Электроизмерительные приборы

Электроизмерительные приборы



Классы точности электроизмерительных приборов: 0,054 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4.
Исполнение в зависимости от условий эксплуатации:
— группа А – приборы, предназначенные для работы в закрытых сухих отапливаемых помещениях при t от +10 до +35 °С и относительной влажности до 80 % (при +30°С);
— группа Б – то же для работы в закрытых неотапливаемых помещениях при t от -30 до +40 °С и относительной влажности до 95 % (при +35°С);
— группа В (В1, В2, В3) – то же для работы в полевых или морских, а также передвижных установках при t (для В2) от -50 до +60 °С и относительной влажности до 95 % (при +35°С).
По условиям механических воздействий при эксплуатации приборы разделяют на:
О – обыкновенные;
ОП – обыкновенные с повышенной прочностью;
ТП – устойчивые к механическим воздействиям – тряскопрочные;
ВП – вибропрочные;
ТН – нечувствительные к тряске (тряскоустойчивые);
ВН – нечувствительные к вибрации (вибрационно-устойчивые);
УП – ударопрочные.


Защита кабелей от коррозии

Защита кабелей от коррозии

Основными типами кабельных конструкций являются стойки (профили); кабельные полки с основаниями для монтажа горизонтальных рядов кабелей; подкосы; скобы; лотки для соединительных муфт; лотки сварные, а также перфорированные для прокладки кабелей, устанавливаемые на сборных кабельных, строительных и технологических установках уголки разделительные; подвески для укладки кабелей на лотках; прижимы для крепления лотков к кабельным полкам и т.п.

 



 

Наряду с прокладками кабелей на конструкциях в практике электромонтажных работ также применяются открытые прокладки кабелей и прокладка кабелей в трубах.

 

Отечественной промышленностью в широком ассортименте выпускаются изделия для крепления кабелей и труб. В эту группу изделий входят различные скобы, хомутики, накладки, полоски, ленты и тому подобные детали, предназначаемые для непосредственного крепления кабелей и различных труб (стальных, винипластовых, полиэтиленовых, полипропиленовых, резиновых) к строительным элементам зданий, корпусам электроустановок, технологическому оборудованию, перфорированным профилям и полосам.

 

В целях увеличения срока службы кабельных конструкций, а также изделий для крепления кабелей и труб в проектах кабельных линий должны предусматриваться меры по их защите от коррозии.

 

Наиболее эффективным способом защиты от коррозии конструкций и изделий для кабельных линий является их оцинкование.

 

В нашей стране в настоящее время заводы переходят к выпуску в оцинкованном исполнении следующих изделий для прокладки кабелей в зависимости от области их применения, окружающей среды и других факторов: лотков перфорированных в открытых (наружных) электроустановках; лотков сварных — в закрытых (внутренних) электроустановках ) сырых, особо сырых, жарких помещениях и помещениях с химически активной средой); коробов всех типов (во взрывоопасных помещениях и установках всех классов); полок кабельных (в кабельных этажах, подвалах и туннелях независимо от среды).

 

Кабельные конструкции и изделия для крепления кабелей и труб применяются, как правило, при прокладках кабельных линий в кабельных сооружениях, а также в производственных помещениях.

 

Следует учитывать, что в настоящее время основным способом защиты от коррозии кабельных конструкций и изделий для крепления кабелей и труб все еще является лакокрасочное антикоррозийное покрытие. При антикоррозийной защите конструкций и изделий рекомендуется уделять внимание оформлению их внешнего эстетического вида.

 

Кабельные конструкции и изделия, предназначенные для крепления кабелей и труб, окрашивают в светло-серый и черный цвета.

 

Широкое применяют прокладку кабелей в трубах, блоках, каналах, туннелях, коллекторах, кабельных этажах, колодцах и др. Такие сооружения могут быть расположены в средах с различными коррозийными условиями. В связи с этим требуется применение всевозможных мер по защите от коррозии как кабельных сооружений и устройств, так и прокладываемых в них кабелей.

 

Трубные прокладки и выбор трасс для труб должны быть произведены так, чтобы они не совпадали и не пересекались с дымоходами и другими подобными горячими поверхностями и имели бы минимальное количество обходов препятствий.

 

Трубы должны прокладываться таким образом, чтобы в них не могла скапливаться влага от конденсации паров.

 

В помещениях влажных, особо сырых, жарких, пыльных и с химически активной средой трубы должны быть окрашены, а концы труб уплотнены вокруг кабелей изолирующим компаундом.

 

Внутреннюю и наружную поверхности труб, прокладываемых во взрывоопасных и химически активных средах, необходимо окрашивать.

 

Трубы, прокладываемые в указанных средах, в сырых, особо сырых помещениях и на открытом воздухе, а также в помещениях с резкими колебаниями температур, где в трубах может образоваться конденсат, должны прокладываться с уклоном (не менее 3 мм на 1 м длины) к специальным водосбросным трубкам. Для спуска конденсата нельзя устанавливать краны, вентили и другую арматуру на фитингах, коробках и водосборных трубах. не допускается также устройство стока конденсата к разделительным уплотнениям. Разделительные уплотнения (при вводах труб во взрывозащищенные электрические машины, аппараты, зажимные коробки и др.) размещаются таким образом, чтобы они не препятствовали естественному стоку конденсата к соединительным и ответвительным коробкам, фитингам и водосборникам.

 

Окраска открыто прокладываемых труб для кабелей должна отличаться по цвету от окраски технологических трубопроводов.

 

Для предохранения кабелей от коррозионного воздействия среды кабельные каналы и туннели должны выполняться так, чтобы в них не попадали технологические, почвенные и ливневые воды и масла. Для этого в каналах и туннелях необходимо предусмотреть устройство специальных стоков и приямков.

