К ним приемников электрической энергии

Нормальные режимы – все электроприёмники подключены по схемам, обеспечивающим нормальное функционирование ЭП в соответствии с ГОСТ 54149 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» (дата введения – 2013.01.01).

По сети к ЭП протекают нормальные токи, величина которых определяется по закону Ома для участка цепи. Величина тока прямо пропорциональна величине приложенного фактического напряжения и сопротивления нагрузки ЭП Z _н (см. формулу 1.1). Ток также можно определить по закону Ома для всей цепи при известном напряжении идеального источника питания U и сопротивлении для всей цепи, состоящем из последовательно включенных сопротивлений проводников подводящей сети Z _пс и нагрузки ЭП Z _н (сопротивления складываются алгебраически):

;	(1.2)
,	(1.3)

где R _пс, X _пс – активное и индуктивное сопротивления подводящей сети; R _н, X _н – активное и индуктивное сопротивления нагрузки.

Формула для расчета тока едина, но для каждой схемы электроприемника необходимо анализировать и правильно подставлять в числитель соответствующую величину напряжения (фактическое фазное или фактическое линейное), а в знаменатель – алгебраическую сумму сопротивлений проводников сети и нагрузки.

Значение фактического напряжения на выходе идеального источника задается индивидуально для каждого студента. Для схем с однофазными ЭП суммарное сопротивление подводящей сети состоит из последовательно включенных сопротивлений прямого и обратного проводников. В схемах замещения их, как правило, объединяют и располагают до сопротивления нагрузки ЭП. Для упрощенного расчета сопротивления прямого и обратного проводников принимаются равными друг другу, поэтому суммарное сопротивление будет равно удвоенному сопротивлению одного из проводников. Для схем с симметричными трехфазными ЭП схема замещения изображается для одной фазы, и сопротивление подводящей сети будет состоять из одного сопротивления фазного проводника.

Рис. 1.3. К понятию номинального и нормального режима для однофазного электроприемника, подключенного на линейное напряжение: U НОМ –номинальное напряжение, U –фактическое напряжение

Аварийные режимы возникают при коротком замыкании, витковых замыканиях и обрывах проводников.

Коротким называется такое замыкание, когда электроприёмник шунтируется накоротко (замыкается накоротко). Разность потенциалов на зажимах ЭП становится равной нулю и ток по нему не идет. В этом случае ток короткого замыкания в электрической цепи I _к ограничивается только сопротивлением проводников подводящей сети.

.

(1.3)

При однофазном замыкании на корпус ЭП ток протекает под действием фазного напряжения и ограничен только суммарным сопротивлением Z _пс. Оно состоит из двух последовательно включенных сопротивлений фазного и нулевого проводников или проводника PE. Для двухфазного короткого замыкания (КЗ) суммарное сопротивление Z _пс состоит из двух последовательно включенных сопротивлений фазных проводников, но ток протекает под действием линейного напряжения, которое больше (выше) фазного напряжения, поэтому и ток двухфазного КЗ в корень квадратный из трех больше чем однофазный ток КЗ. При симметричных трехфазных замыканиях ток протекает по каждому фазному проводнику под действием фазного напряжения, поэтому в два раза больше чем ток замыкания на корпус и в 1,1547 раз () больше тока двухфазного замыкания.

Витковое замыкание – это замыкание, исключающее из схемы часть сопротивления нагрузки, что также увеличивает ток в электрической цепи.

Обрывы - это потеря целостности проводника. При обрывах, которые происходят в цепях электродвигателей, ток часто также увеличивается, так как для создания достаточного механического момента за счет электромагнитного поля меньшим количеством витков обмоток требуется большее значение тока, происходит снижение индуктивного сопротивления обмоток. При соединении обмоток двигателя в звезду ток в цепи протекает под действием линейного напряжения и будет ограничен двумя сопротивлениями подводящей сети и двумя последовательно включенными уменьшенными сопротивлениями обмоток двигателя.

Аварийные режимы, как правило, сопровождаются увеличением тока по сравнению с нормальным режимом. Увеличение тока приводит:

- к повышенному нагреву проводников (согласно закону Джоуля-Ленца), под действием которого происходит разрушение изоляции.

- к возникновению больших электродинамических усилий (ЭДУ), под действием которых возможно механическое разрушение электрических аппаратов и сетей.

Поэтому электроприёмники и элементы электрической сети требуют защиты от токов при аварийных режимах. Защита осуществляется за счет быстрого отключения поврежденного участка от источника питания при помощи коммутационных аппаратов. Наиболее часто отключение выполняется автоматическими выключателями и предохранителями.

Обрывы ведут к незначительному увеличению тока, и отключение допускается производить спустя некоторое время. Этот вид защиты возможно реализовать с помощью тепловых реле в комбинации с контактором – в магнитных пускателях. Технологическая перегрузка механизма электроприемника также приводит к увеличению тока, который требуется отключить с выдержкой времени при помощи магнитного пускателя.

Замыкания на корпус всегда должны отключаться мгновенно при помощи автоматических выключателей, предохранителей и устройств защитного отключения. Это связано с тем, что с корпусом соприкасается человек (персонал), который оказывается под напряжением. Под действием приложенного напряжения по человеку будет протекать ток в соответствии с законом Ома для всей цепи, который при определенной длительности протекания будет смертельным для человека. Данная защита наиболее эффективно обеспечивается выключателями, управляемыми дифференциальным током - устройствами защитного отключения (УЗО).

Все перечисленные аппараты: предохранители, автоматические выключатели, магнитные пускатели, УЗО будут изучаться в последующих лабораторных работах.

Поиск по сайту: