Convertor de lungime și distanță Convertor de masă Convertor de masă și volum de alimente Convertor de zonă Rețetă culinară Convertor de volum și unități Convertor de temperatură Convertor de presiune, stres, modul Young Convertor de energie și muncă Convertor de putere Convertor de forță Convertor de timp Convertor de viteză liniară Convertor de unghi plat eficiență termică și economie de combustibil Numere la convertor sisteme diferite Informații numerice Convertor de unitate de măsurare Rate valutare Îmbrăcăminte și încălțăminte pentru femei Mărimi Îmbrăcăminte și încălțăminte pentru bărbați Mărimi pentru viteză unghiulară și viteză de rotație Convertor de accelerație Convertor de accelerație unghiulară Convertor de densitate Convertor de volum specific Convertor de moment de inerție Convertor de cuplu Convertor de cuplu Convertor de cuplu Căldura specifică de ardere ( în masă) ) Densitatea energiei și căldura specifică de ardere (după volum) Convertor Diferența de temperatură Convertor Coeficientul de dilatare termică Convertor Convertor de rezistență termică Convertor de conductivitate termică specifică Convertor de capacitate de căldură specifică Convertor de energie și radiație termică Convertor de putere Convertor de densitate a fluxului de căldură Convertor de coeficient de transfer termic Convertor debit volumetric Convertor debit de masă Convertor debit debit molar Convertor de densitate de flux de masă Convertor de concentrație molară Soluție Convertor de concentrație de masă Convertor Din vâscozitate cinematică Convertor de vâscozitate cinematică Convertor de tensiune superficială Convertor de permeabilitate la vapori Convertor de densitate de flux de vapori de apă Convertor de nivel sonor Convertor de sensibilitate microfon Convertor de nivel de presiune sonoră (SPL) Convertor de nivel de presiune sonoră cu presiune de referință selectabilă Convertor de luminanță Convertor de intensitate luminoasă Convertor de iluminare Rezoluție la grafica pe computer Convertor de frecvență și lungime de undă Putere optică în dioptrii și distanță focală Putere optică în dioptrii și mărire a lentilei (×) Convertor de încărcare electrică Convertor de densitate de încărcare liniară Convertor de densitate de încărcare de suprafață Convertor de densitate de încărcare în vrac Curent electric Convertor de densitate de curent liniar Convertor de densitate de curent de suprafață Convertor de tensiune câmp electric Convertor electrostatic de potențial și tensiune Convertor de rezistivitate electrică Convertor de rezistivitate electrică Convertor de conductivitate electrică Convertor de conductivitate electrică Convertor de capacitate electrică Convertor de inductanță American Wire Gauge Converter Niveluri în dBm (dBm sau dBmW), dBV (dBV), wați și alte unități Convertor de forță magnetică Convertor de forță magnetică Convertor de flux magnetic Convertor de inducție magnetică Radiație. Radiații ionizante absorbite de doză Convertor Radioactivitate. Dezintegrare radioactivă Convertor de radiații. Radiație de convertizor de doză de expunere. Convertor de doză absorbită Convertor de prefix zecimal Transfer de date Tipografie și unități de procesare a imaginii Convertor de unitate de volum pentru lemn Convertor de unități de volum Calculul masei molare Sistem periodic elemente chimice D.I. Mendeleev

1 kilovolt [kV] = 1000 volți [V]

Valoarea initiala

Valoare convertită

volt milivolt microvolt nanovolt picovolt kilovolt megavolt gigavolt teravolt watt per amper abvolt unitate de potenţial electric CGSM statvolt unitate de potenţial electric CGSE tensiune Planck

Intensitatea câmpului electric

Mai multe despre potențialul electric și tensiunea

Informații generale

Din moment ce trăim în era electricității, mulți dintre noi sunt familiarizați cu conceptul de electricitate Voltaj: la urma urmei, noi uneori, explorând realitatea înconjurătoare, am primit un șoc considerabil de la el, am băgat câteva degete în secret de la părinții noștri în priza de curent a dispozitivelor electrice. De când citiți acest articol, nu ți s-a întâmplat nimic deosebit de groaznic - este dificil să trăiești în era electricității și să nu o cunoști în scurt timp. Cu conceptul Potential electric situatia este ceva mai complicata.

Fiind o abstractizare matematică, potențialul electric este cel mai bine descris prin analogie cu acțiunea gravitației - formulele matematice sunt absolut similare, cu excepția faptului că nu există sarcini gravitaționale negative, deoarece masa este întotdeauna pozitivă și în același timp. sarcini electrice sunt atât pozitive, cât și negative; sarcinile electrice pot fi atât atrase, cât și respinse. Ca urmare a acțiunii forțelor gravitaționale, corpurile nu pot decât să atragă, dar nu se pot respinge. Dacă am putea face față cu masa negativă, am fi stăpânit antigravitația.

Conceptul de potențial electric joacă un rol important în descrierea fenomenelor asociate cu electricitatea. Pe scurt, conceptul de potențial electric descrie interacțiunea sarcinilor care sunt diferite ca semn sau de același semn, sau grupuri de astfel de sarcini.

Din cursul școlii de fizică și din experiența de zi cu zi, știm că mergând în deal, depășim forța gravitațională a Pământului și, prin urmare, lucrăm împotriva forțelor gravitaționale care acționează într-un câmp gravitațional potențial. Din moment ce avem o anumită masă, Pământul încearcă să ne scadă potențialul - să ne tragă în jos, ceea ce îi permitem cu plăcere, schi și snowboard rapid. În mod similar, câmpul potențial electric încearcă să reunească sarcini diferite și să respingă sarcini asemănătoare.

De aici rezultă că fiecare corp încărcat electric încearcă să-și scadă potențialul apropiindu-se cât mai aproape de o sursă puternică a unui câmp electric de semn opus, dacă nicio forță nu interferează cu aceasta. În cazul unor sarcini similare, fiecare corp încărcat electric încearcă să-și scadă potențialul, deplasându-se cât mai departe de o sursă puternică a unui câmp electric de același semn, dacă nicio forță nu o împiedică. Și dacă interferează, atunci potențialul nu se schimbă - în timp ce stai pe un teren plan în vârful muntelui, forța de atracție gravitațională a Pământului este compensată de reacția suportului și nimic nu te trage în jos, doar greutatea ta. apasă pe schiuri. Dar trebuie doar să împingi...

În mod similar, câmpul creat de un fel de sarcină acționează asupra oricărei sarcini, creând un potențial pentru mișcarea sa mecanică spre sine sau în depărtare de ea însăși, în funcție de semnul sarcinii corpurilor care interacționează.

Potential electric

O sarcină introdusă într-un câmp electric are o anumită cantitate de energie, adică capacitatea de a efectua muncă. Pentru a caracteriza energia stocata in fiecare punct al campului electric se introduce un concept special - potentialul electric. Potențialul câmpului electric într-un punct dat este egal cu munca pe care o pot face forțele acestui câmp atunci când unitatea se mișcă sarcină pozitivă din acel punct în afara câmpului.

Revenind la analogia cu câmpul gravitațional, se poate constata că conceptul de potențial electric este asemănător conceptului de nivelul diferitelor puncte de pe suprafața pământului. Adică, așa cum vom considera mai jos, munca de ridicare a unui corp deasupra nivelului mării depinde de cât de sus ridicăm acest corp și, în mod similar, munca de mutare a unei sarcini de la alta depinde de cât de departe sunt aceste încărcături.

Să ne imaginăm eroul lumii antice grecești Sisif. Pentru păcatele sale din viața pământească, zeii l-au condamnat pe Sisif să facă o muncă grea și fără rost în viața de apoi, aruncând o piatră uriașă în vârful muntelui. Evident, pentru a ridica o piatră pe jumătate din munte, Sisif trebuie să petreacă jumătate din muncă decât să ridice o piatră în vârf. Mai departe, piatra, prin voința zeilor, s-a rostogolit pe munte, în timp ce făcea ceva lucru. Desigur, o piatră ridicată în vârful unui munte înalt H(nivel H), la coborâre va putea lucra mai mult decât o piatră ridicată la un nivel H/ 2. Se obișnuiește să se considere nivelul mării ca fiind nivelul zero, de la care se măsoară altitudinea.

Prin analogie, potențialul electric al suprafeței pământului este considerat potențial zero, adică

ϕ Pământ = 0

unde ϕ Pământ este desemnarea potențialului electric al Pământului, care este o mărime scalară (ϕ este o literă a alfabetului grecesc și se citește „phi”).

Această valoare caracterizează cantitativ capacitatea câmpului de a lucra (W) pentru a muta o sarcină (q) dintr-un punct dat al câmpului în alt punct:

ϕ = W / q

În sistemul SI, unitatea de măsură pentru potențialul electric este volțiul (V).

