Определение напряжения по внешнему виду
Следующий этап — определение мощностей ВЛ.
Как же узнать напряжение на ЛЭП по её внешнему виду? Легче всего это сделать по количеству проводов и по числу изоляторов. Самый простой способ — определение по изоляторам.
Существуют ВЛ разных классов напряжения. Рассмотрим поочередно каждую.
ЛЭП на 0,4 киловольта (400 Вольт) — низковольтные, встречающиеся во всех населенных пунктах. В них всегда используются штыревые изоляторы из фарфора или стекла. Опоры изготавливают из железобетона или дерева. В однофазной линии два провода. Если фазы три, проводников будет четыре и более.
Далее идут ЛЭП на 6 и 10 киловольт. Визуально они неотличимы друг от друга. Здесь всегда по три провода. В каждом используется два штыревых фарфоровых или стеклянных изолятора или один, но большего номинала. Используются эти трассы для подведения питания к трансформаторам. Минимальное расстояние до частей, проводящих ток, здесь составляет 0,6 м.
Часто в целях экономии совмещают подвеску проводников 0,4 и 10 кВ. Охранной зоной таких трасс является расстояние 10 м.
В ЛЭП на напряжение 35 кВ, используются подвесные изоляторы в количестве от 3 до 5 штук в гирлянде к каждому из трёх фазных проводов.
Обычно такие воздушные магистрали через территорию городов не проходят. Допустимым считается расстояние – 0,6 м, а охранная зона определяется 15 метрами. Опоры должны быть железобетонными или металлическими, с разнесенными друг от друга на допустимое расстояние проводниками, несущими ток.
В ЛЭП на напряжение 110 кВ монтаж каждого из проводов осуществляется на отдельной гирлянде из 6-9 подвесных изоляторов. Минимально близким к проводникам, является расстояние в 1 метр, а охранная зона определяется 20 метрами.
Материалом для опоры служит железобетон или металл.
Если напряжение 150 кВ, применяют 8-9 подвесных изоляторов на каждую гирлянду в ЛЭП. Расстояние 1,5 м до проводников тока считается в этом случае минимальным.
Когда напряжение 220 кВ, число используемых изоляторов находится в пределах от 10 до 40 единиц. Фаза передаётся по одному проводу.
Линии используют для подведения электроэнергии к крупным подстанциям. Наименьшее расстояние приближения к проводникам составляет 2 м. Величина охранной зоны – 25 м.
В последующих классах высоковольтных ЛЭП появляется отличие по числу проводов на фазу.
Если произведен монтаж двух проводников на одну фазу, а изоляторов в гирляндах по 14, перед вами магистраль 330 кВ.
Минимальным расстоянием до токоведущих частей в ней считается 3,5 м. Необходимое увеличение охранной зоны до 30 м. Материалом для опор служит железобетон или метал.
Если фаза расщепляется на 2-3 проводника, а подвесных изоляторов в гирляндах по 20, то напряжение ВЛ составляет 500 кВ.
Охранная зона в этом случае ограничивается 30 метрами. Опасной считается дистанция менее 3,5 м до проводов.
В случае разделения фазы на 4 или 5 проводников, соединение которых кольцевое или квадратное, и присутствия в гирляндах 20 и более изоляторов, напряжение ВЛ составляет 750 кВ.
Охранная территория таких трасс — 40 м, а приближение к токопроводящим частям ближе 5 м опасно для жизни.
В России есть единственная в мире ЛЭП, напряжение которой 1150 кВ. Фазы в ней делятся на 8 проводов каждая, а в гирляндах присутствуют 50 и более изоляторов.
К этой трассе не стоит приближаться более чем на 8 метров. Увидеть такую высоковольтную линию можно, например, на участке магистрали «Сибирь – Центр».
Получить подробную информацию о любой ВЛ, её местоположении можно на интерактивной карте в сети интернет.
ЛЭП 220 кВ
По внешним признакам напоминают 110 кВ, но больше, выше, и имеют более длинные гирлянды изоляторов — около 10-20 штук, считать заколебаешься. Есть мнение, что расщепления фаз на таких ЛЭП не бывает, по прежнему 1 фаза, это 1 провод, но мнение это неточное. Опоры всё также из металлоконструкций, значительно реже — бетона.
Встречаются линии 220 кВ значительно реже чем 110 кВ. Связывают, как правило, разные населенные пункты, районы, округи, могут иметь значительную протяженность до нескольких десятков, а то и сотен километров. Как и линии 110 кВ, обычно идут двумя цепями, но одноцепные варианты также имеют место быть. Находясь возле таких линий уже можно услышать отчётливый треск — коронные разряды берут своё.
Охранная зона КВЛ 220 кВ составляет 25 метров.
Значение нейтрального провода в трехфазной системе
При несимметричной нагрузке и отсутствии нейтрального провода фазные
напряжения приемника уже не связаны жестко с фазными напряжениями
генератора, так как на нагрузку воздействуют только линейные напряжения
генератора. Несимметричная нагрузка в таких условиях вызывает несимметрию ее фазных напряжений (UA, UB, UC) и смещение ее нейтральной точки () из центра треугольника напряжений (смещение нейтрали).
Естественно треугольник напряжений (векторы фазных напряжений) и сложные формулы расчетов мы рассматривать не будем. Постараемся, как и в предыдущих пунктах, разобраться с вопросом наглядно и упрощенно:
В приведенной выше схеме наблюдается несимметрия потребления. Фаза A нагружена больше и имеет сопротивление 5 Ом. Фаза B нагружена меньше и имеет сопротивление 10 Ом. Фаза C нагружена еще меньше и имеет сопротивление 15 Ом. С учетом этого произошла несимметрии фазных напряжений (UA ≈ 157 Вольт, UB ≈ 261 Вольт, UC ≈ 287 Вольт). Смещение нейтральной точки соединения приемников () привело к появлению разности потенциалов с нейтралью трансформатора UN = 75 Вольт.
Перейдем к потенциалам на выводах генератора (трансформатора). Они остались такими же, как и при симметричной нагрузке приемников
В конце предыдущего пункта мы отметили важность сбалансированности и одинаковой скорости движения электронов в цепи (для справки: ток у нас не постоянный, потому движение условное, и фактически — это «топтание на месте»). Как же происходит движение зарядов в данном случае, когда изменились параметры «путепроводов» (различное сопротивление на участках цепи):
- Определенное количество зарядов (x) со скоростью (v) проходит по фазному проводу А, проходит нагрузку R = 5 Ом и попадает в точку соединение трех несимметричных нагрузок (приемников).
- Из общей точки заряды уже не разделяются пополам. Виной тому увеличение сопротивления на пути от нейтральной точки приемников к выводам фаз B и C на трансформаторе. Баланс нарушился, и теперь то количество зарядов, пришедших от вывода A попросту не успевают перераспределится в цепи. Образуется избыток в данный момент времени зарядов в точке соединения нагрузок (0). Раз есть избыток (или недостаток в определенный момент периода синусоиды) в этой нулевой точке, то есть и разность потенциалов с нейтралью трансформатора (что и показал вольтметр UN).
Так как в нейтральной точке имеется потенциал, отличный от нуля, то это приводит к несимметрии фазных напряжений. К примеру, если бы потенциал в нейтральной точке был равен 0 Вольт (случай симметричной нагрузки), то фазное напряжение UA можно было бы рассчитать, как +162,5-(-162,5)-0 = 325 Вольт (амплитудное значение). 325/√2 ≈ 230 Вольт (действующее значение). В случае с несимметричным потреблением в нейтральной точке будет всегда какой-то потенциал. Соответственно при расчетах мы получим иное амплитудное и действующее значение напряжения. Из примера просчитанного в программе видно, что действующее напряжение UA ≈ 157 Вольт. Соответственно амплитудное равно 157×√2 ≈ 222 Вольт. Это можно наглядно увидеть на графиках синусоид, приведенных выше. Берем пик синусоиды фазы A с напряжением (потенциалом) +325 Вольт, и от этого потенциала отнимаем потенциал нейтрали (канал D) +103 Вольт в данный момент времени. То же самое можно сделать с остальными фазами. Берем пик синусоиды фазы B с напряжением (потенциалом) +325 Вольт, и от этого потенциала отнимаем потенциал нейтрали (канал D) -36 Вольт в данный момент времени. Получаем +325-(-36) = +361 Вольт (амплитудное значение). 355×√2 ≈ 255 Вольт (действующее значение). Приблизительно это и показывает вольтметр UB ≈ 261 Вольт.
Для того чтобы выравнивать фазные напряжения приемника при несимметричной нагрузке, нужен нейтральный провод соединяющий нулевые точки трансформатора (генератора) и приемников:
При наличии нейтрального провода в общей точке соединения нагрузок уже не может образовываться излишек или недостаток зарядов (потенциал), так как он сразу же будет перенаправляется в общую точку соединения концов фазных обмоток трансформатора (генератора).
Завершая тему трех фаз с нулем и без нуля стоит также отметить, что наличие нейтрального провода в цепи при несимметричной нагрузке, также позволяет подключать однофазные приемники с номинальным напряжением в √3 раз меньше номинального линейного напряжения трехфазной сети (230/400 Вольт).
Генерация и передача
падение услуг
Электроэнергия начинается на генерирующей станции, где разность потенциалов может достигать 33000 вольт. Обычно используется переменный ток. Пользователи больших объемов электроэнергии постоянного тока, такие как некоторые системы электрификации железных дорог, телефонные станции и промышленные процессы, такие как выплавка алюминия, используют выпрямители для получают постоянный ток от общедоступного источника переменного тока или могут иметь собственные системы генерации. Высоковольтный постоянный ток может быть полезен для изоляции систем переменного тока или управления количеством передаваемой электроэнергии. Например, Hydro-Québec имеет линию постоянного тока, идущую от региона James Bay до Boston.
от генерирующей станции, он идет на распределительное устройство генерирующей станции. где повышающий трансформатор увеличивает напряжение до уровня, подходящего для передачи, с 44 кВ до 765 кВ. Попадая в систему передачи, электроэнергия каждой генерирующей станции объединяется с электричеством, произведенным в других местах. Электроэнергия потребляется сразу после ее производства. Он передается с очень высокой скоростью, близкой к скорости света.
Правила эксплуатации уровня напряжения 0,4 кВ
При эксплуатации системы напряжения 0,4 кВ необходимо соблюдать ряд правил безопасности. Все работы по монтажу, ремонту и эксплуатации должны проводиться под ответственностью квалифицированных специалистов, обладающих необходимыми знаниями и опытом работы с электроустановками данного уровня напряжения.
Перед началом работ необходимо включить заземление установки и проверить отсутствие напряжения на оборудовании. Все проводимые работы должны выполняться при выключенном питании.
При выполнении работ с электроустановками 0,4 кВ необходимо соблюдать меры предосторожности, такие как использование средств индивидуальной защиты (СИЗ), например, резиновых перчаток, диэлектрических ботинок и защитных очков. При обнаружении любых неисправностей или повреждений оборудования необходимо немедленно прекратить эксплуатацию и обратиться к специалисту для проведения диагностики и ремонта
Не допускайте самостоятельных попыток починить неисправности без достаточного опыта и знаний в данной области
При обнаружении любых неисправностей или повреждений оборудования необходимо немедленно прекратить эксплуатацию и обратиться к специалисту для проведения диагностики и ремонта. Не допускайте самостоятельных попыток починить неисправности без достаточного опыта и знаний в данной области.
Важно также соблюдать принцип территориального и временного изолирования мест выполнения работ, чтобы предотвратить возможность проникновения посторонних лиц. Только уполномоченные сотрудники имеют право находиться в зоне работ
При обнаружении любых необычных звуков, запахов или поведения оборудования следует незамедлительно отключить его от сети и сообщить об этом специалистам для проведения инспекции и устранения неисправностей.
Соблюдение указанных правил эксплуатации и обеспечение безопасности при работе с уровнем напряжения 0,4 кВ являются основой для предотвращения аварийных ситуаций, сохранения работоспособности оборудования и защиты жизни и здоровья людей.
Сколько вольт в 0,4 кВ
Чтобы преобразовать 0,4 киловольт в вольты нужно умножить значение на 1 000, в итоге получим 400 В. По аналогичному принципу рассчитываются и другие популярные значения напряжения: 220 или 380 вольт.
Что такое 0,4 кВ
Как упоминалось ранее 0,4 киловольт (кВ) означает 400 В, хотя на практике это значение показывает 380 вольт (В). Прибавленные две десятых единицы используются с целью сокращения аббревиатуры.
Напряжение в 0,4 киловольт (кВ) используется в качестве питания одного подъезда многоэтажки, подключения коттеджа, работы предприятий промышленного и иного коммерческого характера. В частном секторе 380 В применяется не так часто. Связано это с более объёмным выполнением работ по монтажу оборудования и линий электропередач. Однако трёхфазное питание имеет и свои плюсы:
- Снижение вероятности моргания света (недостатка напряжения).
- При грамотном подключении минимизируются риски остаться без света при авариях на подстанции, обрыве одной из трёх фаз.
- Возможность подключения мощных потребителей электроэнергии, требующих наличие трёхфазного питания.
Заключение
Таким образом, конвертировав 0,4 киловольт в вольты, вы получите 0,4 В. Другая, более точная аббревиатура – напряжение 380 вольт.
Преимущества и недостатки уровня напряжения 0.4 кВт
Уровень напряжения 0.4 кВт является одним из наиболее распространенных уровней напряжения, используемых в электрических сетях и бытовых устройствах. В этом разделе мы рассмотрим преимущества и недостатки такого уровня напряжения.
Преимущества уровня напряжения 0.4 кВт:
- Уровень напряжения 0.4 кВт обеспечивает достаточно высокую энергетическую эффективность. Это означает, что при передаче электричества на таком уровне напряжения меньше энергии теряется в виде тепла или других потерь. Это позволяет снизить энергетические затраты и повысить эффективность системы.
- Уровень напряжения 0.4 кВт является относительно низким для промышленных сетей, что обеспечивает безопасность работы и уменьшает риск возникновения поражения электрическим током. Это делает такой уровень напряжения пригодным для использования в бытовых и коммерческих устройствах.
- Системы с уровнем напряжения 0.4 кВт обычно обладают низкими затратами на оборудование и устройства. Это делает их доступными для широкого спектра потребителей и способствует развитию энергетических сетей и технологий.
- Уровень напряжения 0.4 кВт позволяет обеспечить достаточно высокую мощность для большинства бытовых устройств и домашней техники. Благодаря этому можно использовать разнообразные электрические приборы без дополнительной прокладки проводов или установки специальной техники.
Недостатки уровня напряжения 0.4 кВт:
- Одним из основных недостатков уровня напряжения 0.4 кВт является ограниченная дальность передачи электрической энергии. Более низкие уровни напряжения приводят к большим потерям в линиях передачи, особенно на большие расстояния. Это ограничивает возможности применения такого уровня напряжения в крупных системах электропередачи.
- Уровень напряжения 0.4 кВт может быть недостаточным для некоторых сложных промышленных процессов или крупномасштабных производств. В таких случаях может потребоваться более высокий уровень напряжения для обеспечения достаточной мощности.
- Возможны скачки напряжения и перенапряжения в сети с уровнем напряжения 0.4 кВт, что может повлиять на надежность работы электрического оборудования и устройств. Для устранения таких скачков может потребоваться дополнительное оборудование и регулярное техническое обслуживание.
В целом, уровень напряжения 0.4 кВт имеет множество преимуществ, которые делают его широко используемым в различных областях промышленности и быта. Однако, при выборе такого уровня напряжения необходимо учесть особенности конкретного применения и потребности потребителя.
Первичное распределение
Напряжение первичного распределения находится в диапазоне от 4 кВ до 35 кВ между фазами (от 2,4 кВ до 20 кВ между фазой и нейтралью) Только крупные потребители получают питание непосредственно от распределительных напряжений; большинство потребителей коммунальных услуг подключены к трансформатору, который снижает напряжение распределения до низкого «напряжения использования», «напряжения питания» или «напряжения сети», используемого в системах освещения и внутренней проводки.
Конфигурации сети
Йеллоунайф
Распределительные сети делятся на два типа: радиальные и сетевые. Радиальная система устроена как дерево, где у каждого покупателя есть один источник поставок. Сетевая система имеет несколько источников питания, работающих параллельно. Точечные сети используются для сосредоточенных нагрузок. Радиальные системы обычно используются в сельской или загородной местности.
Радиальные системы обычно включают аварийные соединения, где система может быть перенастроена в случае проблем, таких как неисправность или плановое обслуживание. Это может быть сделано путем размыкания и замыкания переключателей, чтобы изолировать определенный участок от сети.
Длинные фидеры испытывают падение напряжения (коэффициент мощности искажение), требующие установки конденсаторов или установки.
Реконфигурация путем обмена функциональными связями между элементами системы представляет собой одну из наиболее важных мер, которые могут улучшить эксплуатационные характеристики системы распределения. Проблема оптимизации посредством реконфигурации системы распределения электроэнергии, с точки зрения ее определения, является исторически единственной объективной проблемой с ограничениями. С 1975 года, когда Merlin and Back представили идею реконфигурации системы распределения для снижения потерь активной мощности, до настоящего времени многие исследователи предлагали различные методы и алгоритмы для решения проблемы реконфигурации как единой объективной проблемы. Некоторые авторы предложили подходы, основанные на оптимальности по Парето (включая в качестве целей потери активной мощности и показатели надежности). Для этой цели использовались различные методы, основанные на искусственном интеллекте: микрогенетика, обмен ветвями, оптимизация роя частиц и недоминируемая сортировка генетический алгоритм.
Сельские услуги
Электрификация сельской местности, как правило, используют более высокое распределение напряжения из-за больших расстояний, которые проходят распределительные линии (см. Управление электрификации сельских районов ). Распределение напряжения 7,2, 12,47, 25 и 34,5 кВ является распространенным в США; 11 кВ и 33 кВ распространены в Великобритании, Австралии и Новой Зеландии; 11 кВ и 22 кВ распространены в ЮАР; 10, 20 и 35 кВ распространены в Китае. Иногда используются другие напряжения.
Сельские службы обычно стараются свести к минимуму количество столбов и проводов. В нем используются более высокие напряжения (чем в городских сетях), что, в свою очередь, позволяет использовать стальную оцинкованную проволоку. Прочная стальная проволока позволяет снизить расходы на широкое расстояние между полюсами. В сельской местности полюсный трансформатор может обслуживать только одного потребителя. В Новой Зеландии, Австралии, Саскачеване, Канаде и Южной Африке, в системах с однопроводным заземлением (SWER) используются для электрификации отдаленных сельских районов.
Трехфазная сеть обеспечивает питание крупных сельскохозяйственных предприятий, нефтеперекачивающих установок, водопроводных станций или других потребителей, имеющих большие нагрузки (трехфазное оборудование). В Северной Америке воздушные распределительные сети могут быть трехфазными, четырехпроводными с нулевым проводом. Сельская распределительная система может иметь длинные участки с одним фазным проводом и нейтралью. В других странах или в сельской местности нейтральный провод соединяется с землей, чтобы использовать его в качестве обратного (Однопроводное заземление ). Это называется незаземленной системой .
Схемы подключения трёхфазных двигателей
Существует два способа подключения к трёхфазной сети, причём это касается не только электродвигателей. Нагревательные элементы также можно подключить «звездой» или «треугольником». Попробуем понять, в чём заключается различие между ними.
ФОТО: siemens-com.ruЭлектродвигатель можно подключить двумя способами
«Звезда» и её особенности
Соединение «звезда» представляет собой следующее: к началу каждой обмотки подключается фазный провод, а все концы соединяются между собой. При этом в месте соединения образуется «технический ноль». Он крайне нестабилен, а потому не используется в электрической цепи.
Подобное соединение не позволяет двигателю выйти на полную мощность, однако это способствует увеличению срока службы оборудования. Также, в защиту подобного соединения можно сказать, что пуск двигателя будет очень плавным, оборудование сможет переносить кратковременные перегрузки и меньше нагреваться. Поэтому, если максимальная мощность электромотора не требуется, лучше всего выбрать именно способ подключения «звездой».
ФОТО: rusenergetics.ruСоединение «звезда» поможет увеличить срок службы электромотора
«Треугольник»: плюсы и минусы способа подключения
Здесь обмотки соединяются последовательно. Начало одной из них коммутируется с концом другой. Такой вариант имеет определённые недостатки, такие, как высокие пусковые токи и перегрев при длительной работе. Однако есть здесь и значительные преимущества перед соединением «звезда». Оборудование, при подобном подключении, выдаёт максимальную мощность, что зачастую становится решающим критерием при выборе способа монтажа. Электродвигатели, подключённые «треугольником» развивают максимальный крутящий момент. Чаще всего соединение «треугольник» используют для подключения агрегатов с большой мощностью, например, станков в промышленных цехах.
ФОТО: infourok.ruСоединение «треугольник» позволяет использовать максимальную мощность оборудования
Комбинированный вариант соединения
В некоторых случаях используется комбинированный вариант «звезда-треугольник». Электродвигатель мягко запускается на соединении «звезда», а после того, как набирает необходимые обороты, реле переключает его на «треугольник». Однако не все двигатели можно подключить подобным образом. К примеру, существуют электромоторы, имеющие всего 3 вывода в контактной группе. Они изначально изготовлены под соединение «звезда» и подключить их «треугольником» невозможно.
ФОТО: meganorm.ruКомбинированное соединение подойдёт не для всех типов двигателей
Если объединить распространённые типы включения в трёхфазную сеть, можно увидеть следующую картину.
ФОТО: birmaga.ruНаиболее распространённые типы включения в трёхфазную сеть