Pretvarač duljine i udaljenosti Pretvarač mase i količine hrane Konverter područja Pretvarač područja Kulinarski recept Konverter volumena i jedinica Konverter temperature Pretvarač tlaka, naprezanja, Youngovog modula Pretvarač energije i rada Pretvarač snage Pretvarač snage Pretvarač vremena Pretvarač linearne brzine Pretvornik broja Pretvornik ravnog kuta Učinkovitost i toplinska potrošnja goriva na pretvarač različitim sustavima Pretvornik jedinica za pretvorbu brojeva Tečaji valuta Veličine ženske odjeće i cipela Veličine muške odjeće i cipela Pretvarač kutne brzine i brzine rotacije Pretvarač kutnog ubrzanja Pretvarač gustoće Pretvarač specifičnog volumena Moment inercije Pretvarač zakretnog momenta Pretvarač zakretnog momenta Pretvarač zakretnog momenta Pretvarač zakretnog momenta He Mass Gustoća energije i specifična toplina izgaranja (po volumenu) Pretvarač temperaturne razlike Pretvarač koeficijenta toplinske ekspanzije Pretvarač toplinskog otpora Pretvarač specifične toplinske vodljivosti Pretvarač specifičnog toplinskog kapaciteta Pretvarač energije i toplinskog zračenja Pretvarač snage Pretvornik toplinskog toka Pretvornik toplotnog toka Pretvornik volumena He Dens Converter Pretvornik volumena He Dens Pretvarač masenog protoka Molarna brzina protoka Pretvarač gustoće masenog protoka Pretvarač molarne koncentracije otopina Pretvarač masene koncentracije Din pretvarač kinematička viskoznost Kinematički pretvarač viskoznosti Pretvarač površinske napetosti Pretvarač propusnosti pare Pretvarač gustoće toka vodene pare Pretvarač razine zvuka Pretvarač osjetljivosti mikrofona Pretvarač razine zvučnog tlaka (SPL) Pretvarač razine zvučnog tlaka s izborom referentnog tlaka Pretvarač svjetlosnog intenziteta Pretvarač svjetlosnog intenziteta Pretvarač osvjetljenja u Re računalna grafika Pretvarač frekvencije i valne duljine Optička snaga u dioptrijama i žarišne duljine Optička snaga u dioptrijama i povećanje leće (×) Pretvornik električnog naboja Linearni pretvarač gustoće naboja Pretvornik površinske gustoće naboja Gustoća gustoće naboja Pretvarač gustoće električne struje Pretvarač gustoće linearne struje Pretvarač gustoće površinske struje električno polje Pretvarač elektrostatskog potencijala i napona Pretvarač električnog otpora Pretvarač električnog otpora Pretvarač električne vodljivosti Pretvarač električne vodljivosti Pretvarač induktivnosti električne kapacitivnosti Pretvarač američkog mjerača žice Razine u dBm (dBm ili dBmW), dBV (dBV), konvertirajuće snage magnetskog polja za vati i druge jedinice Pretvarač magnetskog toka Pretvarač magnetske indukcije Zračenje. Radioaktivnost pretvarača apsorbirane doze ionizirajućeg zračenja. Radioaktivni raspad Konverter zračenja. Zračenje pretvarača doze izloženosti. Pretvarač apsorbirane doze Pretvarač decimalnog prefiksa Prijenos podataka Tipografski i slikovni pretvarač jedinica Pretvarač jedinica volumena drveta Pretvarač molarne mase Periodični sustav kemijski elementi D.I. Mendeljejev

1 kilovolt [kV] = 1000 volti [V]

Početna vrijednost

Preračunata vrijednost

volt millivolt mikrovolt nanovolt pikovolt kilovolt megavolt gigavolt teravolt vati po amperu abvolt jedinica električnog potencijala CGSM statvolt jedinica električnog potencijala CGSE Planck napon

Jačina električnog polja

Više o električnom potencijalu i naponu

Opće informacije

Budući da živimo u eri električne energije, mnogi od nas su upoznati s konceptom električne energije napon: uostalom, ponekad smo, istražujući okolnu stvarnost, od njega doživjeli popriličan šok, zabili par prstiju potajno od naših roditelja u utičnicu električnih uređaja. Otkako čitate ovaj članak, ništa vam se posebno strašno nije dogodilo – teško je živjeti u eri struje i ne upoznati je uskoro. Uz koncept električni potencijal situacija je nešto složenija.

Budući da je matematička apstrakcija, električni potencijal se najbolje opisuje analogijom s djelovanjem gravitacije - matematičke formule su apsolutno slične, osim što nema negativnih gravitacijskih naboja, jer je masa uvijek pozitivna i istovremeno električni naboji su i pozitivni i negativni; električni naboji se mogu i privlačiti i odbijati. Kao rezultat djelovanja gravitacijskih sila, tijela mogu samo privlačiti, ali ne mogu odbijati. Da smo se mogli nositi s negativnom masom, svladali bismo antigravitaciju.

Koncept električnog potencijala igra važnu ulogu u opisivanju pojava povezanih s elektricitetom. Ukratko, pojam električnog potencijala opisuje međudjelovanje naboja različitog predznaka ili istog predznaka, ili skupina takvih naboja.

Iz školskog kolegija fizike i iz svakodnevnog iskustva znamo da uzbrdo pobjeđujemo gravitacijsku silu Zemlje i time radimo protiv gravitacijskih sila koje djeluju u potencijalnom gravitacijskom polju. Budući da imamo neku masu, Zemlja pokušava sniziti naš potencijal – povući nas dolje, što joj rado dopuštamo, ubrzano skijajući i bordajući. Slično, polje električnog potencijala pokušava spojiti različite naboje i odbiti slične naboje.

Iz toga proizlazi da svako električno nabijeno tijelo nastoji sniziti svoj potencijal približavajući se što bliže snažnom izvoru električnog polja suprotnog predznaka, ako to ne ometaju nikakve sile. U slučaju sličnih naboja, svako električno nabijeno tijelo pokušava sniziti svoj potencijal, odmičući se što dalje od snažnog izvora električnog polja istog predznaka, ako to ne spriječe nikakve sile. A ako se miješaju, onda se potencijal ne mijenja - dok stojite na ravnom terenu na vrhu planine, sila Zemljine gravitacijske privlačnosti kompenzira se reakcijom oslonca i ništa vas ne vuče dolje, samo vaša težina pritiska na skije. Ali treba se samo odgurnuti...

Slično, polje stvoreno nekom vrstom naboja djeluje na bilo koji naboj, stvarajući potencijal za njegovo mehaničko kretanje prema sebi ili od sebe, ovisno o predznaku naboja tijela u interakciji.

Električni potencijal

Naboj uveden u električno polje ima određenu količinu energije, odnosno sposobnost obavljanja rada. Za karakterizaciju energije pohranjene u svakoj točki električnog polja uvodi se poseban pojam - električni potencijal. Potencijal električnog polja u danoj točki jednak je radu koji sile tog polja mogu obaviti kada se jedinica kreće pozitivan naboj s te točke izvan terena.

Vraćajući se na analogiju s gravitacijskim poljem, može se otkriti da je koncept električnog potencijala sličan konceptu razine različitih točaka na zemljinoj površini. Odnosno, kao što ćemo razmotriti u nastavku, rad podizanja tijela iznad razine mora ovisi o tome koliko visoko podignemo ovo tijelo, a slično, rad odmicanja jednog naboja od drugog ovisi o tome koliko su ti naboji udaljeni.

Zamislimo junaka starogrčkog svijeta Sizifa. Za njegove grijehe u zemaljskom životu, bogovi su Sizifa osudili na težak, besmislen posao u zagrobnom životu, kotrljajući ogroman kamen na vrh planine. Očito, da bi podigao kamen na pola planine, Sizif mora potrošiti pola posla nego da podigne kamen na vrh. Nadalje, kamen se, voljom bogova, otkotrljao niz planinu, dok je obavljao neki posao. Naravno, kamen uzdignut na vrh planine visoke N(razina H), pri spuštanju će moći obaviti više posla od kamena podignutog na razinu N/ 2. Uobičajeno je da se razina mora smatra nultom razinom, od koje se mjeri visina.

Po analogiji, električni potencijal zemljine površine smatra se nultim potencijalom, tj

ϕ Zemlja = 0

gdje je ϕ Zemlja oznaka električnog potencijala Zemlje, koji je skalarna veličina (ϕ je slovo grčke abecede i glasi "phi").

Ova vrijednost kvantitativno karakterizira sposobnost polja da izvrši rad (W) da pomakne neki naboj (q) iz određene točke polja u drugu točku:

ϕ = W / q

U SI sustavu jedinica za mjerenje električnog potencijala je volt (V).

napon

Jedna od definicija električnog napona opisuje ga kao razliku u električnim potencijalima, koja se određuje formulom:

V = ϕ1 - ϕ2

Pojam stresa uveo je njemački fizičar Georg Ohm u radu iz 1827., u kojem je predložen hidrodinamički model električne struje kako bi se objasnio empirijski Ohmov zakon koji je otkrio 1826:

V = I R,

gdje je V razlika potencijala, I je električna struja, a R je otpor.

Druga definicija električnog napona predstavljena je kao omjer rada polja za pomicanje naboja u vodiču i količine naboja.

Za ovu definiciju, matematički izraz za napon je opisan formulom:

V = A / q

Napon se, kao i električni potencijal, mjeri u volti(V) i njegovi decimalni višekratnici i pod-multipleti - mikrovolti (milijunti volta, μV), milivolti (tisućiti dio volta, mV), kilovolti (tisuću volti, kV) i megavolti (milijuni volti, MV).

Napon od 1 V je napon električnog polja koje vrši rad od 1 J da pomakne naboj od 1 C. Dimenzija napona u SI sustavu definirana je kao

B = kg m² / (A c³)

Napon se može stvoriti iz različitih izvora: bioloških objekata, tehnički uređaji pa čak i procesi koji se odvijaju u atmosferi.

Elementarna stanica svakog biološkog objekta je stanica, koja je u električnom smislu niskonaponski elektrokemijski generator. Neki organi živih bića, poput srca, koji su skup stanica, stvaraju viši napon. Zanimljivo je da najnapredniji grabežljivci naših mora i oceana - morski psi raznih vrsta - imaju preosjetljivi senzor napona tzv. organ bočne linije, i omogućujući im da precizno otkriju svoj plijen otkucajima srca. Odvojeno, možda, vrijedi spomenuti električne zrake i jegulje, koje su se razvile u procesu evolucije kako bi porazile plijen i odbile napad na sebe sposobnost stvaranja napona od preko 1000 V!

Iako su ljudi proizvodili električnu energiju i tako stvarali potencijalnu razliku (napon) trljanjem komadića jantara o vunu iz davnina, povijesno je prvi tehnički generator napona bio galvanska ćelija ... Izumio ga je talijanski znanstvenik i liječnik Luigi Galvani, koji je otkrio fenomen nastanka razlike potencijala pri kontaktu različitih vrsta metala i elektrolita. Drugi talijanski fizičar angažirao se u daljnjem razvoju ove ideje. Alessandro Volta... Volta je bio prvi koji je stavio cink i bakrene ploče u kiselinu kako bi proizveo kontinuiranu električnu struju, stvarajući prvi kemijski izvor struje na svijetu. Povezivanjem nekoliko takvih izvora u nizu stvorio je kemijsku bateriju, tzv "voltaički stup", zahvaljujući čemu je postalo moguće dobiti električnu energiju kemijskim reakcijama.

Zbog zasluga u stvaranju pouzdanih elektrokemijskih izvora napona, koji su imali značajnu ulogu u daljnjem istraživanju elektrofizičkih i elektrokemijskih pojava, jedinica za mjerenje električnog napona - Volt - dobila je ime po Volti.

Među tvorcima generatora napona treba istaknuti nizozemskog fizičara Van der Graaff koji je stvorio visokonaponski generator, koji se temelji na drevnoj ideji odvajanja naboja pomoću trenja - zapamtite jantar!

Očevi modernih generatora napona bili su dva izuzetna američka izumitelja - Thomas Edison i Nikola Tesla... Potonji je bio zaposlenik u Edisonovoj firmi, ali dva električna genija nisu se slagala oko toga kako generirati električnu energiju. Kao rezultat naknadnog patentnog rata, pobijedilo je cijelo čovječanstvo - Edisonovi reverzibilni automobili našli su svoju nišu u obliku generatora i istosmjernih motora, koji broje milijarde uređaja - samo trebate pogledati ispod haube svog automobila ili samo pritisnuti gumb za regulaciju prozora ili uključite blender; a metode stvaranja izmjeničnog napona u obliku alternatora, uređaji za njegovo pretvaranje u obliku naponskih transformatora i dalekovoda te nebrojeni uređaji za njegovu primjenu s pravom pripadaju Tesli. Njihov broj ni na koji način nije lošiji od broja Edisonovih uređaja - ventilatori, hladnjaci, klima uređaji i usisavači rade na Teslinim principima, te mnoštvo drugih korisnih uređaja, čiji je opis izvan okvira ovog članka.

Naravno, znanstvenici su kasnije stvorili druge generatore napona temeljene na drugim principima, uključujući korištenje energije nuklearne fisije. Oni su dizajnirani da služe kao izvor električne energije za kozmičke glasnike čovječanstva u duboki svemir.

No, najmoćniji izvor električnog napona na Zemlji, osim pojedinačnih znanstvenih instalacija, još uvijek su prirodni atmosferski procesi.

Svake sekunde na Zemlji bukne preko 2 tisuće grmljavinskih oluja, odnosno deseci tisuća prirodnih van der Graaffovih generatora rade istovremeno, stvarajući napone od stotine kilovolti, prazne se strujom od nekoliko desetaka kiloampera u obliku munje. No, iznenađujuće, snaga Zemljinih generatora ne može se usporediti sa snagom električnih oluja koje se događaju na Zemljinoj sestri, Veneri, a da ne spominjemo ogromne planete poput Jupitera i Saturna.

Naponske karakteristike

Napetost karakterizira njezina veličina i oblik. Što se tiče njegovog ponašanja tijekom vremena, razlikuje se konstantni napon (ne mijenja se tijekom vremena), aperiodični napon (koji se mijenja tijekom vremena) i izmjenični napon (koji se mijenja tijekom vremena prema određenom zakonu i u pravilu se ponavlja nakon određenog vremena). razdoblje). Ponekad je za rješavanje određenih ciljeva potrebna istovremena prisutnost istosmjernog i izmjeničnog napona. U ovom slučaju se govori o naponu izmjenične struje s konstantnom komponentom.

U elektrotehnici se istosmjerni generatori (dinamo) koriste za stvaranje relativno stabilnog napona visoka snaga, visoki napon, u elektronici se na elektroničkim komponentama koriste precizni izvori konstantnog napona, koji se tzv stabilizatori.

Mjerenje napona

Mjerenje napona ima važnu ulogu u temeljnoj fizici i kemiji, primijenjenoj elektrotehnici i elektrokemiji, elektronici i medicini te u mnogim drugim granama znanosti i tehnologije. Možda je teško pronaći grane ljudske djelatnosti, isključujući kreativna područja poput arhitekture, glazbe ili slikarstva, gdje mjerenjem napona ne bi bilo moguće kontrolirati procese koji se odvijaju uz pomoć raznih vrsta senzora, koji su u zapravo, pretvarači fizikalnih veličina u napon. Iako je vrijedno napomenuti da u naše vrijeme ove vrste ljudskih aktivnosti nisu potpune bez električne energije općenito, a posebno bez napona. Umjetnici koriste tablete koji mjere napon kapacitivnih senzora dok se olovka kreće preko njih. Skladatelji sviraju elektroničke instrumente, u kojima se mjeri napon na senzorima tipki i, ovisno o tome, utvrđuje koliko je jako pritisnuta jedna ili druga tipka. Arhitekti koriste AutoCAD i tablete, koji također mjere stres, koji se pretvaraju u brojeve i obrađuju na računalu.

Izmjereni naponi mogu varirati u širokom rasponu: od djelića mikrovolta u proučavanju bioloških procesa, do stotina volti u kućanskim i industrijskim uređajima i uređajima, pa do desetaka milijuna volti u ultra-snažnim akceleratorima čestica. Mjerenje napona omogućuje praćenje stanja pojedinih organa ljudskog tijela uklanjanjem encefalogrami aktivnost mozga. Elektrokardiogram i ehokardiogrami dati podatke o stanju srčanog mišića. Uz pomoć raznih industrijskih senzora uspješno, a što je najvažnije, sigurno kontroliramo procese kemijske proizvodnje, koji se ponekad odvijaju pri previsokim tlakovima i temperaturama. Pa čak se i nuklearni procesi nuklearnih elektrana mogu kontrolirati mjerenjem napona. Mjerenjem naprezanja, inženjeri prate stanje mostova, zgrada i građevina, pa čak i izdržavaju takve strašne prirodne sile kao što su potresi.

Sjajna ideja povezivanja različitih vrijednosti naponskih razina s vrijednostima stanja informacijskih jedinica dala je poticaj stvaranju suvremenih digitalnih uređaja i tehnologija. U računalstvu niska razina napon se tumači kao logička nula (0), a visoki napon se tumači kao logička (1).

Zapravo, svi moderni računalni uređaji su, u jednom ili drugom stupnju, komparatori napona (metri), koji pretvaraju svoja ulazna stanja prema određenim algoritmima u izlazne signale.

Između ostalog, točna mjerenja napona u središtu su mnogih modernih standarda, čije ispunjavanje osigurava apsolutnu usklađenost, a time i sigurnu uporabu.

Instrumenti za mjerenje napona

Tijekom proučavanja i poznavanja okolnog svijeta, metode i sredstva mjerenja naprezanja značajno su evoluirala od primitivnih organoleptičke metode- Ruski znanstvenik Petrov odrezao je dio epitela na prstima kako bi povećao osjetljivost na djelovanje električne struje - na najjednostavnije indikatore napona i suvremene uređaje različitih dizajna temeljenih na elektrodinamičkim i električnim svojstvima raznih tvari.

Inače, radioamateri početnici lako su razlikovali "radnu" praznu bateriju od 4,5 V od "mrtve" bez ikakvih uređaja zbog njihove potpune odsutnosti, jednostavnim lizanjem njenih elektroda. Elektrokemijski procesi koji su se odvijali u isto vrijeme davali su osjećaj određenog okusa i laganog peckanja. Neke istaknute ličnosti poduzele su se da će na ovaj način utvrditi prikladnost baterija čak i za 9 V, za što je bilo potrebno puno izdržljivosti i hrabrosti!

Primjer najjednostavnijeg indikatora - sonde mrežnog napona - je obična žarulja sa žarnom niti s radnim naponom koji nije niži od napona mreže. Na tržištu postoje jednostavne sonde za napon za neonske svjetiljke i LED diode koje troše niske struje. Oprez, korištenje domaćih konstrukcija može biti opasno za vaš život!

Treba napomenuti da se uređaji za mjerenje napona (voltmetri) međusobno jako razlikuju, prvenstveno po vrsti napona koji se mjeri – to mogu biti uređaji istosmjerne ili izmjenične struje. Općenito, u mjernoj praksi važno je ponašanje mjerenog napona - može biti u funkciji vremena i imati različit oblik - biti konstantan, harmoničan, neharmoničan, impulsni i sl., a obično se koristi njegova vrijednost karakterizirati režime rada električnih krugova i uređaja (niskostrujni i energetski).

Razlikuju se sljedeće vrijednosti napona:

• trenutak,
• amplituda,
• prosječno,
• srednji kvadrat (djelotvoran).

Trenutna vrijednost napona U i (vidi sliku) je vrijednost napona u određenom trenutku. Može se promatrati na ekranu osciloskopa i odrediti za svaku točku vremena iz oscilograma.

Amplitudna (vršna) vrijednost napona U a najveća je trenutna vrijednost napona tijekom razdoblja. Ljuljanje napona U p-p je vrijednost jednaka razlici između najveće i najniže vrijednosti napona za razdoblje.

Srednja kvadratna (efektivna) vrijednost napona U rms definirana je kao kvadratni korijen srednje vrijednosti tijekom razdoblja kvadrata trenutnih vrijednosti napona.

Svi brojčani i digitalni voltmetri obično su kalibrirani u efektivnom naponu.

Prosječna vrijednost (konstantna komponenta) napona je aritmetički prosjek svih njegovih trenutnih vrijednosti tijekom mjerenja.

Ispravljeni prosječni napon definira se kao aritmetička sredina apsolutnih trenutnih vrijednosti tijekom razdoblja.

Razlika između maksimalne i minimalne vrijednosti napona signala naziva se ljuljanje signala.

Sada se za mjerenje napona uglavnom koriste i multifunkcionalni digitalni uređaji i osciloskopi - na njihovim se ekranima ne prikazuje samo valni oblik napona, već i značajne karakteristike signala. U takve karakteristike spada i frekvencija promjene periodičnih signala, stoga je u tehnici mjerenja važna frekvencijska granica mjerenja uređaja.

Mjerenje napona osciloskopom

Ilustracija navedenog bit će niz eksperimenata o mjerenju napona pomoću generatora signala, izvora konstantnog napona, osciloskopa i multifunkcionalnog digitalnog instrumenta (multimetra).

Eksperiment broj 1

Opća shema eksperimenta br. 1 prikazana je u nastavku:

Generator signala je opterećen na otpor opterećenja R1 od 1 kOhm, mjerni krajevi osciloskopa i multimetra spojeni su paralelno s otporom. Prilikom provođenja eksperimenata uzet ćemo u obzir činjenicu da je radna frekvencija osciloskopa mnogo veća od radne frekvencije multimetra.

Iskustvo 1: Primijenimo sinusoidni signal iz generatora frekvencije 60 herca i amplitude od 4 volta na otpor opterećenja. Na ekranu osciloskopa promatrat ćemo dolje prikazanu sliku. Imajte na umu da je podjela skale zaslona osciloskopa duž okomite osi 2 V. Multimetar i osciloskop pokazat će efektivni napon od 1,36 V.

Iskustvo 2: Udvostručimo signal iz generatora, opseg slike na osciloskopu će se povećati točno dva puta i multimetar će pokazati dvostruku vrijednost napona:

Iskustvo 3: Povećajte frekvenciju generatora za 100 puta (6 kHz), dok će se frekvencija signala na osciloskopu promijeniti, ali ljuljanje i efektivna vrijednost će ostati iste, a očitanja multimetra će postati netočna - dopušteni radni frekvencijski raspon multimetra je 0-400 Hz:

Test 4: Vratimo se na izvorni napon generatora signala od 60Hz i 4V, ali promijenimo njegov valni oblik iz sinusoidnog u trokutasti. Opseg slike na osciloskopu ostao je isti, a očitanja multimetra su se smanjila u usporedbi s vrijednošću napona koju je pokazao u eksperimentu br. 1, budući da se efektivni napon signala promijenio:

Eksperiment broj 2

Shema pokusa br. 2 slična je shemi pokusa 1.

Pomoću gumba za promjenu prednapona na generatoru signala dodajte pomak od 1 V. Na generatoru signala postavite sinusni napon s zamahom od 4 V na frekvenciji od 60 Hz - kao u eksperimentu br. Signal na osciloskopu će porasti za pola velikog podjela, a multimetar će pokazati efektivnu vrijednost od 1,33 V. Osciloskop će pokazati sliku sličnu slici iz eksperimenta 1 eksperimenta #1, ali povećanu za pola velikog podjela . Multimetar će pokazati gotovo isti napon kao u eksperimentu 1 eksperimenta br. 1, budući da ima zatvoreni ulaz, a osciloskop s otvorenim ulazom će pokazati povećanu efektivnu vrijednost zbroja istosmjernih i izmjeničnih napona, što veća je od efektivne vrijednosti napona bez istosmjerne komponente:

Sigurnost mjerenja napona

Budući da, ovisno o sigurnosnoj klasi prostorije i njenom stanju, čak i relativno niski naponi od 12-36 V mogu biti opasni po život, potrebno je pridržavati se sljedećih pravila:

1. Nemojte provoditi mjerenja napona koja zahtijevaju posebne profesionalne vještine (preko 1000 V).
2. Nemojte mjeriti napone na teško dostupnim mjestima ili na visinama.
3. Prilikom mjerenja napona u kućnoj mreži koristite posebnu zaštitnu opremu protiv strujnog udara (gumene rukavice, prostirke, čizme ili čizme).
4. Koristite radni mjerni alat.
5. U slučaju korištenja višenamjenskih uređaja (multimetara), pripazite ispravna instalacija mjereni parametar i njegova vrijednost prije mjerenja.
6. Koristite mjerni uređaj s servisnim sondama.
7. Strogo se pridržavajte preporuka proizvođača za korištenje mjernog uređaja.

Smatrate li da je teško prevesti mjernu jedinicu s jednog jezika na drugi? Kolege su vam spremne pomoći. Postavite pitanje na TCTerms a odgovor ćete dobiti u roku od nekoliko minuta.

5.3.1. Opće informacije

Pri projektiranju električnih mreža razmatraju se sljedeće vrste radova: novogradnja, proširenje i rekonstrukcija.

Novogradnja uključuje izgradnju novih dalekovoda i trafostanica.

Proširenje elektroenergetskih mreža u pravilu se odnosi samo na trafostanice - to je ugradnja drugog transformatora na postojeću trafostanicu s potrebnim građevinskim radovima.

Rekonstrukcija operativne mreže podrazumijeva promjenu parametara elektroenergetskih mreža, uz djelomično ili potpuno očuvanje građevinskog dijela objekata, radi povećanja prijenosnog kapaciteta mreža, pouzdanosti opskrbe električnom energijom i kvalitete prenesene električne energije. Rekonstrukcija uključuje radove na zamjeni žica nadzemnih vodova, prevođenje mreže na drugi nazivni napon, zamjenu transformatora, sklopki i druge opreme u vezi s promjenom snage ili napona, ugradnju opreme za automatizaciju u mreže.

Sustav opskrbe električnom energijom za poljoprivredne potrošače dizajniran je uzimajući u obzir razvoj svih sektora nacionalnog gospodarstva, uključujući i nepoljoprivredne, u razmatranoj regiji.

Projektno-proračunska dokumentacija izrađuje se na temelju projektnog zadatka. Zadatak, kao što je gore navedeno, izdaje naručitelj projekta i odobrava ga za projekte izgradnje elektroenergetske mreže u skladu s utvrđenom procedurom.

Naručitelj projekta, uz projektni zadatak, projektnoj organizaciji izdaje odobreni akt o odabiru mjesta za izgradnju; akt o ocjeni tehničkog stanja pogonskih električnih mreža; tehnički uvjeti za priključenje na inženjerske mreže i komunikacije; kartografski materijali; podatke o postojećim zgradama, podzemnim komunalijama, stanju okoliša itd.; tehnički uvjeti za priključenje projektiranog objekta na izvore napajanja.

Zadatku za projektiranje nadzemnih vodova 10 kV dodatno se prilažu: planovi korištenja zemljišta na području dalekovoda; master planove projektiranih objekata koji će biti spojeni na projektirane vodove i njihova opterećenja; akt o ocjeni tehničkog stanja i dijagrama pogonskih električnih mreža na području projektiranog voda; topografske karte naselja u zoni projektirane crte, kao i druge podatke za projektiranje.

Zadatak za projektiranje vodova 0,4 kV i transformatorskih stanica 10/0,4 kV uključuje: osnove za projektiranje; građevinsko područje; Vrsta gradnje; duljina voda 0,4 kV; vrsta transformatorskih podstanica; scenski dizajn; rok trajanja projekta; datum početka izgradnje; naziv projektantskih i građevinskih organizacija; kapitalna ulaganja. Osim toga, zadatku za projektiranje mreže 0,4 kV prilažu se: tehničke specifikacije elektroenergetskog sustava za priključenje na elektroenergetske mreže; akt o ocjeni tehničkog stanja mreža 0,4 kV; podaci o postignutoj razini potrošnje električne energije za stambenu zgradu i drugi materijali.

Dobivanje početnih podataka za sljedeće faze projektiranja provodi se provođenjem energetsko-ekonomskih istraživanja potrošača. Prilikom pregleda objekata navode se podaci o električnim opterećenjima; kategorizacija potrošača; vrste izvora energije (transformatorske podstanice 10 / 0,4 kV, njihova mjesta i snaga); specificirati generalne i topografske planove naselja i konfiguraciju vodova 0,4/0,22 kV.

Projektiranje građevinskih objekata provodi se na temelju shema za razvoj električnih mreža 35 ... 110 kV i 10 kV, u pravilu, u jednoj fazi, t.j. izraditi projekt tehničkog rješenja - tehnički projekt i radnu dokumentaciju za izgradnju objekta.

Prilikom projektiranja izgradnje novih, proširenja, rekonstrukcije i tehničke preuređenja postojećih elektroenergetskih mreža napona 0,4 ... 110 kV za poljoprivredne potrebe, rukovode se "Normatikama za tehnološko projektiranje električnih mreža za poljoprivredne potrebe" (NTPS) zajedno s drugim regulatornim i direktivnim dokumentima. Zahtjevi normi ne odnose se na ožičenje strujnih, rasvjetnih krugova napona do 1000 V unutar zgrada i građevina.

Električni vodovi od 0,4 ... 10 kV, u pravilu, trebaju biti izvedeni iznad glave. Kabelski vodovi se koriste u slučajevima kada, prema PUE, izgradnja nadzemnih vodova nije dopuštena, za opskrbu električnom energijom odgovornih potrošača (barem jedan od glavnih ili pomoćnih vodova) i potrošača koji se nalaze u zonama s teškim klimatskim uvjetima ( IV – posebno područje za led) i vrijedne zemlje.

Koriste se transformatorske trafostanice napona 10 / 0,4 kV zatvorenog tipa i kompletne tvorničke proizvodnje.

Opravdanje tehničkih rješenja provodi se na temelju tehničko-ekonomskih proračuna. Među tehnički usporedivim opcijama prednost se daje opciji s najnižim smanjenim troškovima.

Shematska rješenja elektroenergetskih mreža odabiru se prema normalnom, popravnom i post-hitnom načinu rada.

Raspodjela gubitaka napona između elemenata električne mreže provodi se na temelju izračuna na temelju dopuštenog odstupanja napona (GOST 13109-97 - dopušteno normalno odstupanje napona za potrošača je ± 5% nominalnog, dopušteno je maksimalno odstupanje do ± 10%) za potrošače struje i razine napona na prehrani autobusnog centra.

Gubici napona ne smiju biti veći od 10% u električnim mrežama od 10 kV, 8% u električnim mrežama 0,4 / 0,22 kV, u električnom ožičenju jednokatnih stambenih zgrada - 1%, u električnom ožičenju zgrada, građevina, dvoetažnih i višekatnih stambene zgrade - 2%.

U nedostatku početnih podataka za izračun odstupanja napona za električne prijemnike, preporuča se uzeti gubitke napona u elementima mreže od 0,4 kV: u vodovima koji opskrbljuju komunalne potrošače - 8%, industrijskim - 6,5%, stočarskim kompleksima - 4% nominalnog.

Pri projektiranju električnih mreža za poljoprivrednu namjenu kapacitet kompenzacijskih uređaja treba odrediti prema uvjetu osiguranja optimalnog koeficijenta jalova snaga, pri čemu se postiže minimum smanjenih troškova za smanjenje gubitaka električne energije.

5.3.2. Projektni zahtjevi za dalekovode napona 0,4 / 0,22 kV

Nadzemne vodove u pravilu treba polagati s dvije strane ulica naselja, ali im je dopušten i prolazak s jedne strane ulice, vodeći računa o otklanjanju smetnji u kretanju vozila i pješaka, kao i praktičnost izrade ogranaka na ulazima u zgrade i smanjenje broja raskrižja s inženjerskim građevinama.

Prilikom projektiranja nadzemnih vodova sa zajedničkim ovjesom na žičanim nosačima dalekovoda 0,4 / 0,22 kV i vodova za žičanu radiodifuziju napona do 360 V, potrebno je voditi se PUE, korištenje nadzemnih vodova za zajedničko ovjesanje žica napajanja (380 V) i žičano emitiranje (ne više od 360 V) i NTPS.

Na dionicama paralelnih pratećih vodova od 0,4 i 10 kV treba razmotriti tehničku i ekonomsku izvedivost korištenja zajedničkih nosača za zajedničko ovjesanje žica oba nadzemna voda na njima.

Odabir žica i kabela, snage energetskih transformatora treba izvršiti uz minimum zadanih troškova.

Električni vodovi napona 0,4 kV moraju biti sa čvrsto uzemljenim neutralnim elementom; na vodovima koji se protežu od jedne trafostanice 10/0,4 kV ne smiju biti predviđeni više od dva ili tri presjeka žice.

Odabrane žice i kabeli se provjeravaju:

· O dopuštenim odstupanjima napona kod potrošača;

· Za dopuštena dugotrajna strujna opterećenja prema stanju grijanja u normalnom i post-hitnom načinu rada;

· Osigurati pouzdan rad zaštite u slučaju jednofaznih i međufaznih kratkih spojeva;

· Za pokretanje asinkronih elektromotora s kaveznim rotorom.

Plastično izolirani kabeli zaštićeni osiguračima moraju se ispitati na toplinsku otpornost na struje kratkog spoja.

Vodljivost neutralne žice 0,4 kV vodova koji opskrbljuju uglavnom jednofazna opterećenja (više od 50% u smislu snage), kao i električnih prijamnika farmi stoke i peradi, ne smije biti manja od vodljivosti faznog vodiča. Vodljivost neutralne žice može biti veća od vodljivosti fazne žice, ako je to potrebno kako bi se osigurale dopuštene fluktuacije napona u vanjskim svjetiljkama, kao i kada je nemoguće osigurati druga sredstva s potrebnom selektivnošću za zaštitu linije od jednofaznih kratkih spojeva. U svim ostalim slučajevima, vodljivost neutralne žice treba uzeti najmanje 50% vodljivosti faznih žica.

Na nadzemnim vodovima do pojedinačnih potrošača s koncentriranim opterećenjem potrebno je predvidjeti ovjes osam žica s cijepanjem žice jedne faze na dvije na nosače sa zajedničkom neutralnom žicom. U slučaju zajedničkog ovjesa na zajedničkim nosačima žica dvaju vodova spojenih na neovisna napajanja, potrebno je za svaki vod predvidjeti neovisne neutralne žice.

Žice za uličnu rasvjetu trebale bi biti smještene sa strane uličnog kolnika. Fazne žice moraju se nalaziti iznad nule.

Tijela za uličnu rasvjetu spajaju se na posebno dizajnirane fazne vodiče i zajednički neutralni vodič električna mreža... Svjetiljke su postavljene u šahovskom uzorku kada su postavljene s obje strane ulice. Uključivanje i isključivanje ulične rasvjete treba biti automatsko i centralno iz razvodne ploče trafostanice.

Nadzemni vodovi 0,4 kV opremljeni su aluminijskim, čelično-aluminijskim žicama, kao i aluminijskom legurom.

U područjima s jednokatnim zgradama preporuča se korištenje samonosivih žica s izolacijom otpornom na vremenske uvjete za grananje od vodova do ulaza u zgrade.

Na nadzemnim vodovima, u pravilu, treba koristiti izolatore - staklo ili porculan.

5.3.3. Projektni zahtjevi za dalekovode napona od 10 ... 110 kV

Odabir trasa nadzemnih vodova 10 kV treba izvršiti u skladu sa zahtjevima regulatornih dokumenata za odabir i snimanje trasa vodova.

Ako je potrebno izgraditi nadzemne vodove koji idu u istom smjeru s postojećim, potrebno je provesti tehničko-ekonomske proračune kako bi se opravdala izvedivost izgradnje novih ili povećanje propusnosti postojećih vodova.

Nazivni međufazni napon distribucijske mreže iznad 1000 V treba uzeti najmanje 10 kV.

Prilikom rekonstrukcije i proširenja postojećih mreža napona 6 kV potrebno je predvidjeti njihov prijenos na napon od 10 kV korištenjem, ako je moguće, instaliranu opremu, žice i kablovi. Održavanje napona od 6 kV dopušteno je, kao iznimka, uz odgovarajuće studije izvodljivosti.

Na nadzemnim vodovima 10 kV s izolatorima na iglicama, udaljenost između sidrenih nosača ne smije biti veća od 2,5 km u I-II regijama na ledu i 1,5 km u III - posebnim regijama.

Nadzemni vodovi mogu se graditi od armiranog betona na vibriranim i centrifugiranim stalcima, drvenim i metalnim nosačima.

Čelični nosači nadzemnih vodova 10 kV preporuča se koristiti na raskrižjima s inženjerskim građevinama (željeznice i autoceste), s vodenim prostorima, na skučenim dionicama trasa, u planinskim predjelima, na vrijednom poljoprivrednom zemljištu, kao i kao sidreni kutni oslonci dvokružni vodovi.

Preporuča se korištenje dvosklopnih nosača nadzemnih vodova 10 kV na velikim prijelazima preko vodenih prepreka, kao i na dijelovima nadzemnih vodova koji prolaze kroz zemljišta na kojima se nalaze poljoprivredni usjevi (riža, pamuk i sl.), te na prilazima trafostanice, ako se planira gradnja u ovom smjeru.jedan vod.

Nadzemni vodovi 10 kV izvode se pomoću igle i visećih izolatora, staklenih i porculanskih, ali prednost treba dati staklenim izolatorima. Viseće izolatore treba koristiti na nadzemnim vodovima 10 kV za napajanje stočnih farmi i na sidrenim nosačima (krajnji, sidreni kutni i prijelazni nosači).

5.3.4. Projektni zahtjevi za transformatorske stanice 10 kV

Trafostanice 10 / 0,4 kV trebaju biti smještene: u središtu električnih opterećenja; u neposrednoj blizini pristupne ceste, vodeći računa o prikladnim prilazima zračnim i kabelskim vodovima; na nepoplavljenim mjestima i u pravilu na mjestima s razinom podzemne vode ispod temelja.

Preporuča se opskrba električnom energijom kućanskih i industrijskih potrošača iz različitih trafostanica ili njihovih dijelova.

Sheme trafostanica odabiru se na temelju shema za razvoj električnih mreža područja 35 ... 110 kV i tehničko-ekonomskih proračuna za proširenje, rekonstrukciju i tehničku preopremu električnih mreža napona 10 kV u područjima električne mreže i specificirani su u radnim projektima napajanja stvarnih objekata.

Odabir sheme za priključenje trafostanica 10/0,4 kV na izvore energije vrši se na temelju ekonomske usporedbe opcija ovisno o kategoriji potrošača električne energije u smislu pouzdanosti napajanja u skladu s „Metodološkim smjernicama za osiguranje regulatorne razine Napajanje poljoprivrednih potrošača pri projektiranju".

Trafostanice 10/0,4 kV koje opskrbljuju potrošače druge kategorije s procijenjenim opterećenjem od 120 kW i više moraju imati dvosmjerno napajanje. Dopušteno je spojiti trafostanicu 10 / 0,4 kV koja napaja potrošače druge kategorije s projektnim opterećenjem manjim od 120 kW, s ogrankom od 10 kV magistrale, podijeljenom na mjestu odvojka s obje strane rastavljačima, ako je grana dužina ne prelazi 0,5 km.

Trafostanice 10 / 0,4 kV u pravilu bi trebale biti projektirane kao jednotransformatorske. Dvotransformatorske trafostanice 10/0,4 kV treba projektirati za napajanje potrošača prve kategorije i potrošača druge kategorije, koji ne dopuštaju prekid u napajanju više od 0,5 sati, kao i potrošače druge kategorije s procijenjeno opterećenje od 250 kW ili više.

Uređaji automatsko uključivanje rezervno napajanje na sabirnicama 10 kV preporuča se za opremanje dvotransformatorskih trafostanica uz kombinaciju sljedećih obveznih uvjeta: prisutnost potrošača energije I i II kategorije; priključak na dva neovisna izvora napajanja; ako istodobno s isključenjem jednog od dva opskrbna voda 10 kV, jedan energetski transformator istovremeno gubi napajanje. Istodobno, električni prijamnici I. kategorije moraju biti dodatno opremljeni automatskim redundantnim uređajima izravno na 0,4 kV ulazu električnih prijamnika.

Zatvorene trafostanice 10 / 0,4 kV treba koristiti: pri izgradnji potpornih transformatorskih stanica na 10 kV razvodne uređaje od kojih je priključeno više od dva 10 kV voda; za napajanje potrošača potrošača prve kategorije s ukupnim projektnim opterećenjem od 200 kW ili više; u uvjetima skučenog razvoja naselja; u područjima s hladnom klimom pri temperaturi zraka ispod 40 C; u područjima s onečišćenom atmosferom III stupnja i više; u područjima sa snježnim pokrivačem većim od 2 m. Trafostanice 10 / 0,4 kV treba koristiti u pravilu s nadzemnim ulazima 10 kV vodova. Kabelske uvodnice vodova treba koristiti: u kabelskim mrežama; prilikom izgradnje trafostanica samo s kabelskim uvodima za vodove; u uvjetima kada je prolaz nadzemnih vodova na prilazima trafostanici nemoguć i u drugim slučajevima kada je to tehnički i ekonomski opravdano.

10 / 0,4 kV transformatori se obično koriste s prebacivanjem polja (OFF-tap) za regulaciju napona.

Za opskrbu kućnih poljoprivrednih potrošača treba koristiti transformatore 10 / 0,4 kV s kapacitetom do 160 kVA uključivo s krugom namota "evezda-cik-cak" s neutralnim namotom od 0,4 kV.

Ograđivanje trafostanica 10/0,4 kV treba izvesti ako je udaljenost od dijelova pod naponom linijskih ulaza do tla manja od 4,5 m.

5.3.5 Metode projektiranja električnih mreža 0,4 / 0,22 kV

Tehnički radni projekt električnih mreža 0,4/0,22 kV sastoji se od pojašnjenja, crteža, predračuna, izmjernih materijala i energetsko-ekonomskog pregleda objekata.

Objašnjenje sadrži tehničke i ekonomske pokazatelje projekta, specifikacije materijala za dizajn, crteže. Svi materijali za dizajn i opravdanje pohranjeni su u arhivskoj kopiji projekta.

Podaci o potrošačima dobivaju se na temelju energetskog ekonomskog istraživanja za master planove ili zone napajanja. Električna opterećenja određuju se pomoću "Metodoloških smjernica za izračun električnih opterećenja u poljoprivrednim mrežama 0,4 ... 110 kV" i uz korištenje računala i bez njega.

Prilikom projektiranja vanjskih mreža od 0,4/0,22 kV, izračunata opterećenja, svedena na ulaz u seosku stambenu zgradu, i specifična očekivana potrošnja energije za unutarstambene potrebe određuju se nomogramom, na temelju postojeće unutarstambene potrošnje električne energije, uzimajući u obzir dinamiku njegova rasta do godine projektiranja. Ako se naselje planira plinificirati do procijenjene godine, tada se opterećenje dobiveno iz nomograma smanjuje za 20%.

Za novoelektrificirana naselja ili u nedostatku podataka o postojećoj potrošnji električne energije kuća, obračunsko opterećenje na ulazima u kuće uzima se prema sljedećim standardima: naselja starih zgrada s plinofikacijom - 1,5 kW, bez plinifikacije - 1,8 kW; s novim zgradama s plinofikacijom - 1,8 kW, bez - 2,2 kW; za novoizgrađene stanove u gradovima, naseljima gradskog tipa s plinofikacijom - 4 kW, bez plinofikacije - 5 kW. Opterećenja na ulazu kuća s električnim štednjacima i bojlerima uzimaju se jednakima 7,5 kW, a s električnim štednjacima - 6 kW, kada se koriste klima uređaji, opterećenje na ulazu u kuću povećava se za 1 kW.

Analiza iskustva stranih i domaćih farmi pokazuje da se električno opterećenje jedne farme može kretati od 10 do 190 kW. Budući da se stambena kuća poljoprivrednika može kombinirati s blokom gospodarskih zgrada na zemljištu ili postojati odvojeno od nje, preporuča se uzeti u obzir električno opterećenje stambene kuće odvojeno od proizvodnog opterećenja gospodarstva.

Uz tradicionalni set električnih uređaja, opterećenje stambene kuće farmera iznosi 3 ... 5 kW i povećava se na 7 ... 8 kW kada se koristi električna energija za opskrbu toplom vodom i do 20 ... 25 kW za grijanje.

Što se tiče proizvodnih opterećenja farmi, ona bi se trebala uzimati na temelju specifičnih projektnih odluka. Na primjer, prema podacima Giproniselkhoza, električno opterećenje farme ili dvorišta za 5 krava je 21,6 kW; 10 - 30,2 kW; 25 - 69,4 kW i 50 - 119,4 kW. Električno opterećenje farme za 30 svinja je 15 kW; 100 - 71,2 kW; za 200 - 91 kW, uzimajući u obzir opskrbu električnom toplinom.

Proračunska opterećenja na ulazima u industrijska, javna i komunalna poduzeća, zgrade i građevine uzimaju se prema tablicama "Metodoloških smjernica za izračun električnih opterećenja u poljoprivrednim mrežama 0,4 ... 110 kV", u kojima su prikazani podaci o instaliranoj snazi. , snaga najvećeg elektromotora, aktivna i reaktivna opterećenja dnevnog i večernjeg maksimuma na ulazu, koeficijenti sezonskosti. Ovi podaci su uključeni u aplikaciju (ne u cijelosti).

Opterećenje ulične rasvjete određuje se prema standardima ovisno o pokrivenosti i širini kolnika, t.j. specifična snaga rasvjetnih instalacija je od 3,0 do 13,0 W po 1 m duljine. Snaga za vanjsku rasvjetu područja gospodarskih centara i drugih objekata određuje se po stopi od 250 W po sobi i 3 W po 1 m duljine perimetra dvorišta, za javne površine i trgovačke centre - 0,5 W po 1 kvadratu M.

Procijenjena opterećenja ostalih potrošača u ruralnim područjima preuzeta su iz projekata napajanja ovih objekata ili na zahtjev. Aplikacija navodi: ukupni instalirani kapacitet potrošača električne energije, procijenjeno dnevno i večernje opterećenje, faktor kapaciteta poduzeća u dnevnom i večernjem maksimalnom opterećenju, smjenu i sezonskost njegovog rada.

Ako postoje stvarni grafikoni opterećenja objekata, moguće je odrediti sve vrijednosti potrebne za projektiranje. Iz rasporeda električnih opterećenja, izrađenog na temelju raspoloživih zamjenskih ili dnevnih tehnoloških rasporeda rada elektroenergetske, grijaće i rasvjetne električne opreme, utvrđuje se polusatno maksimalno opterećenje, uzimajući u obzir prosječne faktore opterećenja električnih prijamnika. . trajanje opterećenja, h

Poznavanje faktora snage opterećenja cosφ tijekom maksimalnog razdoblja odrediti ukupnu projektnu snagu

Za određivanje projektnog opterećenja velikih potrošača (na primjer, farme za stoku i perad i kompleksi), preporučljivo je koristiti metodu poredanih dijagrama.

Projektna snaga na sabirnicama transformatorske stanice 10 / 0,4 kV za projektirano naselje određena je opterećenjima odlaznih vodova od 0,4 / 0,22 kV. Svi potrošači odlaznih vodova podijeljeni su u skupine (stambene zgrade, industrijski, komunalni i drugi objekti), unutar kojih se skupljaju homogena opterećenja koja se međusobno ne razlikuju više od 4 puta. Za svaku skupinu utvrđuje se proračunska snaga (koeficijentima simultanosti) i zbrajanjem snaga tih skupina, tabličnom metodom (dodacima snage) dobiva se opterećenje transformatorske trafostanice 10 / 0,4 kV. Isti rezultati mogu se dobiti zbrajanjem opterećenja glavnih dijelova odlaznih vodova od 0,4 / 0,22 kV, nakon što je prethodno određena snaga svih sekcija svakog od vodova.

Snaga transformatora u trafostanici određena je ekonomskim intervalima opterećenja, koji se sastavljaju prema uvjetima normalnog rada transformatora, uzimajući u obzir dopuštena sustavna preopterećenja u skladu s vrstom opterećenja, godišnjim dobima i prosječnom dnevnom temperaturom. .

Odabrana je trafostanica s jednim transformatorom 10 / 0,4 kV s kapacitetom koji zadovoljava uvjet

S EN£ S IZRAČUN£ S EV , (5.8)

gdje S EN, S EV- donje, gornje granice intervala opterećenja, kVA;

S IZRAČUN- izračunato (maksimalno) opterećenje trafostanice, kVA.

Snaga transformatora u trafostanici s dva transformatora određuje se prema uvjetima njihovog rada u normalnom i post-hitnom režimu, tj. rad oba transformatora i jednog transformatora na oba dijela sabirnica.

U normalnom načinu rada snaga transformatora s njihovim ujednačenim opterećenjem određena je uvjetom

S EN < 0,5 S IZRAČUN < S EV , (5.9.)

U post-hitnom načinu rada, snaga transformatora S TP odabran uvjetom (5.9) provjerava se za sljedeće situacije.

Dakle, za mreže 0,4 / 0,22 kV nema redundancije

(5.10.)

gdje je K PER koeficijent dopuštenih preopterećenja nakon nužde.

Snaga transformatora S TP u prisutnosti redundancije preko mreža od 0,4 / 0,22 kV, određuje se za dvije opcije:

kada je jedan od transformatora isključen na projektiranoj trafostanici

(5.11.)

kada je redundantna susjedna trafostanica isključena preko mreže 0,4 / 022 kV

(5.12.)

gdje S 'res i S ”rez- sukladno tome, opterećenje projektirane trafostanice, automatski poduprto mrežama 0,4/022 kV i najvećim dodatnim opterećenjem, automatski poduprto transformatorima projektirane trafostanice kada se nestane napajanja susjedne.

Broj trafostanica u naselju ili na pojedinom objektu ovisi o njegovoj ukupnoj snazi, gustoći opterećenja i dopuštenim gubicima napona. Približan broj transformatorskih stanica može se odrediti empirijskom formulom ako je duljina postrojenja za napajanje veća od 0,5 km

;

gdje P ∑- ukupno opterećenje, kW; B = 0,6 ... 0,7 - konstantni koeficijent;

Du- dopušteni gubici napona u mreži 0,38 / 0,22 kV,%;

P 0- gustoća opterećenja objekta, kW / četvorni km.

TP koordinate određene su izrazima:

; (5.14.)

gdje R i- projektno opterećenje na ulazu i-tog potrošača ili grupe, kW;

X i, Y i- udaljenosti do potrošača ili njihovih skupina duž koordinatnih osi, km;

n- broj potrošača.

Dopušteni gubici napona u elementima električnih mreža određuju se proračunom prema normiranim odstupanjima napona među potrošačima (GOST 13109-97), prema razini napona u energetskom centru u vrijeme najvećeg i minimalnog opterećenja i u prisutnosti sredstava za regulaciju napona. Prema NTPS-u, dopušteni gubici napona u mrežama 0,4 / 0,22 kV iznose 8%.

Odredivši broj i mjesto transformatorske podstanice, odaberite broj odlaznih vodova 0,4 / 0,22 kV, rute njihovog prolaska. Izrađuju projektne sheme za nadzemne vodove 0,4 kV s primjenom dnevnih i večernjih potrošačkih opterećenja, numeriraju projektne dijelove i navode njihovu duljinu. Za svaki dio voda utvrđuje se snaga i presjek žica prema ekonomskim intervalima opterećenja, nakon čega slijedi provjera dopuštenih gubitaka napona.

U praksi projektiranja i rada kabelskih dalekovoda napona 0,4 ... 10 kV i električnih ožičenja često je potrebno odabrati presjeke energetskih kabela i žica prema uvjetima grijanja (dugotrajno dopuštena struja opterećenja ), nakon čega slijedi provjera dopuštenog odstupanja napona kod potrošača.

Unatoč činjenici da većina projektantskih organizacija trenutno ima modernu računalnu tehnologiju, njezina uporaba u nizu slučajeva za ovu vrstu proračuna je nepraktična. Kako bi se smanjili troškovi rada za ove proračune i za proračune u radnim uvjetima, preporuča se koristiti nomografsku metodu za određivanje presjeka jezgri kabela i žice prema uvjetima zagrijavanja i odstupanju napona.

Nomogrami za određivanje presjeka vodiča energetskih kabela i kabelskih žica, nadzemnih dalekovoda napona 0,4 ... 10 kV i električnih ožičenja navedeni su u referentnoj literaturi.

Dizajn elektroenergetske mreže i tip transformatorske trafostanice 10 / 0,4 kV odabrani su prema standardnim projektima Instituta ROSEP Ministarstva energetike Ruske Federacije.

Električna mreža od 0,4 / 0,22 kV provjerava se pri pokretanju asinkronih kaveznih elektromotora velike snage, koji stvaraju značajne gubitke napona u ovom načinu rada u usporedbi s normalnim radom mreže.

Kompletne transformatorske stanice 10/0,4 kV, proizvedene u seriji, proizvode se s određenim setom zaštitnih uređaja, čiji su parametri postavljeni standardnim projektima. Ova okolnost zahtijeva, ako je potrebno, predvidjeti zamjenu uređaja za zaštitu dalekovoda 0,4 kV. Izbor parametara za rad zaštitnih uređaja u mrežama napona do 1000 V povezan je s izborom presjeka vodiča i kabela.

U skladu s PUE-om, parametri rada zaštitnih uređaja odabiru se prema uvjetima za osiguranje brzine i selektivnosti zaštite električne mreže.

Struje kratkog spoja (trofazni, dvofazni, jednofazni) u mrežama 0,4/0,22 kV određuju se za odabir uređaja, vodiča i provjeru osjetljivosti zaštite.

Impedancija sustava je rezultantna otpornost elemenata mreže od 10 kV od terminala transformatora do izvora napajanja. Pri proračunu struja kratkog spoja. u mreži od 0,4 kV, otpor mreže od 10 kV (i višeg napona) ponekad se uzima jednak nuli, budući da se pri smanjenju na napon od 0,4 kV otpor elemenata mreže od 10 kV smanjuje za oko 625 puta.

Metode prijenosa električna energija između visokonaponske opreme energetskih poduzeća ukratko su navedeni. I ovdje ćemo razmotriti rad niskonaponskih krugova.

Električni vodovi

Pretvorbe energije visokog napona dovršavaju se u transformatorima s izlaznim naponom od 380/220 volti. Iz njih se električna energija putem kabela ili nadzemnih vodova opskrbljuje potrošačima. Štoviše, kabel se najčešće koristi tamo gdje je nemoguće instalirati inženjerske konstrukcije - nosače.

Kabelske linije tijekom rada stvaraju reaktivno opterećenje kapacitivne prirode u mreži, što na dugim rutama uvelike utječe na kvalitetu električne energije, mijenjajući cosφ kruga. Na kratkim udaljenostima, kabel može djelovati kao kompenzacija za električne gubitke od induktivnih opterećenja koje stvaraju snažni elektromotori.

Nadzemni dalekovodi koriste se za napajanje udaljenih potrošača. Fazne žice nadzemnih vodova razmaknute su na znatnoj udaljenosti. Oni praktički ne stvaraju reaktanciju.

Fotografija ispod prikazuje 0,4kV linijski nosač s obične žice u prirodi. Ovo je već zastario, ali prilično pouzdan dizajn.

Sada u zemlji postoji masivna zamjena žica onima koje su sigurnije, smanjuju preduvjete za krađu struje. Prilikom rekonstrukcije starih vodova često zamjenjuju nosače koji su iscrpili svoj resurs.

Fotografija prikazuje nadzemni dalekovod sa samonosivim žicama u stambenom naselju.

Koje su sheme za prijenos električne energije do potrošača u 0,4 kV mreži

Radna sigurnost električna oprema uvelike ovisi o načinu na koji je spojen na petlju za uzemljenje.

Tijekom prošlog stoljeća, zemlja je koristila prehrambenu shemu za potrošače, koja se obično označava TN-C indeksima. Ovo je najjeftiniji i najopasniji sustav uzemljenja. Sada ga se rješavaju, ali to je skup i dugotrajan proces.

GOST R 50571.2-94 definira sustave uzemljenja koji su klasificirani: IT, TT, TN-S, TN-C, TN-C-S.

V shema I-T neutralna žica transformatora nije uzemljena i ide direktno u sklopni uređaj potrošača električne energije.

Imati T-T sustavi nulti terminal transformatora je uzemljen. Prema sigurnosnim zahtjevima, kućišta svih električnih prijamnika u obje sheme moraju biti spojena na petlju uzemljenja zgrade u kojoj se nalaze.

TN-C sustav koristi uzemljenje kućišta instrumenata bez njihovog povezivanja na petlju za uzemljenje. Ovom metodom, u slučaju kvara izolacije električnog prijemnika na kućištu, stvara se kratki spoj, koji se eliminira zaštitnim prekidačima ili osiguračima.

TN-C-S sustav sigurnije. Koristi petlju uzemljenja zgrade, u kojoj rade električni uređaji. Tijekom oštećenja njihove izolacije stvaraju se struje curenja u krug uzemljenja kroz PE vodiče. Neispravnost strujnog kruga isključuje se RCD ili difavtomatima.

TN-S sustav omogućuje spajanje kućišta električnih uređaja na krug uzemljenja transformatorske podstanice na zasebnoj fazi dalekovoda. Ovo je najskuplje rješenje, ali najsigurnije. Tehničko stanje trafostanice s dalekovodima, uključujući električni otpor petlje uzemljenja, povremeno mjere stručnjaci i uvijek se održava u dobrom stanju.

Gubici tijekom prijenosa električne energije u električnim mrežama

Tijekom transporta električne energije dio se troši na povezane procese, na primjer, na zagrijavanje metala vodiča, propuštanja kroz izolaciju. Vezane su za tehnologiju prijenosa električne energije do potrošača.

Osim tehnoloških gubitaka, nedostatak u proizvodnji električne energije može biti povezan s:

s običnom krađom;

pogreške u mjernim uređajima;

netočni izračuni odjela za prodaju energije.

Međunarodni stručnjaci su utvrdili da bi relativna količina izgubljene energije iz proizvedene energije trebala biti do 5%. Prema statistikama, ovaj pokazatelj za zapadnoeuropske države je ograničen na 7%, za Rusiju varira između 11-13%, au Bjelorusiji - 11,13%.

Analizom tehničkih gubitaka utvrđeno je da se 78% njih javlja u elektroenergetskim mrežama napona od 110 kV i niže, a 33,5% detektira se u mrežama od 0,4 ÷ 10 kV.

Razlozi tehnoloških gubitaka

Pravila za izbor presjeka strujnih vodiča

Emisija topline električnih žica izravno je povezana s njihovim električnim otporom. Podcijenjeni presjek ga povećava i stvara dodatne troškove energije.

Za spajanje žica koriste se različite tehnike. Treba razumjeti da kada se dvije metalne površine vodiča nađu iznad, električna struja teče kroz njihovo kontaktno područje. Na mjestu takvog kontakta nastaje.

Manje je za linearne kontakte nego za klesane, ali više nego za površinske kontakte.

Status kontakta

Na stanje prolaznog otpora utječu:

vrsta metala dijelova koji se spajaju;

čistoća kontaktnih površina i kvaliteta njihove obrade;

količina "stiska" i niz drugih čimbenika.

Tijekom transporta električna energija prolazi kroz ogroman broj kontaktnih veza. Njihovo održavanje u dobrom radnom stanju smanjuje otpad, a neuredna instalacija je skupa. Kako bi se smanjili tijekom rada, provode se povremeni preventivni radovi, a u intervalima između njih provodi se vizualno promatranje toplinskih emisija unutar kontaktnih spojeva pomoću termovizira.

Naknada za gubitke električne energije iz jalove snage

Kako bi se poboljšala kvaliteta prijenosa električne energije, regulacija napona provodi se kompenzacijskim uređajima uz stvaranje dopuštene rezerve. Ovom metodom generirane snage se dodaju snagama kompenzacijskih uređaja. Glavne mogućnosti kompenzacije prikazane su na slici.

Kompenzacija za gubitke električne energije posebno je važna u poduzećima s velikim brojem asinkronih motora.

Načini smanjenja gubitaka

Poduzeća koja pružaju usluge prijenosa električne energije zainteresirana su za njezinu kvalitetu. Postiže se:

smanjenje duljine vodova;

korištenje trofaznih vodova duž cijele duljine;

zamjena otvorenih žica samonosivim izoliranim konstrukcijama;

korištenje vodiča s najvećim dopuštenim poprečnim presjekom za prolaz kritičnih opterećenja;

rekonstrukcija transformatorske opreme za uređaje s manjim aktivnim i reaktivnim gubicima;

dodatna ugradnja transformatora u krugove od 0,4 kV, koji smanjuju duljinu dalekovoda i gubitke snage u njima;

uvođenje automatike i telemehanike;

korištenje novih mjernih instrumenata s poboljšanim mjeriteljskim karakteristikama i povećanjem točnosti njihove obrade.

• poboljšanje sigurnosti tijekom izgradnje i rada;
• korištenje konstrukcija, elemenata i opreme koji osiguravaju pouzdanost, optimalne troškove tijekom izgradnje, tehničke preuređenja i održavanja tijekom radnog vijeka;
• stvaranje nenadziranih i kompaktnih zračnih vodova.

Zahtjevi za nadzemne vodove 0,4 kV:

Nadzemni vod 0,4 kV treba izvesti u trofaznoj 4-žičnoj izvedbi prema radijalnoj shemi sa žicama istog presjeka duž cijele duljine voda (glavnog) od trafostanica 10 / 0,4 kV.

Nadzemni vodovi 0,4 kV izvode se samo pomoću samonosivih izoliranih žica.

Duljina vodova treba biti ograničena tehničkim uvjetima prema kriteriju kvalitete napona, pouzdanosti napajanja potrošača i ekonomskim pokazateljima (tehnički gubici električne energije u vodovu i troškovi njezine distribucije).

Ugraditi uređaje za ograničavanje potrošnje energije na ulazima do pretplatnika (zajednički rad s organizacijom za prodaju električne energije). Uređaji za ograničavanje snage moraju osigurati automatsko isključivanje pretplatnika iz električne mreže u slučaju prekoračenja snage njegovih električnih instalacija i ponovnog uključivanja s vremenskim odgodom.

Samonosive izolirane žice: pouzdanost, kvaliteta i sigurnost

Zadatak održavanja tehničkog stanja mreža na suvremenoj razini ne može se riješiti bez korištenja novih, naprednijih dizajna i tehnologija na nadzemnim vodovima. Umjesto tradicionalnih dizajna s golim žicama, koji imaju visoku stopu nezgoda, niske pouzdanosti dobivaju vodovi s izoliranim žicama (SIP).

Osnovu nadzemnog voda s izoliranim žicama (VLI) čine izolirane fazne žice upletene u snop oko izolirane ili neizolirane neutralne noseće žice (SIP), sa svim mehaničko naprezanje na žicama se percipiraju nosećom žicom.

U usporedbi s golim žicama, SIP ima velike prednosti:

• mogućnost zajedničkog ovjesa na stupove s telefonskim linijama;
• mogućnost korištenja nosača postojećih standardnih projekata i nosača niže visine (prema PUE-u dopuštena je samonosiva izolirana žičana suspenzija na visini od 4 m, a gole žice na visini od 6 m);
• smanjenje operativnih troškova uklanjanjem sustavnog čišćenja ruta, zamjenom oštećenih izolatora, smanjenjem obujma hitnih sanacijskih radova;
• visoka sigurnost usluge, bez opasnosti od strujnog udara pri dodiru žica pod naponom;
• praktična nemogućnost kratkog spoja između faznih žica i neutralne žice ili na zemlju;
• manja težina i dulje vrijeme prianjanja snijega, povećana pouzdanost u područjima intenzivnog stvaranja leda, smanjenje opterećenja od leda i vjetra na nosače za najmanje 30%;
• smanjenje pada napona zbog niske reaktancije (0,1 Ohm / km u usporedbi s 0,35 Ohm / km za gole žice);
• mogućnost polaganja na fasade zgrada;
• otklanjanje opasnosti od požara u slučaju pada žica na tlo;
• smanjenje sigurnih udaljenosti do zgrada i drugih inženjerskih građevina;
• mogućnost zajedničkog ovjesa na jednom nosaču samonosivih izoliranih žica 0,4 / 10 kV i samonosivog izoliranog kabela za napon 10-35 kV;
• korištenje ovih žica praktički eliminira krađu: i struje i samih žica.

Reclosers

Reclosers su uređaji visoke tehnologije koji kombiniraju napredne tehnologije u području vakuumske komutacijske tehnologije i mikroprocesorske zaštite distribucijskih mreža. Ovi uređaji imaju niz specifičnih značajki koje im omogućuju korištenje za rješavanje raznih zadataka.

Na temelju rezultata znanstveno-tehničkog vijeća, u drugom tromjesečju 2007. godine donesena je odluka o korištenju reklozera za sekcioniranje i automatsko upravljanje sklopovima u mrežama 6-10 kV.

Uz korištenje reclosera, postalo je moguće automatizirati sljedeće mrežne usluge:

• operativni prelazak na distribucijska mreža
• odspajanje oštećenog područja
• ponovno zatvaranje linije (trostruko automatsko ponovno zatvaranje)
• izolacija oštećenog područja
• obnavljanje napajanja na neoštećenim dijelovima mreže
• prikupljanje informacija o parametrima načina rada električne mreže