Voltaj

Una dintre definițiile tensiunii electrice o descrie ca o diferență de potențiale electrice, care este determinată de formula:

V = ϕ1 - ϕ2

Conceptul de stres a fost introdus de un fizician german Georg Ohmîn lucrarea din 1827, în care a fost propus un model hidrodinamic al curentului electric pentru a explica legea empirică a lui Ohm descoperită de el în 1826:

V = I R,

unde V este diferența de potențial, I este curentul electric și R este rezistența.

O altă definiție a tensiunii electrice este prezentată ca raportul dintre munca câmpului pentru a muta sarcina din conductor și cantitatea de sarcină.

Pentru această definiție, expresia matematică pentru tensiune este descrisă prin formula:

V = A/q

Tensiunea, ca și potențialul electric, se măsoară în volți(V) și multiplii și submultiplii săi zecimale - microvolți (milionii de volți, μV), milivolți (mii de volți, mV), kilovolți (mii de volți, kV) și megavolți (milioane de volți, MV).

O tensiune de 1 V este tensiunea unui câmp electric care efectuează un lucru de 1 J pentru a deplasa o sarcină de 1 C. Dimensiunea tensiunii în sistemul SI este definită ca

B = kg m² / (A c³)

Tensiunea poate fi creată de diverse surse: obiecte biologice, dispozitive tehniceși chiar procesele care au loc în atmosferă.

Celula elementară a oricărui obiect biologic este o celulă, care din punct de vedere al electricității este un generator electrochimic de joasă tensiune. Unele organe ale ființelor vii, cum ar fi inima, care sunt o colecție de celule, generează o tensiune mai mare. Este curios că cei mai avansați prădători ai mărilor și oceanelor noastre - rechinii din diferite specii - au un senzor de tensiune suprasensibil numit organ de linie lateralăși permițându-le să-și detecteze cu precizie prada după bătăile inimii. Separat, poate, merită menționat razele electrice și anghile, care s-au dezvoltat în procesul de evoluție pentru a învinge prada și a respinge un atac asupra lor înșiși capacitatea de a crea o tensiune de peste 1000 V!

Deși oamenii generau energie electrică și astfel creau o diferență de potențial (tensiune) frecând o bucată de chihlimbar de lână pentru o lungă perioadă de timp, din punct de vedere istoric, primul generator tehnic de tensiune a fost celulă galvanică ... A fost inventat de un om de știință și medic italian Luigi Galvani, care a descoperit fenomenul apariției unei diferențe de potențial la contactul cu diferite tipuri de metal și electrolit. Un alt fizician italian a fost implicat în dezvoltarea ulterioară a acestei idei. Alessandro Volta... Volta a fost primul care a pus plăci de zinc și cupru în acid pentru a produce un curent electric continuu, creând prima sursă de curent chimic din lume. Conectând mai multe astfel de surse în serie, a creat o baterie chimică, așa-numita „Pilonul voltaic”, datorită căruia a devenit posibilă obținerea energiei electrice prin reacții chimice.

Datorită meritelor în crearea surselor de tensiune electrochimice fiabile, care au jucat un rol semnificativ în cercetarea ulterioară a fenomenelor electrofizice și electrochimice, unitatea de măsurare a tensiunii electrice, Volt, a fost numită după Volta.

Dintre creatorii generatoarelor de tensiune, trebuie remarcat un fizician olandez Van der Graaff care a creat generator de înaltă tensiune, care se bazează pe ideea străveche de a separa sarcinile folosind frecare - amintiți-vă de chihlimbar!

Părinții generatoarelor moderne de tensiune au fost doi inventatori americani remarcabili - Thomas Edisonși Nikola Tesla... Acesta din urmă era angajat la firma lui Edison, dar cei doi genii electrici nu erau de acord cu privire la modul de a genera energie electrică. Ca urmare a războiului de brevete care a urmat, întreaga umanitate a câștigat - mașinile reversibile ale lui Edison și-au găsit nișa sub forma generatoarelor și motoarelor de curent continuu, numărând miliarde de dispozitive - trebuie doar să te uiți sub capota mașinii tale sau doar să apeși butonul de reglare a geamului sau porniți blenderul; și metodele de creare a tensiunii alternative sub formă de alternatoare, dispozitive pentru transformarea acesteia sub formă de transformatoare de tensiune și linii de transmisie pe distanțe lungi și nenumărate dispozitive pentru aplicarea acesteia aparțin de drept lui Tesla. Numărul lor nu este în niciun fel inferior numărului de dispozitive Edison - ventilatoarele, frigiderele, aparatele de aer condiționat și aspiratoarele funcționează pe principiile Tesla și o mulțime de alte dispozitive utile, a căror descriere depășește scopul acestui articol.

Desigur, oamenii de știință au creat ulterior alte generatoare de tensiune bazate pe alte principii, inclusiv utilizarea energiei de fisiune nucleară. Ele sunt concepute pentru a servi drept sursă de energie electrică pentru mesagerii cosmici ai umanității în spațiul profund.

Dar cea mai puternică sursă de tensiune electrică de pe Pământ, în afară de instalațiile științifice individuale, sunt încă procesele atmosferice naturale.

În fiecare secundă, peste 2 mii de furtuni urlă pe Pământ, adică zeci de mii de generatoare naturale van der Graaff funcționează simultan, creând tensiuni de sute de kilovolți, descarcându-se cu un curent de zeci de kiloamperi sub formă de fulger. Dar, în mod surprinzător, puterea generatoarelor Pământului nu poate fi comparată cu puterea furtunilor electrice care au loc pe sora Pământului, Venus, ca să nu mai vorbim de planete uriașe precum Jupiter și Saturn.

Caracteristicile tensiunii

Tensiunea se caracterizează prin amploarea și forma sa. În ceea ce privește comportamentul său în timp, se face distincție între tensiune constantă (nu se modifică în timp), tensiune aperiodică (modifică în timp) și tensiune alternativă (modifică în timp după o anumită lege și, de regulă, se repetă după un anumit perioada de timp). Uneori, pentru rezolvarea anumitor scopuri, este necesară prezența simultană a tensiunilor directe și alternative. În acest caz, se vorbește despre o tensiune de curent alternativ cu o componentă constantă.

În inginerie electrică, generatoarele de curent continuu (dinamo) sunt folosite pentru a crea o tensiune relativ stabilă de mare putere, în electronică, pe componentele electronice se folosesc surse de precizie de tensiune constantă, care se numesc stabilizatori.

Măsurarea tensiunii

Măsurarea tensiunii joacă un rol important în fizica și chimia fundamentală, inginerie electrică aplicată și electrochimie, electronică și medicină și în multe alte ramuri ale științei și tehnologiei. Poate că este greu de găsit ramuri ale activității umane, excluzând direcții creative precum arhitectura, muzica sau pictura, unde prin măsurarea tensiunii nu ar fi posibilă controlul proceselor în desfășurare cu ajutorul diferitelor tipuri de senzori, care sunt, în de fapt, convertoare de mărimi fizice în tensiune. Deși este de remarcat faptul că în timpul nostru aceste tipuri de activități umane nu sunt complete fără electricitate în general și fără tensiune în special. Artiștii folosesc tablete care măsoară tensiunea senzorilor capacitivi în timp ce stiloul se deplasează peste ei. Compozitorii cântă la instrumente electronice, în care se măsoară tensiunea de pe senzorii cheii și, în funcție de aceasta, se determină cât de tare este apăsată una sau alta tastă. Arhitecții folosesc AutoCAD și tablete, care măsoară și stresul, care sunt convertite în numere și procesate de un computer.

Tensiunile măsurate pot varia într-o gamă largă: de la fracțiuni de microvolt în studiile proceselor biologice, la sute de volți în dispozitive și dispozitive de uz casnic și industriale și până la zeci de milioane de volți în acceleratoarele de particule ultra-puternice. Măsurarea tensiunii ne permite să monitorizăm starea organelor individuale ale corpului uman prin îndepărtare encefalograme activitatea creierului. Electrocardiogramăși ecocardiograme dați informații despre starea mușchiului inimii. Cu ajutorul diverșilor senzori industriali, controlăm cu succes și, cel mai important, în siguranță, procesele de producție chimică, care au loc uneori la presiuni și temperaturi exorbitante. Și chiar și procesele nucleare ale centralelor nucleare pot fi controlate prin măsurarea tensiunilor. Măsurând stresul, inginerii monitorizează starea podurilor, clădirilor și structurilor și chiar rezistă unor forțe naturale formidabile precum cutremure.

Ideea genială de a asocia diferite valori ale nivelurilor de tensiune cu valorile stării unităților informaționale a dat impuls creării de dispozitive și tehnologii digitale moderne. În informatică nivel scăzut tensiunea este interpretată ca un zero logic (0), iar un nivel de tensiune ridicat este interpretat ca unul logic (1).

De fapt, toate dispozitivele de calcul moderne sunt, într-o măsură sau alta, comparatoare de tensiune (contoare), transformându-și stările de intrare în funcție de anumiți algoritmi în semnale de ieșire.

Printre altele, măsurătorile precise ale tensiunii se află în centrul multor standarde moderne, a căror îndeplinire garantează conformitatea absolută și, prin urmare, utilizarea în siguranță.

Instrumente de măsurare a tensiunii

În cursul studiului și cunoașterii lumii înconjurătoare, metodele și mijloacele de măsurare a stresului au evoluat semnificativ de la primitive. metode organoleptice- Omul de știință rus Petrov a tăiat o parte a epiteliului de pe degete pentru a crește sensibilitatea la acțiunea curentului electric - la cei mai simpli indicatori de tensiune și dispozitive moderne de diferite modele bazate pe proprietățile electrodinamice și electrice ale diferitelor substanțe.

Apropo, radioamatorii începători au distins cu ușurință o baterie plată „funcțională” de 4,5 V de una „moartă” fără niciun dispozitiv din cauza absenței lor totale, pur și simplu lingându-i electrozii. Procesele electrochimice care au avut loc în același timp au dat o senzație de un anumit gust și o ușoară senzație de arsură. Unele personalități marcante s-au angajat să determine în acest fel potrivirea bateriilor chiar și pentru 9 V, ceea ce a necesitat multă rezistență și curaj!

Un exemplu de cel mai simplu indicator - o sondă de tensiune de rețea - este o lampă incandescentă obișnuită cu o tensiune de funcționare nu mai mică decât tensiunea de rețea. Pe piață există sonde simple de tensiune pentru lămpi de neon și LED-uri care consumă curenți mici. Atenție, folosirea construcțiilor de casă poate fi periculoasă pentru viața ta!

Trebuie remarcat faptul că dispozitivele de măsurare a tensiunii (voltmetre) sunt foarte diferite unele de altele, în primul rând în ceea ce privește tipul de tensiune măsurată - acestea pot fi dispozitive de curent continuu sau alternativ. În general, în practica de măsurare, comportamentul tensiunii măsurate este important - poate fi în funcție de timp și poate avea o formă diferită - fi constant, armonic, nearmonic, impuls și așa mai departe, iar valoarea acesteia este de obicei folosită pentru a caracteriza modurile de funcționare ale circuitelor și dispozitivelor electrice (curente reduse și putere).

Se disting următoarele valori ale tensiunii:

• instant,
• amplitudine,
• media,
• rădăcină medie pătrată (eficientă).

Valoarea tensiunii instantanee U i (vezi figura) este valoarea tensiunii la un anumit moment în timp. Poate fi observată pe ecranul osciloscopului și determinată pentru fiecare punct în timp din oscilogramă.

Valoarea amplitudinii (vârf) a tensiunii U a este cea mai mare valoare instantanee a tensiunii din perioada respectivă. Oscilația de tensiune U p-p este o valoare egală cu diferența dintre cea mai mare și cea mai mică valoare a tensiunii pentru perioada respectivă.

Valoarea pătratică medie (efectivă) a tensiunii U rms este definită ca rădăcina pătrată a mediei pe perioada pătratului valorilor instantanee ale tensiunii.

Toate voltmetrele cu cadran și digitale sunt de obicei calibrate în tensiune rms.

Valoarea medie (componenta constantă) a tensiunii este media aritmetică a tuturor valorilor sale instantanee în timpul măsurării.

Tensiunea medie redresată este definită ca media aritmetică a valorilor instantanee absolute de-a lungul perioadei.

Diferența dintre valorile maxime și minime ale tensiunii semnalului se numește variație de semnal.

Acum, în principal, atât dispozitivele digitale multifuncționale, cât și osciloscoapele sunt folosite pentru a măsura tensiunea - nu numai forma de undă a tensiunii este afișată pe ecranele lor, ci și caracteristicile semnificative ale semnalului. Frecvența de schimbare a semnalelor periodice aparține și ele unor astfel de caracteristici; prin urmare, limita de frecvență a măsurătorilor dispozitivului este importantă în tehnica de măsurare.

Măsurarea tensiunii cu un osciloscop

O ilustrare a celor de mai sus va fi o serie de experimente privind măsurarea tensiunilor folosind un generator de semnal, o sursă de tensiune constantă, un osciloscop și un instrument digital multifuncțional (multimetru).

Experimentul #1

Schema generală a experimentului nr. 1 este prezentată mai jos:

Generatorul de semnal este încărcat pe o rezistență de sarcină R1 de 1 kOhm, capetele de măsurare ale unui osciloscop și ale unui multimetru sunt conectate în paralel cu rezistența. La efectuarea experimentelor, vom ține cont de faptul că frecvența de funcționare a osciloscopului este mult mai mare decât frecvența de funcționare a multimetrului.

Experiența 1: Să aplicăm un semnal sinusoidal de la un generator cu o frecvență de 60 herți și o amplitudine de 4 volți rezistenței de sarcină. Pe ecranul osciloscopului, vom observa imaginea prezentată mai jos. Rețineți că diviziunea pe scară a ecranului osciloscopului de-a lungul axei verticale este de 2 V. Multimetrul și osciloscopul vor afișa o tensiune rms de 1,36 V.

Experiența 2: Să dublăm semnalul de la generator, sfera imaginii de pe osciloscop va crește exact de două ori și multimetrul va afișa de două ori valoarea tensiunii:

Experiența 3: Creșteți frecvența generatorului de 100 de ori (6 kHz), în timp ce frecvența semnalului de pe osciloscop se va schimba, dar valoarea oscilației și rms vor rămâne aceleași, iar citirile multimetrului vor deveni incorecte - intervalul de frecvență de funcționare permis al multimetrului este 0-400 Hz:

Testul 4: Să revenim la tensiunea inițială a generatorului de semnal de 60 Hz și 4 V, dar să îi schimbăm forma de undă de la sinusoidală la triunghiulară. Sfera imaginii de pe osciloscop a rămas aceeași, iar citirile multimetrului au scăzut în comparație cu valoarea tensiunii pe care a arătat-o ​​în experimentul nr. 1, deoarece tensiunea efectivă a semnalului s-a schimbat:

Experimentul #2

Schema experimentului nr. 2 este similară cu schema experimentului 1.

Folosind butonul pentru modificarea tensiunii de polarizare a generatorului de semnal, adăugați un offset de 1 V. La generatorul de semnal, setați o tensiune sinusoidală cu o oscilație de 4 V la o frecvență de 60 Hz - ca în experimentul nr. 1. Semnalul de pe osciloscop va crește cu jumătate de diviziune mare, iar multimetrul va afișa o valoare rms de 1,33 V. Osciloscopul va afișa o imagine similară cu imaginea din experimentul 1 din experimentul # 1, dar crescută cu jumătate de diviziune mare. . Multimetrul va arăta aproape aceeași tensiune ca și în experimentul 1 al experimentului nr. 1, deoarece are o intrare închisă, iar un osciloscop cu o intrare deschisă va arăta o valoare eficientă crescută a sumei tensiunilor dc și ac, care este mai mare decât valoarea efectivă a tensiunii fără o componentă de curent continuu:

Siguranța la măsurarea tensiunii

Deoarece, în funcție de clasa de siguranță a încăperii și starea acesteia, chiar și tensiunile relativ scăzute de 12-36 V pot pune viața în pericol, trebuie respectate următoarele reguli:

1. Nu efectuați măsurători de tensiune care necesită abilități profesionale specifice (peste 1000 V).
2. Nu măsurați tensiunile în locuri greu accesibile sau la înălțimi.
3. La măsurarea tensiunilor într-o rețea casnică, utilizați echipamente speciale de protecție împotriva șocurilor electrice (mănuși de cauciuc, covoare, cizme sau cizme).
4. Utilizați un instrument de măsurare de lucru.
5. În cazul utilizării dispozitivelor multifuncționale (multimetre), aveți grijă instalare corectă parametrul măsurat și valoarea acestuia înainte de măsurare.
6. Utilizați un dispozitiv de măsurare cu sonde reparabile.
7. Respectați cu strictețe recomandările producătorului pentru utilizarea dispozitivului de măsurare.

