

колебаниям напряжения при изменении нагрузки на фидере.

Кольцевая распределительная система: В этой системе первичные обмотки распределительных трансформаторов образуют петлю. Контурная цепь начинается с шин подстанции, проходит через обслуживаемые зоны и возвращается на подстанцию. Схема обеспечивает быстрое восстановление работы в случае неисправности трансформатора или фидера. Эта схема очень надежна, но имеет относительно большую стоимость. Также каждая сторона кольца не должна быть нагружена более чем на 50% от номинальной, чтобы принять нагрузку другой стороны в случае неисправности.

Распределительная система шипов: В этой системе все вторичные подстанции питаются с помощью радиальных фидеров. Кроме того, на случай аварии предусмотрен отдельный резервный фидер (для подачи питания в случае неисправности любого основного фидера). Каждый питатель в этом случае рассчитан на то, чтобы выдерживать собственную нагрузку без дополнительной емкости. Схема надежна и может быть использована, если позволяет участок.

Распределительная система шпинделя: В этой системе все вторичные подстанции питаются с помощью радиальных питателей.Кроме того, предусмотрена коммутационная станция для подключения питания к фидеру с неисправным участком. Эта схема может быть реализована только в том случае, если позволяет планировка площадки. Это дороже, но надежнее.

!! Кафедра электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ð

Сеть (или сеть) Распределительная система: в этой системе первичные фидеры соединены для формирования сети (или сети). Затем сеть поставляется в двух или трех местах. Сеть должна быть обеспечена секционированием и коммутацией.Система обеспечивает хорошую надежность и гибкость поставок, но требует больших капитальных вложений.

Первичная избирательная распределительная система: в этой системе используются два отдельных фидера, и каждая распределительная подстанция может быть подключена к любому фидеру. В случае неисправности любого фидера, нагрузка может быть передана (вручную или автоматически) на другой фидер. Система очень надежна, но требует больших финансовых затрат.

!! Кафедра электротехники и электроники Eng.- Д-р Хусейн Аль-Машат

Ñ

Входное питание от трансформатора 11 кВ, боковые шины 11 кВ Выкатные выключатели 11 кВ

К другим подстанциям Трансформаторная подстанция 11 / 0,4 кВ

Однолинейная схема радиальной распределительной системы! ! Кафедра электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ò

Входное питание от трансформатора Боковые шины 11 кВ 11 кВ Выкатные выключатели 11 кВ

Трансформаторная подстанция 11 / 0,4 кВ

Однолинейная схема кольцевой распределительной системы

!! Департамент электротехники и электроники Eng.- Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ó

Входное питание от трансформатора Сторона 11 кВ Выкатные выключатели 11 кВ

Шины 11 кВ

Трансформаторная подстанция 11 / 0,4 кВ

Однолинейная схема системы распределения пиковых напряжений

!! Кафедра электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ô

Входное питание от трансформатора 11 кВ Боковые шины 11 кВ

Выкатные выключатели 11 кВ Сборные шины 11 кВ

11/0.Трансформаторная подстанция 4 кВ

Однолинейная схема шпиндельной распределительной системы

!! Департамент электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Õ

1 x

xxxx

2 xxxxx

3 x

xxxx

1 xxxxx

xxx

x

000 9xx2000 x

000 9xx2000 x

xxx 9000 2 xx

xx

xxxxx

Трансформаторная подстанция 11 / 0,4 кВ 1,2,3 — точки питания от основных подстанций 33/11 кВ

Однолинейная схема распределительной сети

!! Электронный англ.- Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ö

Входное питание от трансформатора 11 кВ, боковые шины 11 кВ

Трансформаторная подстанция 11 / 0,4 кВ

Однолинейная схема первичной селективной распределительной системы !! Департамент электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