 

На участках трасс кабельных линий, где могут быть пролиты расплавленный металл и жидкости с высокой температурой или вещества, разрушающие действующие на металлические оболочки, сооружение кабельных каналов не допускается. На таких участках кабели должны прокладываться в блоках.

 

Для предохранения кабелей от вредного воздействия высокотемпературной среды в кабельных туннелях необходимо устраивать приточно-вытяжную вентиляцию.

 

Полы в туннелях выполняются с уклоном не менее 0,1 % в сторону водосборников или ливневой канализации. При отсутствии дренажного устройства через каждые 25 м в туннеле устраивают водосборные колодцы размером 0,4 х 0,4 х 0,3 м, перекрываемые металлическими решетками.

 

На территориях промышленных предприятий в качестве основного вида кабельных прокладок рекомендуется прокладка кабелей на специальных и технологических эстакадах и в галереях, где кабели наименее подвержены воздействию агрессивной среды.

 

Металлические части кабельных эстакад и галерей, сооружаемых на территориях химических предприятий в условиях среды, содержащей агрессивные пары и газы, должны иметь химически стойкие покрытия.


Номинальное напряжение

Номинальное напряжение сети

Номинальным напряжением приемников электрической энергии: генераторов, трансформаторов, электродвигателей, электроламп, нагревательных приборов и т.д. называется такое напряжение, при котором приемники работают нормально и дают наибольший экономический и технический эффект.



На рисунке 1 приведена схема изменения напряжений в электрической сети, поясняющая принцип назначения номинальных напряжений на зажимах электроприемников исходя из допустимой величины падения напряжения в конце линии. Вследствие изменения нагрузки на отдельных участках линии и возможных изменений ее параметров (сопротивлений) по длине график напряжений по участкам должен быть изображен ломаной линией, а не прямой, как это условно показано на рисунке 1. Номинальное напряжение на зажимах источников питания должно быть выше напряжения на зажимах приемников питания.

изменение напряжения в сети

Передача электроэнергии на более высоком напряжении позволяет уменьшить потери энергии и снизить сечения проводов. Однако использование высокого напряжения для подключения приемников электроэнергии в большинстве случаев сопряжено с необходимостью усиления изоляции и проведения специальных мер по обеспечению безопасности эксплуатации электроустановок. как правило, энергия высокого напряжения трансформируется на более низкое, при котором безопасность обслуживания может быть достигнута относительно простыми средствами. С этой точки зрения все электротехнические установки условно делятся на установки высокого и низкого напряжений. К установкам низкого напряжения относятся такие установки, в которых действующее напряжение в местах потребления электроэнергии между токоведущим проводом и землей не превышает 250 В. Все установки, в которых это напряжение выше 250 В, называются установками высокого напряжения. Оценка по значению напряжения «провод — земля» принята потому, что вероятность прикосновения человека, стоящего на земле, к одному проводу значительно большая, чем к двум проводам одновременно.

 

Значительно большую опасность представляет собой эксплуатация установок высокого напряжения, к работам на которых допускается только специально обученный персонал.

 

Наиболее распространенным видом сетей низкого напряжения является четырехпроводная трехфазная система (рисунок 2). При этой системе мелкие нагревательные и бытовые приборы, электрические лампы, радиоприемники, телевизоры и т.д. включаются между фазным и нейтральным проводами. Трехфазные двигатели отключаются к трем фазным одновременно. В нормальных условиях эксплуатации при одинаковой проводимости фаз напряжение каждого провода по отношению к земле равно фазному напряжению установки. При длительном замыкании одной фазы на землю напряжение между неповрежденной фазой и поврежденной окажется равным линейному. Следовательно, к установкам низкого напряжения могут быть отнесены только те устройства трехфазного тока с незаземленной нейтралью, у которых линейное напряжение в местах присоединения электроприемников не превышает 250 В.

четырехпроводная система сети

Сказанное о четырехпроводной системе в равной мере относится и к трехпроводной системе не имеющей нейтрального провода (рисунок 3).

трехпроводная система сети

По технико-экономическим соображениям целесообразно сооружение сетей с линейным напряжением выше 250 В и соблюдением достаточной безопасности обслуживания установок. Это достигается заземлением нейтральной точки трансформатора (рисунок 4).

четырехпроводная система с заземленной нейтральной точкой

Глухое заземление нейтрали с дополнительным заземлением нулевого провода и присоединением к нему корпусов электродвигателей, электромонтажных конструкций, арматуры осветительных и бытовых приборов позволяет относить установки с линейным напряжением 400 В к установкам низкого напряжения, так как при нормальной работе линейные провода имеют по отношению к земле напряжение, равное 400 * корень 3 = 230. В таких установках длительное повышение напряжения при заземлении одной из фаз исключается установкой на каждой фазе плавких предохранителей, расплавляющихся при прохождении токов КЗ и разрывающих цепь. Этим также предотвращается длительное повышение напряжения относительно земли в неповрежденных фазных проводах.


Ток в проводах

Ток в проводах

Определить ток в проводах линии, к которой подключен трехфазный двигатель с номинальной мощностью Pн = 10 кВт, если коэффициент мощности cosф = 0,87, КПД η = 82 %, а линейное напряжение сети U = 220 В.

Определить сопротивление фаз обмотки двигателя.

На какое напряжение можно включить двигатель при соединении фаз обмотки статора треугольником при неизменной мощности двигателя?

 



 

Решение.

Потребляемая двигателем мощность
P = Pн / η = 10 / 0,82 = 12,2 кВт

Ток в подводящих проводах
I = (P) / (√3 ∙ cosф) = 12200 / (1,73 ∙ 220 ∙ 0,87) = 37 А

Мощность одной фазы
Pф = P / З = 4,07 кВт

Сопротивление фазы обмотки двигателя
R = Pф / I^2 = 4070 / 37^2 = 3 Ом,
z = Uф / I = 127 / 37 = 3,43 Ом,
x = z ∙ sinф = 1,69 Ом.

При соединении фаз обмотки статора треугольником двигатель может быть включен в сеть с напряжением 127 В, так как при этом его фазное напряжение будет таким же, как и при включении звездой с линейным напряжением 220 В.


Ток короткого замыкания

Ток короткого замыкания

Найти токи аварийного короткого замыкания I и I однофазного трансформатора с воздушным охлаждением типа ОВ-25, номинальная мощность которого Sн = 25 кВА и номинальные напряжения U = 380, U = 127 В при питании с первичной и вторичной сторон. Напряжение короткого замыкания Uк = 4 %. Сравнить величины найденных токов с соответствующими номинальными токами.

 



Решение.

Ток короткого замыкания связан с номинальным током Iн и относительной величиной напряжения короткого замыкания Uк соотношением:

Iк = Uн / zк = (Uн / zк) ∙ (Iн / Iн)

Для заданного трансформатора I = 66 А и I = 197 А (паспортные данные трансформатора), следовательно Iк1 = 1650 А и Iк2 = 4940 А. Кратность токов:

Iк1 / Iн1 = Iк2 / Iн2 = 25


Компенсация емкостных токов в сетях с изолированной нейтралью

Сети 6-35 кВ работают, как правило, с изолированной нейтралью и относятся к сетям с малым током замыкания на землю, при полном (металлическом) замыкании на землю одной фазы такой сети напряжение поврежденной фазы относительно земли становится равным нулю, а значения напряжения неповрежденных фаз относительно земли увеличиваются до значений междуфазного напряжения, то есть в √3 раз:

 



 

Iса = Icb = √3 · Ic0 = √3 · U · ф · ω · С,

где Ic0 — емкостный ток фазы в нормальном режиме.

Поскольку векторы напряжений на неповрежденных фазах, а следовательно, и емкостных токов на землю этих фаз сдвинуты на 60⁰, ток в месте замыкания на землю поврежденной фазы равен:

Ic = √3 · Iса = 3 · Ic0 = 3 Uф · ω · С.

Соответственно емкостные токи в неповрежденных фазах также возрастают в √3 раз.

При проектировании сетей ток Iс может приближенно определяться следующим образом:

— для воздушных сетей: Iс = U · L / 350

— для кабельных сетей: Iс = U · L / 10,

где U — среднеэксплуатационное значение линейного напряжения, кВ; L — длина электрически связанной сети данного напряжения, км.

 

Ток Ic во много раз меньше тока междуфазных замыканий, однако при больших его значениях возникает угроза повреждения оборудования (в сетях 6-10 кВ), перехода однофазного замыкания на землю в междуфазное, а также возникновения перемежающейся дуги вызывающей опасные перенапряжения в сетях 20-35 кВ.

 

С незаземленными нейтралями могут работать сети 6 кВ при Ic ≤ 30 А, 10 кВ при Ic ≤ 20 А, 15-20 кВ при Ic ≤ 15 А. 35 кВ при Ic ≤ 10 А.

 

При больших емкостных токах для их компенсации устанавливаются дугогасящие заземляющие реакторы. При полном замыкании на землю одной фазы дугогасящий реактор оказывается под фазным напряжением и через место замыкания на землю проходят токи емкостный и индуктивный, отличающиеся по фазе на 180⁰ и взаимно компенсирующие друг друга. Мощность реактора выбирается по полному емкостному току замыкания на землю с учетом перспективы на 8-10 лет и округляется до ближайшего стандартного значения.

 

На подстанциях, трансформаторы которых работают раздельно, при емкостном токе каждой секции шин, превышающем допустимые значения, дугогасящие реакторы устанавливаются на обеих секциях. если емкостный ток секции меньше допустимого, а суммарный ток двух секций превышает допустимый, на подстанции устанавливается один дугогасящий реактор, который выбирается по суммарному емкостному току обеих секций и присоединяется к секции с большим током.


Расчет конденсатора для электродвигателя

Расчет конденсатора для электродвигателя

Двигатель работает при напряжении U = 220 В, частоте f = 50 Гц и cosф = 0,6, развивая мощность P = 20 кВт. Определить, какой емкости конденсатор необходимо подключить параллельно двигателю, чтобы установка работала с cosф=0,9.



Ток двигателя при cоsф = 0,6

I = P / (U ∙ cosф) = 20000 / (220 ∙ 0,6) = 152 А.

При cosф = 0,6, угол ф = 53°10′ и  sinф = 0,8

Реактивная слагающая тока двигателя

Iр = I ∙ sinф=152∙0,8 = 121,6 А

При cosф = 0,9, угол ф = 26°50′ и  sinф = 0,436

Ток установки двигатель-конденсатор, работающий при cosф = 0,9

I=P / (U ∙ cosф) = 20000 / (220 ∙ 0,9) = 101 А.

Реактивная слагающая тока двигателя

Iр = I ∙ sinф=152 ∙ 0,436 = 44 А

Уменьшение реактивной слагающей тока после подключения конденсатора (уменьшается, так как реактивная составляющая тока двигателя, как и катушки индуктивности, отстает по фазе от напряжения на 90° (ф>0), а у конденсатора без потерь ток опережает по фазе напряжение на 90°).

Iс = 121,6 – 44 = 77,6 А

Емкостное сопротивление конденсатора.

Xc=1 / ω ∙ C=U / Ic = 220 / 77,6 = 2,83 Ом.

Емкость конденсатора

C = 1 / X c ∙ ω = 1 / Xc ∙ 2π ∙ f = 1 / (2,83 ∙ 2 ∙ 3,14 ∙ 50) = 0,0113 Ф = 1130 мкФ


Ограничение токов короткого замыкания

Ограничение токов короткого замыкания

В течение последних десятилетий токи короткого замыкания в электрических системах сильно увеличиваются вследствие увеличения мощности станций и развития сетей.

Применение электрооборудования и кабелей, рассчитанных на большие токи короткого замыкания, приводит к значительному увеличению затрат на сооружение электроустановок и их сетей.

В некоторых случаях токи короткого замыкания могут быть настолько велики, что вообще оказывается невозможным выбор электрооборудования и кабелей, устойчивых при коротких замыканиях.

 



 

Поэтому в электроустановках применяют искусственные меры ограничения токов короткого замыкания, чем обеспечивается возможность применения более дешевого электрооборудования.

В общем случае ограничение токов короткого замыкания достигается увеличением сопротивления цепи короткого замыкания. Для этого используют:
1) раздельную работу понижающих трансформаторов и линий питающей сети;
2) применение трансформаторов с расщепленными обмотками;
3) включение последовательно в три фазы сопротивлений – активных или индуктивных (реакторов);
4) применение системы с эффективно заземленной нейтралью в установках 110 кВ для ограничения токов однофазного короткого замыкания.
Для этой цели часть нейтралей трансформаторов разземляют. В нейтралях трансформаторов предусматривается аппарат – заземлитель нейтрали ЗОН (рисунок), который может включаться и отключаться обслуживающим персоналом по команде центрального диспетчера.


В приведенной схеме предусматривается также установка разрядника, который в режиме разземления нейтрали защищает ее как от коммутационных, так и от атмосферных перенапряжений.

Падение напряжения в установках потребителей
Составление однолинейной схемы электроснабжения квартиры
Метод накладной рамки


 

Допустимые токовые нагрузки проводов

Электрический ток, протекающий по проводникам линий электрической сети, нагревает токоведущие жилы. Одновременно происходит охлаждение проводников путем отвода тепла в окружающую среду.

 



 

Через некоторое время, если величина протекающего в проводниках тока не меняется, температура проводника достигает некоторого предельного значения, которое в дальнейшем остается неизменным.

Наибольшая допустимая температура для проводов и кабелей определяется условиями безопасности, надежности и экономичности.

Излишне высокая температура изолированного провода или кабеля служит причиной быстрого износа изоляции и сокращения срока службы проводки.

Особенно опасным является перегрев изоляции проводников в пожароопасных и взрывоопасных помещениях, где воспламенение изоляции может вызвать пожар или взрыв.

Таким образом, величина токовой нагрузки на проводник заданного сечения должна быть ограничена, с тем чтобы наибольшая температура проводника не превышала определенного предела. ПУЭ устанавливают следующие наибольшие допустимые температуры при нагревании длительной токовой нагрузкой: голые провода и шины 70С, провода и кабели с резиновой или пластмассовой изоляцией +65С, кабели с бумажной изоляцией на напряжение до 3000 В +85С.

 

Допустимые токовые нагрузки зависят от сечений проводника, его конструктивного выполнения и условий охлаждения.

Нормальными условиями при прокладке проводов и кабелей в воздухе считается температура воздуха +25С, причем расстояние в свету между соседними кабелями при прокладке их внутри и вне зданий и в туннелях должно быть не менее 35 мм и при прокладке в каналах не менее 50 мм. Число прокладываемых кабелей не ограничивается. Нормальной температурой при прокладке кабелей в земле или в воде считается +15С. Допустимые нагрузки для кабелей, проложенных в земле, приведены при условии прокладки в траншее одного кабеля.

Если условия прокладки проводов и кабелей отличаются от нормальных, величина допустимой нагрузки Iд (А) на провод или кабель определяется с учетом поправочного коэффициента:

Iд = Кп·Iдн,

Где Iдн — табличное значение допустимой нагрузки при нормальных условиях, А; Кп — поправочный коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения проводника.

Поправочные коэффициенты Кп1 на температуру земли и воздуха для токовых нагрузок на кабели, провода и шиныПоправка на температуру окружающей среды, если фактическая температура окружающей среды отличается от нормальной, вводится поправочный коэффициент Кп1, величина которого определяется по таблице в зависимости от допустимой максимальной температуры проводника и фактической температуры среды.

Поправка на число кабелей, проложенных в одной траншее. При прокладке в общей траншее более одного кабеля вводится поправочный коэффициент Кп2, определяемый по таблице.

Поправочные коэффициенты Кп2 на число кабелей, проложенных рядом в земле, в трубах и без труб

Не нагруженные резервные кабели при этом не должны учитываться.

 

Поправка на повторно-кратковременный и кратковременный режим работы. Основное время работы двигателя, это работа в момент обработки детали, при смене детали, двигатель останавливается. Таким образом, время работы двигателя чередуется со временем отключения. Понятно, что проводники линии, питающие двигатель с таким режимом работы, находятся в лучших условиях охлаждения по сравнению с проводниками такой же линии, несущей нагрузку без перерывов, проводники линии с повторно-кратковременным режимом работы допускают увеличение нагрузки, учитываемое поправочным коэффициентом Кп3, который определяется по формуле:

Кп3 = 0,875 / (√ПВ),

Где ПВ — относительная продолжительность рабочего периода, равная отношению времени включения линии к общей длительности времени включения и отключения,

ПВ = tр / tц

Где: tр — длительность рабочего периода; tц — общая длительность цикла.

 

Необходимо отметить, что коэффициент, учитывающий увеличение допустимой нагрузки на проводник, может быть применен лишь при следующих условиях:

— продолжительность рабочего периода цикла повторно-кратковременного режима работы не превышает 4 минут, а продолжительность отключения — не менее 6 минут;

— сечение медных проводников не ниже 10 мм кв. и сечение алюминиевых проводников не ниже 16 мм кв.

Если условия работы проводки требуют введения нескольких поправок, то общий поправочный коэффициент определяется произведением отдельных коэффициентов.

 

Пример по теме № 1. Определить допустимую длительную токовую нагрузку на трехжильный кабель с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией на напряжение до 3000 В сечением 3х120 мм кв., проложенный в траншее при температуре почвы +25С. Всего в общей траншее проложено семь кабелей; расстояние между ними в свету 100 мм. Один кабель резервный и нагрузки не несет.

 

Решение. По таблице П-3 находим допустимую длительную токовую нагрузку для кабеля сечением 3х120 мм кв., при нормальных условиях прокладки в земле: Iдн = 300 А.

Допустимые длительные токовые нагрузки для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, А

По таблице П-5, приведенной выше находим значение поправочного коэффициента на температуру почвы +25С для нормированной температуры жил кабеля +80С: Кп1 = 0,92. Напомним, что при прокладке в земле за нормальную температуру принимается +15С.

По таблице П-6, приведенной выше, находим значение поправочного коэффициента на число проложенных в траншее кабелей при расстоянии между ними в свету 100 мм (число работающих кабелей без учета резервного равно шести) Кп2 = 0,75.

Общий поправочный коэффициент равен произведению найденных коэффициентов: Кп = 0,92·0,75 = 0,69

Величину допустимой нагрузки на кабель с учетом ухудшения условий охлаждения кабеля:

Iд = 0,69·300 = 207 А.


Системы заземления для частного дома
Схемы подключения источников питания
Выполнение работ в электроустановках напряжением до 1000 В

 

 


 

 

Расчетная схема сети

Расчетная схема сети

Для выбора сечения отдельных участков электрической сети по условиям нагрева и экономической плотности тока достаточно знать токовые нагрузки этих участков сети.

 



 

Расчет сети по потере напряжения может быть выполнен только в том случае, если известны не только нагрузки, но и длины всех участков сети.

 

В связи с этим, приступая к расчету сети, необходимо прежде всего составить ее расчетную схему, на которой должны быть указаны нагрузки и длины всех участков.

 

При расчетах трехфазных сетей нагрузки всех трехфазных проводов принимаются одинаковыми. В действительности это условие строго выполняется лишь для силовых сетей с трехфазными электродвигателями. Для сетей с однофазными электроприемниками, например для городских сетей с осветительными лампами и бытовыми приборами, всегда имеется некоторая неравномерность распределения нагрузки по фазам линии. При практических расчетах сетей с однофазными приемниками условно также принимают распределение нагрузок по фазам равномерным.

Четырехпроводная сеть

 

При условии равномерной нагрузки фаз линии в расчетной схеме нет необходимости указывать все провода сети, как выполнено на рисунке. Достаточно представить однолинейную схему с указанием всех присоединенных к сети нагрузок и длин всех участков сети. На схеме также должны быть указаны места установки плавких предохранителей и других защитных аппаратов.

 

При составлении расчетной схемы электропроводки внутри помещения следует пользоваться планами и разрезами здания, на которых должны быть нанесена электропроводка с указанием точек присоединения электроприемников. Расчетная схема наружной сети составляется по плану поселка или промышленного предприятия, но котором также должна быть нанесена сеть и указаны точки присоединения групп электроприемников (домов или отдельных зданий промышленного предприятия).

 

Длины всех участков сети измеряют по чертежу с учетом масштаба, в котором он вычерчен. При отсутствии чертежа длины всех участков сети должны быть измерены в натуре.

 

При составлении расчетной схемы сети соблюдение масштаба для участков сети не требуется. Следует лишь соблюдать правильную последовательность соединения отдельных участков сети между собой.

Схема участка

 

На следующем рисунке представлен пример расчетной схемы линии наружной сети поселка. Длины участков сети на схеме указаны сверху и слева в метрах, снизу и справа нагрузки представлены стрелками, у которых указаны расчетные мощности в киловаттах. Линия АБВ называется магистралью, участки БД, ВЕ и ВГ — ответвлениями. как видно из рисунка, отдельные участки сети представлены без масштаба что не мешает точности расчета, если длина участков указана правильно.

 

Определение расчетных нагрузок (мощностей) является значительно более сложной задачей. Осветительная лампа, нагревательный прибор или телевизор при нормальном напряжении на зажимах потребляет определенную номинальную мощность, которая может быть принята за расчетную мощность этого приемника.

 

Сложнее обстоит дело с электродвигателем, для которого потребляемая из сети мощность зависит от момента вращения связанного с двигателем механизма — станка, вентилятора, транспортера и т.п. На табличке, прикрепленной к корпусу двигателя, указывается его номинальная мощность. Фактическая мощность, потребляемая двигателем из сети, отличается от номинальной. Например, нагрузка двигателя токарного станка будет меняться в зависимости от размера обрабатываемой детали, толщины снимаемой стружки и т.п. Двигатель выбирается по наиболее тяжелым условиям работы станка, в связи с чем при других режимах работы двигатель будет недогружен. Таким образом, расчетная мощность двигателя, как правило, меньше его номинальной мощности.

 

Определение расчетной мощности для группы электроприемников еще более усложняется, так как в этом случае приходится учитывать возможное число включенных приемников. Представим себе, что нужно определить расчетную нагрузку для линии, питающей мастерскую, в которой  установлено 30 электродвигателей. Из них только некоторые будут работать непрерывно. Двигатели станков работают с перерывами на время установки новой детали для обработки. Часть двигателей может работать с неполной  нагрузкой или на холостом ходу. При этом нагрузки линий, питающих мастерскую, не будут оставаться постоянными. Понятно, что за расчетную нагрузку линии следует принять наибольшую возможную нагрузку, как наиболее тяжелую для проводников линии. Под наибольшей нагрузкой понимается не кратковременный ее толчок, а наибольшее среднее значение за получасовой период времени.

 

Расчетная нагрузка (кВт) группы электроприемников может быть определена по формуле:

P = Kc·Pу

где Кс – коэффициент спроса для режима наибольшей нагрузки, учитывающий наибольшее возможное число включенных приемников группы. Для двигателей коэффициент спроса должен учитывать также величину их загрузки; Ру – установленная мощность группы приемников, равная сумме их номинальных мощностей, кВт.

 

При выборе сечения проводников по условию нагрева или по экономической плотности тока необходимо определить величину расчетного тока линии.

 

Для трехфазного электроприемника величина расчетного тока (А) определяется по формуле:

I = (1000·P) / (1,73·Uн·cosф),

 Где P – расчетная мощность приемника, кВт;

Uн – номинальное напряжение на зажимах приемника, равное междуфазному (линейному) напряжению сети, к которой он присоединен, В; cosф – коэффициент мощности приемника.

 

Данную формулу можно также использовать для определения расчетного тока группы трехфазных или однофазных электроприемников при условии, что однофазные приемники присоединены поровну ко всем трем фазам линии.

 

Величина расчетного тока (А) для однофазного приемника или для группы приемников, присоединенных к одной фазе сети трехфазного тока, определяются по формуле:

I = (1000·Р) / (Uнф·cosф),

где Uнф – номинальное напряжение приемников, равное фазному напряжению сети, к которой они присоединяются, В.

 

Величина расчетного тока для группы приемников, присоединенных к линии однофазного тока как раз и определяется по этой формуле.

 

Для ламп накаливания и нагревательных приборов коэффициент мощности cosф = 1. В этом случае две предыдущие формулы упрощаются.

 

На втором рисунке , приведенном в статье, расчетные нагрузки присоединенных к линии домов указаны в киловаттах у концов соответствующих стрелок. Для выбора сечения проводов линии необходимо знать нагрузку участков. Эта нагрузка определяется на основании первого закона Кирхгофа, по которому для любой точки сети сумма приходящих токов должна быть равна сумме выходящих токов. Этот закон справедлив также для нагрузок выраженных в киловаттах.

 

Распределение нагрузок по участкам линии. В конце линии на участке длиной 80 м, примыкающем к точке Г, нагрузка 9 кВт равна расчетной нагрузке присоединенного к линии в точке Г дома. На участке ответвления длиной 40 м, примыкающем к точке В, нагрузка равна сумме нагрузок домов, присоединенных на участке ВГ ответвления: 9 + 6 = 15 кВт. На участке магистрали длиной 50 м, примыкающем к точке В, нагрузка составляет: 15 + 4 + 5 = 24 кВт.

 

Подобным же образом определяются нагрузки всех остальных участков линии. Для того чтобы не снабжать все указанные на схеме числа обозначениями соответствующих единиц (м, кВт), длины и нагрузки на схеме должны быть расположены в определенном порядке. На расчетной схеме длины участков линии указаны сверху и слева, нагрузки этих же участков – снизу и справа.

 

Пример по теме.

Четырехпроводная линия номинальным напряжением 380/220 В питает мастерскую, в которой установлено 30 электродвигателей, суммарная установленная мощность Ру1 = 48 кВт. Суммарная мощность ламп освещения мастерской составляет Ру2 = 2 кВт, коэффициент спроса для силовой нагрузки Кс1 = 0,35 и для осветительной нагрузки Кс2 = 0,9. Средний коэффициент мощности для всей установки cosф = 0,75. Определить расчетный ток линии.

 

Решение.
Расчетная нагрузка электродвигателей: Р1 = 0,35·48 = 16,8 кВт
И расчетную нагрузку освещения: Р2 = 0,9·2 = 1,8 кВт.
Суммарная расчетная нагрузка: Р = 16,8 + 1,8 = 18,6 кВт.
Расчетный ток: I = (1000·18,6) / (1,73·380·0,75) = 38 А

Монтаж и подключение электросчетчика
Определение характера и мест повреждения кабельных линий
Надзор во время производства работы в электроустановках напряжением до 1000 В

 


 

 

Основные требования предъявляемые к электрическим схемам

Основные требования предъявляемые к электрическим схемам

 



 

Прежде всего должна быть обеспечена безопасность для жизни и здоровья людей и предотвращена возможность возникновения взрыва или пожара.

Это условие удовлетворяется правильным выбором марки и способа прокладки проводов и кабелей в соответствии с характеристикой среды, в которой прокладывается сеть, и с учетом требований техники безопасности. Не меньшее значение имеют правильный выбор защиты проводников от перегрузки и короткого замыкания и расчет сечения проводников по условию их нагревания электрическим током.

 

Должна быть обеспечена необходимая надежность электропитания в зависимости от категории электроприемников.

К первой категории относятся приемники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей или значительный ущерб.

Ко второй категории относятся электроприемники, перерыв электроснабжения которых связан с массовым недоотпуском продукции, простоем промышленного  транспорта или нарушением нормальной деятельности значительного числа городских жителей.

Все остальные приемники относятся к третьей категории электроснабжения.

 

Надежность электроснабжения зависит от наличия или отсутствия резерва, а также от вероятности повреждения линий электрической сети, трансформаторов и коммутационной аппаратуры. Одним из условия необходимой степени надежности является правильный выбор сечения провода по условию механической прочности. В зависимости от условий прокладки и марки провода установлены наименьшие допустимые по условиям механической прочности сечения проводов и кабелей.

 

Должно быть обеспечено хорошее качество напряжения. Качество напряжения определяется величиной отклонения фактического напряжения на зажимах электроприемника от номинального. Чем меньше это отклонение, тем выше качество напряжения. Допустимые отклонения напряжения на зажимах электроприемников устанавливаются ГОСТ. Качество напряжения следует считать хорошим, если отклонение на зажимах всех присоединенных к сети приемников не выходят за допустимые пределы. Чтобы обеспечить это условие, сечения проводов сети должны удовлетворять требованиям расчета по потере напряжения.

 

Сечения проводов и кабелей линий электрической сети также должны удовлетворять условию экономичности. ПУЭ установлены величины экономических плотностей тока. Сечения проводов и кабелей должны выбираться с учетом этих величин.

 

Таким образом, сечения проводов и кабелей электрической сети должны выбираться по условиям:

— нагревания электрическим током;
— механической прочности;
— потери напряжения;
— экономической плотности тока.

 

Определение трассы кабеля, глубины его заложения и места расположения муфт
Порядок производства работ напряжением до 1000 В

 


 

 

Подключение электросчетчика

Недавно мы рассматривали тему посвященную выбору однофазного электрического счетчика, в которой помимо основного принципа, помогающего определиться с выбором электроприбора, разобрали ряд важных технических характеристик.

 



 

Считаем, что полученные в прошлой статье знания, помогут вам сделать правильный с технической точки зрения выбор и позволят сэкономить значительные денежные средства, потому как вы уже не будете покупать то, что не отвечает требованиям вашей системы электроснабжения.
Сегодня представляем вашему вниманию видеоролик одной широко известной в энергетических кругах фирмы, занимающейся производством счетчиков.

 

В ролике продемонстрированы основные моменты, касающиеся монтажа, подключения, опломбирования и некоторых других тонкостей однофазных электрических счетчиков.

Уверены, что теперь вы точно всё знаете об однофазных счетчиках электрической энергии.

Счетчик электрической энергии НЕВА
Что такое продольная компенсация и как ее осуществить
Заземление, зануление, устройства выравнивания потенциалов в электрических установках: назначение, принцип действия, конструкции


 

Счетчик электрической энергии

Счетчик электрической энергии — это прибор, предназначенный для определения потребленной энергии.

Электрическая энергия — это способность электромагнитного поля осуществлять работу, преобразовываясь в механическую.

 



 

Формула для определения потребленной электрической энергии:

W = P ∙ t, кВтч

Выбор однофазного счетчика электроэнергии НЕВА в проекте электроснабжения однокомнатной квартиры обусловлен достаточностью его технических характеристик, проявленных в удовлетворяющих расчету номинальных параметров, а так же физических размеров для размещения в распределительном щите.

 

Рассмотрим основные характеристики электроприбора.
— Класс точности — 1,0 — это параметр, характеризующий максимально-допустимую погрешность измерений, выражаемую в процентном отношении к потребленной электрической энергии.
— Номинальное напряжение — 230 В — величина напряжения на которое рассчитан уровень изоляции счетчика электроэнергии.
— Рабочий диапазон фазных напряжений (от 0,7 до 1,2) Uном:
0,7 ∙230 = 161 В; 1,2 ∙230 = 276 В (от 161 до 276 В).
— Номинальная частота сети — 50 Гц — величина частоты при которой осуществляется нормальная работа счетчика электрической энергии.
— Номинальный ток — 5(60) А — диапазон значений величины тока на которую рассчитан электрический счетчик.
— Разрядность показаний — 00000,00 — длина значений показаний расхода электрической энергии на дисплее счетчика.
— Габаритные размеры (высота, ширина, глубина) 105 х 90 х 68 мм — установочные размеры электроприбора.
— Способ крепления счетчика в распределительном щитке — Din-рейка
— Модульная ширина — 5 — ширина счетчика, занимаемая на Din-рейке
— Счетчик оснащен электронным счетным механизмом.

Используя данную информацию при покупке прибора учета, вы сделаете грамотный выбор электросчетчика, который прослужит долгое время и без нареканий со стороны проверяющих органов из энергосбыта.

 

Читайте так же:

Выбор основного и дополнительного электрооборудования


 

Однолинейная схема электроснабжения

Однолинейная схема электроснабжения.

 



 

На этом этапе необходимо собрать все полученные данные, систематизировать их и выдать в доступной форме. Такой формой как раз и является однолинейная схема, потому как на ней приведена вся необходимая для электрика информация: марка и номиналы автоматических выключателей, марка и сечение проводов и кабелей, количество питающих групп, а так же расчетные данные мощности и номиналы токовых нагрузок для каждой питающей группы.

Однолинейная схема электроснабжения

Рисунок 1. Однолинейная схема электроснабжения однокомнатной квартиры.

 

 

Читайте так же по теме:

 

1. Основные понятия электроэнергетики

 

2. Требования электробезопасности 

 

3. Основные требования директивной документации

 

4. Составление плана электроснабжения. Часть 1

 

4.1. Составление плана электроснабжения. Часть 2

 

5. Расчет электрических нагрузок

 

6. Выбор основного и дополнительного электрооборудования


 

Выключатель автоматический однополюсный

Следующим в списке выбранного электрооборудования для жилого помещения, рассмотренного в примере на сайте elektro-rezhim.ru, был выключатель автоматический(для простоты дальнейшего написания, далее ВА). А если быть точнее, три вида выключателей, основным различием которых являлось значение номинального тока.



Прежде чем переходить к вопросу детального рассмотрения технических характеристик ВА, давайте попробуем вспомнить, что это такое и каково его основное назначение. И поможет нам в этом ГОСТ IEC 60050-441-2015 Международный электротехнический словарь. Часть 441. Аппаратура коммутационная, аппаратура управления и плавкие предохранители.
Итак, выключатель автоматический (от англ. Circuit breaker) – контактный коммутационный аппарат, способный выключать токи, проводить их и отключать при нормальном режиме работы цепи, а так же включать, проводить в течение нормированного времени и отключать токи при нормированных ненормальных условиях в цепи, таких как короткие замыкания.

Если уж говорить в «двух словах», ВА это коммутационный аппарат, предназначенный для включения или отключения электрической цепи в нормальном режиме, а так же для отключения электрической цепи в случае возникновения короткого замыкания.
В статье по выбору электрооборудования мы остановили свой выбор на выключателях автоматических марки АВВ, серии S200, однополюсных с номинальными токами 10, 16, 25 А.

Технические характеристики.
— общее количество полюсов – 1. В нашем случае ВА применяются однополюсные и мы через выключатели подключаем фазные провода групп. Нулевые рабочие проводники групп, подключаются через общую нулевую шину.
— номинальный ток – в нашем случае для групп сети освещения применяются ВА на 10 А, для групп силовой сети 16 А, и на вводе 25 А. Номинальный ток выключателя принимался исходя из расчетных данный по нагрузкам, а именно величины тока расчетного.

С определением такого понятия как номинального значение параметра вы так же можете ознакомиться на страницах нашего сайта в статье посвященной основным понятиям электроэнергетики.
— характеристика срабатывания (кривая тока) – нами выбран ВА с характеристикой «С».
В практике встречается еще другое определение – времятоковая характеристика электромагнитного расцепителя автомата, то есть, это значение определяемое двумя параметрами – за какое время и при какой величине тока он отключит нагрузку от напряжения.

Согласно п.5.3.5 ГОСТа Р 50345-2010. Аппаратура малогабаритная электрическая, автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения имеют следующее буквенное обозначение: B, C, D.

Основным различием этих типов характеристик является диапазон токов мгновенного расцепления:

— для типа «В» диапазон находится в интервале от 3In до 5In включительно;
— для типа «С» диапазон находится в интервале от 5In до 10In включительно;
— для типа «D» диапазон находится в интервале от 10In до 20In включительно.
Это значит, что ВА с характеристикой «В» отключат нагрузку при токе превышающим номинальный от 3 до 5 раз. ВА с данной характеристикой применяются для защиты линий освещения или линий имеющих большую протяженность.
С характеристикой «С» при токе превышающем номинальный от 5 до 10 раз и применяются для защиты розеточных групп или линий с потребителями с умеренными пусковыми токами.
И с характеристикой «D» от 10 до 20 раз тока номинального, и применяются для защиты трансформаторов или линий с потребителями с большими пусковыми токами.
Что касается ВА, применяемых в промышленности, то вопрос с характеристиками здесь так же решен, и они так же  имеют буквенное обозначение: L, Z, K.

— модульная ширина (общее количество модульных расстояний) – для выбранного нами оно ровняется 1, для ВА с номиналами 10 и 16 А и 2 для Вас номиналом в 25 А. Модульное расстояние, это ширина ВА, и в случае если эта ширина равняется 2 модульным расстояниям, то это как два одинарных автомата по ширине. Эта цифра важна при выборе щита распределительного.
— номинальное напряжение – 220-230 В.
— тип напряжения AC/DC – данные ВА могут применяться как на переменном, так и на постоянном токе.
— класс токоограничения – 3. Эта цифра характеризует скорость гашения электрической дуги во время размыкания контактов.

Всего классов токоограничения существует три, и самым высоким среди них считается третий:
а) 3 класс токоограничения – время гашения дуги осуществляется в интервале времени от 3 до 6 миллисекунд;
б) 2 класс токоограничения – время гашения дуги осуществляется за 10 миллисекунд;
в) 1 класс токоограничения – время гашения дуги осуществляется время превышающее 10 миллисекунд. Как правило ВА с 1 классом токоограничения не маркируются, да и не выпускаются уже современной промышленностью.
— номинальная отключающая способность – для выбранного нами Ва она составляет 6 кА и характеризуется она коммутационной способностью ВА, то есть той величиной тока при которой выключатель может отключаться при коротком замыкании без ущерба для своей работоспособности.
— степень загрязнения – 3. Это условное число, основанное на количестве токопроводящей или гигроскопической пыли, ионизированных газов или солей, относительной влажности и частоте появления ее значений, обусоавливающих гигроскопическую абсорбцию или конденсацию влаги, ведущую к снижению электрической прочности изоляции, поверхностного удельного сопротивления или того и другого.

Степеней загрязненности по стандарту МЭК 60947-1- четыре:
а) степень 1 – без загрязнений или только сухими, нетокопроводящими загрязнениями;
б) степень 2 – нормальные только токопроводящие загрязнения. Однако следует допустить возможность временной проводимости из-за конденсации;
в) степень 3 – возможны токопроводящие загрязнения или сухие, токонепроводящие загрязнения, становящиеся токопроводящими вследствие ожидаемой конденсации;
г) загрязнения обуславливают устойчивую проводимость, вызванную, например токопроводящей пылью или дождем, либо снегом.
На этом рассмотрение основных технических характеристик выбранных нами выключателей автоматических завершена, считаем, что изложенной в данной статье информации будет достаточно для того, чтобы вы смогли самостоятельно определиться с выбором выключателей для своих нужд.