Что такое уравнительный ток. Уравнительные токи в электрических сетях: причины возникновения, последствия и методы устранения — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое уравнительные токи в электрических сетях. Каковы причины их возникновения. Как они влияют на работу оборудования. Какие существуют методы борьбы с уравнительными токами. Почему важно учитывать уравнительные токи при проектировании электрических систем.

Содержание

Что такое уравнительные токи и почему они возникают

Уравнительные токи — это токи, возникающие в параллельно работающих трансформаторах или генераторах при наличии разности напряжений между ними. Основные причины появления уравнительных токов:

Неравенство вторичных напряжений трансформаторов
Различие напряжений короткого замыкания трансформаторов
Несовпадение групп соединения обмоток трансформаторов
Неодинаковые коэффициенты трансформации
Разность потенциалов между источниками питания по модулю и фазе

Уравнительные токи стремятся выровнять напряжения на выводах параллельно работающих устройств. При этом они дополнительно нагружают оборудование и вызывают дополнительные потери электроэнергии.

Формула для расчета уравнительного тока

Величину уравнительного тока между двумя трансформаторами можно рассчитать по формуле:

I_ур = (U1 — U2) / (Z_к1 + Z_к2)

где:

I_ур — уравнительный ток
U1, U2 — вторичные напряжения трансформаторов
Z_к1, Z_к2 — полные сопротивления короткого замыкания трансформаторов

Эта формула позволяет оценить величину уравнительного тока при известных параметрах трансформаторов. Чем больше разность напряжений и меньше сопротивления КЗ, тем выше будет уравнительный ток.

Влияние уравнительных токов на работу электрооборудования

Протекание уравнительных токов оказывает следующее негативное влияние:

Дополнительный нагрев обмоток трансформаторов и генераторов
Увеличение потерь электроэнергии в оборудовании
Снижение пропускной способности трансформаторов
Неравномерная загрузка параллельно работающих устройств

Ускоренный износ изоляции обмоток
Возможность повреждения оборудования при больших уравнительных токах

Поэтому важно принимать меры по минимизации уравнительных токов при проектировании и эксплуатации электрических сетей.

Методы ограничения уравнительных токов

Для снижения негативного влияния уравнительных токов применяются следующие способы:

Выравнивание вторичных напряжений трансформаторов с помощью РПН
Подбор трансформаторов с близкими напряжениями КЗ
Использование трансформаторов одинаковой мощности
Применение специальных схем соединения обмоток
Установка токоограничивающих реакторов
Регулирование возбуждения параллельно работающих генераторов

Выбор конкретного метода зависит от схемы сети, параметров оборудования и требований к режиму работы. Часто используется комбинация нескольких способов.

Особенности уравнительных токов в тяговых сетях

В системах тягового электроснабжения железных дорог уравнительные токи имеют ряд особенностей:

Возникают между смежными тяговыми подстанциями
Зависят от схемы питания межподстанционной зоны
Существенно влияют на распределение нагрузки между подстанциями
Изменяются при движении электроподвижного состава
Требуют учета при выборе мощности трансформаторов подстанций

Расчет уравнительных токов в тяговых сетях является важной задачей при проектировании систем электроснабжения железных дорог.

Уравнительные токи при параллельной работе генераторов

При параллельной работе генераторов уравнительные токи могут возникать по следующим причинам:

Разница в напряжениях генераторов
Несинхронность вращения роторов
Различие в характеристиках систем возбуждения
Неодинаковые статические характеристики генераторов

Для ограничения уравнительных токов между генераторами применяют:

Точную синхронизацию при включении
Регулирование тока возбуждения
Использование генераторов с близкими характеристиками
Установку токоограничивающих реакторов

Правильный выбор генераторов и настройка систем регулирования позволяют минимизировать уравнительные токи.

Влияние устройств компенсации реактивной мощности на уравнительные токи

Установка устройств компенсации реактивной мощности (конденсаторных батарей, статических тиристорных компенсаторов и др.) может оказывать влияние на уравнительные токи в сети:

Изменение распределения напряжений в узлах сети
Возможность возникновения резонансных явлений
Появление высших гармоник тока и напряжения
Усложнение расчета уравнительных токов

При проектировании систем компенсации необходимо учитывать их возможное влияние на уравнительные токи и при необходимости предусматривать дополнительные меры по их ограничению.

Способы измерения уравнительных токов

Для контроля уравнительных токов в электрических сетях применяются следующие методы измерения:

Использование специальных измерительных трансформаторов тока
Применение дифференциальных амперметров
Измерение токов в нейтралях трансформаторов
Использование микропроцессорных устройств релейной защиты
Измерение с помощью регистраторов аварийных событий

Выбор метода измерения зависит от схемы сети, требуемой точности и возможностей существующих систем мониторинга. Важно обеспечить достоверность измерений для правильной оценки величины уравнительных токов.

Заключение

Уравнительные токи являются важным фактором, влияющим на работу электрических сетей и оборудования. Их учет необходим при проектировании и эксплуатации энергосистем. Применение современных методов расчета, измерения и ограничения уравнительных токов позволяет повысить надежность и эффективность электроснабжения потребителей.

Уравнительные токи это

Здравствуйте, гость Вход Регистрация. Правила Форума «Электрик». Файловый архив форумов. Искать только в этом форуме? Дополнительные параметры. Сайт Электрик.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

О трансформаторах — Параллельная работа трансформаторов

Вы точно человек?

О трансформаторах — Параллельная работа трансформаторов

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРАВНИТЕЛЬНОГО ТОКА НА ДВУХПУТНОМ УЧАСТКЕ ТЯГОВОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Условия включения трансформаторов на параллельную работу

Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Уравнительный ток это

Справочник химика 21

электрические сети, оборудование, документация, инструкции

Устройство для снижения уравнительных токов и ограничения токов короткого замыкания

Уравнительные токи

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Трансформатор 1: работа на холостом ходу

О трансформаторах — Параллельная работа трансформаторов

Схема двух однофазных параллельно работающих трансформаторов изображена на рис. Под нормальной параллельной работой трансформаторов понимают работу, при которой в режиме холостого хода нет тока в цепи вторичных обмоток, а при питании потребителей в режиме нагрузки токи распределяются пропорционально номинальным мощностям трансформаторов.

В режиме холостого хода рис. Этот ток в цепи вторичных обмоток загружает трансформатор и вызывает неоправданный нагрев его обмоток и дополнительный расход энергии. В режиме нагрузки уравнительные токи накладываются на токи потребителей и создают неравномерную нагрузку трансформаторов.

Уравнительного тока в трансформаторах нет, если или. Таким образом, первым необходимым условием нормальной параллельной работы трансформаторов является равенство номинальных вторичных напряжений. Из эквивалентной схемы параллельно работающих трансформаторов рис.

Умножив и разделив правую часть равенства на , получим:. Выражение 2. Если , то нагрузка между трансформаторами распределяется пропорционально номинальным мощностям трансформаторов. Таким образом, равенство напряжений короткого замыкания является вторым необходимым условием нормальной параллельной работы трансформаторов. Если при соблюдении первых двух условий параллельной работы поменять местами концы одной из обмоток трансформатора, то в контуре вторичных обмоток ЭДС и будут направлены не встречно, а согласно, что равносильно короткому замыканию трансформатора.

Для трехфазных трансформаторов также требуется идентичность групп соединения. Если это условие не выполнено, ЭДС и соответствующей пары обмоток не совпадают по фазе и в результате появляется уравнительный ток, который может значительно превысить номинальное значение тока и даже быть близким к току короткого замыкания.

Следовательно, третьим условием нормальной параллельной работы трансформаторов является идентичность групп соединения обмоток.

Вы точно человек?

Необходимость параллельной работы. При нескольких параллельно работающих трансформаторах можно без уменьшения требуемой для потребителей мощности ремонтировать выходящие из строя трансформаторы, иметь резерв при выходе из строя отдельных трансформаторов, отключать часть трансформаторов при уменьшении нагрузки для уменьшения потерь , равномерно распределять нагрузку между трансформаторами. Условия параллельной работы. Схема двух однофазных параллельно работающих трансформаторов изображена на рис. Под нормальной параллельной работой трансформаторов понимают работу, при которой в режиме холостого хода нет тока в цепи вторичных обмоток, а при питании потребителей в режиме нагрузки токи распределяются пропорционально номинальным мощностям трансформаторов. В режиме холостого хода рис.

_ Это реле должно быть отрегулировано так, чтобы оно приходило вдень Эти уравнительные токи можно уничтожить, если включить вторичную.

О трансформаторах — Параллельная работа трансформаторов

Трансформаторы с четными группами соединений включаться на параллельную работу с трансформаторами и нечетными группами соединений не могут; недопустимо включение групп 12, 4 и 8 с группами 6, 10 и 2. В замкнутом контуре вторичных обмоток действует разность этих ЭДС. Значение этого тока оказывается весьма значительным. Таким образом, параллельное включение трансформаторов с обмотками различных групп соединения недопустимо. Фазировка трансформаторов это проверка совпадения фаз вторичных напряжений у двух трансформаторов, включаемых на параллельную работу. Фазировка предусматривает проверку симметрии вторичных э. Если напряжения между названными зажимами отличны от нуля, это указывает на допущенную ошибку монтажа, исключающую, до ее устранения, возможность включения трансформаторов на параллельную работу. Для измерения напряжений при фазировке следует применять электромагнитный вольтметр на двойное линейное вторичное напряжение трансформаторов. Как правило фазировка выполняется на низшем напряжении трансформаторов. На обмотках напряжением до В фазировка проводится вольтметром на соответствующее напряжение.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРАВНИТЕЛЬНОГО ТОКА НА ДВУХПУТНОМ УЧАСТКЕ ТЯГОВОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Параллельная работа трансформаторов, т. На этих же условиях возможна параллельная работа и автотрансформаторов, а также трансформаторов с автотрансформаторами. У трансформаторов, имеющих разные номинальные напряжения или разные коэффициенты трансформации, напряжения на зажимах вторичных обмоток неодинаковы. При включении таких трансформаторов на параллельную работу в замкнутых контурах первичных и вторичных обмоток возникнут уравнительные токи, обусловленные разностью вторичных напряжений.

Одна из причин возникновения потерь электроэнергии в тяговых сетях переменного тока — протекание уравнительных токов. Они вызваны неравенством потенциалов источников питания по модулю и фазе.

Условия включения трансформаторов на параллельную работу

Парал гелъной работой называют работу двух или нескольких трансформаторов на общие шины, причем их первичные обмотки подключены к общей первичной сети, а вторичные к общей вторичной сети. Это требование обусловливается тем, что параллельно работающие трансформаторы должны нести одинаковую в процентном отношении нагрузку. Перед включением трансформаторов на параллельную работу необходимо их сфазировать, т. Фазировку, как правило, проводят на низком напряжении трансформаторов, пользуясь вольтметром, а при высоком напряжении вольтметр включают через трансформаторы напряжения. При фазировке измеряют напряжение между фазами обмоток трансформаторов.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Уравнительный ток это

Параллельная работа трансформаторов — подключение трансформаторов на совместную работу, при таком подключении соединяются между собой одноименные выводы обмоток со стороны высокого напряжения и выводы обмотки сторон низкого напряжения. Соединение только первичных, или только вторичных обмоток между собой не следует смешивать с параллельной работой трансформаторов. Такое соединение определяется, как совместная работа двух трансформаторов. При необходимости включения трансформаторов на параллельную работу во избежание негативных последствий для оборудования необходимо учитывать несколько факторов. Рассмотрим подробно условия включения силовых трансформаторов на параллельную работу. Равенство групп соединения обмоток. Существует несколько групп соединений обмоток трансформатора.

Поэтому уравнительные токи в контактной сети и питающем проводе автотрансформаторов можно пренебречь, так как это влияние вызвано в.

Справочник химика 21

Компактные многофункциональные инфракрасные камеры серии IC от TROTEC демонстрируют убедительную производительность с точностью термографических измерений в режиме реального времени, обширный температурный диапазон и разнообразие функций — в сочетании с удивительно низкой ценой, имеют непревзойденное соотношение цены и качества. Подробнее: Тепловизоры IC. Подробнее: Выбор электродвигателя за 5 шагов.

электрические сети, оборудование, документация, инструкции

Под действием возникшей разности потенциалов в замкнутом контуре вторичных обмоток пойдет уравнительный ток, который создаст падение напряжения в обмотках. В трансформаторе 1 это вызовет уменьшение напряжения на зажимах вторичной обмотки, в трансформаторе 2 — увеличение вторичного напряжения. В результате напряжение на внешних шинах будет иметь среднее значение. При нагрузке уравнительный ток накладывается на ток нагрузки, в следствии чего трансформатор 1 будет перегружен, а трансформатор 2 — недогружен. Несоблюдение данного условия вызывает настолько большой уравнительный ток, что трансформаторы могут выйти из строя из-за перегрева обмоток. Если группы соединения различны, то между соответствующими векторами вторичных напряжений трансформаторов, включаемых параллельно, образуется сдвиг фаз.

Исследование распределения нагрузки между параллельно работающими трансформаторами. Схема включения трансформаторов на параллельную работу приведена на рис.

Устройство для снижения уравнительных токов и ограничения токов короткого замыкания

Форум посвящен вопросам релейной защиты и автоматики РЗА. Обмену опытом и общению релейщиков. Активные темы 13 Темы без ответов Страницы 1 2 Далее. Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться.

Уравнительные токи

Результатов: Точных совпадений: 0. Затраченное время: мс.

Включение трансформаторов на параллельную работу

Подробности: Категория: Практика

трансформатор
ввод в работу
режимы работы

Параллельная работа трансформаторов, т. е. включение их на одни сборные шины ВН и НН, а также СН, возможна: а) при равенстве их первичных и их вторичных напряжений; б) при равенстве напряжений короткого замыкания; в) тождественности групп соединения обмоток. На этих же условиях возможна параллельная работа и автотрансформаторов, а также трансформаторов с автотрансформаторами.
У трансформаторов, имеющих разные номинальные напряжения или разные коэффициенты трансформации, напряжения на зажимах вторичных обмоток неодинаковы. При включении таких трансформаторов на параллельную работу в замкнутых контурах первичных и вторичных обмоток возникнут уравнительные токи, обусловленные разностью вторичных напряжений.
Уравнительный ток равен:

где D U = U 1 — U 2 — разность вторичных напряжений трансформаторов; ZK 1 и ZK 2 — сопротивления первого и второго трансформаторов, определяемые по формуле

где u к% — напряжение КЗ трансформатора.
Пример. Два трансформатора с разными значениями вторичных напряжений включаются на параллельную работу. Трансформаторы имеют следующие параметры: S 1 = S 2 =10000 кВ·А ; U 1 =6600 В; U 2 =6300 В; uk 1 = u к2 =8% ; группы соединения обмоток U/D-11. Определить уравнительный ток после включения на параллельную работу.
Решение. Номинальные токи трансформаторов

Сопротивления трансформаторов

Разность вторичных напряжений

Уравнительный ток

Из примера видно, что при неравенстве вторичных напряжений трансформаторы будут загружаться уравнительным током даже в режиме холостого хода. При работе под нагрузкой уравнительный ток налoжится на ток нагрузки. Уравнительный ток, загружая обмотки трансформаторов, увеличивает потери энергии в них и снижает суммарную мощность подстанции. Поэтому разность вторичных напряжений при включении трансформаторов на параллельную работу должна быть минимальной. Отклонения по коэффициенту трансформации допускаются в пределах ±0,5% номинального значения. Напряжение короткого замыкания ик является постоянной для каждого трансформатора величиной, зависящей исключительно от его конструкции. При работе трансформатора под нагрузкой необходимо равенство их ик. Это объясняется тем, что нагрузка между трансформаторами распределяется прямо пропорционально их мощностям и обратно пропорционально напряжениям короткого замыкания. В общем случае неравенство ик приводит к недогрузке одного трансформатора и перегрузке другого. Если два трансформатора номинальной мощности S 1 и S 2 имеют различные напряжения короткого замыкания u к1 и u к2 соответственно, то распределение общей нагрузки S между ними определяется по формуле

где S ‘ и S » — реальные нагрузки первого и второго трансформаторов; u ‘к — некоторое эквивалентное напряжение короткого замыкания параллельно включенных трансформаторов.
Пример. На параллельную работу включаются два трансформатора мощностью S 1 =S 2 =10000 кВ·А , имеющих напряжения короткого замыкания u к1 =8%, u к2 =6,5% . Суммарная мощность нагрузки потребителей S = 20000 кВ·А. Определить, как распределится нагрузка между трансформаторами.
Решение. Эквивалентное напряжение короткого замыкания

Нагрузки трансформаторов

Таким образом, при включении на параллельную работу трансформаторов с различными напряжениями короткого замыкания трансформатор с меньшим uk примет на себя бόльшую нагрузку .Некоторое перераспределение (выравнивание) нагрузки в данном случае можно получить путем изменения коэффициента трансформации, т. е. повышением вторичного напряжения недогруженного трансформатора. Но пользоваться этим способом в эксплуатации не следует, так как при этом возрастают потери от уравнительного тока.
Наилучшее использование установленной мощности трансформаторов возможно только при равенстве напряжений короткого замыкания. Однако в эксплуатации допускается включение на параллельную работу трансформаторов с отклонениями ик на основном ответвлении не более чем на ± 10%. Такое допущение связано с технологией изготовления трансформаторов, т. е. с отступлениями в размерах обмоток, влияющих на ик.

Рис. 1. 8. Разность напряжений ДU при сдвиге векторов вторичных напряжений U 1 и U 2 по фазе на угол d
Не рекомендуется включение на параллельную работу трансформаторов с отношением номинальных мощностей более 1:3. Это вызвано тем, что даже при небольших перегрузках трансформаторы меньшей мощности будут больше загружаться в процентном отношении и, особенно в том случае, если они имеют меньшие ик. Поэтому при отношении мощностей трансформаторов более 1: 3 целесообразно при возрастании нагрузок совсем отключить трансформатор меньшей мощности, чтобы не подвергать его недопустимой перегрузке.
Параллельная работа трансформаторов, принадлежащих к разным группам соединений обмоток, невозможна по той причине, что между вторичными обмотками одноименных фаз соединяемых трансформаторов появляется разность напряжений, обусловленная углом сдвига 5 между векторами вторичных напряжений (рис. 1.8). Уравнительный ток при сдвиге векторов на угол 5 определяется по формуле

где u к1 и u К2 — напряжения короткого замыкания первого и второго трансформаторов; I 1 и I 2 — номинальные токи первого и второго трансформаторов соответственно.
Пример. Подсчитаем значение уравнительного тока, предположив, что на параллельную работу оказались включенными два трансформатора с одинаковыми номинальными токами (I 1 = I 2 = I ) и одинаковыми напряжениями короткого замыкания (uk 1 =ик2=ик), но при наличии сдвига векторов линейных напряжений вторичных обмоток на угол 60° (например, группы соединений Y/D-11 и Y/D-1). В этом случае уравнительный ток равен:

Например, при ик=6,5% уравнительный ток достигает почти восьмикратного значения номинального, что равносильно короткому замыканию.
Группы соединения обмоток в ряде случаев могут быть изменены путем перемаркировки выводов и соответствующего присоединения к ним шин. В других случаях необходимо вскрытие трансформатора для изменения группы соединения его обмоток.

Назад
Вперёд

Анализ влияния уравнительных токов на технико-экономические показатели системы тягового электроснабжения, страница 2

Определим уравнительный ток между двумя смежными подстанциями, когда на перегоне между ними нет нагрузки и трансформаторы на подстанциях имеют одинаковые коэффициенты трансформации. Подключение трансформаторов к ЛЭП на стороне Ш на подстанциях ТП1 и ТП2 однотипное (рисунок 3.1).

Токи в обмотках трансформатора, в ЛЭП и тяговой сети обозначены, как показано на рисунок 3.1 . Схема замещения для определения уравнительного тока в фазе А приведена на рисунок 3.2 . Как видно из рисунка3.1 и , 3.2 уравнительный ток тяговой сети I не весь попадает в обмотку ас, а нас интересует только контур фазы А, то условно показано ответвление 1/3 1у в другие обмотки.

Согласно второго закона Кирхгофа для замкнутого контура (рисунок 3. 1) имеем

, (3.1)

откуда уравнительный ток

, (3.2)

где — уравнительный ток протекающий в контуре фазы;

— линейный ток в проводе А линии передачи;

— сопротивление линии (на фазу) между ТП1 и ТП2;

, — сопротивления трансформаторов для фазы A, приведенные к номинальному напряжению по фазе А;

=приведенное сопротивление тяговой сети всех путей соединенных параллельно;

— отношение числа витков первичной и вторичной обмотки на одной фазе.

Рисунок 3.1-Подключение трансформатора к ЛЭП

Рисунок 3.2 -Схема замещения

Таким образом, уравнительный ток при отсутствии нагрузки на рассматриваемой фидерной зоне, зависит только от параметров первичной и вторичной цепи и от тока I_А, распределяющегося по параллельным цепям, из уравнения (3.2 ) и рисунка (3.2) следует:

, (3. 3)

т.е. распределение тока I_Апроисходит как бы между двумя параллельными ветвями с сопротивлении и , при этом

, (3.4)

Для определения уравнительного тока построим векторную диаграмму, по следующим уравнениям:

, (3.5)

, (3.6)

, (3.7)

, (3.8)

где , — потери напряжения до подстанций ТП1 и ТП2;

— напряжение, обусловленное разностью напряжений между подстанциями «1» и » 2″ .

Напряжение вызывает уравнительный ток в тяговой сети.

Разложив I_упо составляющим, получим продольную I_упр(активную) и поперечную I_уп(реактивную) составляющую уравнительного тока

I_у= I_упр+ I_уп, (3. 9)

При параллельной работе нескольких тяговых подстанций расчет уравнительных токов даже при отсутствии емкостной компенсации требует учета влияния ближайших фидерных зон на уравнительный ток рассматриваемой зоны. Это влияние оказывается через потерю напряжения на сопротивлении трансформатора и через потерю напряжения в сопротивлении одной цепи линии передачи между подстанциями, питающими рассматриваемую фидерную зону, от части уравнительного тока влияющей зоны, протекавшей по этой цепи.

Уравнительные токи изменяют нагрузку тяговых подстанций, что должно быть учтено при выборе установленной мощности их трансформаторов.

При электровозах с выпрямителями процесс перераспределения мощностей в системе, а также уравнительные токи будут практически такими же, как и при обычной синусоидальной нагрузке, т.е. в первом приближении уравнительный ток можно считать синусоидальным.

При числе промежуточных подстанций между опорными, больше двух, и двухцепной линии на уравнительный ток рассматриваемой зоны будут оказывать влияния уравнительные токи более удаленных фидерных зон. Однако они оказывают влияние только через падение напряжения в цепи линии передачи вследствие того, что общим участком контуров уравнительных токов удаленных фидерных зон с контуром уравнительного тока рассматриваемой фидерной зоны является только линия передачи.

Если влияющая и подверженная влиянию фидерная зона питается от различных фаз, что имеет место на исследуемом участке, тo это необходимо учитывать в расчетах введением соответствующих коэффициентов .

Величина уравнительного тока существенно зависит от варианта питания межподстанционной зоны. Это объясняется различием аргумента составлящей уравнительного тока, определяемого токами смежных плеч питания.

В зависимости от схемы присоединения трансформаторов подстанции к ЛЭП и направления потоков мощности по ней различают четыре варианта питания межподстанционных зон «отстающими» и «опережающими» по вращению векторов фазами напряжения.

Рисунок 3.3-Векторная диаграмма для определения уравнительного тока

Рисунок 3. 4-Варианты питания межподстанционных зон

В общем виде уравновешенный ток между двумя подстанциями с учетом транзита мощности по ЛЭП и влияния уравнительных токов смежных межподсталционных зон можно представить как:

, (3.10)

где — сопротивление контура уравнительного тока;

= -напряжения на участке линии электропередачи между первой и второй подстанциями, обусловленное транзитным током ЛЭП.