ÎÍ

Параметры распределительной системы Параметры распределительной системы необходимы и используются в электрическом проекте, расчетах падения напряжения и потерь мощности и т. Д. Активное сопротивление на единицу длины в  / км зависит от размера проводника. и материал, и их можно найти в соответствующих таблицах.(см. таблицы для Al, Cu и ACSR) Индуктивное реактивное сопротивление на единицу длины XL для воздушных линий и кабелей зависит в основном от их геометрии и может быть найдено из следующего уравнения:

XL  0,144 log (

Davg r

)  0,0157

 / км

r — Радиус проводника Davg — Среднее расстояние между проводниками В случае треугольного расположения фаз: D12

D23

Davg  3 D12 * D23 * D31 D31

В случае горизонтального расположение фаз:

Davg  D * D * 2 D  1.26 D 3

D

D 2D

Для большинства практических случаев: XL = (от 0,3 до 0,4) / км для воздушных линий XL = (0,34 до 0,36) / км для воздушных линий в распределительных сетях XL = (0,08 до 0,1) / км для кабелей XL также можно найти в соответствующих таблицах или диаграммах. !! Кафедра электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

ÎÎ

Параметры распределительной системы Параметры распределительной системы требуются и используются в электрическом проектировании, расчетах падения напряжения и потерь мощности и т. Д.Активное сопротивление на единицу длины в / км зависит от размера и материала проводника.

Материалы проводов Материал проводов, используемых в воздушной линии, должен иметь: 1. Высокая электрическая проводимость (низкое сопротивление) 2. Высокая прочность на растяжение (механическая прочность) 3. Низкая стоимость. Два наиболее распространенных материала, используемых для строительства воздушных линий:

1. Медь (Cu) Проводимость и предел прочности Cu на растяжение высоки, но стоимость материала также высока. 2. Алюминий (Al) a) Электропроводность Al составляет около 60% от проводимости Cu.б) Низкий предел прочности на разрыв (механически слабый) в) Более низкая стоимость и меньший вес по сравнению с медным проводником того же сопротивления. Для того же сопротивления Al имеет больший диаметр, чем Cu (уменьшенный эффект коронного разряда). В основном из-за своей более низкой стоимости и меньшего веса Al (в различных формах и усовершенствованиях) использовался почти исключительно в строительстве воздушных линий. !! Кафедра электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Î

Также проводники используются в T.L.всегда скручены для облегчения обращения, транспортировки (на барабанах) и для предотвращения механической вибрации, которая может привести к разрыву проводника. На международном рынке доступны несколько типов проводников с использованием алюминия, это: AL или AAC — алюминиевые или все алюминиевые проводники (которые обычно используются для более коротких пролетов из-за низкой прочности на разрыв). AAAC — проводники из алюминиевого сплава (этот тип может использоваться для более длинных пролетов из-за механических улучшений). ACSR — Алюминиевые проводники, армированные сталью (этот тип почти исключительно используется для строительства большинства T.Л. в последние годы из-за хороших механических свойств и относительно невысокой стоимости).

Сопротивление проводника Активное сопротивление (R) однородного проводника длиной l и поперечным сечением A можно найти из следующего уравнения:

R

l A

В приведенном выше уравнении:

 — Удельное сопротивление материала (-м) l — Длина проводника (м) A — Площадь поперечного сечения проводника (м2) Однако на практике активное сопротивление для различных материалов, используемых в T.L. конструкции в дополнение к ряду других важных данных приведены в соответствующих таблицах. (См. Таблицы для проводников из алюминия, меди и ACSR)

!! Департамент электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ï

Индуктивное реактивное сопротивление Индуктивное реактивное сопротивление на единицу длины XL для воздушных линий и кабелей зависит в основном от их геометрии и может быть определено из следующего уравнения: XL  0,144 log (

Дм)  0,0157 r

 / км

r — Радиус проводника Dm — Среднее геометрическое расстояние между проводниками В случае треугольного расположения фаз: D12

D23

Dm  3 D12 * D23 * D31 D31

В случае горизонтального расположение фаз:

Dm 3 D * D * 2 D 1.26 D

D

D 2D

Напряжение сети (кВ) Dm

(м)

0,5

10

15

20

30

от 4 до 0,6

0,8 до 1,0

от 1,2 до 1,4

от 1,4 до 1,6

от 1,6 до 2,0

Для большинства практических случаев: XL = (0,3 до 0,4) / км для воздушных линий XL = (0,34 до 0,36) / км для воздушных линий в распределительных сетях

XL = (0,08–0,1)  / км для кабелей XL также можно найти из соответствующих таблиц или диаграмм.

!! Кафедра электротехники и электроники Eng. — Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ð

Потери в трансформаторе Потери в трансформаторе могут быть найдены из следующего уравнения: S 2 P  Pi  Pc () (кВт) S rat В приведенном выше уравнении:

P — Суммарные потери в трансформаторе iPi — Потери в сердечнике трансформатора (независимо от нагрузки) cPc — Потери в меди трансформатора (потери нагрузки) Srat — Номинальная мощность трансформатора

кВА

S — Фактическая мощность трансформатора

кВА

Для ( n) параллельно работающие трансформаторы:

S 2 1 P  n * Pi  * Pc () n S rat

(кВт)

S — Общая нагрузка ВСЕХ трансформаторов

кВА

Srat — номинальная мощность ОДНОГО трансформатора

кВА

Суточные и годовые потери энергии можно найти как:

E =  P * t

(кВтч) Потери в линии и кабеле

P = 3 IR 2

; но

I

S 3V

S2 P2  Q2 P  2 R  R 2 VV

Также дневные и годовые потери энергии можно найти как:

E =  P * t

(кВтч)

!! Департамент электротехники и электроники Eng.- Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ñ

Экономичное количество трансформаторов В случае суточных и годовых колебаний нагрузки и когда несколько трансформаторов работают параллельно, более экономично включать и выключать трансформаторы в соответствии с требованиями нагрузки . Для (n) трансформаторов параллельной работы имеем: 1 S 2 Pn  n * Pi  * Pc () S rat n Для (n + 1) трансформаторов параллельной работы имеем:

P (n 1)  (n  1) Pi 

S 2 1 Pc () n 1 S rat

Pn = P (n + 1)

S S rat

Pi * n (n  1) Pc

Total Transformer kVA !! Департамент электротехники и электроники Eng.- Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ò

Расчеты радиальной распределительной системы S 1

Rs1; Xs1 Ps1; Qs1

2

R12; X12 P12; Q12

P23; Q23

P2; 2 квартал

П1; 1 квартал

3

R23; X23

P3; Q3

Приблизительное падение напряжения для каждой секции можно найти как: —

V 

PR  QX Vrat

V12 

P12 R12  Q12 X 12 Vrat

VS1 

PSS1

QS1 X S1 Vrat

V23 

P23 R23  Q23 X 23 Vrat

Общее падение напряжения определяется как:

VT = VS1 + V12 + V23 В приведенных выше уравнениях: P23 = P3

;

P12 = P2 + P3

Q23 = Q3;

PS1 = P1 + P2 + P3

Q12 = Q2 + Q3;

QS1 = Q1 + Q2 + Q3

!! Департамент электротехники и электроники Eng.- Д-р Хуссейн Аль-Машат

Ó

Основы блока автоматических выключателей для каждого домовладельца

Каждый домовладелец должен быть знаком с работой и особенностями панели автоматического выключателя / коробки электрического выключателя, которая находится в подсобном помещении и обеспечивает питание дома. Знание того, что это такое, почему это важно и как работает, может помочь вам в устранении неисправностей домашней электросети и избежать опасных ситуаций.

И, к счастью, это не сложно!

Вот все, что домовладельцу нужно знать о панели автоматического выключателя / распределительной коробке :

Как работает блок автоматического выключателя?

Панель главного выключателя — это, по сути, большой выключатель, который безопасно распределяет подачу электроэнергии в ваш дом.В коробке автоматического выключателя также находятся другие более мелкие вспомогательные переключатели, которые подключаются к определенным областям вашего дома. Эти маленькие переключатели называются выключателями, и их функция заключается в обеспечении электрической безопасности.