Vi se pare dificil să traduceți o unitate de măsură dintr-o limbă în alta? Colegii sunt gata să vă ajute. Postați o întrebare la TCTermsși vei primi un răspuns în câteva minute.

5.3.1. Informații generale

La proiectarea rețelelor electrice se au în vedere următoarele tipuri de lucrări: construcție nouă, extindere și reconstrucție.

Construcția nouă include construcția de noi linii de transport și substații.

Extinderea rețelelor electrice, de regulă, se aplică numai substațiilor - aceasta este instalarea unui al doilea transformator la o substație existentă cu lucrările de construcție necesare.

Reconstrucţie rețele de operare presupune modificarea parametrilor rețelelor electrice, cu păstrarea parțială sau totală a părții de construcție a instalațiilor, pentru creșterea capacității de transport a rețelelor, a fiabilității alimentării cu energie și a calității energiei electrice transmise. Reconstrucția include lucrări de înlocuire a cablurilor liniilor aeriene, transferul rețelelor la o tensiune nominală diferită, înlocuirea transformatoarelor, întrerupătoarelor și a altor echipamente în legătură cu o schimbare a puterii sau tensiunii, instalarea echipamentelor de automatizare în rețele.

Sistemul de alimentare cu energie electrică pentru consumatorii agricoli este conceput ținând cont de dezvoltarea în regiunea considerată a tuturor sectoarelor economiei naționale, inclusiv a celor neagricole.

Documentația de proiectare și estimare este elaborată pe baza unei sarcini de proiectare. Misiunea, după cum sa menționat mai sus, este emisă de clientul proiectului și aprobată pentru proiectele de construcție a rețelei electrice în conformitate cu procedura stabilită.

Clientul proiectului, pe lângă sarcina de proiectare, emite organizației de proiectare un act aprobat privind selectarea unui șantier pentru construcție; un act de evaluare a stării tehnice de funcționare a rețelelor electrice; conditii tehnice de conectare la retele de inginerie si comunicatii; materiale cartografice; informatii despre cladirile existente, utilitati subterane, starea mediului, etc.; condiţiile tehnice de conectare a instalaţiei proiectate la sursele de alimentare cu energie electrică.

În plus, se anexează însărcinarea pentru proiectarea liniilor aeriene de 10 kV: planuri de utilizare a terenului în zona liniei de transport a energiei electrice; planuri generale ale instalațiilor proiectate care vor fi conectate la liniile proiectate și sarcinile acestora; un act de evaluare a stării tehnice și a schemelor de funcționare a rețelelor electrice în zona liniei proiectate; hărți topografice ale așezărilor din zona liniei proiectate, precum și alte date pentru proiectare.

Sarcina de proiectare a liniilor de 0,4 kV și a posturilor de transformare 10 / 0,4 kV include: baza de proiectare; zona de constructie; Tipul constructiei; lungimea liniei 0,4 kV; tip de posturi de transformare; proiectare în scenă; durata proiectului; data începerii construcției; denumirea organizațiilor de proiectare și construcții; investitii de capital. În plus, însărcinarea pentru proiectarea rețelelor de 0,4 kV este însoțită de: specificațiile tehnice ale sistemului de alimentare pentru racordarea la rețelele electrice; act de evaluare a stării tehnice a rețelelor de 0,4 kV; date privind nivelul atins de consum de energie electrică pentru o clădire rezidențială și alte materiale.

Obținerea datelor inițiale pentru etapele ulterioare de proiectare se realizează prin efectuarea de anchete energetic-economice ale consumatorilor. La examinarea obiectelor, sunt specificate informații despre sarcinile electrice; clasificarea consumatorilor; tipuri de surse de energie (substații de transformare 10 / 0,4 kV, locațiile și puterea acestora); precizați planurile generale și topografice ale așezărilor și configurația liniilor de 0,4 / 0,22 kV.

Proiectarea obiectelor de construcție se realizează pe baza schemelor de dezvoltare a rețelelor electrice 35 ... 110 kV și 10 kV, de regulă, într-o singură etapă, i.e. elaborarea unui proiect de proiect tehnic - un proiect tehnic și documentație de lucru pentru construcția unității.

La proiectarea construcției de noi, extinderi, reconstrucție și reechipare tehnică a rețelelor electrice existente cu o tensiune de 0,4 ... 110 kV în scop agricol, acestea se ghidează după „Normele pentru proiectarea tehnologică a rețelelor electrice în scop agricol. ” (STPS), împreună cu alte documente de reglementare și directive. Cerințele Normelor nu se aplică cablajului de putere, circuitelor de iluminat cu tensiune de până la 1000 V în interiorul clădirilor și structurilor.

Liniile electrice de 0,4 ... 10 kV, de regulă, ar trebui efectuate deasupra capului. Liniile de cablu sunt utilizate în cazurile în care, conform PUE, nu este permisă construcția de linii aeriene, pentru alimentarea cu energie a consumatorilor responsabili (cel puțin una dintre liniile electrice principale sau de rezervă) și a consumatorilor aflați în zone cu condiții climatice severe ( IV - o zonă specială pentru gheață) și terenuri valoroase.

Se folosesc posturi de transformare cu o tensiune de 10 / 0,4 kV de tip închis și producție completă de fabrică.

Justificarea soluțiilor tehnice se realizează pe baza calculelor tehnice și economice. Dintre opțiunile comparabile din punct de vedere tehnic, se preferă opțiunea cu cele mai mici costuri reduse.

Soluțiile schematice ale rețelelor electrice sunt selectate în funcție de modurile normale, reparații și post-urgență.

Distribuția pierderilor de tensiune între elementele rețelei electrice se realizează pe baza unui calcul bazat pe abaterea de tensiune admisibilă (GOST 13109-97 - abaterea normală admisă a tensiunii pentru consumator este de ± 5% din valoarea nominală, abaterea maximă este permisă până la ± 10%) pentru consumatorii de energie și nivelurile de tensiune pe alimentația centrului magistralei.

Pierderile de tensiune nu trebuie să depășească 10 kV în rețelele electrice - 10%, în rețelele electrice 0,4 / 0,22 kV - 8%, în cablarea electrică a clădirilor rezidențiale cu un etaj - 1%, în cablarea electrică a clădirilor, structuri, două și multi- clădiri rezidențiale etajate - 2%.

În lipsa datelor inițiale pentru calcularea abaterii de tensiune pentru receptoarele electrice, se recomandă luarea pierderilor de tensiune în elementele rețelei de 0,4 kV: în liniile de alimentare a consumatorilor comunali - 8%, industriali - 6,5%, complexe zootehnice - 4% a nominalului.

La proiectarea rețelelor electrice în scopuri agricole, capacitatea dispozitivelor de compensare trebuie determinată în funcție de condiția asigurării coeficientului optim. putere reactiva, la care se realizează minimul costurilor reduse pentru reducerea pierderilor de energie electrică.

5.3.2. Cerințe de proiectare pentru liniile electrice cu o tensiune de 0,4 / 0,22 kV

Liniile aeriene ar trebui să fie așezate, de regulă, pe două părți ale străzilor așezării, dar este, de asemenea, permisă trecerea lor de-a lungul unei laturi a străzii, ținând cont de eliminarea interferențelor cu circulația vehiculelor și a pietonilor, precum și comoditatea realizării de ramificații la intrările în clădiri și reducerea numărului de intersecții cu structuri inginerești.

La proiectarea liniilor aeriene cu suspendare îmbinată pe suporturi de sârmă de linii electrice de 0,4 / 0,22 kV și linii de difuzare cu sârmă cu tensiuni de până la 360 V, este necesar să fie ghidat de PUE, utilizarea liniilor aeriene pentru suspendarea în comun a cablurilor de alimentare cu energie. (380 V) și difuzare prin cablu (nu mai mare de 360 ​​V) și NTPS.

Pe secțiunile paralele care urmează linii de 0,4 și 10 kV, trebuie luată în considerare fezabilitatea tehnică și economică a utilizării suporturilor comune pentru suspendarea în comun a firelor ambelor linii aeriene pe acestea.

Selecția de fire și cabluri, puterea transformatoarelor de putere ar trebui să se facă la un minim din costurile date.

Liniile electrice cu o tensiune de 0,4 kV trebuie să fie cu un neutru solid împământat; pe liniile care se extind de la o stație de 10 / 0,4 kV, nu trebuie să fie prevăzute mai mult de două sau trei secțiuni transversale de fire.

Firele și cablurile selectate sunt verificate:

· Despre abaterile de tensiune admisibile la consumatori;

· Pentru sarcini de curent admisibile pe termen lung în funcție de starea de încălzire în regimul normal și post-urgență;

· Pentru a asigura funcționarea fiabilă a protecției în cazul scurtcircuitelor monofazate și fază-fază;

· Pentru a porni motoare electrice asincrone cu un rotor cu colivie.

Cablurile izolate din plastic protejate cu siguranțe trebuie testate pentru rezistența termică la curenții de scurtcircuit.

Conductivitatea firului neutru al liniilor de 0,4 kV care alimentează în principal sarcini monofazate (mai mult de 50% în ceea ce privește puterea), precum și receptoarele electrice ale fermelor de animale și păsări de curte, nu trebuie să fie mai mică decât conductivitatea conductorului de fază. Conductivitatea firului neutru poate fi mai mare decât conductivitatea firului de fază, dacă acest lucru este necesar pentru a asigura fluctuațiile admisibile de tensiune în lămpile de exterior, precum și atunci când este imposibil să se asigure alte mijloace cu selectivitatea necesară pentru a proteja linia. de la scurtcircuite monofazate. În toate celelalte cazuri, conductivitatea firului neutru ar trebui să fie luată la cel puțin 50% din conductivitatea firelor de fază.

Pe liniile aeriene către consumatori individuali cu o sarcină concentrată, este necesar să se prevadă suspendarea a opt fire cu împărțirea firului unei faze în două pe suporturi cu un fir neutru comun. În cazul suspendării îmbinării pe suporturi comune a firelor a două linii conectate la surse de alimentare independente, este necesar să se prevadă fire neutre independente pentru fiecare linie.

Firele de iluminat stradal trebuie să fie amplasate pe marginea drumului străzii. Firele de fază trebuie să fie situate peste zero.

Corpurile de iluminat stradal sunt conectate la conductori de fază special proiectați și un conductor neutru comun reteaua electrica... Corpurile de iluminat sunt amplasate într-un model de șah atunci când sunt instalate pe ambele părți ale străzii. Pornirea și oprirea corpurilor de iluminat stradal trebuie să fie automată și efectuată central de la tabloul de distribuție al postului de transformare.

Liniile aeriene de 0,4 kV sunt echipate cu fire de aluminiu, oțel-aluminiu, precum și aliaj de aluminiu.

În zonele cu clădiri cu un singur etaj, se recomandă utilizarea firelor autoportante cu izolație rezistentă la intemperii pentru ramificarea de la linii la intrările în clădiri.

Pe liniile aeriene, de regulă, ar trebui să se folosească izolatori de pini - sticlă sau porțelan.

5.3.3. Cerințe de proiectare pentru liniile de transport electric cu o tensiune de 10 ... 110 kV

Selecția rutelor liniilor aeriene de 10 kV trebuie făcută în conformitate cu cerințele documentelor de reglementare pentru selectarea și examinarea rutelor liniilor.

Dacă este necesar să se construiască linii aeriene care rulează în aceeași direcție cu cele existente, trebuie efectuate calcule tehnice și economice pentru a justifica fezabilitatea construirii de noi linii sau creșterea debitului liniilor existente.

Tensiunea nominală fază la fază a rețelelor de distribuție de peste 1000 V trebuie luată la cel puțin 10 kV.

La reconstrucția și extinderea rețelelor existente cu o tensiune de 6 kV, este necesar să se prevadă transferul lor la o tensiune de 10 kV folosind, dacă este posibil, echipamente instalate, fire și cabluri. Menținerea unei tensiuni de 6 kV este permisă, prin excepție, cu studii de fezabilitate corespunzătoare.

Pe liniile aeriene de 10 kV cu izolatoare de știfturi, distanța dintre suporturile de ancorare nu trebuie să fie mai mare de 2,5 km în regiunile I-II pe gheață și de 1,5 km în regiunile III - speciale.

Liniile aeriene pot fi construite folosind beton armat pe rafturi vibrate și centrifugate, suporturi din lemn și metal.

Suporturile din oțel ale liniilor aeriene de 10 kV sunt recomandate a fi utilizate la intersecțiile cu structuri inginerești (căi ferate și autostrăzi), cu spații de apă, pe tronsoane restrânse de trasee, în zone muntoase, pe terenuri agricole valoroase, precum și ca suporturi de ancorare-unghiulare de linii cu dublu circuit.

Se recomandă folosirea suporturilor dublu circuit de linii aeriene de 10 kV la treceri mari peste obstacole de apă, precum și pe tronsoane de linii aeriene care trec prin terenuri ocupate de culturi agricole (orez, bumbac etc.), precum și pe abordările de substații. , dacă construcția este planificată în această direcție.o linie.

Liniile aeriene de 10 kV sunt realizate folosind izolatori cu știft și suspensie, atât din sticlă, cât și din porțelan, dar trebuie acordată preferință izolatoarelor din sticlă. Izolatoarele de suspensie trebuie utilizate pe liniile aeriene de 10 kV pentru alimentarea cu energie a fermelor de animale și pe suporturi de tip ancoră (capăt, unghi de ancorare și suporturi de tranziție).

5.3.4. Cerințe de proiectare pentru stații de transformare de 10 kV

Substațiile 10 / 0,4 kV trebuie amplasate: în centrul sarcinilor electrice; în imediata apropiere a drumului de acces, ținând cont de asigurarea unor abordări convenabile la liniile aeriene și de cablu; în locuri neinundate și, de regulă, în locurile cu nivelul apei subterane sub fundații.

Se recomandă furnizarea de energie electrică a consumatorilor casnici și industriali din diferite substații sau secții ale acestora.

Schemele de stații sunt selectate pe baza schemelor de dezvoltare a rețelelor electrice din regiunile de 35 ... 110 kV și a calculelor tehnice și economice pentru extinderea, reconstrucția și reechiparea tehnică a rețelelor electrice cu tensiunea de 10 kV în zonele de reţelelor electrice şi sunt specificate în proiectele de lucru de alimentare cu energie electrică a instalaţiilor reale.

Alegerea schemelor de racordare a stațiilor de 10/0,4 kV la sursele de energie se face pe baza unei comparații economice a opțiunilor în funcție de categoria consumatorilor de energie din punct de vedere al fiabilității alimentării în conformitate cu „Orientările metodologice pentru asigurarea nivelurilor de reglementare ale Alimentarea cu energie a consumatorilor agricoli la proiectare”.

Substațiile 10 / 0,4 kV care alimentează consumatorii din a doua categorie cu o sarcină estimată de 120 kW și mai mult trebuie să aibă o sursă de alimentare bidirecțională. Se admite racordarea unei stații de 10/0,4 kV care alimentează consumatori din categoria a II-a cu sarcina de proiectare mai mică de 120 kW, cu o ramificație de la o rețea de 10 kV, secționată la punctul de ramificație pe ambele părți prin separatoare, dacă ramura lungimea nu depășește 0,5 km.

Substațiile 10 / 0,4 kV, de regulă, ar trebui să fie proiectate ca un singur transformator. Statiile cu doua transformatoare 10 / 0,4 kV ar trebui proiectate pentru a alimenta consumatorii din prima categorie si consumatorii din a doua categorie, care nu permit o intrerupere a alimentarii mai mult de 0,5 ore, precum si consumatorii din a doua categorie cu o sarcină estimată de 250 kW sau mai mult.

Dispozitive pornire automată se recomandă alimentarea de rezervă pe magistralele de 10 kV pentru dotarea stațiilor cu două transformatoare cu combinarea următoarelor condiții obligatorii: prezența consumatorilor de energie din categoriile I și II; conectare la două surse de alimentare independente; dacă concomitent cu deconectarea uneia dintre cele două linii de alimentare de 10 kV, un transformator de putere își pierde simultan alimentarea cu energie. Totodată, receptoarele electrice de categoria I trebuie prevăzute suplimentar cu dispozitive automate de redundanță direct la intrarea de 0,4 kV a receptoarelor electrice.

Se utilizează posturi de tip închis de 10 / 0,4 kV: la construirea stațiilor de transformare de sprijin, la aparate de comutație de 10 kV dintre care sunt conectate mai mult de două linii de 10 kV; pentru alimentarea cu energie a consumatorilor din prima categorie cu o sarcină totală proiectată de 200 kW sau mai mult; în condițiile dezvoltării înghesuite a așezărilor; în zonele cu climă rece la o temperatură a aerului sub 40 C; în zonele cu atmosferă poluată de gradul III și mai mare; în zonele cu strat de zăpadă mai mare de 2 m. Se vor utiliza, de regulă, substații 10 / 0,4 kV cu intrări aeriene de linii de 10 kV. Presetupe ale liniilor trebuie utilizate: în rețelele de cablu; în timpul construcției de stații cu doar intrări de cabluri pentru linii; în condiţiile în care trecerea liniilor aeriene la abordările de substaţie este imposibilă şi în alte cazuri în care este justificată din punct de vedere tehnic şi economic.

Transformatoarele de 10 / 0,4 kV sunt utilizate în mod obișnuit cu comutare de transfer de câmp (OFF-tap) pentru reglarea tensiunii.

Pentru a alimenta consumatorii agricoli casnici, transformatoare de 10 / 0,4 kV cu o capacitate de până la 160 kVA inclusiv trebuie utilizate cu un circuit de înfășurare „evezda-zigzag” cu un neutru de înfășurare de 0,4 kV.

Îngrădirea stațiilor de 10 / 0,4 kV trebuie construită dacă distanța de la părțile sub tensiune ale intrărilor liniei la sol este mai mică de 4,5 m.

5.3.5 Metode de proiectare a rețelelor electrice 0,4 / 0,22 kV

Proiectul tehnic de lucru al rețelelor electrice 0,4 / 0,22 kV constă într-o notă explicativă, desene, deviz, materiale de sondaj și studiul energetic-economic al instalațiilor.

Nota explicativă conține indicatorii tehnici și economici ai proiectului, caietul de sarcini pentru materiale pentru proiectare, desene. Toate materialele de proiectare și justificare sunt stocate într-o copie de arhivă a proiectului.

Datele consumatorilor sunt obținute pe baza unui studiu economic energetic pentru planuri generale sau zone de alimentare cu energie electrică. Sarcinile electrice se determină folosind „Orientările metodologice pentru calcularea sarcinilor electrice în rețelele agricole de 0,4 ... 110 kV” atât cu utilizarea calculatorului, cât și fără acesta.

La proiectarea rețelelor externe de 0,4 / 0,22 kV, sarcinile calculate, reduse la intrarea într-o clădire rezidențială rurală, precum și consumul specific de energie perspectivă pentru nevoile intra-apartamentale sunt determinate de nomogramă, pe baza consumului de energie electrică existent în interiorul apartamentului, ținând cont de dinamica creșterii sale până în anul de proiectare. Dacă decontarea este planificată să fie gazificată până în anul estimat, atunci sarcina obținută din nomogramă este redusă cu 20%.

Pentru așezările nou electrificate sau în lipsa informațiilor despre consumul de energie electrică existent al locuințelor, sarcina calculată la intrările în locuințe se ia conform următoarelor standarde: așezări clădiri vechi cu gazificare - 1,5 kW, fără gazeificare - 1,8 kW; cu clădiri noi cu gazificare - 1,8 kW, fără - 2,2 kW; pentru apartamente nou construite în orașe, așezări de tip urban cu gazeificare - 4 kW, fără gazeificare - 5 kW. Sarcinile la intrarea caselor cu sobe electrice și încălzitoare de apă sunt luate egale cu 7,5 kW, iar la sobe electrice - 6 kW, la utilizarea aparatelor de aer condiționat, sarcina la intrarea în casă crește cu 1 kW.

Analiza experienței fermelor străine și interne arată că sarcina electrică a unei ferme poate varia de la 10 la 190 kW. Deoarece casa de locuit a unui fermier poate fi combinată cu un bloc de clădiri agricole pe un teren sau poate exista separat de acesta, se recomandă să se ia în considerare sarcina electrică a unei case de locuit separat de sarcina de producție a fermei.

Cu un set tradițional de aparate electrice, sarcina casei unui fermier este de 3 ... 5 kW și crește la 7 ... 8 kW atunci când se folosește energie electrică pentru alimentarea cu apă caldă și până la 20 ... 25 kW pentru încălzire.

În ceea ce privește sarcinile de producție ale fermelor, acestea ar trebui luate pe baza unor decizii specifice de proiectare. De exemplu, conform datelor Giproniselkhoz, sarcina electrică a unei ferme sau a unei curți pentru 5 vaci este de 21,6 kW; 10 - 30,2 kW; 25 - 69,4 kW și 50 - 119,4 kW. Sarcina electrică a fermei pentru 30 de porci este de 15 kW; 100 - 71,2 kW; pentru 200 - 91 kW, ținând cont de alimentarea cu căldură electrică.

Sarcinile calculate la intrarile la intreprinderi industriale, publice si de utilitati, cladiri si structuri sunt luate conform tabelelor din „Orientari metodologice pentru calcularea sarcinilor electrice in retelele agricole de 0,4 ... 110 kV”, care prezinta date privind capacitatea instalata. , puterea celui mai mare motor electric, sarcini active și reactive ale maximelor de zi și de seară la intrare, coeficienți de sezonalitate. Aceste date sunt incluse în aplicație (nu integral).

Sarcina de iluminat stradal se determină conform standardelor în funcție de acoperirea și lățimea carosabilului, adică. puterea specifica a instalatiilor de iluminat este de la 3,0 la 13,0 W la 1 m lungime. Puterea pentru iluminarea exterioară a teritoriului centrelor economice și a altor obiecte se determină cu o rată de 250 W pe cameră și 3 W pe 1 m din lungimea perimetrului curții, pentru zonele publice și centre comerciale - 0,5 W pe 1 mp. .M.

Sarcinile estimative ale altor consumatori din mediul rural sunt preluate din proiectele de alimentare cu energie electrică a acestor unități sau la cerere. Aplicația specifică: capacitatea totală instalată a consumatorilor de energie, sarcina estimată de zi și de seară, factorul de capacitate al întreprinderii în sarcina maximă de zi și de seară, schimbarea și sezonalitatea activității sale.

Dacă există grafice reale ale încărcăturii de obiecte, este posibil să se determine toate valorile necesare pentru proiectare. Din graficul sarcinilor electrice, construit pe baza programelor de înlocuire disponibile sau a programelor tehnologice zilnice pentru funcționarea echipamentelor electrice de putere, încălzire și iluminat, se determină o sarcină maximă de jumătate de oră, ținând cont de factorii medii de sarcină ai receptoarelor electrice. . durata sarcinii, h

Cunoașterea factorului de putere al sarcinii cosφîn perioada maximă, determinați puterea totală de proiectare

Pentru a determina sarcina de proiectare a consumatorilor mari (de exemplu, fermele și complexele de animale și păsări de curte), este recomandabil să folosiți metoda diagramelor ordonate.

Puterea de proiectare pe barele colectoare ale stației de transformare 10 / 0,4 kV pentru așezarea proiectată este determinată de sarcinile liniilor de ieșire de 0,4 / 0,22 kV. Toți consumatorii liniilor de ieșire sunt împărțiți în grupuri (cladiri rezidențiale, industriale, utilități și alte facilități), în cadrul cărora sunt colectate sarcini omogene care nu diferă între ele de mai mult de 4 ori. Pentru fiecare grupă se determină puterea calculată (prin coeficienții de simultaneitate) și, însumând puterile acestor grupuri, se obține o sarcină a postului de transformare de 10 / 0,4 kV prin metoda tabelară (prin adunări de putere). Aceleași rezultate pot fi obținute prin însumarea sarcinilor secțiunilor de cap ale liniilor de ieșire de 0,4 / 0,22 kV, după ce s-a determinat în prealabil puterea tuturor secțiunilor fiecăreia dintre linii.

Puterea transformatoarelor la substație este determinată de intervalele de sarcină economice, care sunt compilate în funcție de condițiile de funcționare normală a transformatoarelor, ținând cont de suprasarcinile sistematice admise în funcție de tipul de sarcină, anotimpuri și temperatura medie zilnică. .

Se selectează o substație cu un singur transformator 10 / 0,4 kV cu o capacitate care îndeplinește condiția

S EN£ S CALCUL£ S EV , (5.8)

Unde S EN, S EV- limitele inferioare, superioare ale intervalelor de sarcină, kVA;

S CALCUL- sarcina calculata (maxima) a statiei, kVA.

Puterea transformatoarelor la o substație cu două transformatoare este determinată în funcție de condițiile de funcționare a acestora atât în ​​modul normal, cât și în cel de post-urgență, adică. funcționarea ambelor transformatoare și a unui transformator pe ambele secțiuni de bare colectoare.

În modul normal, puterea transformatoarelor cu încărcarea lor uniformă este determinată de condiție

S EN < 0,5 S CALC < S EV , (5.9.)

În modul post-urgență, puterea transformatorului S TP ales prin condiția (5.9) se verifică pentru următoarele situații.

Atunci nu există redundanță pentru rețelele de 0,4 / 0,22 kV

(5.10.)

unde K PER este coeficientul supraîncărcărilor admisibile post-urgență.

Puterea transformatorului S TPîn prezența redundanței pe rețele de 0,4 / 0,22 kV, se determină pentru două opțiuni:

când unul dintre transformatoare este deconectat la substaţia proiectată

(5.11.)

când o stație redundantă vecină este deconectată prin rețele de 0,4 / 022 kV

(5.12.)

Unde S ’resși S ”tăiat- în consecință, sarcina postului de transformare proiectat, susținută automat de rețele de 0,4 / 022 kV și cea mai mare sarcină suplimentară, susținută automat de transformatoarele postului de transformare proiectat la pierderea alimentării celei vecine.

Numărul de posturi de transformare dintr-o localitate sau dintr-o anumită instalație depinde de puterea totală, densitatea sarcinii și pierderile de tensiune admisibile. Numărul aproximativ de posturi de transformare poate fi determinat prin formula empirică dacă lungimea unității de alimentare cu energie depășește 0,5 km

;

Unde P ∑- sarcina totala, kW; B = 0,6 ... 0,7 - coeficient constant;

Du- pierderi de tensiune admisibile in retea 0,38 / 0,22 kV,%;

P 0- densitatea de sarcină a instalației, kW / km pătrați.

Coordonatele TP sunt determinate de expresiile:

; (5.14.)

Unde Р i- sarcina de proiectare la intrarea consumatorului sau grupului i-lea, kW;

X i, Y i- distante pana la consumatori sau grupurile acestora de-a lungul axelor de coordonate, km;

n- numarul consumatorilor.

Pierderile de tensiune admisibile în elementele rețelelor electrice sunt determinate prin calcul în funcție de abaterile de tensiune normalizate între consumatori (GOST 13109-97), în funcție de nivelul de tensiune din centrul de putere la momentul sarcinilor maxime și minime și în prezența a mijloacelor de reglare a tensiunii. Conform NTPC, pierderile de tensiune admisibile în rețelele de 0,4 / 0,22 kV sunt de 8%.

După ce a determinat numărul și locația stației de transformare, selectați numărul de linii de ieșire 0,4 / 0,22 kV, traseele de trecere a acestora. Ei întocmesc scheme de proiectare pentru liniile aeriene de 0,4 kV cu aplicarea sarcinilor consumatorilor de zi și de seară, numerotează tronsoanele de proiectare și pun lungimea acestora. Pentru fiecare secțiune a liniei se determină puterea și se determină secțiunea firelor în funcție de intervalele economice ale sarcinilor, urmată de verificarea pierderilor de tensiune admisibile.

În practica de proiectare și exploatare a liniilor electrice de cabluri cu o tensiune de 0,4 ... 10 kV și cablaje electrice, este adesea necesar să se selecteze secțiunile transversale ale conductorilor cablurilor și firelor de alimentare în funcție de condițiile de încălzire (pe termen lung). curent de sarcină admisibil), urmată de verificarea abaterii admisibile a tensiunii la consumator.

În ciuda faptului că majoritatea organizațiilor de proiectare dispun în prezent de tehnologie computerizată modernă, utilizarea acesteia într-un număr de cazuri pentru acest tip de calcule este nepractică. Pentru a reduce costurile cu forța de muncă pentru aceste calcule și pentru calculele în condiții de funcționare, se recomandă utilizarea metodei nomografice pentru determinarea secțiunilor transversale ale cablurilor și firelor prin condițiile de încălzire și abaterea tensiunii.

Nomogramele pentru determinarea secțiunilor transversale ale conductorilor cablurilor de alimentare și ale cablurilor, liniilor electrice aeriene cu o tensiune de 0,4 ... 10 kV și cablurilor electrice sunt date în literatura de referință.

Proiectarea rețelei electrice și tipul stației de transformare 10 / 0,4 kV sunt selectate conform proiectelor standard ale Institutului ROSEP al Ministerului Energiei al Federației Ruse.

Rețeaua electrică de 0,4 / 0,22 kV este verificată la pornirea motoarelor electrice asincrone de mare putere, care creează pierderi semnificative de tensiune în acest mod în comparație cu funcționarea normală a rețelei.

Stațiile de transformare complete 10 / 0,4 kV, fabricate în serie, sunt produse cu un anumit set de dispozitive de protecție, ai căror parametri sunt stabiliți prin proiecte standard. Această împrejurare impune, dacă este necesar, să se prevadă înlocuirea dispozitivelor de protecție a liniilor electrice de 0,4 kV. Alegerea parametrilor pentru funcționarea dispozitivelor de protecție în rețele cu tensiuni de până la 1000 V este asociată cu alegerea secțiunii transversale a conductorilor și cablurilor.

În conformitate cu PUE, parametrii de răspuns ai dispozitivelor de protecție sunt selectați în funcție de condițiile de asigurare a vitezei și selectivității protecției rețelei electrice.

Curenți de scurtcircuit (trifazate, bifazate, monofazate) în rețelele 0,4 / 0,22 kV sunt determinate pentru a selecta dispozitive, conductori și a verifica sensibilitatea protecției.

Impedanța sistemului este rezistența rezultată a elementelor de rețea de 10 kV de la bornele transformatorului la sursa de alimentare. La calcularea curenților de scurtcircuit. într-o rețea de 0,4 kV, rezistența unei rețele de 10 kV (și tensiune mai mare) este uneori considerată zero, deoarece la reducerea la o tensiune de 0,4 kV, rezistența elementelor de rețea de 10 kV scade de aproximativ 625 de ori.

Metode de transfer putere electricaîntre echipamentele de înaltă tensiune ale întreprinderilor energetice sunt conturate pe scurt. Și aici vom lua în considerare funcționarea circuitelor de joasă tensiune.

Linii de înaltă tensiune

Conversiile de energie de înaltă tensiune sunt realizate în transformatoare cu o tensiune de ieșire de 380/220 volți. Din acestea, electricitatea este furnizată consumatorilor prin cablu sau linii aeriene. Mai mult, cablul este cel mai des folosit acolo unde este imposibil să instalați structuri inginerești - suporturi.

Linii de cabluîn timpul funcționării, acestea creează o sarcină reactivă de natură capacitivă în rețea, care pe rutele lungi afectează foarte mult calitatea energiei electrice, modificând cosφ al circuitului. Pe distanțe scurte, cablul poate funcționa ca o compensare pentru pierderile de putere de la sarcinile inductive generate de motoarele electrice puternice.

Linii aeriene de transmisie sunt utilizate pentru alimentarea consumatorilor de la distanță. Firele fazelor liniilor aeriene sunt distanțate la o distanță considerabilă. Ele practic nu creează reactanță.

Fotografia de mai jos arată un suport de linie de 0,4 kV cu fire obișnuite la tara. Acesta este deja depășit, dar un design destul de fiabil.

Acum, în țară, există o înlocuire masivă a firelor cu altele mai sigure, reduceți condițiile preliminare pentru furtul de electricitate. La reconstrucția liniilor vechi, acestea înlocuiesc adesea suporturile care și-au epuizat resursele.

Fotografia prezintă o linie de transmisie a energiei electrice aeriene cu fire autoportante într-o zonă rezidențială.

Care sunt schemele de transmitere a energiei electrice către consumator în rețeaua de 0,4 kV

Siguranta in exploatare Echipament electric depinde în mare măsură de modul în care este conectat la bucla de masă.

Pe parcursul secolului trecut, țara a folosit o schemă alimentară pentru consumatori, care este de obicei indicată prin indici TN-C. Acesta este cel mai ieftin și mai periculos sistem de împământare. Acum scapă de el, dar acesta este un proces costisitor și consumatoare de timp.

GOST R 50571.2-94 definește sistemele de împământare, care sunt clasificate: IT, TT, TN-S, TN-C, TN-C-S.

V schema I-T firul neutru al transformatorului nu este împământat și merge direct la tabloul de distribuție al consumatorilor de energie electrică.

Avea sisteme T-T borna zero a transformatorului este legată la pământ. Conform cerințelor de siguranță, carcasele tuturor receptoarelor electrice din ambele scheme trebuie să fie conectate la bucla de împământare a clădirii în care sunt amplasate.

Sistem TN-C folosește împământarea carcaselor instrumentelor fără a le conecta la bucla de masă. Cu această metodă, în cazul unei defecțiuni a izolației receptorului electric de pe carcasă, se creează un scurtcircuit, care este eliminat prin întrerupătoare sau siguranțe de protecție.

Sistem TN-C-S mai sigur. Utilizează bucla de pământ a clădirii, în care funcționează dispozitivele electrice. În timpul deteriorării izolației acestora, curenții de scurgere sunt creați la circuitul de pământ prin conductorii PE. O defecțiune a circuitului este oprită de un RCD sau de difavtomats.

Sistemul TN-S prevede conectarea incintelor aparatelor electrice la circuitul de împământare al stației de transformare pe o fază separată a liniei de transport a energiei electrice. Aceasta este soluția cea mai scumpă, dar cea mai sigură. Starea tehnică a postului de transformare cu linii electrice, inclusiv rezistența electrică a buclei de împământare, se măsoară periodic de către specialiști și se menține întotdeauna în stare bună.

Pierderi în timpul transportului de energie electrică în rețelele electrice

În timpul transportului de energie electrică, o parte din aceasta este cheltuită pentru procese conexe, de exemplu, încălzirea metalului conductorilor, scurgerile prin izolație. Acestea sunt legate de tehnologia de transmitere a energiei electrice către consumatori.

Pe lângă pierderile tehnologice, deficitul de producție de energie electrică poate fi asociat cu:

cu furt obișnuit;

erori ale dispozitivelor de contorizare;

calcule incorecte de către unitățile de vânzare a energiei.

Experții internaționali au stabilit că cantitatea relativă de energie pierdută din energia generată ar trebui să fie de până la 5%. Potrivit statisticilor, acest indicator pentru statele vest-europene este limitat la 7%, pentru Rusia variază de la 11-13%, iar în Belarus - 11,13%.

Analiza pierderilor tehnice a determinat că 78% dintre ele apar în rețelele electrice cu o tensiune de 110 kV și mai mică, iar 33,5% au fost detectate în rețelele de 0,4 ÷ 10 kV.

Motivele pierderilor tehnologice

Reguli pentru alegerea secțiunii transversale a conductorilor de curent

Emisia de căldură a firelor electrice este direct legată de rezistența lor electrică. Secțiunea transversală subestimată o mărește și creează costuri suplimentare cu energia.

Sunt utilizate diferite tehnici pentru a conecta firele. Trebuie înțeles că atunci când două suprafețe metalice ale conductorilor sunt suprapuse, un curent electric trece prin zona lor de contact. În locul unui astfel de contact apare.

Este mai puțin pentru contactele liniare decât pentru cele dăltuite, dar mai mult decât pentru contactele de suprafață.

Starea contactului

Starea rezistenței tranzitorii este influențată de:

tipul de metal al pieselor de îmbinat;

curățenia suprafețelor de contact și calitatea prelucrării acestora;

cantitatea de „strângere” și o serie de alți factori.

În timpul transportului, energia electrică trece printr-un număr mare de conexiuni de contact. Menținerea lor în stare bună de funcționare reduce risipa, iar practicile de instalare neglijente asigură costuri. Pentru a le reduce în timpul funcționării, se efectuează lucrări preventive periodice, iar în intervalele dintre ele se efectuează observarea vizuală a emisiilor termice din interiorul îmbinărilor de contact cu ajutorul camerelor termice.

Compensarea pierderilor de energie electrică din puterea reactivă

Pentru a îmbunătăți calitatea transportului de energie electrică, reglarea tensiunii se realizează prin dispozitive de compensare cu crearea unei rezerve admisibile. Cu această metodă, puterile generate se adaugă puterilor dispozitivelor de compensare. Principalele posibilități de compensare sunt prezentate în figură.

Compensarea pierderilor de energie electrică este deosebit de importantă în întreprinderile cu un număr mare de motoare cu inducție.

Modalități de reducere a pierderilor

Întreprinderile care furnizează servicii de transport de energie electrică sunt interesate de calitatea acestuia. Se realizeaza:

reducerea lungimii liniilor electrice;

utilizarea liniilor trifazate pe toată lungimea;

înlocuirea firelor deschise cu structuri izolate autoportante;

utilizarea conductoarelor cu secțiunea transversală maximă admisă pentru trecerea sarcinilor critice;

reconstrucția echipamentelor de transformare pentru dispozitive cu pierderi active și reactive mai mici;

instalarea suplimentară a transformatoarelor în circuite de 0,4 kV, care reduc lungimea liniilor de transport și pierderile de putere în acestea;

introducerea automatizării și telemecanicii;

utilizarea de noi instrumente de măsurare cu caracteristici metrologice îmbunătățite și o creștere a preciziei prelucrării acestora.

• îmbunătățirea siguranței în timpul construcției și exploatării;
• utilizarea structurilor, elementelor și echipamentelor care asigură fiabilitatea, costurile optime în timpul construcției, reechiparea tehnică și întreținerea pe durata de viață;
• crearea de linii de aer nesupravegheate și compacte.

Cerințe pentru liniile aeriene de 0,4 kV:

Linia aeriană de 0,4 kV trebuie realizată într-o versiune trifazată cu 4 fire conform unei scheme radiale cu fire de aceeași secțiune transversală pe toată lungimea liniei (principale) de la substațiile 10 / 0,4 kV.

Liniile aeriene de 0,4 kV sunt realizate numai folosind fire izolate autoportante.

Lungimea liniilor ar trebui să fie limitată de condițiile tehnice în funcție de criteriul calității tensiunii, fiabilitatea alimentării cu energie a consumatorului și indicatorii economici (pierderi tehnice de energie electrică în linie și costuri de distribuție a acesteia).

Instalați dispozitive pentru a limita consumul de energie la intrările către abonați (lucrare în comun cu organizația de vânzări de energie). Dispozitivele de limitare a puterii trebuie să asigure oprire automată abonatul din reteaua electrica in cazul depasirii puterii instalatiilor sale electrice si repornirii cu intarziere.

Fire izolate autoportante: fiabilitate, calitate și siguranță

Sarcina menținerii stării tehnice a rețelelor la nivel modern nu poate fi rezolvată fără utilizarea unor proiecte și tehnologii noi, mai avansate, pe liniile aeriene. În loc de modelele tradiționale cu fire goale, care au o rată mare de accidente, liniile primite de fiabilitate scăzută cu fire izolate (SIP).

Baza liniei aeriene cu fire izolate (VLI) este alcătuită din fire de fază izolate, răsucite într-un mănunchi în jurul unui fir purtător neutru (SIP) izolat sau neizolat, cu toate stres mecanic pe fire sunt percepute de firul purtător.

În comparație cu firele goale, SIP are mari avantaje:

• posibilitatea suspendării în comun pe stâlpi cu linii telefonice;
• posibilitatea de a utiliza suporturi de proiecte standard existente și suporturi de înălțime mai mică (conform PUE, suspensia de sârmă izolată autoportanta este permisă la o înălțime de 4 m, iar firele goale la o înălțime de 6 m);
• reducerea costurilor de exploatare prin eliminarea degajării sistematice a rutelor, înlocuirea izolatoarelor deteriorate, reducerea volumului lucrărilor de recuperare în caz de urgență;
• siguranță ridicată a serviciului, fără risc de șoc electric la atingerea cablurilor sub tensiune;
• imposibilitatea practică a unui scurtcircuit între firele de fază și firul neutru sau la pământ;
• greutate mai mică și durată mai lungă de aderență la zăpadă, fiabilitate crescută în zonele cu formare intensă de gheață, reducerea sarcinilor de gheață-vânt pe suporturi cu cel puțin 30%;
• scăderea de tensiune redusă datorită reactanței scăzute (0,1 Ohm/km față de 0,35 Ohm/km pentru firele goale);
• posibilitatea de așezare pe fațadele clădirilor;
• eliminarea riscului de incendiu în cazul căderii firelor la pământ;
• reducerea distanțelor de siguranță față de clădiri și alte structuri inginerești;
• posibilitatea suspendării îmbinării pe un suport din fire izolate autoportante 0,4 / 10 kV și un cablu izolat autoportant pentru tensiune 10-35 kV;
• utilizarea acestor fire elimină practic furtul: atât electricitatea, cât și firele în sine.

Reînchidere

Reînchiderea sunt dispozitive de înaltă tehnologie care combină tehnologii avansate în domeniul tehnologiei de comutare în vid și protecția rețelelor de distribuție pe bază de microprocesor. Aceste dispozitive au o serie de caracteristici specifice care le permit să fie utilizate pentru rezolvarea unei varietăți de sarcini.

Pe baza rezultatelor consiliului științific și tehnic, în trimestrul II al anului 2007 s-a luat decizia de a utiliza reînchidere pentru secţionarea şi controlul automat al comutaţiei în reţelele de 6-10 kV.

Odată cu utilizarea reîncărcătoarelor, a devenit posibilă automatizarea următoarelor servicii de rețea:

• trecerea operațională la retea de distributie
• deconectarea zonei deteriorate
• reînchidere linie (reînchidere automată triplă)
• izolarea zonei afectate
• restabilirea alimentării cu energie electrică pe secțiunile nedeteriorate ale rețelei
• colectarea de informații despre parametrii modurilor de funcționare a rețelei electrice