Знак его зависит от потока мощности «+», если поток направлен от подстанции, питающей рассматриваемую зону «опережающей» фазой, к подстанции, питающей эту зону «отстающей» фазой, и — «-» при обратном направлении:

— падение напряжения, обусловленное разностью внешних характеристик подстанций, которое зависят от нагрузки рассматриваемой зоны. Оно обычно невелико, так как токи смежных подстанций, питающих данную зону, близки друг к другу по модулю и аргументу.

— падение напряжения, обусловленное влиянием токов смежных межподстанционных зон.

При питании межподстанционных зон по вариантам, применяемых в большинстве практических случаев, уравнительный ток зависит от величины тяговой нагрузки и транзита мощности по ЛЭП.

На рисунке 3.5 приведены зависимости уравнительного тока от тяговой нагрузки ( I_н ) и транзита мощности ( S_Л) по ЛЭП для различных вариантов питания межподстанционных зон при отсутствии устройств емкостной компенсации.

Что такое скачок напряжения?

Скачок напряжения – это аномально высокое напряжение, сохраняющееся в течение короткого промежутка времени.

Скачок напряжения — это переходная волна напряжения, тока или мощности в электрической цепи. Обычно это субпериодное перенапряжение, длящееся менее полупериода обычной формы волны напряжения, и может быть либо аддитивным, либо субтрактивным с положительной или отрицательной полярностью.

Обычно это избыточное напряжение от источника, такого как сеть или генератор, и длится всего несколько микросекунд. Типичные всплески могут длиться 50 микросекунд, и хотя это очень короткая продолжительность, они могут достигать 6000 вольт и 3000 ампер к тому времени, когда они достигают питаемого оборудования.

Перенапряжения возникают в результате различных событий, таких как неисправности оборудования, грозовые разряды, строительство конденсаторной батареи и переключение нагрузки. Способность оборудования выдерживать переходные процессы сильно влияет на его надежность.

Существуют различные типы скачков напряжения в зависимости от источников и задействованных напряжений. Всплеск может составлять от пяти до десяти вольт при включении фена или несколько тысяч вольт при попадании молнии в трансформатор.

Внутренние скачки напряжения

В основном это жилые, промышленные и другие коммерческие здания, они обычно вызваны запуском и отключением индуктивных нагрузок, таких как двигатели. Это приводит к тому, что отвод вызывает протекание больших токов и отводит часть электричества к другим электрическим элементам в цепи и от них.

Кондиционеры и холодильники являются основными предметами домашнего обихода, которые вызывают скачки напряжения, однако небольшие приборы, такие как электроинструменты и фены, также могут вызывать проблемы.

Внешние скачки напряжения

Эти перенапряжения происходят из-за пределов помещения или дома и вызваны ударом молнии в коммунальное оборудование, прикосновением ветки дерева к линии электропередачи или попаданием небольшого животного внутрь трансформатора и коротким замыканием. Другими причинами могут быть возобновление подачи электроэнергии после перебоя или подача электроэнергии по кабельному телевидению или телефонным линиям.

Тип переходных сигналов

Переходное перенапряжение различается по форме волны, форме и продолжительности. Большинство из них часто бывают короткими и длятся от нескольких микросекунд до нескольких миллисекунд. Форма волны может быть колебательной или неколебательной для импульсных переходных процессов. Всплеск носит смягчающий колебательный характер и затухает со временем, вызванный переключением индуктивных или емкостных нагрузок.

Импульсные выбросы представляют собой неколебательные переходные процессы, которые представляют собой внезапные события с высоким пиком, которые повышают уровни тока и/или напряжения либо в положительном, либо в отрицательном направлении. Кроме того, они классифицируются по их скорости, которая является быстрой, если время нарастания от устойчивого состояния до пикового значения импульса составляет около 5 наносекунд.

Импульсные переходные процессы вызваны плохим заземлением, молнией, устранением неисправностей в сети, переключением индуктивных нагрузок и т. д. Они могут привести к физическому повреждению оборудования, потере или повреждению данных и т. д.

Положительный импульсный переходный процесс — Image Credit Surgex. com Image Credit Surgex. ком

Влияние переходных процессов на электронные компоненты

Скачки напряжения, которые представляют собой кратковременные помехи или всплески перенапряжения, могут достигать амплитуды до десятков тысяч вольт и могут ухудшить, повредить или разрушить электронное оборудование на промышленном или производственном объекте, в доме или коммерческом здании. Скачки являются распространенной причиной отказов в электронной и компьютерной технике.

Скачки низкого уровня не вызывают мгновенных повреждений, таких как перегорание предохранителей или плавление электронных компонентов, вместо этого они вызывают постепенную деградацию компонентов, пока они полностью не выйдут из строя. Сильные скачки напряжения вызывают мгновенные повреждения, взрывая предохранители, полупроводники, резисторы и конденсаторы.

Как защитить оборудование от скачков напряжения

Всплески могут быть подавлены до того, как они достигнут оборудования. Существуют различные методы, которые можно использовать в зависимости от величины ожидаемых перенапряжений и питаемого оборудования. Наиболее распространенным методом является использование устройств защиты от перенапряжения (УЗП).

УЗИП ограничивают попадание кратковременного перенапряжения на оборудование, тем самым предотвращая повреждение оборудования. Они отводят скачок напряжения на альтернативный путь, например, на землю, и, следовательно, отводят избыточное напряжение от питаемого оборудования.

Обычно используются следующие устройства:

Металлооксидный варистор (MOV)
Кремниевый лавинный диод (SAD)
Газоразрядные трубки (GDT)

Эти компоненты различаются по своим характеристикам:

Эффективность
Надежность
Наличие
Энергоемкость
Стоимость

УЗИП имеют два основных режима работы, в которых может протекать ток разного типа:

Режим ожидания — это при нормальных условиях чистой мощности, и УЗИП выполняет минимальные функции, поскольку он ожидает любого инцидента, в этом режиме очень мало или нет питания.
Режим отвода — при обнаружении скачка напряжения УЗИП переходит в этот режим и отводит повреждающий ток от нагрузки, одновременно снижая результирующее напряжение до низкого, безопасного уровня.

Устройство защиты от перенапряжения в месте использования вместе с хорошим заземлением электрооборудования должно защитить приборы от повреждения большинством скачков напряжения. УЗИП не останавливает и не подавляет скачки напряжения; он отводит волну на землю.

Устройства защиты от перенапряжения могут быть интегрированы в конструкцию источника питания, использоваться в розетке путем подключения вилки с защитой от перенапряжения, удлинителя или автоматического устройства защиты от перенапряжения.

Другой подход заключается в использовании устройства защиты от перенапряжения на входе линии обслуживания. Это защищает дом или здание от большинства внешних скачков напряжения.

Скачок энергии | Как они возникают и что с ними делать

Электричество – одно из самых полезных l (и используемых) современных изобретений в мире . Это основа, на которой работает почти все в вашем доме — и все чаще другими способами, включая электромобили. Учитывая важность электричества, для всех нас важно иметь надежное и бесперебойное снабжение. Хотя каждая коммунальная компания стремится обеспечить это, иногда скачок напряжения может нарушить процесс.

Присоединяйтесь к нам, и мы узнаем все, что вам нужно знать о том, что такое скачки напряжения, почему они возникают и как предотвратить их появление в вашем доме.

Что такое скачок напряжения?
Скачки напряжения, как следует из названия: скачки напряжения выше нормы. Типичные уровни напряжения для бытовой техники и электроники составляют от 110 до 220 вольт в большинстве стран, при этом в Соединенных Штатах в среднем используется 120 вольт. Когда по проводам к устройствам поступает значительно большее напряжение, это называется скачком напряжения. Эти выбросы могут быть небольшими или большими, что приводит к снижению производительности или возможному повреждению подключенных устройств.
Как возникают скачки напряжения?
Скачки напряжения происходят тремя основными способами: когда происходит прерывание подачи электроэнергии с последующим коротким замыканием; когда повышенная подача мощности прерывается, когда электричество направляется обратно в систему; или когда внезапное повышение напряжения передается через энергосистему из-за внутренних или внешних сил. Скачки напряжения могут варьироваться от всего лишь одного вольта выше порогового максимума в 169 вольт до тысяч избыточных вольт, например, когда молния поражает линии электропередач или трансформатор.
Что вызывает скачок напряжения?
Существует несколько причин скачка напряжения. Основными причинами являются электрические перегрузки, неисправная проводка, удары молнии и восстановление электроснабжения после отключения или отключения электроэнергии. Рассмотрим каждую из этих причин более подробно.
Электрическая перегрузка
Электрическая перегрузка может возникнуть, если из одной цепи потребляется слишком много энергии. Чаще всего это происходит из-за чрезмерного использования удлинителей и подключения слишком большого количества устройств к одной и той же цепи. Скачки напряжения являются обычным явлением после электрических перегрузок, поскольку перегруженная отдельная цепь может получить огромный ток и последующий скачок напряжения из-за избыточной потребляемой мощности.
Неисправная проводка
Неисправная проводка является потенциальной внутренней причиной скачков напряжения, которые чаще всего возникают при повреждении или оголении электрических проводов. Увидеть неисправную проводку может быть нелегко, особенно если она расположена за стенами.
Однако есть и другие признаки неисправности проводки. Эти признаки включают розетки со следами подгорания, запах гари, исходящий от проводки или розеток, гудящий звук, исходящий из розеток, и частое срабатывание автоматических выключателей. Если вы видите эти признаки, немедленно отключите все подключенные электрические устройства и, если возможно, отключите электричество в этом районе. Лучше всего обратиться к сертифицированному электрику, если вы подозреваете неисправность проводки.
Удар молнии
Молния редко повреждает приборы при прямом воздействии. Тем не менее, он может нанести ущерб, вызвав скачок напряжения. Поражение молнией обычно происходит в результате прямого удара по линиям электропередач, создающим большое напряжение. Когда это происходит, электрическая система принимает чрезвычайно чрезмерный ток, не имея другого выхода. Это создает огромный скачок напряжения, который, в свою очередь, вызывает значительный скачок мощности. Таким образом, вы должны отключать любые устройства, которые не имеют защиты от перенапряжения, во время сильных штормов.
Отключение или отключение питания
Перебои в подаче электроэнергии обычно происходят из-за крупномасштабного сбоя в энергосистеме, и, хотя отсутствие электричества обычно не вызывает никаких проблем, восстановление подключения часто может вызывать проблемы. Обычно наблюдается внезапный скачок тока, когда питание восстанавливается после отключения. В результате этот скачок напряжения может повредить любые подключенные к розетке приборы и устройства, не оснащенные защитой от перенапряжения.
Как часто случаются скачки напряжения?
Очень часто случаются скачки напряжения. В то время как стандартное напряжение в США составляет 120 В, истинное значение напряжения постоянно колеблется от нескольких вольт до 169 вольт — только когда напряжение превысит 170 В, произойдет потенциально опасный скачок напряжения. Дома могут годами не испытывать значительных скачков напряжения, которые обычно вызваны молнией или неисправной проводкой.
Кто оплачивает ущерб от скачков напряжения?
Оплата ущерба от скачка напряжения зависит от того, что вызвало скачок напряжения, и от того, какой тип страховки у вас есть. Страховые полисы домовладельцев, особенно с страхованием личного имущества, обычно покрывают ущерб от скачков напряжения, вызванных ударами молнии или чрезмерным напряжением в результате внешних событий.
Однако, если перенапряжение, повредившее ваши устройства или бытовую технику, было вызвано известной неисправностью проводки или перегрузкой цепей, особенно с видимыми предупредительными знаками, вы, скорее всего, будете нести ответственность за покрытие расходов.
Как можно предотвратить скачки напряжения?
источник
Существует несколько способов предотвращения внутренних скачков напряжения и несколько способов предотвращения повреждений от внешних скачков напряжения, которые вы не можете контролировать. Внутренние перенапряжения можно предотвратить, убедившись, что ваши устройства не перегружают цепи. Большие приборы, такие как кондиционеры, не должны использовать одну розетку с другими приборами, и вы должны убедиться, что ваша проводка соответствует нормам.
Хотя внешние скачки напряжения иногда неизбежны, вы все же можете предотвратить их повреждение, отключив устройства и приборы от сети во время сильных штормов. Вы также можете использовать устройства защиты от перенапряжения для ваших приборов и гаджетов, которые блокируют избыточное напряжение от попадания на вашу электронику в случае скачка напряжения. Вы даже можете установить сетевой фильтр для всего дома, чтобы гарантировать, что ваши устройства не будут затронуты никакими внешними событиями.
Каковы признаки приближающегося скачка напряжения?
Есть несколько признаков, которые могут указывать на приближение скачка напряжения. На что следует обратить внимание:
Мерцание, жужжание или приглушение света
Изношенная проводка
Изменение цвета или подгорание розеток или участков вокруг проводов
Дым из выпускных отверстий
Теплые или вибрационные выходы
Запах гари или странные, резкие запахи возле розеток

Некоторые признаки того, что скачок напряжения уже произошел, включают мигание индикаторов на цифровых часах, неожиданное отключение или неработоспособность устройств или резкий запах вокруг устройства.
Как предотвратить скачок напряжения Из Повреждение ваших Бытовых или электронных устройств?
Помимо отключения устройств от сети, когда они не используются, есть несколько способов защиты от скачков напряжения. Использование устройств защиты от перенапряжения в месте использования, особенно в сочетании с надежной системой заземления, защитит электрические устройства и приборы от всех скачков напряжения, кроме самых сильных. Кроме того, вы также можете использовать специальные настенные розетки, обеспечивающие дополнительную защиту от перенапряжения. Вы можете легко найти эти предметы в большинстве местных хозяйственных магазинов или центров по благоустройству дома.
Скачки напряжения повреждают вашу электронику?
Скачки напряжения, вызывающие скачки напряжения, могут повредить электрические устройства и приборы. Когда напряжение превышает нормальную мощность, это может вызвать электрическую дугу с сопутствующим нагревом, который также представляет опасность для электронных компонентов. Даже небольшие скачки напряжения могут привести к повреждению, если они случаются часто. Это может быть причиной того, что ваши устройства и электроприборы перестают работать без видимой причины.
Что делать после скачка напряжения?
После скачка напряжения необходимо сделать три основных действия:
Сбросить, отключить и снова включить все электронные устройства. Сделайте это перед сбросом автоматических выключателей, если после скачка напряжения произошло отключение электроэнергии.
Оцените свой дом на наличие повреждений, осмотрев бытовую технику, электронику и розетки.
Проверьте свою систему HVAC на работоспособность и отсутствие повреждений. Для этого может потребоваться профессиональная помощь.
Что такое устройства защиты от перенапряжения?
источник
Ограничители перенапряжений, также известные как ограничители перенапряжений, ограничители перенапряжений и отводы перенапряжений, представляют собой устройства, которые защищают электроприборы от скачков напряжения в цепях переменного тока. Эти всплески происходят очень быстро, обычно длятся всего микросекунды, но они могут выходить далеко за порог в 170 вольт, что приводит к сбоям в работе или отказу электронного оборудования. Сетевые фильтры предотвращают повреждение электрических устройств этими короткими, но потенциально разрушительными событиями.
Нужны ли устройства защиты от перенапряжений ?
Сетевые фильтры не нужны для работы ваших электронных устройств в обычных условиях. Однако без устройства защиты от перенапряжения внезапный скачок напряжения и сопровождающий его скачок напряжения могут повредить телевизор, компьютер или другое подключенное к сети устройство. Даже если скачок напряжения не полностью разрушит вашу электронику, он может сократить срок службы устройств, стереть сохраненные данные или иным образом повредить устройства и приборы.
Все ли удлинители имеют защиту от перенапряжения?
Многие устройства защиты от перенапряжений выглядят точно так же, как удлинители. Однако не все удлинители являются устройствами защиты от перенапряжения, а более старые удлинители обеспечивают очень слабую защиту (если вообще имеют) от скачков напряжения. Только устройства, указанные как устройства защиты от перенапряжений, надежно защищают электронику от скачков напряжения и скачков напряжения.
Чтобы отличить сетевой фильтр от обычного удлинителя, найдите слово «джоули» на упаковке или на самом удлинителе. Сетевые фильтры всегда имеют рейтинг в джоулях, чтобы показать максимальное напряжение, которое они могут выдержать при скачке мощности. С другой стороны, удлинители на самом деле просто удлинители с дополнительными розетками и без номинала в джоулях.
Какая защита от перенапряжения вам нужна?
Не все устройства защиты от перенапряжений одинаковы, и номинал каждого из них в джоулях указывает, сколько энергии он способен поглотить, прежде чем выйдет из строя. Это рассчитывается простым и понятным способом: чем выше номинал в джоулях, тем выше защита от скачков напряжения.
Когда дело доходит до определения степени защиты, которая вам действительно нужна, необходимо учитывать стоимость оборудования, которое вы хотите защитить. Если вам необходимо защитить устройства с более высокой стоимостью, вам следует рассмотреть более высокие номиналы в джоулях, чтобы обеспечить защиту от скачков высокого напряжения, например, вызванных ударами молнии. Несмотря на то, что защита от перенапряжения выгодна для всех устройств, недорогие элементы, такие как лампы и будильники, обычно не гарантируют защиты.
Оставайтесь в безопасности От Скачки напряжения
источник
Теперь, когда собрана вся самая важная информация о скачках напряжения и устройствах защиты от перенапряжений, остается только убедиться, что вы обезопасили себя от этих событий. .
Не забывайте отключать любые ценные устройства или сложные приборы от сети во время сильных штормов и старайтесь, чтобы ваши самые крупные приборы имели собственные цепи или, по крайней мере, собственные розетки для питания. Помните, что обычно рекомендуется использовать устройства защиты от перенапряжений для любой электроники, которую необходимо защитить, будь то из-за их дороговизны или из-за того, что вы не хотите рисковать потерей сохраненных данных, которые могут быть стерты из-за внезапного скачка напряжения.
Предоставлено вам taranergy.com
Все изображения лицензированы из Adobe Stock.
Избранное изображение
Устройства защиты от перенапряжения — полный обзор
Устройства защиты от перенапряжения играют жизненно важную роль при колебаниях или колебаниях напряжения. Эти колебания являются наиболее распространенным поведением, наблюдаемым в любой электрической системе. Изменение напряжения может варьироваться от небольших кратковременных колебаний напряжения до полного отключения на длительный период. Когда напряжение падает ниже стандартной нормы (допуска) на короткое время, это называется провалом. Когда напряжение увеличивается, это называется набуханием. Есть много колебаний с более короткой продолжительностью, чем зыбь и провисание. Эти очень короткие колебания называются переходными процессами, импульсами, пиками или засечками. Повышение напряжения или тока не менее чем на 10 %, продолжающееся менее нескольких микросекунд, называется всплеском. Количество электроэнергии, вырабатываемой во время скачка напряжения (в течение короткого периода времени), будет значительно выше, так как оно может возрасти до нескольких тысяч вольт.
Устройство защиты от перенапряжения — это устройство, которое защищает электрические устройства от скачков напряжения в цепях переменного тока (AC). Устройства защиты от перенапряжения защищают электрическую установку, состоящую из потребительского блока, проводки и аксессуаров, от скачков напряжения, известных как кратковременные перенапряжения. Скачки, возникающие из-за кратковременных перенапряжений, могут привести либо к мгновенному выходу из строя, либо к более длительному повреждению оборудования. Различные SPD используются для защиты электроустановки от входящих услуг, таких как телефонные линии и кабельное телевидение, в пределах потребительского блока.
Переходные напряжения — это кратковременные скачки напряжения, возникающие из-за внезапного высвобождения энергии, которая ранее накапливалась или индуцировалась другими способами. Эти перенапряжения могут возникать как естественным образом, так и искусственными.
Техногенные переходные перенапряжения возникают при переключении двигателей и трансформаторов. Новые технологии, такие как электромобили, тепловые насосы воздух/земля и стиральные машины с регулируемой скоростью, показывают больше переходных процессов даже в бытовых установках. Естественное кратковременное перенапряжение возникает из-за непрямых ударов молнии. Электроустановка/оборудование, связанное с ней, может быть повреждено из-за прямого удара молнии в соседнюю воздушную линию электропередачи или телефонную линию, что приводит к переходу переходного перенапряжения по линиям электропередачи.
Устройство защиты от перенапряжений предназначено для защиты электрооборудования от разрушительного воздействия скачков напряжения. Рейтинг SPD определяет степень защиты, обеспечиваемой SPD. УЗИП защищает электрическую цепь, ограничивая напряжение, подаваемое на защищаемую цепь во время скачка напряжения. УЗИП направляет избыточную энергию (полученную от перенапряжения) от защищаемой цепи в землю. Варистор на основе оксида металла (MOV) представляет собой устройство в SPD, которое обеспечивает путь или избыточную энергию. Есть две основные характеристики MOV, которые делают их наиболее подходящими для защиты от перенапряжений.
– Сопротивление MOV уменьшается с повышением напряжения
– MOV представляют собой быстродействующие варисторы, которые могут реагировать на выброс за несколько наносекунд, что помогает подавить выброс до того, как он повредит оборудование.
Способность MOV к ограничению напряжения можно измерить по напряжению фиксации. Когда происходит скачок напряжения, MOV ограничивает избыточное напряжение до уровня фиксирующего напряжения, отводя избыточную энергию на землю. Номинальный пиковый ток или номинальный импульсный ток — это максимальный ток, рассеянный от одного выброса без нарушения работы УЗИП.
MOV обеспечивает путь с высоким сопротивлением при нормальных условиях. Путь сопротивления ограничивает токи, протекающие через MOV, и позволяет току протекать. Нагрузка во всех электрических устройствах подключена к источникам питания во всех жилых помещениях. Номинальное напряжение фиксации MOV больше, чем стандартное напряжение питания. Когда происходит всплеск, напряжение фиксации превышается, MOV переключается с пути с высоким сопротивлением на путь с низким сопротивлением. Генерируемая избыточная энергия проходит через MOV в землю, минуя подключенную нагрузку. Наряду с MOV, SPD также имеют индукторы или другие фильтрующие элементы для снижения воздействия перенапряжения и включают другие защитные устройства для обеспечения безопасной работы SPD
Рис. Работа MOV (Источник: siemens)

Существует три различных категории устройств защиты от перенапряжения: SPD устанавливается между вторичной клеммой рабочего трансформатора и его основным устройством защиты от перегрузки по току, называемым разрядником перенапряжения.
УЗИП типа 1 характеризуется волной тока 10/350 мкс.
Тип 2 УЗИП, установленный на дополнительных распределительных щитах. В этом типе устройства УЗИП монтируется со стороны нагрузки основного устройства защиты от перегрузки по току, которое известно как ограничитель перенапряжения при переходных процессах (TVSS)
УЗИП типа 2 характеризуется волной тока 8/20 мкс.
УЗИП типа 3 , установленный рядом с защищаемой нагрузкой. Этот тип компоновки представляет собой точечный SPD, в который входят MOV и сборки, содержащие MOV.
УЗИП типа 3 характеризуется комбинацией волн напряжения (1,2/50 мкс) и волн тока (8/20 мкс).
Комбинация УЗИП типа 1 и типа 2 также используется и обычно устанавливается в потребительских блоках. УЗИП типа 3 следует использовать только в качестве дополнения к УЗИП типа 2.
Требования и испытания любого устройства защиты от перенапряжения согласно IEC 6163-1 должны защищать оборудование от кратковременных перенапряжений до завершения оценки рисков. Кратковременное перенапряжение имеет множество последствий, в том числе:
Серьезные травмы или гибель людей.