Таким образом, как домовладельцу, вам нужно будет получить доступ к главной панели автоматического выключателя только при отключении питания или при выполнении ремонта или замены.

Почему коробка автоматического выключателя важна для домашней безопасности?

Электроэнергия, которая течет из линии вашей энергокомпании, проходит через счетчик в главную панель автоматического выключателя .Это делает вас и вашу семью уязвимыми к поражению электрическим током от вашей бытовой техники, системы HVAC и электронного оборудования, а поражение электрическим током, ожоги и пожары могут нанести серьезный ущерб жизни и имуществу.

Панель автоматического выключателя обеспечивает питание, но также имеет функции безопасности, которые защищают проводку и предотвращают поражение электрическим током и возгорание из-за перегрузки или нагрева. Механизм безопасности панели автоматического выключателя защищает ваш дом и его жителей от всех опасностей, связанных с неправильным заземлением, короткими замыканиями, колебаниями напряжения, неисправной проводкой и поврежденной изоляцией.

Основные функции безопасности панели автоматического выключателя

Основные источники электропитания и материалы панели автоматического выключателя:

  • Главный автоматический выключатель — это выключатель, который включается и выключается для управления протеканием тока. Таким образом, если возникает перегрузка из-за короткого замыкания или из-за того, что слишком много приборов работают одновременно, соответствующий автоматический выключатель автоматически отключается, чтобы перекрыть прохождение тока.Стандартные выключатели можно подразделить на следующие две категории:
  • Однополюсный выключатель — Эти однополюсные выключатели обычно рассчитаны на ток от 15 до 20 А, обычно используются в большинстве автоматических выключателей и могут выдерживать напряжение до 120 В.
  • Двухполюсный выключатель — Эти полюсные выключатели доступны с разной силой тока и могут выдерживать напряжение 240 В. Двухполюсные выключатели предназначены для крупной бытовой техники, такой как кондиционеры, водонагреватели, стиральные машины и плиты.
  • Прерыватели цепи от дугового замыкания — Это прерыватели цепи специального назначения, разработанные для дополнительной защиты от электрического пожара и поражения электрическим током.
  • Субпанели — субпанели представляют собой небольшие блоки выключателей , предназначенные для обработки большего количества цепей, когда у вас нет места для размещения новых цепей.
  • Шины — Два ряда на главной панели автоматического выключателя подключаются к шинам под напряжением. Здесь ток течет от главного выключателя к разветвительным цепям и достигает розетки.

Различия между размерами коробки выключателя

В идеале в большинстве домов есть автоматические выключатели на 100 или 200 ампер, в зависимости от количества электроэнергии, которое требуется панели, и количества цепей, добавленных к главной панели автоматического выключателя.

Итак, когда кому-то нужен автоматический выключатель большего размера, они могут иметь в виду усилители или количество цепей.

Предупреждающие знаки для замены блока автоматического выключателя

В идеале, долговечности и надежности коробки выключателя должно хватить на 25-30 лет, но вам может потребоваться заменить ее раньше, если вы заметите любой из следующих признаков:

  • Автоматический выключатель постоянно срабатывает
  • Автоматический выключатель не сбрасывается
  • Перегрев источников электропитания и материалов
  • Запах гари в щите выключателя
  • Физическое повреждение электроснабжения и материалов

Напоминания о безопасности для домовладельцев

Если вы проверяете панель автоматического выключателя в какой-либо момент, это, вероятно, связано с проблемами с электричеством или отключением питания.Но прежде чем приступить к выполнению проекта своими руками, имейте в виду следующие моменты:

  • Включите и выключите переключатель и проверьте различные области вашего дома, контролируемые главным выключателем
  • Всегда работайте сухими руками и на сухой поверхности
  • Избегайте повторного сброса отключения питания, если автоматический выключатель не сбрасывает
  • Не прикасайтесь к поврежденной и оголенной проводке и не пытайтесь устранить ее, всегда вызывайте лицензированного и сертифицированного электрика!

Если вы часто сталкиваетесь с проблемами, связанными с панелью автоматического выключателя, переключитесь на наши высококачественные, надежные и долговечные автоматические выключатели, чтобы вы всегда были спокойны.Позвоните нам по телефону 1.800.458.9600.

D&F Liquidators обслуживает потребности в строительных материалах для электротехники более 30 лет. Это международная информационная служба площадью 180 000 квадратных метров, расположенная в Хейворде, Калифорния. Он хранит обширный инвентарь электрических соединителей, фитингов, автоматических выключателей, распределительных коробок, проводов, предохранительных выключателей и т. Д. Он закупает свои электрические материалы у ведущих компаний по всему миру. Компания также ведет обширный инвентарь взрывозащищенной продукции и современных решений в области электрического освещения.Поскольку компания D&F закупает материалы оптом, она имеет уникальную возможность предложить конкурентоспособную структуру ценообразования. Кроме того, он может удовлетворить самые взыскательные запросы и отгрузить материал в тот же день.

Трехфазная электрическая мощность | Передача электроэнергии

Трехфазная электроэнергия — распространенный метод передачи электроэнергии. Это тип многофазной системы, которая в основном используется для питания двигателей и многих других устройств. Трехфазная система использует меньше проводящего материала для передачи электроэнергии, чем эквивалентные однофазные, двухфазные системы или системы постоянного тока при том же напряжении.

В трехфазной системе три проводника цепи несут три переменных тока (одинаковой частоты), которые достигают своих мгновенных пиковых значений в разное время. Если взять за основу один проводник, то два других тока задерживаются во времени на одну треть и две трети одного цикла электрического тока. Эта задержка между «фазами» обеспечивает постоянную передачу мощности в течение каждого цикла тока, а также позволяет создавать вращающееся магнитное поле в электродвигателе.

Трехфазные системы могут иметь или не иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение, поддерживая при этом однофазные приборы с более низким напряжением. В ситуациях распределения высокого напряжения обычно не бывает нейтрального провода, поскольку нагрузки можно просто подключить между фазами (соединение фаза-фаза).

Трехфазный имеет свойства, которые делают его очень востребованным в электроэнергетических системах. Во-первых, фазные токи имеют тенденцию уравновешивать друг друга, суммируясь до нуля в случае линейной сбалансированной нагрузки.Это позволяет исключить нейтральный провод на некоторых линиях; все фазные проводники проходят одинаковый ток и, следовательно, могут иметь одинаковый размер для сбалансированной нагрузки. Во-вторых, передача мощности в линейную сбалансированную нагрузку является постоянной, что помогает снизить вибрации генератора и двигателя. Наконец, трехфазные системы могут создавать магнитное поле, которое вращается в заданном направлении, что упрощает конструкцию электродвигателей. Три — это самый низкий фазовый порядок, демонстрирующий все эти свойства.

Большинство бытовых нагрузок однофазные. Обычно трехфазное питание либо вообще не поступает в жилые дома, либо там, где оно поступает, оно распределяется на главном распределительном щите.

На электростанции электрический генератор преобразует механическую энергию в набор переменных электрических токов, по одному от каждой электромагнитной катушки или обмотки генератора. Токи являются синусоидальными функциями времени, все с одной и той же частотой, но смещены во времени, чтобы получить разные фазы.В трехфазной системе фазы распределены равномерно, что дает разделение фаз на одну треть цикла. Частота сети обычно составляет 50 Гц в Азии, Европе, Южной Америке и Австралии и 60 Гц в США и Канаде (но для получения более подробной информации см. «Системы электроснабжения»).

Генераторы выдают напряжение в диапазоне от сотен вольт до 30 000 вольт. На электростанции трансформаторы «повышают» это напряжение до более подходящего для передачи.

После многочисленных дополнительных преобразований в передающей и распределительной сети мощность наконец переводится на стандартное сетевое напряжение ( i.е. «бытовое» напряжение). На этом этапе питание может быть уже разделено на однофазное или все еще может быть трехфазным. Если понижение является трехфазным, выход этого трансформатора обычно соединяется звездой со стандартным напряжением сети (120 В в Северной Америке и 230 В в Европе и Австралии), являющимся напряжением фаза-нейтраль. Другая система, обычно встречающаяся в Северной Америке, — это соединение вторичной обмотки треугольником с центральным ответвлением на одной из обмоток, питающих землю и нейтраль.Это позволяет использовать трехфазное напряжение 240 В, а также три различных однофазных напряжения (120 В между двумя фазами и нейтралью, 208 В между третьей фазой (известной как верхняя ветвь) и нейтралью и 240 В между любыми двумя фазами) должны быть доступны из того же источника.

В большом оборудовании для кондиционирования воздуха и т. Д. Используются трехфазные двигатели из соображений эффективности, экономии и долговечности.

Нагреватели резистивного нагрева, такие как электрические бойлеры или отопление помещений, могут быть подключены к трехфазным системам.Аналогичным образом может быть подключено электрическое освещение. Эти типы нагрузок не требуют наличия вращающегося магнитного поля, характерного для трехфазных двигателей, но используют более высокий уровень напряжения и мощности, обычно связанный с трехфазным распределением. Системы люминесцентного освещения также выигрывают от уменьшения мерцания, если соседние светильники получают питание от разных фаз.

Большие выпрямительные системы могут иметь трехфазные входы; Результирующий постоянный ток легче отфильтровать (сгладить), чем выходной сигнал однофазного выпрямителя.Такие выпрямители можно использовать для зарядки аккумуляторов, процессов электролиза, таких как производство алюминия, или для работы двигателей постоянного тока.

Интересным примером трехфазной нагрузки является электродуговая печь, используемая в сталеплавильном производстве и при переработке руд.

В большинстве стран Европы печи рассчитаны на трехфазное питание. Обычно отдельные нагревательные элементы подключаются между фазой и нейтралью, чтобы обеспечить возможность подключения к однофазной сети. Во многих регионах Европы единственным доступным источником является однофазное питание.

Иногда преимущества трехфазных двигателей делают целесообразным преобразование однофазной мощности в трехфазную. Мелкие клиенты, например, жилые или фермерские хозяйства, могут не иметь доступа к трехфазному электроснабжению или могут не захотеть оплачивать дополнительную стоимость трехфазного обслуживания, но все же могут пожелать использовать трехфазное оборудование. Такие преобразователи также могут позволять изменять частоту, позволяя регулировать скорость. Некоторые локомотивы переходят на многофазные двигатели, приводимые в действие такими системами, даже несмотря на то, что поступающее питание на локомотив почти всегда либо постоянное, либо однофазное переменное.

Поскольку однофазная мощность стремится к нулю в каждый момент, когда напряжение пересекает ноль, но трехфазная подает мощность непрерывно, любой такой преобразователь должен иметь способ накапливать энергию в течение необходимой доли секунды.

Один из методов использования трехфазного оборудования в однофазной сети — это вращающийся фазовый преобразователь, по сути, трехфазный двигатель со специальными пусковыми устройствами и коррекцией коэффициента мощности, которые создают сбалансированные трехфазные напряжения. При правильной конструкции эти роторные преобразователи могут обеспечить удовлетворительную работу трехфазного оборудования, такого как станки, от однофазного источника питания.В таком устройстве накопление энергии осуществляется за счет механической инерции (эффект маховика) вращающихся компонентов. Внешний маховик иногда находится на одном или обоих концах вала.

Второй метод, который был популярен в 1940-х и 50-х годах, был методом, который назывался «методом трансформатора». В то время конденсаторы были дороже трансформаторов. Таким образом, автотрансформатор использовался для подачи большей мощности через меньшее количество конденсаторов. Этот метод хорошо работает и имеет сторонников даже сегодня.Использование метода преобразования имени отделяет его от другого распространенного метода, статического преобразователя, поскольку оба метода не имеют движущихся частей, что отделяет их от вращающихся преобразователей.

Другой часто применяемый метод — использование устройства, называемого статическим преобразователем фазы. Этот метод работы трехфазного оборудования обычно используется с нагрузкой двигателя, хотя он обеспечивает только 2/3 мощности и может вызвать перегрев нагрузок двигателя, а в некоторых случаях и перегрев. Этот метод не будет работать, когда задействованы чувствительные схемы, такие как устройства ЧПУ, или нагрузки индукционного или выпрямительного типа.

Производятся некоторые устройства, имитирующие трехфазное питание от однофазного трехпроводного источника питания. Это достигается созданием третьей «субфазы» между двумя токоведущими проводниками, в результате чего разделение фаз составляет 180 ° — 90 ° = 90 °. Многие трехфазные устройства будут работать в этой конфигурации, но с меньшей эффективностью.

Преобразователи частоты (также известные как твердотельные инверторы) используются для точного управления скоростью и крутящим моментом трехфазных двигателей. Некоторые модели могут питаться от однофазной сети.VFD работают путем преобразования напряжения питания в постоянный ток, а затем преобразования постоянного тока в подходящий трехфазный источник для двигателя.

Цифровые фазовые преобразователи — это новейшая разработка в технологии фазовых преобразователей, которая использует программное обеспечение в мощном микропроцессоре для управления твердотельными компонентами переключения питания. Этот микропроцессор, называемый процессором цифровых сигналов (DSP), контролирует процесс преобразования фазы, непрерывно регулируя модули ввода и вывода преобразователя, чтобы поддерживать сбалансированное трехфазное питание при любых условиях нагрузки.

  • Трехпроводное однофазное распределение полезно, когда трехфазное питание недоступно, и позволяет вдвое превышать нормальное рабочее напряжение для мощных нагрузок.
  • Двухфазное питание, как и трехфазное, обеспечивает постоянную передачу мощности линейной нагрузке. Для нагрузок, которые соединяют каждую фазу с нейтралью, при условии, что нагрузка имеет одинаковую потребляемую мощность, двухпроводная система имеет ток нейтрали, который превышает ток нейтрали в трехфазной системе.Кроме того, двигатели не являются полностью линейными, что означает, что вопреки теории двигатели, работающие на трех фазах, имеют тенденцию работать более плавно, чем на двухфазных. Установленные в 1895 году на Ниагарском водопаде генераторы были крупнейшими генераторами в мире в то время и были двухфазными машинами. Истинное двухфазное распределение энергии по существу устарело. В системах специального назначения для управления может использоваться двухфазная система. Двухфазное питание может быть получено от трехфазной системы с использованием трансформаторов, называемых трансформатором Скотта-Т.
  • Моноциклический источник питания — это название асимметричной модифицированной двухфазной системы питания, используемой General Electric около 1897 года (отстаивали Чарльз Протеус Стейнмец и Элиху Томсон; это использование, как сообщается, было предпринято, чтобы избежать нарушения патентных прав). В этой системе генератор был намотан с однофазной обмоткой полного напряжения, предназначенной для освещения нагрузок, и с небольшой (обычно линейного напряжения) обмоткой, которая вырабатывала напряжение в квадратуре с основными обмотками. Намерение состояло в том, чтобы использовать эту дополнительную обмотку «силового провода» для обеспечения пускового момента для асинхронных двигателей, при этом основная обмотка обеспечивает питание осветительных нагрузок.После истечения срока действия патентов Westinghouse на симметричные двухфазные и трехфазные системы распределения электроэнергии моноциклическая система вышла из употребления; его было трудно анализировать, и его хватило не на то, чтобы разработать удовлетворительный учет энергии.
  • Созданы и испытаны системы высокого порядка фаз для передачи энергии. Такие линии электропередачи используют 6 или 12 фаз и конструктивные решения, характерные для линий электропередачи сверхвысокого напряжения. Линии передачи высокого порядка могут позволить передачу большей мощности через данную линию передачи на полосе отчуждения без затрат на преобразователь HVDC на каждом конце линии.

Многофазная система — это средство распределения электроэнергии переменного тока. Многофазные системы имеют три или более электрических проводника, находящихся под напряжением, по которым проходят переменные токи с определенным временным сдвигом между волнами напряжения в каждом проводнике. Полифазные системы особенно полезны для передачи энергии электродвигателям. Самый распространенный пример — трехфазная система питания, используемая в большинстве промышленных приложений.

Один цикл напряжения трехфазной системы

На заре коммерческой электроэнергетики на некоторых установках использовались двухфазные четырехпроводные системы для двигателей.Основным преимуществом этого было то, что конфигурация обмотки была такой же, как у однофазного двигателя с конденсаторным пуском, и, используя четырехпроводную систему, концептуально фазы были независимыми и легко анализировались с помощью математических инструментов, доступных в то время. . Двухфазные системы были заменены трехфазными. Двухфазное питание с углом между фазами 90 градусов может быть получено от трехфазной системы с использованием трансформатора, подключенного по Скотту.

Многофазная система должна обеспечивать определенное направление вращения фаз, поэтому напряжения зеркального отображения не учитываются при определении порядка фаз.Трехпроводная система с двумя фазными проводниками, разнесенными на 180 градусов, по-прежнему остается только однофазной. Такие системы иногда называют разделенной фазой.

Полифазное питание особенно полезно в двигателях переменного тока, таких как асинхронный двигатель, где оно генерирует вращающееся магнитное поле. Когда трехфазный источник питания завершает один полный цикл, магнитное поле двухполюсного двигателя вращается на 360 ° в физическом пространстве; Двигатели с большим количеством пар полюсов требуют большего количества циклов питания, чтобы совершить один физический оборот магнитного поля, поэтому эти двигатели работают медленнее.Никола Тесла и Михаил Доливо-Добровольский изобрели первые практические асинхронные двигатели, использующие вращающееся магнитное поле — раньше все коммерческие двигатели были постоянного тока, с дорогими коммутаторами, щетками, требующими большого технического обслуживания, и характеристиками, непригодными для работы в сети переменного тока. Многофазные двигатели просты в сборке, они самозапускаются и мало вибрируют.

Были использованы более высокие номера фаз, чем три. Обычной практикой для выпрямительных установок и преобразователей HVDC является обеспечение шести фаз с шагом между фазами 60 градусов, чтобы уменьшить генерацию гармоник в системе питания переменного тока и обеспечить более плавный постоянный ток.Построены экспериментальные линии передачи высокого фазового порядка, содержащие до 12 фаз. Они позволяют применять правила проектирования сверхвысокого напряжения (СВН) при более низких напряжениях и позволяют увеличить передачу энергии в коридоре той же ширины линии электропередачи.

Жилые дома и малые предприятия обычно снабжаются одной фазой, взятой из одной из трех фаз коммунального обслуживания. Индивидуальные клиенты распределяются по трем фазам, чтобы сбалансировать нагрузки. Однофазные нагрузки, такие как освещение, могут быть подключены от фазы под напряжением к нейтрали цепи, что позволяет сбалансировать нагрузку в большом здании по трем фазам питания.Сдвиг фаз линейных напряжений составляет 120 градусов; Напряжение между любыми двумя живыми проводами всегда в 3 раза больше между живым и нулевым проводом. См. Статью «Системы электроснабжения» для получения списка однофазных распределительных напряжений по всему миру; трехфазное линейное напряжение будет в 3 раза больше этих значений.

В Северной Америке в жилых многоквартирных домах может быть распределено напряжение 120 В (линия на нейтраль) и 208 В (линия на линию). Основные однофазные приборы, такие как духовки или плиты, предназначенные для системы с разделением фаз на 240 В, обычно используемой в односемейных домах, могут работать некорректно при подключении к 208 В; нагревательные приборы будут развивать только 3/4 своей номинальной мощности, а электродвигатели не будут работать правильно при подаче напряжения на 13% ниже.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *