Назначение зон трансформатора: ЗОН трансформатора: назначение, конструкция, монтаж, виды

Содержание

ЗОН трансформатора: назначение, конструкция, монтаж, виды

Автор Andrey Ku На чтение 7 мин Опубликовано

ЗОН трансформатора – это заземлитель нейтрали трансформатора. На электростанциях используются заземлители ЗОН-110. Расшифровка их названия – однополюсный заземлитель наружной установки. Цифрами после названия обозначается напряжение. Существует много разновидностей заземлителей. Но, прежде чем ознакомиться с ними, необходимо понять, для чего нужен ЗОН трансформатора на 110 кВ.

Назначение ЗОН-110

Заземление трансформатора называется заземление этого электрического устройства с прибором заземления.

Рабочим заземлением называется соединение какой-либо точки токопроводящих проводов с заземлительным устройством. Рабочее заземление соединяется с экранами кабелей, которые подают заряд в землю. Примером такого типа заземления является электростанция, на которой и источник тока и поглотитель энергии находятся в земле. Из-за такой установки потенциал между устройствами всегда один и тот же.

Имеет ЗОН трансформатора назначение весьма серьезное. Он служит для заземления нейтрали трансформаторов.

  • Заземление необходимо для обеспечения бесперебойной работы электрической установки.
  • Кроме того, оно обеспечивает защиту работников подстанций от поражения током.
  • Заземлению на подстанциях должны подвергаться абсолютно все детали из металла.
  • Основные металлоконструкции также необходимо включать в систему заземления.
  • Также заземление служит бесперебойным регулятором автоматизированной работы подстанции.

Конструкция ЗОН-110

Конструкция ЗОНа состоит из цилиндра, на которое крепится основание. Основание-это небольшая деталь в виде угла, на котором закреплена вся конструкция. К нему присоединен статический контакт с устройством, состоящим из трубы (в основном алюминиевая) на которую крепится круглая пластинка с валом. Такое устройство называется ножом заземления. Нож соединен с фазным проводом линии, который входит в фазу заземления вторым концом.

Давление всей установки устанавливается и регулируется стальной пружиной. Вентильные разрядники, устройства защищающие установку от перенапряжения. Берут весь удар на себя во время грозы. Внешний вид напоминает металлическую гусеницу. Включается ЗОН 110кВ между нулевой точкой напряжения и землёй, либо напрямую через трансформатор со вторичной обмоткой.

Как подготовить ЗОН к монтажу

Важный этап монтажа ЗОНа – предварительная подготовка. При подготовке важно следовать мерам предосторожности, а именно:

  1. Монтаж осуществляется только руками профессионалов согласно правилам технической эксплуатации электрических установок.
  2. При контакте с ножом и замере его покрытия напряжение должно отсутствовать.
  3. Наладка и эксплуатация заземлителя производится ТОЛЬКО при наличии защитного заземления.
  4. Во время подготовки категорически запрещается использовать неинверторные рукоятки.
  5. При работе с заземлителем необходимо обеспечить сохранность изоляторов от механических повреждений.

Подготовка ЗОНа к монтажу состоит из нескольких этапов:

  1. Осторожно распаковать заземлительное устройство.
  2. Тщательно проверить оборудование на наличие дефектов и деформаций. При обнаружении недочётов следует обратиться к заводу изготовителю.
  3. На заводские изделия наносится консервационная смазка, которую необходимо удалить перед монтажом. Для очистки деталей используют бензин или керосин.
  4. Затем нужно проверить исправность работы механизмов.
  5. После проверки заново нанести смазку.

Монтаж

Монтаж на электростанциях, независимо от видов ЗОНа, производится по следующему алгоритму:

  1. Подготовка плоскостей конструкций для установки опоры. Они должны быть ровными, так как небольшая неровность увеличивает риски возникновения сбоев в работе.
  2. Затем происходит установка заземлителя на подготовленную ранее поверхность.
  3. Крепежные элементы должны быть установлены плотно в специальных отверстиях.
  4. После этого их необходимо крепко затянуть.
  5. Затем происходит установка привода. Он присоединяется к ЗОНу трансформатора посредством сварки концов тяги с осью и вставкой.
  6. Отрегулировать тягой изоляционное расстояние. Оно должно быть равно 8,9 см и более.
  7. Произвести пробный запуск заземлителя.
  8. Соединить подводящую шину с выводом заземлителя.
  9. Затем необходимо удалить пыль с изолятора. Для этого нередко используют обычный растворитель для краски.
  10. После завершения монтажа производится шлифовка и окраска монтажных швов.
  11. Затем все соединения обрабатывают смазкой.

Разновидности ЗОН-110

Существуют разные виды заземлителей ЗОН. Так, для заземления нейтралей силовых трансформаторов с защитой от замыканий на землю применяются:

  • ЗОН-110М-I УХЛ1
  • ЗОН-110Б-I УXЛ1
  • ЗОН-110-I T1

Все эти заземлители устанавливаются на трансформаторных станциях переменного тока. Они также обеспечивают механическое включение и выключение в сочетании с приводами ПР-01 и ПРГ-00.

Для заземления нейтралей трансформаторов без защиты от замыканий на землю используются:

  • ЗОН-110М- II УХЛ1
  • 30Н-110Б-II УХЛ1
  • ЗОН-110-II Т1

Чаще заземлители таких типов встречаются на стационарных трансформаторных подстанциях, они устанавливаются на напряжение 110 кВ.

Условия эксплуатации заземлителя ЗОН

Использование заземлителей всегда основывается на основных условиях эксплуатации. К ним относятся:

  • Температура окружающей среды от 40 градусов выше нуля и до 60 градусов ниже нулевого уровня
  • Расположение установки- 1000 м над уровнем моря
  • Толщина ледяной корки – до 2 см
  • Скорость ветра: без гололеда – не выше 15 м/с, с гололедом- не выше 40 м/с

Категория размещения заземлителя должна быть УХЛ1 или Т1.

Что такое нейтраль трансформатора

Нейтраль представляет собой несколько соединенных точек или проводников, которые либо не подключены к сети напряжений, либо имеют контакт с землёй путём преодоления больших сопротивлений.

Заземление нейтралей необходимо по следующим причинам:

  • Правила техники безопасности;
  • Автономная бесперебойная работа защиты по замыканию на землю;
  • Возможность использования простых схем цепей.

При изменении напряжения относительно земли, создаются токи замыкания на землю, и появляется перенапряжение. Это происходит из-за нарушения симметрии системы. Нейтраль может иметь разные режимы, которые зависят от степени изменения симметрии. Так, в зависимости от режимов, нейтраль может быть:

  • Глухозаземленная. Нейтраль, присоединенная к заземлителю через малое сопротивление.
  • Изолированная. Не соединенная с заземлителем нейтраль.
  • Резонансно-заземленная. Нейтраль, соединенная с заземлителем с помощью реактора.
  • Резистивно-заземленная. Заземленная через резистор нейтраль.

Нейтрали трансформатора могут быть изолированы от земли или заземлены через активные сопротивления. Также сопротивления могут быть индуктивными. Изолированные нейтрали работают от 6 кВ до 35 кВ.

Принцип работы

Напряжение с трёхфазной электростанции поступает на линейный разъединитель. После этого оно попадается на отделитель 110кВ. Он является  таким же линейным разъединителем, только выполняющий расширенные функции, а именно приём более большого напряжения. Затем напряжение передается силовому трансформатору со встречной обмоткой.

Обычно на участках электростанций устанавливаются железные помещения, в которых размещаются масляные выключатели. Именно туда напряжение попадает в последнюю очередь. После попадания в ячейки ввода, оно распределяется по фидерам  (столбы с проводами). Они находятся рядом с электростанцией. В дальнейшем, электричество по проводам передаётся потребителям.

Также в систему электростанции входит короткозамыкатель 110 кВ, который защищает силовой трансформатор от перенапряжения и неисправностей. Если же в квартире при коротком замыкании вырубается щиток, то на электростанции при перенапряжении короткозамыкатель порождает ток короткого замыкания, вследствие действия которого трансформатор перестаёт работать. Также короткозамыкатель блокирует возгорание трансформатора путём отделения его от отделителя, к которому постоянно поступает напряжение от линий с электроэнергией.

Заземление нейтрали

Заземление нейтрали трансформатора служит для ограничения перенапряжения. На значения напряжения влияют ёмкости сети, в которую включён трансформатор. Поэтому необходим элемент, который будет приглушать их принудительно. Так ЗОН 110кВ с активным током, который по значению больше емкостного за определённый период времени будет разряжать ёмкостное сопротивление, что приведет к понижению напряжения или его распределению.

Однако у заземлителя есть один большой недостаток. Из-за того, что он перераспределяет напряжение, происходит огромное рассеивание мощности, подаваемой с электростанции.

На сегодняшний день, специалисты решили подавать напряжение, которое будет безопасно для использования. Также при установке заземлителя снижается риск возникновения феррорезонанса. Феррорезонанс – резонанс, встречающийся в электрических цепях при различных неисправностях и высоких напряжениях.

Защита трансформатора

Одной из главной защиты силового трансформатора является газовая защита. Она предотвращает повреждения внутри электрического устройства.

Газовое реле сигнализирует об отсутствии масла в нём, а следовательно, он перестанет работать. Это явление недопустимо на электростанции, потому что напряжению будет некуда идти и произойдёт возгорание. Однако реле работает по принципу, который делает работу системы безопасной. Оно устанавливается в топливный отсек в виде поплавка, соединяя контакты. В случае снижения топлива, он замкнёт контакты и отключит трансформатор от сети.

Дифференциальная защита также играет немалую роль в работе электростанции. Так принцип рассчитан на сравнении входящих в трансформатор токов. При нормальной работе ничего не происходит. Но как только возникает двухфазный или трёхфазный ток короткого замыкания, дифференциальное реле сразу выключает трансформатор из схемы, подавая всю энергию в землю.

Зачем и как делают заземление трансформаторов

От производителей электроэнергии передается ток высокого напряжения. Чтобы им могли пользоваться потребители на бытовом уровне, применяют понижающие трансформаторы. Согласно ПУЭ для них необходимо применять защитное заземление. Предусмотрен внешний и внутренний контур заземления. Устанавливают также защиту от ударов молнии.

Принципы устройства

Трансформатор преобразует (трансформирует) параметры переменного электрического тока. Происходит это благодаря явлению электромагнитной индукции. Основные детали прибора – катушки (обмотки) с проводами и ферромагнитный сердечник.

На одну катушку ток поступает, и она называется первичной. Вторичных катушек может быть 1, 2 и больше. С них снимается ток с уже измененными характеристиками.

У повышающего трансформатора число витков на вторичной обмотке больше, чем на первичной. В прямой связи увеличивается индуцированное напряжение с одновременным понижением силы тока.

Устройство понижающих трансформаторов другое. Они сделаны с точностью наоборот. Число витков в первичной обмотке у них больше, чем на вторичной обмотке, поэтому индуцированное напряжение снижается.

На большие расстояния выгоднее передавать электричество высокого напряжения и низкой силы тока, поскольку потери энергии на выделения тепла наименьшие.

Так и поступают. А трансформаторы впоследствии преобразуют ток до необходимых параметров.

Способ соединения обмоток трансформатора может быть выбран «треугольник», «звезда» или «зигзаг». В случае «треугольника» обмотки соединены последовательно, образуя замкнутый контур. Способ «звезда» предполагает соединение концов фазных обмоток в одну точку. Ее называют нулевой (нейтральной) точкой.

В случае «зигзага» каждая фазная обмотка состоит из 2-х частей на разных стержнях. Соединение 2-х частей происходит навстречу друг другу. Образовавшиеся три вывода соединяют, как «звезду».

Для трансформаторов высокого напряжения применяют соединение «звезда». Заземляется нулевая точка или конец вторичной обмотки. При объединении в «звезду» заземляют фазный провод.

Применение

Для преобразования тока, который передается по электрическим сетям, применяют силовые трансформаторы. Такие устройства способны работать с большими мощностями. Они преобразуют напряжение на линиях с 35…750 кВ в напряжение 6 и 10 кВ и далее в 400 В. После этого электроэнергией могут пользоваться потребители на бытовом уровне.

Трансформаторы тока используют, чтобы снижать ток до требуемой величины. Их применяют в схемах бесконтактного управления, чтобы обезопасить людей и технику от поражения током.

Трансформаторы тока применяют также в измерительных и защитных устройствах, схемах сигнализации и в других приборах.

Особенность трансформатора тока в том, что его вторичная обмотка работает в режиме, близком к короткому замыканию. Если по какой-то причине происходит разрыв цепи на вторичной обмотке, то напряжение на ней повышается до значительных величин.

Скачек напряжения может вызвать поломку оборудования, включенного в сеть. Поэтому должно присутствовать защитное заземление.

Существуют также трансформаторы напряжения, импульсные трансформаторы, автотрансформаторы, сварочные и другие. Для каждого из них существуют своя схема и особенности подключения заземления. Чтобы правильно его выполнить, необходимо изучить техническую документацию к оборудованию.

Зачем заземлять

Заземление нейтрали трансформатора необходимо для создания стабильной работы электроустановки и безопасности людей, которые могут находиться на подстанции.

Рабочее заземление на трансформаторе является частью защитного. Это значит, что заземление, предназначенное для стабильной работы устройства, также защищает от поражения током.

Правила устройства электроустановок требуют, чтобы все силовые трансформаторы были заземлены.

В трансформаторах напряжения заземляется только трансформатор. Согласно правилам устройства электроустановок у трансформатора напряжения заземление вторичной обмотки происходит путем соединения общей точки или одного из концов обмотки с заземляющим проводником.

В трансформаторах тока заземляются вторичные обмотки. Для подключения проводников предусмотрены специальные зажимы. Обмотки нескольких установок можно соединять одним проводником и подключать к одной шине.

В электротехнике выделяют понятие сети с эффективно заземленной нейтралью. Оно применимо для силового трансформатора, у которого заземлено большинство нейтралей обмоток (глухое заземление нейтрали).

Если произойдет однофазное замыкание, то напряжение на поврежденных фазах не должно быть выше 1,4 напряжения на рабочих фазах в нормальных условиях.

Дугогасящие реакторы

В сетях, рассчитанных на 110 кВ и выше, предусмотрена защита с глухозаземленной нейтралью. Если сеть рассчитана на 35 кВ и ниже, то применяется заземление с изолированной нейтралью.

Преимущество изолированной нейтрали в том, что если произойдет замыкание фазы на земли, то это не приведет к короткому замыканию.

На трансформаторах с системой изолированной нейтрали устанавливают дугогасящие реакторы. Они компенсируют емкостные токи, возникающие при замыкании на землю.

Дело в том, что вдоль линии электропередачи накапливается электрический заряд (емкостное электричество). И как только происходит разрыв или иное повреждение изоляции, при контакте с землей возникает ток.

Если он достигает 30 А, образуется разрядная дуга. В результате кабель нагревается, начинает разрушаться изоляция и вместе с ней проводник.

Такое явление приводит к двухфазному и трехфазному замыканию. Срабатывает защита, и трансформатор полностью отключается. Обесточенными остаются сотни и тысячи потребителей электроэнергии.

Чтобы этого не произошло, устанавливают дугогасящие реакторы. Нейтраль заземляют через них. Во время однофазного замыкания на землю возрастает индуктивность дугогасящего реактора. Индуктивная проводимость компенсирует емкостную, и электрическая дуга не возникает.

Через дугогасящие реакторы заземляют нейтраль первичной обмотки одного из трансформаторов сети, в которой соединение обмоток происходит по типу «звезда-треугольник».

Если произошло замыкание на землю, то благодаря такой системе заземления, трансформатор сможет работать на протяжении еще 2-х часов, пока неполадки не будут устранены.

Создание внешнего контура

Чтобы сделать внешний контур заземления трансформатора, применяют вертикальные электроды, соединенные горизонтальными перемычками. Перемычки выполняют из листовой стали толщиной 4 мм и шириной 40 мм. Электроды втыкают в грунт по периметру трансформатора.

Проверяют удельное сопротивление грунта. Оно должно составлять максимум 100 Ом*м. Исходя из этого, требуется создать контур сопротивлением максимум 4 Ом.

Если взять круг диаметром 16 м, с условным трансформатором посередине, то для создания заземляющего контура потребуется минимум восемь электродов длиной по 5 м каждый.

Их размещают на расстоянии приблизительно 1 м от фундамента трансформаторной станции. Чем ближе стержни будут располагаться к стене, тем лучше. Горизонтальные полоски-соединения укладывают на ребро на глубину 0,5-0,7 м.

Такое требование к расположению связано с вопросами безопасности. Заземлитель не должен быть поврежден при проведении каких-либо ремонтных и строительных работ.

Защита от молний

Чтобы выполнить молниезащиты трансформаторной подстанции с металлической крышей, необходимо соединить крышу с внешним контуром заземления.

Соединение происходит в двух противоположных точках. То есть в одной точке кровля соединяется с внешним контуром, и со стороны, расположенной напротив, также происходит соединение кровли с контуром. Соединительным проводником становится проволока толщиной 8 мм.

Если кровля не металлическая, то на ней наверху создают специальный молниеприемник.

Создание внутреннего контура

Трансформаторная подстанция разделена на 3 помещения. Отдельно делают помещения для высокого и низкого напряжения – это помещения распределительных устройств (для входа и выхода). И отдельно предусмотрена трансформаторная камера, непосредственно для трансформатора.

В каждом отделении должна быть проложена заземляющая полоса. Ее прикрепляют к стенам на высоте 0,4…0,6 м, чтобы заземлить все части из металла, не предназначенные для проведения тока. Для крепления применяют дюбеля или специальные держатели круглых и плоских заземляющих проводников.

К заземляющей полосе подключают швеллер, предназначенный для установки трансформатора. Он размещен в стяжке пола. Подсоединяют и другие детали (шинный мост, металлические элементы барьера, крепежные детали, место присоединения переносного заземления). К системе заземления подключают все опорные конструкции из металла и стальные каркасы.

Для разборных соединений применяют болты, в остальных случаях элементы сваривают между собой. Для закрепления переносного заземления используют гайку с ушками «барашек».

Перемычки делают из гибкого медного провода ПВ3. Однако изоляционную оболочку с такого провода надо снять, чтобы можно было следить за целостностью жил.

Заделку в стены осуществляют посредством вставки гильз и заполнением свободного пространства негорючим материалом. Полосу окрашивают в желтый цвет с зелеными полосами. Такую окраску имеет защитный нулевой провод.

Нулевую шину подключают к заземляющему контуру. Корпус трансформатора соединяют с контуром перемычками.

При осмотре трансформатора на вход ставят оградительный барьер и навешивают табличку «Осторожно! Высокое напряжение!».

Заземление нейтрали стороны 110 тр-ра согласно ПУЭ. (Страница 1) — Спрашивайте

РТФ пишет:

1) Тр-р в режиме 35/110 работает с схемой соединения Y/Y-0. Аналогичные тр-ры 10/0,4кВ для подобной схемы соединения имеют  данные z0тр (неоднозначные: то ли заводские то ли полученные экспериментальным путем — Расчеты в распредсетях… Шабад; Билиотека электромонтера №505 Голубев). Мой тр-р подобных данных не имеет.

Не надо путать трансформатор 10/0,4 кВ Y/Y-0 и трехобмоточный трансформатор 110/35/10 кВ Y-0/Y/D-11.
Эта штука с неоднозначным  z0тр имеет место для трансформаторов, у которых НЕТ обмотки, соединенной в треугольник.
Режим к данному явлению отношения не имеет.
В вашем случае Z0 можно брать, как 0,9Z1, если вы заземляете нейтраль на 110 кВ (а выше решили, что заземлять надо).0,5*136,13=235,78 A

РТФ пишет:

Подбно как при КЗ в сети 110 токи нулевой последовательности не попадают в дифреле если они подключены к ТТ с схемой соединения треугольник. Считаю что при стандартной схеме дифреле не чувствует 1ф КЗ стороны 110.  И кроме этого, с учетом сказанного выше не уверен что дифзащита будет чувствовать это 1ф КЗ по величине тока.

При однофазном КЗ есть токи всех трех последовательностей, токи I1, I2 должны попасть в дифреле. Величина тока 1ф КЗ должна быть достаточной, т.к. обмотка 10 кВ соединена в треугольник (см. выше).

Нейтраль. Определение, устройство и назначение

Электроэнергетика – это сложный промышленный комплекс, который состоит из множества составных частей. Чтобы каждый элемент работал правильно и выполнял поставленные задачи, необходимо точное знание и понимание физических процессов, которые протекают в силовом оборудовании. Некоторые из них легко объяснить, поэтому предлагаем познакомиться с таким понятием, как «нейтраль».

Общее назначение нулевого провода в обмотках трансформатора

Нейтраль – это общая, нулевая точка соединение проводника в трехфазных трансформаторах или генераторах. На текущий момент существует 4 основных разновидности присоединения нулевой точки:

  1. Изолированная. Этот тип характеризуется отсутствием нейтрали. Основной схемой соединения для представленной сети является треугольник. При однофазных замыканиях на землю на рабочих фазах не чувствуют изменений в энергопотреблении. Подобная разновидность применяется в распределительных сетях 6-35 кВ.
  2. Резонансно-заземленная. Указанный вариант предполагает использование заземления нулевой точки обмоток трансформатора или генератора через дугогасящие катушки или реакторы (ДГК, ДГР). Наличие специализированного оборудования компенсирует повышающийся уровень тока, позволяя избежать более сложных, межфазных повреждений.
  3. Глухозаземленная. Самый распространенный тип нейтрали, который используется в сетях бытового потребления. Обмотка трансформаторов по низкой стороне выполняется соединением разомкнутая звезда, а нулевая точка заземляется через контур заземления трансформатора или трансформаторной подстанции. При повреждениях на линии или возникновении однофазного замыкания создается потенциал относительно земли, что приводит в действие защиту, отключающую линию.
  4. Эффективно-заземленная. Разновидность заземленной нейтрали, которая используется в высоковольтных сетях 110 кВ и выше. Нулевая точка силовых трансформаторов и потенциал замыкания выносится на землю. Для повышения эффективности работы защит используется дополнительное оборудование заземлитель нейтрали одноколонковый (ЗОН). Положение коммутационного аппарата определяется режимными указаниями. Для распределительных сетей 6-35 кВ используется заземление через низкоомный резистор.

Типы соединения обмоток силовых трансформаторов

Как отмечалось выше, нейтраль – это соединение нулевого проводника трехфазного силового трансформатора или генератора. Чтобы определить тип заземления, достаточно посмотреть на схему энергетического оборудования. Для изолированной нейтрали принципиальная схема – это треугольник.

Остальные варианты реализованы через заземление нулевого проводника на землю, ДГК, низкоомный резистор. Последние в основном используются на подстанциях, которые преобразуют электрическую энергию высокого напряжения на низкое, потребительское. Принципиальная схема – звезда.

Изолированная нейтраль в электрических сетях

Применяется в распределительных сетях 6-35 кВ. Что касается физических проявлений изолированной нейтрали, напряжение возрастает до линейного. Основное назначение подобного типа связывается со следующими моментам:

  1. Сеть не отключается, продолжает работать. Потребители на фазах без замыкания используют однофазные бытовые приборы до отключения линии. Перекос по напряжению в сетях 0,4 кВ отсутствует, в сетях 6-35 увеличивается до линейного.
  2. Реализация таких сетей в разы дешевле в обслуживании, что позволяет экономить значительные средства на распределение электрической энергии.
  3. Высокая надежность работы, особенно на воздушных линиях электропередач. Падение ветки не отключит фидер и обеспечит его работоспособность.

Главными недостатками изолированных сетей считаются:

  1. При однофазном замыкании сеть продолжает работать, защиты не срабатывают, что иногда приводит к несчастным случаям с населением.
  2. Наличие феррорезонансных процессов и возникновение реактивной мощности, которая ухудшает качество электрической энергии.

Резистор и напряжение 110 кВ и выше: как исполнена нулевая точка?

Эффективное заземление – это особый вид нулевого проводника, присоединенного к специализированному оборудования, который применяется в электроустановках выше 1 кВ. Для распределительных сетей используется вариант с заземлением через низкоомные резисторы, которые обеспечивают отключение линии при однофазном замыкании на землю без выдержки времени.

Линии высокого напряжения 110 кВ и выше также используют представленный тип нейтрали, что обеспечивает быстроту срабатывания защит. Для повышения чувствительности работы «релейки» у каждого силового трансформатора имеется специальное оборудование ЗОН. Одноколонковый заземлитель нейтрали обеспечивает также защиту от перегруза.

Заземление через низкоомные резисторы

Использование низкоомных резисторов считается идеальным решением в плане безопасности людей в распределительных сетях, а также в вопросах сохранения изоляции кабельных линий. Реализация защит предполагает выведение нулевой точки на специализированное оборудование, которое обладает меньшим омическим сопротивлением и дает сигнал на отключение линии. Фидер отключается с минимальной выдержкой времени, что является одним из достоинств. К прочим необходимо отнести:

  • Первое, это нейтраль, которая при появление «земли» точно определяет поврежденное направление и отключает требуемую линию.
  • Второе: нет необходимости в дополнительных расчетах и составлении режимных карт при ограниченных возможностях кольцевания распределительных сетей.

Важными недостатками такого типа заземления:

  1. Не эффективен при больших токах замыкания на землю, так как появляются проблемы на подстанциях, где установлены низкоомные резисторы.
  2. Низкая эффективность на ВЛ, а также на линиях большой протяженности. В первом случае малейшее приближение веток деревьев станет причиной отключения фидера. Особенно актуально с потребителями 1 особой, 1 и 2 категории.
  3. Лишние отключения, которые возникают из-за неправильного срабатывания защит (отсутствие АПВ), предполагает простои в потреблении, материальные потери энергоснабжающей организации.

Глухое заземление силовых трансформаторов на землю

Все, что связано с распределительной сетью 0,4 кВ – это нейтраль с глухим заземлением на землю. Представленному типу отводится особое место и роль в плане безопасности. При появлении короткого замыкания на землю срабатывает защита, в частности, перегорают ПН-2 или отключается автомат. Относительно такой сети разрабатываются и защиты для проводки в домах и квартирах. Ярким примером является действие УЗО, обеспечивающее выявление токов утечки.

Основными преимуществами такого типа нейтрали считаются:

  1. Идеально подходит для распределения электрической энергии, обеспечивает работоспособность бытового и специализированного однофазного/трехфазного оборудования.
  2. Схема защиты не требует специализированного и дорогого оборудования. Технические средства по типу предохранителей или автоматов легко справляются с глухим замыканием на землю.

К недостаткам относится:

  1. Защиты нечувствительны при дальнем КЗ. Необходимо точный расчет омического сопротивления петли фазы-нуль и правильный выбор автоматов или предохранителей.
  2. Срабатывания не возникает при отсутствии замыкания на землю. Это представляет опасность для человека, что корректируется через использование изолированных проводов.

Резонансно-заземленные или компенсированные нейтрали

Резонансно-заземленные нейтрали применяются в основном в распределительных сетях напряжением 6-35 кВ, где схема подключения выполняется кабельными линиями. Присоединение нулевой точки осуществляется через специальные плунжерные или регулируемые трансформаторы РУОМ. Подобная система позволяет определить индуктивность в сети при однофазном замыкании, что обеспечивает компенсацию уровня тока.

Нейтраль такого типа снижает риск развития аварии, переход однофазного замыкания в межфазное. Достоинствами для напряжения 6-35 кВ являются:

  1. Основное преимущество связывается с назначением оборудования. Высокая степень защиты изоляции кабельных линий при правильной подстройке.

Недостатками сети с таким типом нейтрали считаются:

  1. Трудность настройки. Может возникнуть недокомпенсация или перекомпенсация, что не позволит правильно использовать оборудование. Для выстраивания необходим расчет индуктивности токов в зависимости от длины линии, мощности трансформаторов. В случае изменения схемы или добавления энергооборудования, плунжерные трансформаторы не всегда справляются с поставленными задачами.
  2. Неправильно настроенное оборудование и высокий износ кабельных линий приводит к цепной реакции, которая предполагает выход из строя нескольких слабых участков сети.
  3. Повышение технических потерь, которые возникают во время работы, а также проблемы безопасности. Компенсация тока на подстанции реализовывается относительно земли.
  4. Невозможность определения линии, где произошло замыкание. Процесс выбора фидера с «землей» осуществляется через сравнение токов гармоник, что не всегда считается эффективным средством получения достоверной информации.

Нулевой проводник и дугогасящая катушка, реактор

Разница резонансно-заземленной нейтрали связывается с используемым оборудованием. Как отмечалось выше, нулевая точка может располагаться на дугогасящей катушке плунжерного типа или на регулируемом реакторе. Основные отличия связываются со следующими моментами:

  1. ДГК предполагает компенсацию через отстроенную систему плунжерных трансформаторов. Настройка реализована через расчеты реальной сети службой релейной защиты. При возникновении замыкания на землю происходит компенсация токов, основанная на индуктивности. Процесс не регулируется и не подстраивается, что является неприятным моментом в случае появления «земли» в нескольких точках разных линий.
  2. ДГР – более современное оборудование, которое предполагает использование автоматических систем определения индуктивности сети. Среди популярных вариантов считаются реакторы типа «РУОМ» с подстройкой «САМУР». Реализация опроса выполняется в реальном времени, что обеспечивает работоспособность даже при нескольких повреждениях с замыканием на землю.

Неважно глухозаземлена нейтраль или изолирована, применение каждого типа найдет место в современной электроэнергетике. А знание особенностей позволит разобраться с физической сущностью вопроса.

Чем «земля» отличается от «нуля»? Разбираемся в сложностях электрики

Все знают, что электроэнергия производится на разнообразных электростанциях, благодаря генераторам переменного тока. После она, используя линии электропередач, идет к трансформаторным подстанциям, оттуда поступает к потребителю, то есть нам.

Так вот чтобы понять, что собой представляет фаза, ноль, а также заземление, необходимо на элементарном уровне понимать, каким образом электроэнергия поступает в подъезд или частный дом. Все мы за нее платим, измеряя киловаттами, но ведь это не вода, у которой можно перекрыть кран. Потому давайте рассмотрим ситуацию подробнее.

Общее назначение нулевого провода в обмотках трансформатора

Нейтраль – это общая, нулевая точка соединение проводника в трехфазных трансформаторах или генераторах. На текущий момент существует 4 основных разновидности присоединения нулевой точки:

  1. Изолированная. Этот тип характеризуется отсутствием нейтрали. Основной схемой соединения для представленной сети является треугольник. При однофазных замыканиях на землю на рабочих фазах не чувствуют изменений в энергопотреблении. Подобная разновидность применяется в распределительных сетях 6-35 кВ.
  2. Резонансно-заземленная. Указанный вариант предполагает использование заземления нулевой точки обмоток трансформатора или генератора через дугогасящие катушки или реакторы (ДГК, ДГР). Наличие специализированного оборудования компенсирует повышающийся уровень тока, позволяя избежать более сложных, межфазных повреждений.
  3. Глухозаземленная. Самый распространенный тип нейтрали, который используется в сетях бытового потребления. Обмотка трансформаторов по низкой стороне выполняется соединением разомкнутая звезда, а нулевая точка заземляется через контур заземления трансформатора или трансформаторной подстанции. При повреждениях на линии или возникновении однофазного замыкания создается потенциал относительно земли, что приводит в действие защиту, отключающую линию.
  4. Эффективно-заземленная. Разновидность заземленной нейтрали, которая используется в высоковольтных сетях 110 кВ и выше. Нулевая точка силовых трансформаторов и потенциал замыкания выносится на землю. Для повышения эффективности работы защит используется дополнительное оборудование заземлитель нейтрали одноколонковый (ЗОН). Положение коммутационного аппарата определяется режимными указаниями. Для распределительных сетей 6-35 кВ используется заземление через низкоомный резистор.

«Контролька»: несложный самодельный пробник электрика

При наличии в арсенале индикаторной отвертки действия по ее применению понятны. А если таковой под рукой нет и по некоторым причинам в ближайшее время быть не может? В таких ситуациях на помощь придут знания и смекалка. Велосипед изобретать не понадобится, так как простейший самодельный прибор для определения наличия напряжения уже существует – это контролька. Так назвали его профессиональные электрики.

«Контролька» состоит из лампочки и двух проводков

Состоит устройство из лампочки, вкрученной в патрон, и двух проводков, выполняющих функцию щупов. Как работает индикаторная отвертка-лампочка? Просто и довольно эффективно. Проводами необходимо коснуться элементов, в которых следует проверить присутствие напряжения. По степени яркости свечения лампы можно определить не только наличие напряжения, но и соответствие его норме.

Такой самодельный прибор позволяет проверить сразу три фазы. Для этого используются две последовательно соединенные контрольки: если два провода имеют одну фазу – лампочки не загорятся.

Этот самостоятельно изготовленный прибор не будет функционировать, если нет ноля, но такая ситуация практически невозможна как в быту, так и на производстве.

В контрольке вместо лампочки может использоваться светодиод

Типы соединения обмоток силовых трансформаторов

Как отмечалось выше, нейтраль – это соединение нулевого проводника трехфазного силового трансформатора или генератора. Чтобы определить тип заземления, достаточно посмотреть на схему энергетического оборудования. Для изолированной нейтрали принципиальная схема – это треугольник.

Остальные варианты реализованы через заземление нулевого проводника на землю, ДГК, низкоомный резистор. Последние в основном используются на подстанциях, которые преобразуют электрическую энергию высокого напряжения на низкое, потребительское. Принципиальная схема – звезда.

Для чего нужна цветовая маркировка

Фазу и нейтраль в рабочей цепи определяют индикатором или мультиметром, но эти приборы не всегда есть рядом. Если электроцепь выполнена в соответствии с существующими стандартами, то по цвету изоляции жил можно без дополнительного оборудования определить их назначение.

Это позволяет быстро найти нужный провод, поэтому эффективность работы электрика будет намного выше.

Буквенная маркировка на проводниках аналогична надписям на клеммах и контактах электрооборудования. Достаточно завести и зафиксировать нужный провод в клемме, которая соответствует его маркировке. Чтобы перестраховаться, лучше дополнительно проверять тестером, где находится фаза.

Изолированная нейтраль в электрических сетях

Применяется в распределительных сетях 6-35 кВ. Что касается физических проявлений изолированной нейтрали, напряжение возрастает до линейного. Основное назначение подобного типа связывается со следующими моментам:

  1. Сеть не отключается, продолжает работать. Потребители на фазах без замыкания используют однофазные бытовые приборы до отключения линии. Перекос по напряжению в сетях 0,4 кВ отсутствует, в сетях 6-35 увеличивается до линейного.
  2. Реализация таких сетей в разы дешевле в обслуживании, что позволяет экономить значительные средства на распределение электрической энергии.
  3. Высокая надежность работы, особенно на воздушных линиях электропередач. Падение ветки не отключит фидер и обеспечит его работоспособность.

Главными недостатками изолированных сетей считаются:

  1. При однофазном замыкании сеть продолжает работать, защиты не срабатывают, что иногда приводит к несчастным случаям с населением.
  2. Наличие феррорезонансных процессов и возникновение реактивной мощности, которая ухудшает качество электрической энергии.

Что такое фаза и ноль в электричестве – просто о сложном

Передача электрического тока осуществляется по трехфазным сетям, при этом большинство домов имеет однофазные сети. Расщепление трехфазной цепи осуществляется с помощью вводно-распределительных устройств (ВРУ). Простым языком этот процесс можно описать следующим образом. К электрощитку дома подводится трехфазная цепь, состоящая из трех фазных, одного нулевого и одного заземляющего проводов. Посредством ВРУ цепь расщепляется – к каждому фазному проводу добавляется один нулевой и один заземляющий, получается однофазная сеть, к которой и подключаются отдельные потребители.

Резистор и напряжение 110 кВ и выше: как исполнена нулевая точка?

Эффективное заземление – это особый вид нулевого проводника, присоединенного к специализированному оборудования, который применяется в электроустановках выше 1 кВ. Для распределительных сетей используется вариант с заземлением через низкоомные резисторы, которые обеспечивают отключение линии при однофазном замыкании на землю без выдержки времени.

Линии высокого напряжения 110 кВ и выше также используют представленный тип нейтрали, что обеспечивает быстроту срабатывания защит. Для повышения чувствительности работы «релейки» у каждого силового трансформатора имеется специальное оборудование ЗОН. Одноколонковый заземлитель нейтрали обеспечивает также защиту от перегруза.

Определяем фазу

Чтобы найти «фазу», достаточно воспользоваться индикаторной отверткой — простым инструментом, который должен быть у любого хозяина. Прикоснитесь жалом к каждому проводнику, одновременно удерживая палец на верхней, металлической части рукоятки отвертки. Когда световой индикатор внутри отвертки загорится, значит, вы коснулись фазного провода. Однако помните, что при выполнении соответствующих операций электрическая сеть не обесточивается.


Поиск фазного провода индикаторной отверткой

Заземление через низкоомные резисторы

Использование низкоомных резисторов считается идеальным решением в плане безопасности людей в распределительных сетях, а также в вопросах сохранения изоляции кабельных линий. Реализация защит предполагает выведение нулевой точки на специализированное оборудование, которое обладает меньшим омическим сопротивлением и дает сигнал на отключение линии. Фидер отключается с минимальной выдержкой времени, что является одним из достоинств. К прочим необходимо отнести:

  • Первое, это нейтраль, которая при появление «земли» точно определяет поврежденное направление и отключает требуемую линию.
  • Второе: нет необходимости в дополнительных расчетах и составлении режимных карт при ограниченных возможностях кольцевания распределительных сетей.

Важными недостатками такого типа заземления:

  1. Не эффективен при больших токах замыкания на землю, так как появляются проблемы на подстанциях, где установлены низкоомные резисторы.
  2. Низкая эффективность на ВЛ, а также на линиях большой протяженности. В первом случае малейшее приближение веток деревьев станет причиной отключения фидера. Особенно актуально с потребителями 1 особой, 1 и 2 категории.
  3. Лишние отключения, которые возникают из-за неправильного срабатывания защит (отсутствие АПВ), предполагает простои в потреблении, материальные потери энергоснабжающей организации.

Глухое заземление силовых трансформаторов на землю

Все, что связано с распределительной сетью 0,4 кВ – это нейтраль с глухим заземлением на землю. Представленному типу отводится особое место и роль в плане безопасности. При появлении короткого замыкания на землю срабатывает защита, в частности, перегорают ПН-2 или отключается автомат. Относительно такой сети разрабатываются и защиты для проводки в домах и квартирах. Ярким примером является действие УЗО, обеспечивающее выявление токов утечки.

Основными преимуществами такого типа нейтрали считаются:

  1. Идеально подходит для распределения электрической энергии, обеспечивает работоспособность бытового и специализированного однофазного/трехфазного оборудования.
  2. Схема защиты не требует специализированного и дорогого оборудования. Технические средства по типу предохранителей или автоматов легко справляются с глухим замыканием на землю.

К недостаткам относится:

  1. Защиты нечувствительны при дальнем КЗ. Необходимо точный расчет омического сопротивления петли фазы-нуль и правильный выбор автоматов или предохранителей.
  2. Срабатывания не возникает при отсутствии замыкания на землю. Это представляет опасность для человека, что корректируется через использование изолированных проводов.

Вывод

Главная отличительная особенность «нуля» и «земли» в их назначении. «Нуль» совместно с фазой предназначен для питания электроприборов, а «земля» для защиты людей и животных от поражения электрическим током, если случится пробой. Рабочий «нуль» можно использовать в качестве «земли», если не нарушаются условия ПУЭ 1.7.83. Мы же рекомендуем класть проводку сразу с заземляющим проводником, что исключает необходимость использовать «ноль» не по назначению.

Проверьте свои знания в электрике:

  • Почему между фазой и нолем 220 В, а между фазами 380 В?
  • Почему в США напряжение в сетях 110 В, а в России 220 В?

Резонансно-заземленные или компенсированные нейтрали

Резонансно-заземленные нейтрали применяются в основном в распределительных сетях напряжением 6-35 кВ, где схема подключения выполняется кабельными линиями. Присоединение нулевой точки осуществляется через специальные плунжерные или регулируемые трансформаторы РУОМ. Подобная система позволяет определить индуктивность в сети при однофазном замыкании, что обеспечивает компенсацию уровня тока.

Нейтраль такого типа снижает риск развития аварии, переход однофазного замыкания в межфазное. Достоинствами для напряжения 6-35 кВ являются:

  1. Основное преимущество связывается с назначением оборудования. Высокая степень защиты изоляции кабельных линий при правильной подстройке.

Недостатками сети с таким типом нейтрали считаются:

  1. Трудность настройки. Может возникнуть недокомпенсация или перекомпенсация, что не позволит правильно использовать оборудование. Для выстраивания необходим расчет индуктивности токов в зависимости от длины линии, мощности трансформаторов. В случае изменения схемы или добавления энергооборудования, плунжерные трансформаторы не всегда справляются с поставленными задачами.
  2. Неправильно настроенное оборудование и высокий износ кабельных линий приводит к цепной реакции, которая предполагает выход из строя нескольких слабых участков сети.
  3. Повышение технических потерь, которые возникают во время работы, а также проблемы безопасности. Компенсация тока на подстанции реализовывается относительно земли.
  4. Невозможность определения линии, где произошло замыкание. Процесс выбора фидера с «землей» осуществляется через сравнение токов гармоник, что не всегда считается эффективным средством получения достоверной информации.

Нулевой проводник и дугогасящая катушка, реактор

Разница резонансно-заземленной нейтрали связывается с используемым оборудованием. Как отмечалось выше, нулевая точка может располагаться на дугогасящей катушке плунжерного типа или на регулируемом реакторе. Основные отличия связываются со следующими моментами:

  1. ДГК предполагает компенсацию через отстроенную систему плунжерных трансформаторов. Настройка реализована через расчеты реальной сети службой релейной защиты. При возникновении замыкания на землю происходит компенсация токов, основанная на индуктивности. Процесс не регулируется и не подстраивается, что является неприятным моментом в случае появления «земли» в нескольких точках разных линий.
  2. ДГР – более современное оборудование, которое предполагает использование автоматических систем определения индуктивности сети. Среди популярных вариантов считаются реакторы типа «РУОМ» с подстройкой «САМУР». Реализация опроса выполняется в реальном времени, что обеспечивает работоспособность даже при нескольких повреждениях с замыканием на землю.

Неважно глухозаземлена нейтраль или изолирована, применение каждого типа найдет место в современной электроэнергетике. А знание особенностей позволит разобраться с физической сущностью вопроса.

Силовые масляные трансформаторы ТМ / ТМГ на 6-10 кВ

Электроснабжение производственных объектов, жилых зон не обходится без применения силовых трансформаторов. Назначение устройства: преобразовывать напряжение электрической энергии и раздавать её потребителям. Типы маслонаполненных трансформаторов составляют основу распределительных сетей.

Виды трансформаторов силовых масляных

  • ТМГ с герметичным баком и напряжением в десять, двадцать киловольт. Трансформатор надёжный, не требует обслуживания при эксплуатации.
  • ТМ с регулятором, переключающим ответвления высоковольтной и низковольтной обмотки, мощность составляет от 16 до 2500 кВА. Расширительный бачок предусматривает охлаждение воздушным потоком, что защищает прибор от перегрева.

Конструктивные особенности

Устройство состоит из следующих комплектующих:

  • трансформаторного бака в виде прямоугольного корпуса, куда заливается охлаждающее, изолирующее масло;
  • выводов/вводов обмоток;
  • активного блока;
  • контрольно — измерительной части.

Принцип работы

Работа двухобмоточного трансформатора строится на явлении взаимоиндукции:

  • на первичной обмотке в результате подачи напряжения возникает ток холостого хода, вызывающий магнитное поле;
  • магнитный поток замыкается на сердечнике и сцепляется с обмотками;
  • происходит наведение электродвижущей силы.

Выбор трансформатора

Главное условие при комплектации понижающей подстанции ‒ это исключение потерь электроэнергии. При этом обращают внимание на следующие позиции:

  • число трансформаторных установок;
  • конструкцию;
  • напряжение, способ регулировки;
  • потребляемую мощность;
  • технические характеристики;
  • предполагаемые режимные параметры;
  • соотношение ценового уровня и возможностей устройства.

Подстанцию оснащают двумя трансформаторами в случае подключения 1, 2 категории потребителей и высокой плотности нагрузки. Если объект подходит под третью категорию электроснабжения, то устанавливают однотрансформаторную подстанцию.

Преимущества масляных трансформаторов

  • подходят для энергоёмкого расхода;
  • занимают мало места;
  • не боятся перегрузок при коротком замыкании;
  • выдерживают широкий температурный интервал от -60 до +40оС;
  • имеют небольшую поражающую током поверхность.

Где купить

ООО ПКФ «ЭнергоЦентр» предлагает электрооборудование с поставкой в регионы России, ближнего зарубежья. Опытные монтажники установят и запустят преобразователи электрического тока, наладят их работу. На странице сайта выложены фото и технические данные, чертежи предлагаемых моделей. Все изделия прошли многоэтапную проверку, сертифицированы. Связаться с менеджерами можно по телефону или при помощи заполнения формы обратной связи.

Режимы нейтрали трансформатора в электроустановках: разновидности, инструкция и назначение

В электрике ноль (нейтраль) – это точка, начало, от которого начинаются измерения напряжения фаз. В нулевом проводе трехфазной сети ток равен сумме токов фаз. Между каждой фазой и нулем напряжение 220 В, между фазами – 380 В.

На трехфазные линии электропередачи ток подается из трансформаторов. Возникает вопрос: откуда берется ноль в трансформаторе? Физически это точка, в которой «в звезду» соединяются концы нескольких обмоток трехфазного трансформатора.

Ноль присутствует только в трехфазном трансформаторе.

Фаза и нуль в электрике

Электроэнергия появляется в результате упорядоченного движения заряженных частиц в проводах — электронов. Рождаются эти электроны в огромных электростанциях — таких как, например, Волгоградская ГРЭС (гидроэлектростанция), Нововоронежская АЭС (атомная электростанция) и многих других в нашей стране. Далее по очень толстым проводам эта энергия передается на промежуточные подстанции (как правило, такие стоят по периферии городов), а от них — до местных КТП (комплектная трансформаторная подстанция), которые есть почти в каждом дворе.

Уровни напряжения в таких сетях варьируются от 750000 вольт до 380 вольт в конечной КТП. И именно последние делают так, что в розетке обычного дома появляется 220В. Казалось бы, все просто, но! В розетке находятся два провода. И из уроков физики каждый знает, что в электрике есть «фаза» и «нуль». Эти два слова дают нам свет, тепло, воду, газ и многое другое, чем мы пользуемся каждый день. Теперь по-порядку.

В электросетях выше 1000 В

Сети номиналом более 1000 В используют изолированную нейтраль для категории электроустановок от 1 до 35 кВ. Все что касается более высоких классов напряжения использует режимы заземления (глухозаземленную, эффективно заземленную нейтраль) или соединение трансформатора треугольником, где нулевой вывод отсутствует как таковой. Следует также отметить, что многие подстанции напряжением в 35 кВ используют первичную схему треугольника для высокой стороны.

Рис. 6. Питание высоковольтных сетей

Применение изолированной нулевой точки в системе электроснабжения обеспечивает тот же сдвиг фаз на 120° и бесперебойный режим работы даже с выводом одной из линий. Однако вместе с тем, аварийные режимы в цепи более 1 кВ характеризуются значительно большими токами, которые уже никоим образом нельзя игнорировать с точки зрения безопасности человека, так как емкостная проводимость изоляции намного выше.

Рис. 7. Схема замещения при поражении в цепи выше 1000 В

Если же вопрос касается трехфазного замыкания, то этот режим вызывает огромные токи, контакт с которыми смертельно опасен.

Однако аварийный режим в высоковольтных сетях с изолированной нейтралью несет опасность не только человеческой жизни, но и работе всей системы в целом. При этом место контакта одной фазы с землей приводит к просадке потенцифала в этой линии практически до нуля. А напряжение в двух смежных фазах при изолированной нейтрали пропорционально увеличивается, что приводит к повышению емкостных перетоков в диэлектрике.

При долговременном протекании такого процесса происходит лавинообразное изнашивание изоляции с последующим пробоем изолированного промежутка, что может привести к выходу со строя и линии, и самого источника питания с изолированной нейтралью.

Фаза и нуль: понятия и отличие

Существует такое понятие, как напряжение. Это слово означает степень напряженности электрического поля в данной точке или цепи. Иначе его называют потенциалом. Если очень простыми словами, то это некий поршень, что дает толчок для электронов, чтобы они прошли по проводам и зажгли лампочку в люстре.

В общей цепи (фаза ноль), той, что приходит на люстру или розетку, есть два провода. Один из них и есть фаза. Именно этот провод находится под напряжением. Фаза в электротехнике сравнима с плюсом в автомобиле — это основное питание для сети.

Нуль — это провод, который не находится под напряжением (это именно то, чем отличается ноль от фазы). Он не перегружен в процессе отбора мощности, но, тем не менее, по нему так же течет электрический ток, только в направлении, обратном фазному. В отсутствии напряжения он является безопасным в плане поражения человека электротоком.

От чего зависит выбор нулевой точки соединения?

Выбор режима нейтрали зависит от ряда характеристик, среди которых можно выделить:

  • Надежность сети. Первый критерий связывается с выстраиванием защиты относительно однофазного замыкания на землю. Для работы сети 10-35 кВ зачастую применяется изолированная нейтраль, которая не отключает линию из-за упавшей ветки и даже провода на землю. А для сети 110 кВ и выше требуется моментальное отключение, для чего применяется эффективно заземленная.
  • Стоимость. Важный критерий, который определяет выбор. Реализовать изолированную сеть намного дешевле, что связывается с отсутствием необходимости в четвертом проводе, экономией средств на траверсы, изоляцию и на прочие нюансы.
  • Устоявшаяся практика. Как отмечалось выше, режимы нейтралей трансформаторов выбираются на основании общемировой и государственной статистики. Это говорит о том, что большинство производственных предприятий, создающих силовое оборудование, придерживаются этих норм. Из-за этого выбор предопределен заводом-изготовителем трансформатора или генератора.
  • Рассмотрим далее каждую вариацию в отдельности и узнаем преимущества и недостатки. Заметим, что существует пять основных режимов.

Зачем нужен ноль в электричестве

Нуль замыкает электрическую цепь. Без этого провода в цепи не может быть электрического тока, который и дает мощность для питания бытовых приборов. По сути, нулевой провод — это земля.

Откуда берется ноль в электросети

Начало свое нуль берет от комплектной трансформаторной подстанции 6(10)/0,4 кВ, где трансформатор своей нулевой шиной соединен с контуром заземления. Изначально именно земля является проводником с нулевым потенциалом, и именно поэтому многие путают нуль с землей. ВЛ (воздушная линия электропередачи), выходя из КТП, имеет 4 провода — 3 фазы и нуль, который в начале линии соединен с нулем трансформатора. На протяжении воздушной линии через одну опору производится повторное заземление, которое дополнительно связывает нуль линии с землей, что дает более полноценную связь цепи «фаза — нуль» для того, чтобы у конечного потребителя в розетке было не менее 220В.

Зачем нужен нуль

Основное назначение нулевого провода — замыкание цепи для создания электрического тока для работы любого электроприбора. Ведь для того, чтобы ток появился, необходима разность потенциалов между двумя проводами. Нуль потому так и называется, что потенциал на нем равен нулю. Отсюда и уровень напряжения 220В — 230В.

Заземленная через низкоомный, высокоомный резистор

Режим нейтрали, при котором заземление точки нулевой последовательности выполняется через выокоомоный или низкоомный резистор, также считается резонансно-заземленным и используется в сетях 10-35 кВ. Особенности представленной системы связываются с отключением сети без выдержки времени.

Это удобно в плане защиты сети, но негативно влияет на отпуск электрической энергии. Подобная система не подходит для работы ответственных потребителей, хотя является отличным вариантом для кабельных линий. Использование на ВЛ электропередачи непригодно, так как появление земли в сети ведет к отключению фидера.

Еще одним нюансом относительно заземленной нейтрали через резистор является появление больших токов при замыкании на самом резисторе. Имелись случаи, которые приводили к возгоранию подстанции из-за этого момента.

Как найти нуль и фазу

В домашних условиях, даже не имея специальных приборов и приспособлений, возможно определить в обычной розетке, какой из двух проводов является фазой, а какой нулем. В этом случае используются электролампа или индикаторная отвертка.

Проверка с помощью электролампы

Для поиска нуля и фазы достаточно взять обыкновенный патрон с лампочкой и прикрутить два провода на его штатные места. Затем один из этих проводов подключить к заземляющим ножам в розетке, а второй — к любому из двух силовых разъемов.

Откуда берется ноль (нейтраль) в трансформаторе ?

В электрике ноль (нейтраль) – это точка, начало, от которого начинаются измерения напряжения фаз. В нулевом проводе трехфазной сети ток равен сумме токов фаз. Между каждой фазой и нулем напряжение 220 В, между фазами – 380 В.

На трехфазные линии электропередачи ток подается из трансформаторов. Возникает вопрос: откуда берется ноль в трансформаторе? Физически это точка, в которой «в звезду» соединяются концы нескольких обмоток трехфазного трансформатора.

Ноль присутствует только в трехфазном трансформаторе.

В сетях до 1000 В

Среди низковольтных потребителей, которые питались по системе с изолированной нейтралью можно выделить некоторые бытовые сети советских времен, которые впоследствии отошли от этого способа. Местами он еще сохранялся в электроснабжении деревянных построек, в которых питание от обмоток генератора или трансформатора с глухозаземленной нулевой точкой было слишком опасным при возникновении замыкания.

Сегодня такая схема передачи электрического тока применима в:

  • электроснабжении морских и речных транспортных суден;
  • нефтедобычной отрасли, платформах для разработки месторождений в море и океане;
  • метрополитенах;
  • горнодобывающей отрасли.

Вышеперечисленные сферы не отходят от системы с изолированной нейтралью за счет отсутствия связи с защитным заземлением. Что исключает вынос метала и преждевременное разрушение металла с одной стороны, и обеспечивает безопасность персонала с другой.

Схема замещения при поражении в цепи до 1000В

Как видите на рисунке, ток через тело человека не замыкается, цепь проходит с одной фазы на другую, поэтому токи однофазных потребителей будут рассчитываться по формуле:

I = (3*U)/(3*RT+ZM)

  • где U – напряжение в питающей сети, выдаваемое одной обмоткой трансформатора;
  • RТ – сопротивление человеческого тела;
  • ZМ – сопротивление межфазной изоляции.

Если принять, что сопротивление человека составляет около 1 кОм, а сопротивление изоляция между фазами будет порядка 500 кОм, то протекающий через тело ток будет всего лишь несколько единиц миллиампер, что совершенно безопасно. Однако ситуация кардинально меняется в случае использования изолированной нейтрали в высоковольтных электрических системах, где часто случаются трехфазные КЗ.

Функции ноля в линии электропередачи

В идеале при соединении обмоток «звездой» нулевой провод является проводником при соединении обмоток преобразователя и потребителей.

На практике нагрузка в сети редко бывает одинаковой на все фазы. Так как мощность преобразователя ограничена, при повышении нагрузки в какой-то фазе в ней сила тока падает, ноль смещается, образуется напряжение смещения. Этот показатель прямо пропорционален разнице в вольтаже между фазами. Часть потребителей получает повышенное напряжение, часть – пониженное.

Основное предназначение нулевого провода – сравнять силу тока в нейтрали на преобразователе подстанции с силой тока в нулевой точке потребителей.

При повышении силы тока в одной фазе оно возвращается в нулевую точку и перераспределяется на фазы с пониженным вольтажом.

В однофазной сети, используемой в жилых домах, требуется фаза и ноль. Нулевой провод уже заземлен, напряжения на нем нет.

Заземленная через ДГК (ДГР)

Режим нейтралей называется резонансно-заземленным, когда его точка проходит через дугогасящую катушку или реактор. Подобная система в основном применима для кабельных распределительных сетей. Она позволяет компенсировать индуктивность и уберечь систему от более масштабных и сложных повреждений.

При появлении однофазного замыкания на землю начинает работать катушка или реактор, которая компенсирует силу тока, снижая его в месте пробоя. Необходимо отметить, что разница между ДГК и ДГР связывается с наличием автоматической подстройки при изменении индуктивности в сети.

Основным преимуществом является компенсация энергии, которая не дает повреждению кабельной линии перерастать из однофазных в межфазное. Что касается недостатков, это появление прочих повреждений в слабых местах изоляции кабельных линий.

Определение ноля трансформатора

Определять нейтраль в промышленных трансформаторах нужно, если проводится их параллельное подключение друг к другу. Этот процесс называется фазировкой. Ее цель – установить совпадение по фазе преобразователя и сети или двух преобразователей. Суть фазировки – поиск выводов, между которыми напряжение нулевое.

Обмотки до 0,4 кВ проверяются вольтметром, для 10 кВ требуется указатель напряжения, от 10 кВ – измерительный трансформатор.

В городской квартире не нужно знать, как же определить ноль на трансформаторе, так как ток в сети переменный. На выводах местоположение фазы и ноля зависит от направления обмоток, поэтому меняется с изменением способа подключения. При необходимости определить ноль на работающем оборудовании нужно прикоснуться к выводам индикаторной отверткой. На выводе нулевого провода напряжения нет.

Если прибор показывает, что фазы нет, это не значит, что есть ноль. Необходимо проверить все возможные варианты.

Во многих регионах напряжение в электросети нестабильное. Многие владельцы частных домов устанавливают индивидуальные трансформаторы. Широко применяются так же мини-преобразователи, понижающие напряжение до 10-20 В. Они защищают от поражения током, экономят электроэнергию, продлевают срок эксплуатации бытовых приборов. При их подключении желательно знать, откуда берется нейтраль и как подключается к сети.

Общее представление

Режимы нейтрали электроустановок выбираются из общепринятой, устоявшейся мировой практики. Некоторые изменения и корректировки вносятся из особенностей государственных энергосистем, что связывается с финансовыми возможностями объединений, протяженностью сети и другими параметрами.

Вам будет интересно:Светодиодные занавесы: обзор, производители, виды и отзывы

Чтобы определить нейтраль и режим ее работы, достаточно ориентироваться в наглядных схемах электроустановок. Необходимо особое внимание уделить силовым трансформаторами и их обмоткам. Последние могут выполняться звездой или треугольником. Подробнее — ниже.

Треугольник предполагает изолированность нулевой точки. Звезда — наличие заземлителя, который присоединяется к:

  • контуру заземления;
  • резистору;
  • дугогасящему реактору.

Фаза, ноль и земля – что это такое?

Электрическая энергия, которой мы пользуемся, вырабатывается генераторами переменного тока на электростанциях. Их вращает энергия сжигаемого топлива (угля, газа) на ТЭС, падающей воды на ГЭС или ядерного распада на АЭС. До нас электричество добирается через сотни километров линий электропередач, претерпевая по дороге преобразования с одной величины напряжения в другую. От трансформаторной подстанции оно приходит в распределительные щитки подъездов и далее – в квартиру. Или по линии распределяется между частными домами поселка или деревни.

Разберемся, откуда берутся понятия «фаза», «ноль» и «земля». Выходной элемент подстанции — понижающий трансформатор, с его обмоток низкого напряжения идет питание потребителю. Обмотки соединяются в звезду внутри трансформатора, общая точка которой (нейтраль) заземляется на трансформаторной подстанции. Отдельным проводником она идет к потребителю. Идут к нему и проводники трех выводов других концов обмоток. Эти три проводника называются «фазами» (L1, L2, L3), а общий проводник – нулем (PEN).

Эффективно заземленная

Режимы работы нейтралей в электроустановках выше 110 кВ реализованы представленным способом, что обеспечивает требуемые условия защиты сети и безопасности. Нулевая точка трансформатора заземляется на контур или через специальное устройство под названием «ЗОН-110 кВ». Последнее влияет на чувствительность срабатывания защит.

При падении провода создается потенциал между заземлителем и точкой обрыва. Из-за этого срабатывает релейная защита. Отключение производится с минимальной выдержкой времени, после чего включается вновь. Это связывается с тем фактом, что на работоспособность могла повлиять ветка дерева или птица. Повторное включение (АПВ) позволяет выявить реальность повреждения. К преимуществам необходимо отнести следующие моменты:

  • Относительно низкая стоимость, которая позволяет дешевле выстраивать высоковольтные сети. Следует отметить, что линии электропередач также имеют три провода вместо четырех, что является отличительной особенностью.
  • Повышенная надежность в сочетании с безопасностью. Это считается важным критерием, который определяет выбор представленного вида нейтрали.
  • Недостатков практически нет. На практике считается, что это идеальный вариант для высоковольтных сетей.

    Напряжения и токи нагрузки в системе с глухозаземленной нейтралью

    Напряжение между фазами трехфазной системы называют линейным, а между фазой и рабочим нулем – фазным. Номинальные фазные напряжения равны 220 В, а линейные – 380 В. Провода или кабели, содержащие в себе все три фазы, рабочий и защитный ноль, проходят по этажным щиткам многоквартирного дома. В сельской местности они расходятся по поселку при помощи самонесущего изолированного провода (СИП). Если линия содержит четыре алюминиевых провода на изоляторах, значит, используются три фазы и PEN. Разделение на N и РЕ в таком случае выполняется для каждого дома индивидуально во вводном щитке.

    К каждому потребителю в квартиру приходит одна фаза, рабочий и защитный ноль. Потребители дома распределяются по фазам равномерно, чтобы нагрузка была одинаковой. Но на практике этого не получается: невозможно предугадать, какую мощность будет потреблять каждый абонент. Так как токи нагрузки в разных фазах трансформатора не одинаковы, то происходит явление, называемое «смещением нейтрали». Между «землей» и нулевым проводником у потребителя появляется разность потенциалов. Она увеличивается, если сечения проводника недостаточно или его контакт с выводом нейтрали трансформатора ухудшается. При прекращении связи с нейтралью происходит авария: в максимально нагруженных фазах напряжение стремится к нулю. В ненагруженных фазах напряжение становится близким к 380 В, и все оборудование выходит из строя.

    В случае, когда в такую ситуацию попадает проводник PEN, под напряжением оказываются все зануленные корпуса щитов и электроприборов. Прикосновение к ним опасно для жизни. Разделение функции защитного и рабочего проводника позволяет избежать поражения электрическим током в такой ситуации.

    Достоинства и недостатки

    Для планирования подключений, расхода материалов во время строительства, проектирования, затрат на обслуживание в процессе эксплуатации обязательно учитываются все за и против.

    Изолированная от земли нулевая точка обладает такими преимуществами в эксплуатации:

    • Обеспечивает больший уровень безопасности системы, чем когда нейтраль заземлена, так как при однофазных кз отсутствует цепь для протекания электрического тока.
    • Высокая степень надежности – благодаря уменьшению числа действующих элементов, существенно понижается вероятность возможных повреждений во время работы, снижается количество возможных аварий и поломок.
    • Требует меньших затрат на этапе монтажа линий электропередач для изолированного нулевого вывода. Так как электрическая энергия передается лишь по трем проводам, это позволяет существенно снизить себестоимость ЛЭП.
    • Независимость питания для однофазных нагрузок – даже в случае обрыва одной из фаз, электроснабжение по другим продолжится в штатном режиме.

    Рис. 4. При обрыве одной фазы остальные обеспечивают питание

    Отсутствуют перекосы и нарастание токовой нагрузки.

    Но, несмотря на существенные превосходства над методом электроснабжения с заземленной нейтралью, такой вариант имеет и ряд недостатков.

    Среди которых наиболее важными являются:

    • Представляет опасность для человека и трехфазных нагрузок при однофазных обрывах и замыканиях в высоковольтных сетях.
    • Слишком малые величины токов замыкания, чем когда используется глухозаземленная нейтраль, что существенно усложняет своевременное выявление и локализацию повреждения.
    • Отсутствует визуальный эффект при замыкании – так как нет контакта с нейтралью источника момент касания токоведущих частей и земли не приводит к образованию искр или дуги.
    • Изоляция всего оборудования должна рассчитываться на значение межфазного напряжения, а из-за отсутствия нулевого защитного проводника фазного, как такового вообще нет.
    • Снижается срок службы изоляции между фазами – особенно актуально для кабельно-проводниковой продукции, подсоединяемой к трехфазным обмоткам. При этом характер и место повреждения в кабеле всегда носит случайный характер, предусмотреть наиболее подверженные места попросту невозможно.

    Как видите из вышеперечисленного, система с незаземленной нейтралью имеет значительно больше недостатков, чем преимуществ. Из-за чего ее постоянно вытесняет тип питания с заземлением нейтрали, но до сих пор существует ряд отраслей, где недостаток изолированной нулевой точки сведен к минимуму.

    Введение напряжения вокруг бассейна

    На протяжении десятилетий Национальный электротехнический кодекс (NEC) запрещал прокладку подземной проводки под бассейном и проводку осветительных приборов в зоне, простирающейся на 5 футов по горизонтали от внутренней стены бассейна. Исключение всегда заключалось в том, чтобы разрешать проводку в этом месте, если она питает электрическое оборудование, связанное с бассейном, например, подводный светильник. Теперь все изменилось. С принятием NEC 2014 года произошло изменение, которое позволяет устанавливать определенные осветительные приборы вокруг кромки воды — за пределами бассейна, если они установлены определенным образом.Правильно; эти светильники могут располагаться там, где можно просто протянуть руку и дотронуться до них. Применимым кодом является Раздел 680.22(B)(6) NEC 2014 года, и эти низковольтные лампы могут быть расположены в пределах досягаемости руки. Ниже я кратко расскажу о каждом требовании, а затем расскажу о возможных преимуществах и недостатках этой новой статьи Кодекса с моей точки зрения.

    Одним из требований является то, что специальные светильники должны питаться от перечисленных трансформаторов или источников питания, которые соответствуют 680.23(A)(2).Эти трансформаторы должны быть внесены в список для использования в бассейнах и спа. Трансформатор или источник питания должен включать в себя либо трансформатор с изолированной обмоткой, «с незаземленной вторичной обмоткой, который имеет заземленный металлический барьер между первичной и вторичной обмотками, либо трансформатор, который включает утвержденную систему двойной изоляции между первичной и вторичной обмотками. .» Это требование легко выполнить, поскольку сегодня эти трансформаторы широко доступны на рынке.

    Вторым требованием для установки светильника в этом месте является то, что он не требует заземления.Это требование также кажется достаточно простым. Но я расскажу, как это может создать проблему позже.

    Третье требование к светильнику, разрешенному для установки в этом месте, заключается в том, что его напряжение не должно превышать напряжения, указанного в «пределе низковольтных контактов». Предел низковольтного контакта можно найти в Разделе 680.2, Определения. Оно определяется как напряжение, которое не превышает следующих значений:

    • 15 вольт (В) среднеквадратичное значение для синусоидального переменного тока (переменного тока)
    • 21,2 В пиковое значение для несинусоидального переменного тока
    • 30 В для постоянного постоянного тока
    • 12.Пиковое значение 4 В для постоянного тока, который прерывается с частотой от 10 до 200 Гц

    Пусть вас не смущает название определения предела низковольтных контактов. Это не обязательно означает, что для человека безопасно вступать в контакт с напряжением, подпадающим под описанные здесь ограничения. На самом деле, эти контактные ограничения могут быть опасны для людей, которым имплантированы кардиовертеры-дефибрилляторы (сердечные устройства). Имплантированные кардиовертеры-дефибрилляторы непрерывно отслеживают и контролируют сердечный ритм пациента.В двух недавно задокументированных случаях люди с дефибрилляторами сталкивались с неправильными показаниями устройства, находясь в частном семейном или гостиничном бассейне. Еще в двух случаях люди подвергались необоснованным ударам током от своих дефибрилляторов, находясь в общественных бассейнах.

    Кроме того, любое внешнее вмешательство в работу имплантированного сердечного устройства может быть серьезным. Если это происходит с кардиостимулятором, он обычно возвращается в режим постоянной стимуляции. Дефибриллятор может (теоретически) посылать разряд, когда в нем нет необходимости, или, возможно, блокировать разряд, когда он необходим.Люди могут сказать, что нет никаких доказательств того, что это произойдет. Но и наоборот, нет никаких доказательств того, что этого не будет. Учитывался ли этот фактор при введении напряжения вокруг бассейнов?

    Последним требованием для того, чтобы свет был разрешен в этом месте, является правильное перечисление светильника. Это звучит достаточно просто, но в настоящее время я не знаю ни одного низковольтного светильника, который не требует заземления и находится в пределах 10 футов от бассейна. Важно отметить, что для низковольтного ландшафтного освещения не допускается заземлять вторичные цепи (раздел 411.6). Но все перечисленные низковольтные светильники, которые я могу найти, имеют инструкции по установке, в которых говорится: «Не устанавливайте в пределах 10 футов (3 м) от бассейнов, спа или фонтанов». Я просмотрел множество низковольтных светильников, представленных сегодня на рынке, но не смог найти ни одного, который был бы специально указан для надземной установки рядом с бассейном. Существует ли такой светильник?

    Соединяя все четыре части вместе, остается одна с изменением кода для системы освещения, которая, возможно, еще не была изобретена, и проблема кроется в этом.На мой взгляд, это изменение противоречит логике Раздела 680.10. Эта дополнительная проводка просто не обязательно должна быть рядом с бассейном, хотя я согласен с тем, что освещение может выглядеть красиво на благоустроенной территории. Повторим, что на протяжении десятилетий Статья 680 делала все возможное, чтобы устранить градиенты напряжения вокруг бассейна. Устранение напряжения вокруг бассейна — это основная причина, по которой было создано объединение бассейнов, и причина, по которой мы прилагаем такие большие усилия, чтобы создать сетку для соединения бассейнов, соответствующую Кодексу.Установка дополнительной проводки вокруг бассейна может в какой-то момент привести к непредвиденным обстоятельствам. Проводка со временем может изнашиваться, изнашиваться или ослабевать. Хотя это может быть верно для всех способов проводки или проводки, область вокруг бассейна часто может быть подвержена физическому повреждению лопатами (копание, озеленение), прополкой для сорняков и другими садовыми инструментами. Будет ли использоваться по крайней мере PVC Schedule 40 в качестве метода проводки, чтобы противостоять любым возможным физическим повреждениям?

    Теоретически, теперь мы можем иметь человека в плавательном бассейне с заданным потенциалом.Для наших целей предположим, что человек в пуле находится на 3В. Человек находится под тем же напряжением, что и поручни, вода, палуба, трамплин, лестница и т. д. Удара током нет, поскольку человек находится под тем же потенциалом, что и все металлические части (соединяющая решетка). Теперь предположим, что он или она протягивает руку и вступает в контакт с источником напряжения для этого светильника нового типа. Помните о требовании заземления — светильник не должен требовать заземления. Таким образом, если бы проводка оголилась или произошла какая-то другая авария, теперь возможна передача напряжения, и человек может получить удар током.Логично сделать вывод, что вероятность аварии возросла. Я уже слышал аргумент: «Если у вас может быть свет внутри бассейна, у вас должен быть свет и снаружи бассейна». Однако светильник рядом с бассейном отличается от подводного светильника. Подводный светильник заземляется, световая ниша приклеивается.

    Я не удивлюсь, если кто-то интерпретирует этот Кодекс как означающий, что любое перечисленное низковольтное устройство может использоваться, если оно используется вместе с трансформатором, соответствующим 680.23(А)(2). Я не чувствую, что это будет соответствовать. Неправильное использование обычного низковольтного светильника типа «малибу», обычно продаваемого в местном домашнем центре, в этом случае может оказаться опасным. В этих светильниках используется проводка типа «быстрое соединение», которая вполне может оставить незащищенный источник напряжения. Также требуется перечислить низковольтные системы ландшафтного освещения; NEC 110.3(B) предписывает устанавливать и использовать продукт в соответствии со всеми инструкциями, указанными в перечне или на маркировке.Как упоминалось ранее, все перечисленные низковольтные светильники, которые я могу найти, имеют инструкции по установке, в которых говорится: «Не устанавливайте в пределах 10 футов (3 м) от бассейнов, спа или фонтанов». Я не уверен, что брать компоненты из разных систем и соединять их таким образом, чтобы они никогда не предназначались для использования, — это хорошо. И я даже не хочу думать о последствиях, которые может иметь этот новый кодекс для работы, выполняемой без разрешения. Как мы все знаем, большинство рабочих мест не проверяются; разрешения не всегда получают.

    Когда дело доходит до проводки возле бассейна, если я ошибаюсь, пусть это будет из соображений безопасности. Я думаю, что Раздел 680.22(B)(6) NEC 2014 года должен быть исключен из соображений практической общественной безопасности, особенно принимая во внимание опасность, которую это может представлять для людей, которым имплантированы сердечные устройства. Учитывая все обстоятельства, я чувствую, что это новое изменение делает Кодекс менее безопасным. Даже неспециалист знает эту простую истину — вода и электричество несовместимы. Мы всегда должны стремиться по возможности держать источники напряжения подальше от кромки воды.И несмотря ни на что, всегда будьте абсолютно уверены, что бассейн правильно закреплен, как указано в статье 680.26.

    Если кто-нибудь знает о перечисленной системе низковольтного освещения, которое может быть за пределами бассейна у кромки воды, пожалуйста, напишите мне или напишите по электронной почте.

    Заявка на патент США на способ и устройство для выбора зоны защиты в системе с несколькими шинами

    ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Настоящее раскрытие в целом относится к цифровой защите шин в энергосистемах и, в частности, к выбору зоны динамической защиты в системе с несколькими шинами.

    ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    В энергосети, такой как передающая и распределительная сеть, шина обеспечивает общее соединение для нескольких электрических цепей. Сборная шина может, например, являться частью подстанции. Неисправности сборных шин, хотя и относительно редкие по сравнению с линейными неисправностями, могут вызывать значительные потери и нарушения в энергосети.

    Интеллектуальные электронные устройства (IED) используются для обеспечения надежной защиты от коротких замыканий на шинах и замыканий на землю.В случае возникновения неисправности на сборной шине все цепи, подающие ток повреждения, должны отключиться, т. е. они должны быть отключены, чтобы локализовать неисправность.

    Многошинная сборка состоит из нескольких шин. Расположение шин часто делится на так называемые зоны шин, при этом каждая зона шин ограничена автоматическими выключателями, чтобы еще больше уменьшить влияние неисправностей шин. Защитная зона — это защитная зона одной или нескольких объединенных шинных зон. Зоны защиты для данного расположения сборных шин могут различаться и должны выбираться динамически.

    Эффективный динамический выбор зоны является ключевой функцией цифровой защиты шин. Выбор зоны на основе численного алгоритма обеспечивает точную, но быструю динамическую привязку измерительных трансформаторов к соответствующим зонам защиты и выборочное определение автоматических выключателей, которые должны отключаться в случае неисправности сборной шины.

    Патент США. В US 6411865 предложена система выбора зоны защиты в электроэнергетической системе. В системе используется теория графов, чтобы представить расположение шин энергосистемы таким образом, чтобы зоны защиты для шины можно было легко изменить, чтобы приспособиться к изменению конфигурации расположения шин.

    Однако подход, описанный в патенте США No. Номер 6 411 865 может быть довольно сложным.

    СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Следовательно, существует потребность в простом и эффективном с вычислительной точки зрения способе динамического выбора защитных зон в системе с несколькими шинами.

    Общая цель изобретения состоит в том, чтобы предложить простой способ выбора зоны динамической защиты в системе с несколькими сборными шинами.

    Другой задачей является создание устройства, предназначенного для осуществления указанного способа.

    Еще одна цель состоит в том, чтобы предоставить альтернативу существующим решениям для выбора зоны динамической защиты в системе с несколькими сборными шинами.

    В первом аспекте настоящего изобретения предложен способ выбора зоны защиты в системе с несколькими сборными шинами, при этом система с несколькими сборными шинами содержит зоны сборных шин и отсеки, соединяемые с зонами сборных шин, причем отсеки содержат измерительные трансформаторы, при этом способ включает :

      • получение первых данных о соединении, содержащих информацию о рабочем состоянии измерительного трансформатора и соединений зоны сборных шин,
      • определение всех пар подключенных соединений зоны сборных шин с зонами сборных шин на основе первых данных соединения,
      • сравнение данных, представляющих пары подключенной зоны сборных шин к соединениям зоны сборных шин,
      • на основе сравнения, присвоения каждой пары зоны сборных шин, которая имеет общую зону сборных шин, по крайней мере, с другой парой подключенных зон сборных шин к соединению зоны сборных шин с соответствующей защитной зоной, и
      • определение любой зоны сборных шин, которая не подключена к любой другой шинной зоне в качестве защитной зоны.

    Благодаря настоящему изобретению необходимо выполнить меньше рабочих операций для динамического определения или выбора защитных зон для системы с несколькими сборными шинами. В результате настоящий способ обеспечивает простой алгоритм с меньшим количеством вычислительных операций, что снижает вычислительную мощность, необходимую для выполнения способа. Следовательно, выбор зоны защиты может быть выполнен быстрее, чем в известных способах.

    Один вариант осуществления включает назначение каждого измерительного трансформатора, подключенного к зоне сборных шин, в зону защиты упомянутой зоны сборных шин с использованием первых данных подключения.При таком назначении измерительных трансформаторов можно легко определить, какие измерительные трансформаторы следует отключить от зоны защиты, в которой имеется неисправность, чтобы защитить те присоединения, в которых неисправности отсутствуют, но которые подключены к зоне защиты, в которой обнаружена неисправность. .

    Один вариант осуществления включает размещение первых данных о соединении в первой структуре данных в предварительно заданном порядке.

    В одном варианте осуществления шаг определения включает сканирование первой структуры данных, в результате чего определяется, что зона сборных шин соединена с другой зоной сборных шин, если заданное значение в позиции в первой структуре данных, содержащей данные о соединении сборной шины с измерительным трансформатором, равно к значению в другой позиции, в той же строке или в том же столбце, в первой структуре данных, содержащей данные о подключении шины к измерительному трансформатору.

    Один вариант осуществления включает размещение данных, представляющих пары соединений зоны сборных шин с зонами сборных шин, во второй структуре данных в соответствии с предварительно определенным порядком.

    В одном варианте осуществления сравнение основано на заданной теоретической операции пересечения данных, представляющих пары соединения зоны сборных шин с зонами сборных шин.

    В одном из вариантов присвоение основано на заданной теоретической операции объединения таких данных, представляющих пары шинных зон и шинных соединений, которые на этапе сравнения имеют непустое пересечение.

    В одном варианте осуществления система с несколькими сборными шинами дополнительно включает по меньшей мере две секции, и способ включает получение вторых данных о соединении, относящихся ко всем соединениям между соответствующими зонами сборных шин в соседних секциях, и этап определения всех пар соединений сборных шин с зонами сборных шин дополнительно на основе данных второго соединения.

    Один вариант осуществления содержит прием командных данных, содержащих команду объединения зон сборных шин, при этом этап определения всех пар подключенных соединений зон сборных шин включает в себя такие пары зон сборных шин, которые должны быть объединены в соответствии с данными команды.

    Способ согласно первому аспекту может быть реализован в виде компьютерного программного продукта. Компьютерный программный продукт может содержать средство хранения для хранения программного кода, который при выполнении выполняет способ согласно первому аспекту.

    Во втором аспекте настоящего изобретения предложено устройство для выбора зоны защиты в системе с несколькими сборными шинами, при этом система с несколькими сборными шинами содержит зоны сборных шин и отсеки, соединяемые с зонами сборных шин, причем отсеки содержат измерительные трансформаторы, при этом устройство содержит :

      • устройство ввода, предназначенное для приема первых данных о соединении, содержащих информацию о рабочем состоянии измерительного трансформатора и соединений зоны сборных шин, и
      • процессор, предназначенный для:
      • определения всех пар подключенных соединений зоны сборных шин с зонами сборных шин. на основе данных первого соединения,
      • сравнить данные, представляющие пары подключенных зон сборных шин с соединениями зон сборных шин,
      • назначить каждую пару зон сборных шин, которая имеет общую зону сборных шин, по крайней мере с другой парой подключенных зон сборных шин, с соединением зон сборных шин. в соответствующую зону защиты на основе сравниваемых данных a и
      • определяют любую зону сборных шин, не соединенную с какой-либо другой зоной сборных шин, как зону защиты.

    Таким образом, устройство согласно второму аспекту приспособлено для осуществления способа согласно первому аспекту настоящего изобретения посредством программного обеспечения, установленного в устройстве, предпочтительно в процессоре.

    В одном варианте осуществления процессор устроен так, чтобы назначать каждый измерительный трансформатор, который подключен к зоне сборных шин, соответствующей защитной зоне, используя первые данные соединения.

    Дополнительные функции и преимущества будут раскрыты ниже.

    КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

    Теперь изобретение и его преимущества будут описаны посредством неограничивающих примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, из которых:

    РИС. 1 показана принципиальная блок-схема устройства для выбора зоны защиты в системе с несколькими сборными шинами.

    РИС. 2 показана принципиальная схема примера расположения нескольких шин.

    РИС. 3 показан пример матрицы назначения отсеков.

    РИС. 4 показана блок-схема способа выбора зоны защиты в системе с несколькими сборными шинами.

    ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    В целом, представленные здесь способы выбора зоны динамической защиты используют несколько различных типов или уровней информации. Первый тип информации, используемый для динамического определения зон защиты системы с несколькими шинами, представляет собой статические системные данные. Такая информация включает статическую конфигурацию системы с несколькими сборными шинами и может, например, включать количество и типы ячеек, количество секций, количество шинных зон и статическую конфигурацию измерительных трансформаторов в ячейках и автоматических выключателей. и разъединители.Эти данные не изменяются динамически и могут быть запрограммированы, например. IED, которое выполняет раскрытые здесь способы.

    Вторым типом информации являются динамические данные, касающиеся рабочего состояния разъединителей для каждого присоединения в системе с несколькими шинами. Эта информация является динамической, поскольку рабочее состояние разъединителей является динамическим. Эта информация может быть предоставлена ​​в виде данных от модулей присоединения в системе с несколькими сборными шинами. Второй тип информации в дальнейшем будет называться данными первого соединения, что будет более подробно описано в последующем.

    Третий тип информации включает динамические данные, касающиеся рабочего состояния поперечных разъединителей, т. е. разъединителей, которые предназначены для соединения соседних секций, если система сборных шин включает более одной секции. Кроме того, третий тип информации может также содержать параметры принудительного соединения/объединения зон, которые представляют собой команды объединения зон сборных шин, например, из оператор или инженер, контролирующий расположение нескольких сборных шин для принудительного объединения зон парных сборных шин.Третий тип информации в дальнейшем будет называться вторыми данными соединения, когда данные относятся к рабочему состоянию поперечных разъединителей, и командами зоны объединения шин, когда речь идет о параметрах принудительного соединения зон, предоставленных оператором.

    Представленные выше три типа информации могут использоваться в качестве входных данных в представленных здесь методах для динамического определения или выбора защитных зон в системе с несколькими сборными шинами. С этой целью настоящее раскрытие обеспечивает упрощенный способ динамической идентификации защитных зон и использует простые матричные представления и набор теоретических операций.

    РИС. 1 раскрывает устройство 1 , которое в дальнейшем будет проиллюстрировано интеллектуальным электронным устройством (IED). Следует отметить, что устройство 1 может быть устройством любого типа, подходящим для защиты, контроля и управления энергосистемой, такой как сборная шина.

    Устройство 1 может использоваться в энергосистеме, например, в системе с несколькими сборными шинами. В дальнейшем устройство 1 будет использоваться в контексте системы с несколькими сборными шинами.

    Устройство 1 может использоваться для контроля сигналов, относящихся к состоянию энергосистемы, а также для управления автоматическими выключателями и аналогичными устройствами в энергосистеме.

    Устройство 1 имеет первое устройство ввода 3 . Первое устройство 3 ввода может обеспечивать один или несколько вводов для устройства 1 . Первое устройство 3 ввода может быть, например, приспособлено для приема аналоговых входных сигналов от одного или нескольких датчиков, которые измеряют токи в системе с несколькими шинами.Первое устройство 3 ввода может быть дополнительно или необязательно приспособлено для приема аналоговых входных сигналов от одного или нескольких датчиков, которые измеряют напряжения в системе с несколькими шинами. Такие измеряемые напряжения и/или токи могут быть обеспечены с помощью измерительных трансформаторов в системе с несколькими сборными шинами. Измерительный трансформатор может быть, например, трансформатором тока (ТТ) или трансформатором напряжения (ТН). Далее в качестве примера измерительного трансформатора будет использоваться ТТ.

    Устройство 1 дополнительно содержит второе устройство ввода 5 .Второе устройство ввода 5 может обеспечивать один или несколько вводов для устройства 1 . Второе устройство 5 ввода может быть, например, устройством двоичного ввода, приспособленным для приема двоичной информации о состоянии одного или нескольких автоматических выключателей и/или разъединителей в системе с несколькими шинами. Состояние, т. е. рабочее состояние, автоматического выключателя или разъединителя указывает, находится ли он в отключенном состоянии или во включенном состоянии. Следовательно, второе устройство ввода , 5, может принимать первые данные о соединении и вторые данные о соединении, относящиеся к системе с несколькими шинами.В частности, в одном варианте осуществления устройство 1 адаптировано для приема первых данных о подключении, касающихся разъединителей рабочего состояния, от всех ячеек системы с несколькими сборными шинами, когда к ним подключено устройство 1 .

    Устройство 1 также приспособлено для приема команд объединения зон сборных шин, которые могут быть введены непосредственно в устройство 1 , например, через через пользовательский интерфейс, либо через прием команд объединения шинных зон от внешнего блока управления, который может взаимодействовать с пользователем.

    Устройство 1 имеет процессор 7 . Процессор 7 предназначен для приема данных от первого устройства 3 ввода и второго устройства 5 ввода. Процессор 7 предназначен для обработки данных, полученных от первого устройства 3 ввода и второго устройства 5 ввода. Посредством обработки данных от первого устройства 3 ввода процессор 7 выполнен с возможностью определения наличия тока короткого замыкания в системе с несколькими шинами.Процессор 7 может дополнительно включать в себя программное обеспечение, которое при выполнении выполняет способ выбора зоны защиты в системе с несколькими шинами, как будет более подробно описано ниже.

    Устройство 1 дополнительно содержит устройство вывода 9 . Выходное устройство 9 устроено так, чтобы выдавать команды отключения для отключения одного или нескольких автоматических выключателей в системе с несколькими сборными шинами. Теперь со ссылкой на фиг.2. Однако следует отметить, что способы и устройство, представленные в данном документе, могут с таким же успехом использоваться в других конфигурациях с несколькими сборными шинами, включающих меньшее или большее количество секций, разъединителей и/или отсеков.

    РИС. 2 показан пример многошинной системы 11 , которую можно защищать, контролировать и контролировать с помощью устройства 1 .

    Иллюстрированное множественное расположение шин 11 содержит множество шинных зон Za 1 , ZB 1 , ZC 1 и ZC 2 , ZC 2 , ZC 2 .Сборная шина 11 в данном примере состоит из двух секций, но может иметь и более двух секций. Таким образом, система сборных шин 11 имеет первую секцию S- 1 и вторую секцию S- 2 . Первая секция S- 1 включает зоны сборных шин ZA 1 , ZB 1 и ZC 1 . Вторая секция S- 2 включает зоны сборных шин ZA 2 , ZB 2 и ZC 2 .

    Первая секция С- 1 и вторая секция С- 2 могут быть выборочно соединены секционными разъединителями QBS- 1 , QB 2 2 и QBS- 3 .В частности, разъединитель QBS- 1 предназначен для выборочного соединения зон сборных шин ZA 1 и ZA 2 . Разъединитель QBS- 2 предназначен для выборочного соединения ZB 1 и ZB 2 . Разъединитель QBS- 3 предназначен для выборочного соединения ZC 1 и ZC 2 . Каждый разъединитель QBS- 1 , QB 2 2 и QBS- 3 может контролироваться и управляться с помощью устройства 1 или аналогичного устройства контроля.

    Система сборных шин 11 дополнительно содержит множество разъединителей QB, таких как QB- 1 , QB- 2 и QB- 3 . Разъединители QB предназначены для выборочного подключения измерительных трансформаторов в присоединениях к зонам сборных шин внутри секции.

    Система с несколькими сборными шинами в данном примере включает множество отсеков FB- 1 , BC- 1 , BS , BC- 2 и FB- 2 . Ячейки могут быть подключены к шинным зонам с помощью разъединителей QB.

    Первый фидерный отсек FB- 1 подключается к первой секции S- 1 . Первый фидерный отсек FB- 1 представляет собой отсек, который может соединять сборку сборных шин 11 с линией электропередачи, т.е. сеть распределения или сеть передачи.

    Ячейка шиносоединителя BC- 1 подключается к секции S- 1 . Ячейку шиносоединителя BC- 1 можно подключить к зонам сборных шин в первой секции S- 1 e.грамм. для переключения первой секции S- 1 .

    Секция шинной секции BS, в которой два комплекта измерительных трансформаторов CT 4 и CT 5 расположены по обе стороны от соответствующего автоматического выключателя, может подключаться как к первой секции S- 1 , так и ко второй секции S- 2 .

    Аналогичным образом к секции S- 2 подключается отсек шиносоединителя BC- 2 . Ячейка шиносоединителя BC- 2 может быть подключена к шинным зонам второй секции S- 2 e.грамм. для переключения второй секции S- 2 .

    Второй фидерный отсек FB- 2 подключается ко второй секции S- 2 .

    Каждый залив упомянул хреабаув включает измерительные трансформаторы, то есть трансформаторы тока CT 1 , CT 2 , CT 3 , CT 4 , CT 5 , CT 6 , CT 7 и CT 7 8 , которые распределены по отсекам в данном примере. Каждый отсек также содержит защитные устройства, такие как автоматические выключатели QA.

    Система сборных шин 11 дополнительно содержит устройство 1 . Устройство 1 на ФИГ. 2 подключен только к первому фидерному отсеку FB- 1 для упрощения обзора рисунка. Однако следует отметить, что обычно устройство 1 может быть подключено ко всем ячейкам и всем трансформаторам тока для защиты, контроля и управления всей системой сборных шин 11 . В качестве альтернативы система с несколькими шинами может содержать множество устройств 1 , каждое из которых подключено к одному или нескольким отсекам, при этом множество устройств должны взаимодействовать друг с другом или с центральным блоком управления, чтобы получить полный обзор множества расположение шинопровода.

    Первый вход 3 прибора 1 подключен к ТТ для приема от них измерительных сигналов. Второе устройство ввода 5 подключено к автоматическим выключателям, таким как QA- 1 на иллюстрации на фиг. 2, для получения данных о состоянии от автоматического выключателя QA- 1 , например. открыт он или закрыт. Второе устройство ввода может быть подключено к одному или нескольким блокам присоединения для приема первых данных о соединении, содержащих информацию о рабочем состоянии разъединителей.Кроме того, выходное устройство 9 устройства 1 предназначено для отключения автоматического выключателя QA- 1 , т.е. для размыкания автоматического выключателя, если, например, с помощью трансформатора тока CT 1 обнаружен ток короткого замыкания. .

    Следует отметить, что представленный здесь метод выбора зоны защиты может использоваться для более сложных конфигураций с несколькими сборными шинами, чем конфигурация с несколькими сборными шинами 11 , показанная здесь в качестве примера.Например, модель IED REB670, предоставленная компанией ABB®, может обеспечить выбор зоны защиты до 48 ячеек на подстанции с тремя шинами и шестью зонами шин при реализации настоящего метода. Оборудование для мониторинга, т.е. IED, как правило, является тем, что ограничивает применение представленного здесь метода, поскольку настоящий метод может использоваться для любого типа конфигураций с несколькими сборными шинами.

    С помощью представленного здесь метода можно структурированным образом собирать данные, относящиеся к динамической конфигурации системы с несколькими шинами.Под динамической конфигурацией понимается способ подключения каждого измерительного трансформатора к зонам сборных шин в каждой ячейке, а также подключение зон сборных шин между соседними секциями. С помощью собранных данных настоящее изобретение обеспечивает способ динамического выбора защитных зон в системе с несколькими сборными шинами простым способом. Указанный способ будет представлен более подробно ниже.

    РИС. 3 показана первая структура данных в виде матрицы B, также называемой матрицей назначения отсеков.Первая структура данных, показанная на фиг. 3 представляет собой пример структуры данных, подходящей для представления первых данных соединения для системы 11 с несколькими шинами на фиг. 2.

    Ниже будет сделана дополнительная ссылка на фиг. 5, которая иллюстрирует блок-схему примера способа выбора защитных зон в системе с несколькими шинами.

    Устройство 1 может принять первые данные о подключении к своему первому устройству 3 ввода на этапе S 1 .Первые данные о соединении могут содержать информацию о рабочем состоянии соединений измерительного трансформатора с зонами сборных шин. Например, на фиг. 2, устройство 1 может получить первые данные о подключении, которые включают в себя информацию о том, что ТТ в первом фидерном ячейке FB- 1 подключен к шинным зонам ZA 1 и ZB 1 в первой секции S- 1 , так как рабочее состояние соответствующего разъединителя QB- 1 , QB- 2 замкнуто.

    Данные первого соединения импортируются и размещаются в первой структуре данных в соответствии с предварительно заданным порядком. В одном варианте осуществления первые данные соединения располагаются в первой структуре данных таким образом, что их можно легко определить, например. путем сканирования первой структуры данных без какой-либо дополнительной обработки данных, к которой подключен измерительный трансформатор нескольких измерительных трансформаторов в ячейке шинной зоны.

    В данном примере каждый отсек связан с соответствующей строкой матрицы первой структуры данных.Столбцы представляют зоны сборных шин и информацию о секциях.

    В данном примере структуры данных каждая ячейка однозначно определяется посредством двух параметров секций следующим образом.

    Если параметры секции представляют собой комбинацию целых чисел 1 и 0, секция представляет собой секцию фидера шины, такую ​​как первая секция фидера FB- 1 в первой секции S- 1 , со ссылкой на пример в ИНЖИР. 2. Соответствующие данные первого соединения вставляются в первую структуру данных в первой строке.

    Соединение между зоной сборных шин и измерительным трансформатором с помощью разъединителя QA хранится как целое число 1 в элементе матрицы назначения присоединения, которое представляет собой соединение этого конкретного измерительного трансформатора с зоной сборных шин. Измерительный трансформатор, который не подключен к зоне сборных шин в секции, в которой расположена зона сборных шин, сохраняется как 0 в позиции матрицы назначения присоединения, которая представляет подключение этого конкретного измерительного трансформатора к зоне сборных шин.Таким образом, возвращаясь к примеру на фиг. 2, в каждом втором и третьем столбцах первой строки матрицы назначения отсеков хранится целое число 1. Поскольку имеется только один измерительный трансформатор, т.е. CT 1 , в ячейке фидера FB- 1 , в остальных позициях в первой строке матрицы назначения ячеек записывается 0.

    Если оба параметра секции являются целыми числами 1 или оба целыми числами 2, ячейка является секцией шинного соединителя, например ячейка шинного соединителя BC- 1 или BC- 2 .Целое число 1 или 2 обозначает секцию, к которой относится каждый измерительный трансформатор на ячейке шиномонтажа в случае двухсекционной схемы с несколькими шинами. Целое число 1 означает, что измерительный трансформатор в отсеке шиномонтажа относится к первой секции S- 1 . Целое число 2 означает, что измерительный трансформатор в отсеке шиномонтажа относится ко второй секции S- 2 .

    Первый набор зон сборных шин ZA, ZB и ZC во второй строке матрицы назначения ячеек обозначает соединения зон сборных шин ZA 1 -ZC 1 с левой ветвью первой ячейки шиномонтажа BC- 1 на однолинейной схеме на фиг.2, т.е. к измерительным трансформаторам CT 2 и CT 3 . Второй набор зон сборных шин ZA, ZB и ZC во втором ряду матрицы назначения ячеек обозначает соединения зон сборных шин ZA 1 -ZC 1 с правой ветвью первой ячейки шинного соединителя BC- 1 на однолинейной схеме на РИС. 2.

    Зона сборных шин ZA 1 соединена с измерительным трансформатором CT 2 в левой ветви первой ячейки шиномонтажа BC- 1 , что обозначено целым числом 1 в назначении ячейки матрица в строке 2, столбце 2.Зона сборных шин ZC 1 соединяется с правой ветвью первой ячейки шинного соединения BC- 1 , что обозначено целым числом в матрице назначения ячеек в строке 2, столбце 8.

    Если параметры секции в первом и пятом столбцах различаются, но не равны нулю, например 1 и 2 отсек представляет собой отсек секции шины, такой как отсек секции шины BS. Различные целые числа означают, что отсек может быть присоединен к разным секциям, таким как первая секция S- 1 и вторая секция S- 2 .

    Первый набор ZA-ZC в третьей строке матрицы назначения ячеек обозначает зоны сборных шин ZA 1 -ZC 1 . Второй набор ZA-ZC в третьей строке матрицы назначения ячеек обозначает зоны сборных шин ZA 2 -ZC 2 . Пример на фиг. 2 подразумевает, что левый трансформатор CT 4 в отсеке шинной секции BS подключен к ZA 1 в секции S- 1 , а правый трансформатор CT 5 подключен к ZC 2 в секции S- 2 .Следовательно, в соответствующей строке, строке 3, столбце 2 и строке 3 столбец 8 сохранил целое число 1. Остальные позиции в третьей строке, представляющие зоны сборных шин, имеют элементы, равные 0,

    . Следует отметить, что первая структура данных, т.е. матрица назначения присоединения, может быть представлена ​​иначе, чем в примере, описанном выше. Матрица назначения отсеков, например, может быть транспонирована, также возможны другие варианты. Таким образом, положения матрицы назначения присоединения могут быть связаны с шинными зонами разными способами для описания соединений между измерительными трансформаторами в присоединениях и шинными зонами.

    На необязательном этапе, который выполняется только в случаях, когда система из нескольких шин состоит как минимум из двух секций, устройство 1 получает вторые данные о соединении. Вторые данные соединения содержат информацию о рабочем состоянии соединений межсекционных шин.

    Межсекционные соединения сборных шин, как правило, реализуются путем соединения соответствующих смежных зон сборных шин. На фиг. 3 соответствующие смежные зоны сборных шин ZA 1 и ZA 2 ; ZB 1 и ZB 2 ; и ZC 1 и ZC 2 .Как правило, соответствующие соседние зоны сборных шин в смежных секциях представляют собой те зоны сборных шин, которые обычно представлены вдоль одной и той же линии на однолинейной схеме.

    Соответствующие зоны сборных шин могут быть соединены с помощью разъединителей QBS- 1 , QBS- 2 и QBS- 3 .

    В системе с несколькими шинами 11 на РИС. 2 ни один из разъединителей QBS- 1 , QBS- 2 и QBS- 3 не замкнут. Следовательно, в случае конфигурации с множеством сборных шин по фиг.2, вторые данные о соединении указывают на отсутствие межсекционных соединений между соответствующими зонами сборных шин в соседних секциях.

    На необязательном этапе устройство 1 принимает данные команды, содержащие команды объединения парных зон. Такие команды можно вводить через систему управления, к которой подключено устройство 1 . В качестве альтернативы команды можно вводить непосредственно в устройство 1 . Данные команды содержат выбранную пользователем информацию об объединении шин.

    На втором этапе S 2 все пары соединений между зонами сборных шин в каждой секции определяются из первых данных соединения. Более того, в настоящем примере, имеющем две секции, пары межсекционных соединений между соответствующими зонами сборных шин в соседних секциях определяются на основе вторых данных соединения. В случае, если командные данные были приняты и содержат команды объединения зон сборных шин, этап S 2 определения также учитывает данные команд при определении всех пар соединений между зонами сборных шин.

    В одном варианте осуществления шаг S 2 определения может включать сканирование первой структуры данных, в результате чего определяется, что зона сборных шин соединена с другой зоной сборных шин, если предварительно заданное значение в позиции в структуре данных, содержащей сборную шину и измерительный трансформатор данные о соединении равны значению в другой позиции, в той же строке или в том же столбце, в структуре данных, содержащей данные о соединении шины с измерительным трансформатором.

    Определение на этапе S 2 может быть выполнено процессором 7 устройства 1 .Определение всех соединений в каждой секции может быть выполнено с использованием матрицы назначения отсеков. Например, в примере матрицы назначения отсеков на фиг. 3 видно, что зоны сборных шин ZA 1 и ZB 1 соединены через первую ячейку фидера FB- 1 . Зона сборных шин ZA 1 подключается к зоне сборных шин ZC 1 через ячейку шинного соединения BC- 1 , т.е. через измерительный трансформатор CT 3 . Кроме того, шинная зона ZA 2 и ZB 2 подключаются через ячейку шинного соединения BC- 2 .

    На третьем этапе S 3 сравниваются данные, представляющие пары зон сборных шин и соединений зон сборных шин. Предпочтительно пары соединений зоны сборных шин с зонами сборных шин размещаются во второй структуре данных, такой как вектор I, как будет объяснено ниже. Этап S 4 сравнения может быть выполнен до или после размещения данных во второй структуре данных.

    В примере на фиг. 2 имеется девять возможных пар соединений зоны сборных шин с зонами сборных шин.Пары в первой секции S- 1 : ZA 1 -ZB 1 , ZA 1 -ZC 1 и ZB 1 -ZC 4 . Пары во второй секции S- 2 : ZA 2 -ZB 2 , ZA 2 -ZC 2 и ZB 2 -ZC 2 . Пары поперечного сечения, т.е. пары, которые могут быть подключены к соответствующим зонам сборных шин в соседних секциях: ZA 1 -ZA 2 , ZB 1 -ZB 2 и ZC 1 -ZC 4

    3 .

    Текущее активное соединение, т. е. когда разъединитель находится в закрытом состоянии, может быть представлено, например, целым числом 1, а если две зоны сборных шин отключены, оно может быть представлено целым числом 0. Каждая зона сборных шин может для простоты быть обозначается целым числом от 1 до 6. Например, ZA 1 может быть связано с целым числом 1, ZB 1 может быть связано с целым числом 2, ZC 1 может быть связано с целым числом 3, ZA 2 может быть связано с целым числом 4 и так далее.

    Таким образом, вторая структура данных обычно может быть определена вектором x 5,6 x 1,4 x 2,5 x 3,6 ]  (1)

    где каждая позиция представляет собой пару соединений шин, как описано выше. Например, первый элемент x 1,2 представляет собой соединение между ZA 1 и ZB 1 . Элементы второй структуры данных могут иметь предопределенный порядок.Таким образом, каждая позиция второй структуры данных представляет собой соединение между двумя конкретными шинными зонами. Целое число 1 в любой позиции во второй структуре данных может представлять соединение между соответствующими шинными зонами. Целое число 0 в любой позиции второй структуры данных может указывать на то, что соответствующие зоны сборных шин отключены.

    Следовательно, в примере на фиг. 2, вторая структура данных, основанная на первых данных соединения и вторых данных соединения, может иметь следующую форму


    I=[1 1 0 1 0 0 0 0 0].(2)

    В установленных теоретических обозначениях и на основе обозначения зон сборных шин ZA 1 -ZC 2 , пронумерованных от 1 до 6, вектор I может быть выражен следующим образом.


    I=[{1,2}{1,3}{4,5}]. (3)

    Как упоминалось ранее, вторая структура данных может использоваться для сравнения каждой пары подключенных шинных зон. Сравнение может быть выполнено по элементам второй структуры данных посредством теоретико-множественной операции пересечения подмножеств вектора I.

    Если две пары обеспечивают непустой выход, т. е. имеют непустое пересечение, эти пары назначаются зоне защиты для многошинной компоновки на этапе S 4 . Любая пара, имеющая непустое пересечение с другой парой, относится к той же зоне защиты. Таким образом, на этапе S 4 могут быть определены несколько непересекающихся защитных зон.

    В приведенном выше примере уравнения (3) первые два элемента объединены в зону защиты, состоящую из зон сборных шин 1 , 2 и 3 .Четвертый элемент определяет вторую зону защиты, состоящую из зон шин 4 и 5 .

    На пятом шаге S 5 любая зона сборных шин, не соединенная с какой-либо другой зоной сборных шин, назначается для определения зоны защиты. В случае уравнения (3) зона сборных шин 6 не связана ни с какой другой зоной сборных шин и, следовательно, определяет единую зону защиты. Таким образом, защитные зоны для примера на фиг. 2 становится ZA 1 , ZB 1 , ZC 1 в качестве первой зоны защиты, ZA 2 , ZB 2 в качестве второй зоны защиты и ZC 2 в качестве третьей зоны защиты.

    На шестом этапе S 6 каждый измерительный трансформатор, подключенный к зоне сборных шин, назначается соответствующей зоне защиты.

    Отображение соответствия между защитными зонами и измерительными трансформаторами может быть представлено в виде структуры данных, такой как матрица.

    При реализации методов, описанных в данном документе, необходимо также учитывать следующее в случаях, когда существует так называемое параллельное соединение в секции шины или ячейке шинного соединителя, т.е.е. в случаях, когда либо 1) имеется только один измерительный трансформатор в секции шины или ячейке шинного соединителя, при этом этот измерительный трансформатор подключен к зоне защиты, состоящей из нескольких зон шин, либо 2) когда в секции шины есть два измерительных трансформатора или отсек шинного соединителя, и оба относятся к одной и той же зоне защиты.

    Если такое параллельное соединение существует, статус параллельного соединения должен быть сообщен, чтобы обеспечить принудительное обнуление соответствующих измерений тока или напряжения измерительного трансформатора при соответствующем расчете дифференциальной защиты.С другой стороны, в случае неисправности сборной шины команда отключения должна быть отправлена ​​в секцию шины или ячейку шинного соединителя в любом случае, даже если имеется параллельное соединение.

    С помощью настоящего способа выбора зоны защиты обеспечивается простой способ выбора зон защиты, посредством чего может быть обеспечено эффективное управление неисправностями в системе с несколькими сборными шинами, имеющей сложную конфигурацию.

    Специалист в данной области понимает, что настоящее изобретение никоим образом не ограничивается примерами, описанными выше.Напротив, в рамках прилагаемой формулы изобретения возможны многие модификации и вариации.

    Практические рекомендации по защите и схемы реле при отказе трансформатора, шины и выключателя

    Введение в защитные реле

    Защитные реле чаще всего применяются с другими защитными и вспомогательными реле как система, а не по отдельности. Следующие описания основных схем применимы к электромеханическим, статическим и микропроцессорным релейным системам.Статические и микропроцессорные релейные системы обычно имеют более сложную логику, связанную с принятием решения об отключении, особенно в области временной блокировки во время устранения внешней неисправности.

    Практические рекомендации по защите и схемы реле при отказе трансформатора, шины и выключателя (фото предоставлено Лиамом Махером через Linkedin)

    Статические системы требуют более тщательного обращения с входными цепями, т. е. выводы ТТ и ТН часто экранируются. Статические системы немного быстрее, требуют меньше обслуживания и значительно дороже, чем электромеханические системы.

    Микропроцессорные реле очень универсальны и часто могут выполнять множество функций при меньших затратах, чем другие методы. В дополнение к базовой ретрансляции они могут выполнять локализацию неисправностей, запись данных о неисправностях, самотестирование и измерение .

    Поскольку микропроцессорные реле, как правило, имеют больше защитных функций, доступных в корпусе реле, это часто позволяет инженеру по реле обеспечить дополнительную защиту, которую инженер по реле ранее не рассматривал. В микропроцессорных релейных системах, как правило, меньше устройств, поскольку они содержат больше функций в одном корпусе.Это, как правило, снижает стоимость первоначальной установки.

    Содержание:

        5 Трансформатор и защита реактора
      1. Автобус защиты
      2. Удаленное отключение отключения шины
      3. Локальная споры для шины
      4. Местные отключения шины
      5. 9087
    1. Backup Protection
    2. Backup
    3. Полная резервная защита при отказе выключателя

    1. Защита трансформатора и реактора

    Трансформаторы защищены плавкими предохранителями или устройствами отключения цепи, такими как выключатели или переключатели цепи с реле, обнаруживающими неисправности и передающими сигналы отключения на устройства отключения цепи .

    Трансформаторы 5 МВА и ниже почти всегда защищены предохранителями. Релейная защита трансформаторов чаще всего применяется для трансформаторов мощностью 10 МВА и выше, хотя существуют трансформаторы до 30 МВА, защищенные предохранителями.

    Защита с предохранителем экономична и не требует особого обслуживания . Для плавких предохранителей не требуются устройства прерывания цепи, такие как автоматические выключатели или переключатели цепи, а также системы питания от батарей для вспомогательного питания. Вспомогательное оборудование, которое обычно размещается в здании управления, сведено к минимуму, что приводит к снижению потребности в здании управления и его стоимости.

    Предохранители обеспечивают защиту от первичных и вторичных внешних замыканий, но незначительную защиту от внутренних замыканий трансформатора. Плавкие предохранители создают вероятность создания сильно несимметричного (однофазного) состояния напряжения для вторичных нагрузок в случае срабатывания только одного предохранителя.

    Чтобы избежать этого состояния, необходима правильная координация с вторичными устройствами.

    Хорошее чтение по координации реле:

    Достижение координации реле и селективной защиты от короткого замыкания в сетях передачи

    Релейная защита для больших трансформаторов обычно включает реле внезапного давления, дифференциальные реле, реле максимального тока или реле направленного фазового расстояния и реле максимального тока заземления.

    См. рис. 2 ниже.

    Реле внезапного перепада давления часто рассматриваются многими как первичная релейная защита трансформатора. Реле внезапного давления чувствительно к внезапным изменениям давления в баке трансформатора, возникающим во время внутренней неисправности.

    Реле внезапного перепада давления

    Дифференциальная защита — это первичная схема защиты, которая обычно применяется на процентной дифференциальной основе для учета различий в коэффициентах трансформации, токе намагничивания и несоответствии трансформаторов тока.

    Реле максимального тока часто применяются на первичной обмотке напряжения для обеспечения резервной защиты дифференциальной релейной защиты. Если реле максимального тока не могут быть согласованы с вторичными главными и фидерными реле, может быть применено реле направленного фазового расстояния

    Реле максимального тока на землю обычно применяется для обеспечения повышенной чувствительности к замыканиям на землю.

    Рисунок 2 – Типовая релейная защита трансформатора

    На рисунке 2 показана возможность использования локальных первичных и вторичных выключателей .Из соображений экономии первичный прерыватель иногда не используется. Отключение трансформатора осуществляется путем отправки сигнала отключения на удаленную подстанцию ​​с использованием сигнала связи или высокоскоростного заземляющего переключателя. Время, необходимое для отключения трансформатора, увеличивается на время канала связи или время, необходимое дистанционному реле и выключателю для устранения неисправности, установленной быстродействующим заземлителем. Вторичные выключатели часто не используются.

    Инженер должен решить, следует ли отключать все выключатели фидеров или вручную размыкать выключатели фидеров перед повторным включением трансформатора.

    Реакторы могут быть защищены дифференциальными реле генераторного типа с резервными реле максимального тока фазы и заземления . Иногда реле фазового расстояния используются для резервирования.

    Дополнительные средства защиты, применяемые к трансформаторам и реакторам, включают реле обратной последовательности, реле перенапряжения и тепловые реле . Реле обратной последовательности можно настроить так, чтобы они дублировали дифференциальные реле, поскольку они не реагируют на ток нагрузки. Реле перенапряжения защитят трансформатор от чрезмерного напряжения в системе, что приведет к чрезмерному току намагничивания трансформатора и нагреву сердечника трансформатора.

    Тепловые реле обеспечивают дополнительную защиту трансформатора от внутреннего нагрева в результате перегрузки трансформатора. Каждая установка трансформатора должна оцениваться отдельно для типа защиты, которая должна быть применена.

    Вернуться к оглавлению ↑


    2. Защита шины

    2.1 Дистанционное отключение при отказе шины

    Короткое замыкание на шинах можно изолировать, отключив дистанционные выключатели подстанции на всех линиях, которые питают неисправную шину. Зоной 2 или реле заземления с выдержкой времени.Этот вид защиты автобусов прост и наиболее экономичен. Его недостаток заключается в том, что любые нагрузки, подаваемые по линиям на удаленные подстанции, также выводятся из эксплуатации.

    Другим недостатком является то, что время, необходимое для устранения неисправности, может быть невыносимым.

    Вернуться к оглавлению ↑


    2.2 Местное отключение при отказе шины

    На распределительных подстанциях защита шины часто обеспечивается реле максимального тока, фазного и нейтрального, расположенными либо на стороне низкого напряжения, либо на стороне высокого напряжения трансформатор.См. рис. 2. Фазовые реле должны быть настроены на согласование с реле фидеров и любыми дополнительными нижестоящими устройствами. Это приводит к медленному времени поездки для очистки автобуса.

    Каждая шина должна быть оценена, чтобы определить, будет ли временная задержка, которую будет испытывать этот тип защиты, чрезмерной, и будет ли этот тип защиты адекватным. Эта схема защиты шины очень проста и может также частично действовать в качестве резервной защиты реле фидера.

    Короткое замыкание может быть устранено с помощью схемы защиты шины , в которой отключаются все выключатели подстанции, связанные с неисправной шиной.

    Два основных типа схем защиты шин:

    1. Дифференциал тока и
    2. Дифференциал напряжения.

    Схема дифференциального тока соединяет все трансформаторы тока во всех цепях, подключенных к шине, параллельно, а реле работают на несимметричном токе, который возникает в условиях неисправности.См. рис. 3.

    Рис. 3. Дифференциальная релейная защита шины

    В нормальных условиях не должно быть несимметричного тока, поскольку ток, входящий в шину, должен быть равен току, выходящему из шины. Ограничивающие катушки помогают компенсировать неодинаковую производительность трансформаторов тока при внешних замыканиях, но эту схему по-прежнему необходимо осторожно применять на шинах с высокой способностью к короткому замыканию.

    Схемы дифференциального напряжения используют такое же параллельное соединение, но подключают элемент напряжения с высоким импедансом параллельно.Можно установить этот элемент напряжения значительно выше напряжения внешней неисправности в наихудшем случае и при этом сохранить достаточную чувствительность к внутренним неисправностям.

    Этот тип реле хорошо работает на шинах с высокой устойчивостью к короткому замыканию.

    В некоторых случаях к дифференциальной цепи применяются реле максимального тока . Это обеспечивает недорогое реле для использования в дифференциальной цепи. Недостатком реле максимального тока является отсутствие ограничения в каждой из цепей реле.Любое несоответствие трансформаторов тока необходимо учитывать в настройках реле, используя более высокую силу тока срабатывания или более продолжительную выдержку времени. Это сделает работу схемы медленнее, чем время, обеспечиваемое дифференциальными реле.

    Во многих случаях эта временная задержка недопустима для координации с остальными реле системы.

    Микропроцессорное реле обычно обеспечивает множество дополнительных функций по относительно низкой цене, и некоторые из них представляют собой дифференциальную схему псевдошины , которую можно применить.В этой схеме используется комбинация релейных элементов мгновенного действия от вторичного реле главной шины и реле фидера для определения того, где неисправность: на фидере или на шине.

    См. рис. 4.

    Рис. 4 – Псевдодифференциальная цепь шины

    Эта схема требует, чтобы на фидерах не было источников КЗ, так как срабатывание элементов мгновенного действия фидера на обратный ток фидера сделало бы КЗ похожей на КЗ фидера и вызвало бы схема провалится.

    Если источники повреждения расположены на фидерах, необходимо использовать направленные реле максимального тока мгновенного действия .В главном реле выключателя используется элемент мгновенного действия с настройкой, обеспечивающей обнаружение любой неисправности шины. Мгновенные элементы реле фидера должны быть настроены на большее расстояние, чем реле главного выключателя, чтобы при любом коротком замыкании фидера, которое обнаружит реле главного выключателя, реле фидера также увидело бы и отключило цепь.

    При неисправности шины фидеры не увидят неисправность, поэтому реле не сработает. Реле главного выключателя обнаруживает неисправность, замыкает свой контакт и по истечении соответствующей выдержки времени отключает выключатель. Эта схема будет работать медленнее, чем реальная схема дифференциального реле, но будет быстрее, чем реле максимального тока, в защите шины от повреждения.

    Местное отключение при неисправности шины может быть выполнено с помощью обратного элемента Зоны 3 дистанционного реле. Зоны 1 и 2 на линии предназначены для наблюдения за линией, вдали от автобуса. Часто элемент Зоны 3 настроен так, чтобы смотреть в обратном направлении, что позволяет видеть шину позади него. С помощью таймера Зона 3 может быть настроена на отключение сквозной неисправности шины.

    Вернуться к оглавлению ↑


    3. Защита от отказа выключателя

    Отказы выключателя обычно можно разделить на два класса:

    1. Отказ самого выключателя и
    2. Отказ реле, связанного с выключателем.

    Схемы, разработанные для защиты от отказа автоматических выключателей, основаны на обеспечении либо удаленного резервного копирования, либо локального резервного копирования. Выход из строя выключателя приводит к необходимости отключить все соседние выключатели, чтобы устранить неисправность и изолировать вышедший из строя выключатель.

    Вернуться к оглавлению ↑


    3.1 Дистанционное резервирование

    Дистанционное резервирование обычно состоит из дистанционного реле зоны 3 и/или реле максимальной токовой защиты с выдержкой времени на землю, настроенного на перекрытие линий, примыкающих к защищаемой линии. Эта схема обеспечит защиту от отказа выключателя независимо от того, является ли отказ результатом отказа реле или отказа выключателя. Обычно он увидит неисправности на защищенной линии, а также неисправности на следующей шине и линии, примыкающей к защищенной линии.

    Преимущество этой схемы заключается в простоте.

    Сложности при использовании схемы заключаются в том, что реле должно быть установлено выше максимального тока нагрузки, проходящего по линиям , но при этом оно должно быть настроено достаточно точно, чтобы увидеть неисправности, которые могут возникнуть на линиях. Неисправности, возникающие на удаленных концах линий, могут не обнаруживаться из-за недостаточного протекания тока.

    При применении в системе, в которой соседняя шина имеет несколько линий разной длины, настройки реле могут выходить за пределы соседних линий, что приводит к перекрытию и избыточному отключению.Когда соседние линии являются линиями с несколькими терминалами, несколько терминалов могут быть без необходимости отключены удаленным резервированием.

    Более длинный радиус действия Реле зоны 3 более чувствительны к несинхронным колебаниям системы. Даже со своими недостатками, в некоторых ситуациях с присущей ей экономичностью, эта схема может обеспечить приемлемую производительность резервного копирования .

    Рисунок 5 – Трехзонная ступенчатая дистанционная ретрансляция для 100% защиты линии и резервирования соседней линии

    Вернуться к оглавлению ↑


    3.2 Локальное резервное копирование

    Простым средством обеспечения локальной резервной защиты является использование реле Зоны 3, направленного в обратном направлении. Это обеспечивает определенную степень защиты локального оборудования, включая все соседние выключатели, шины, линии и удаленные терминалы.

    Преимущества и недостатки использования этой схемы включены в обсуждение удаленного резервного копирования выше.

    Дополнительным средством обеспечения защиты выключателя является добавление времени к первичным реле. Если реле не сработало, а неисправность все еще присутствует в системе в течение установленного времени таймера, таймер отключит все соседние выключатели.Эта схема зависит от правильного действия первичных реле и не обеспечивает резервирования при отказе этих реле.

    Дополнительная схема предусматривает использование второго комплекта реле для резервирования первичной ретрансляции . До максимального предела предоставляется вторая система отключения постоянного тока, включающая аккумулятор, панели, зарядное устройство, реле, катушки отключения выключателя, трансформаторы тока и потенциальные устройства.

    Эта степень дублирования иногда предоставляется для систем сверхвысокого напряжения. В системах с более высоким напряжением, включая 69 кВ и выше, в автоматических выключателях часто используются двойные катушки отключения , а также первичные и вторичные реле с двойными шинами отключения постоянного тока .Инженер должен решить, будут ли дублироваться вспомогательные системы питания постоянного тока, включая силовые панели и зарядные устройства. Часто обе системы питаются от общей батареи.

    Снижение стоимости релейной защиты благодаря развитию микропроцессорных реле делает этот вариант относительно экономичным для обеспечения резервной защиты реле. Эта схема не предусматривает отключение соседних выключателей в случае выхода из строя механического механизма выключателя для отключения выключателя и устранения неисправности.

    Вернуться к оглавлению ↑


    3.2.1 Полная резервная защита при отказе выключателя

    Полная резервная защита при отказе выключателя включает защиту от отказа реле и отказа выключателя . Данную степень резервирования обеспечивает отдельное резервное реле, которое отключает все соседние выключатели, включая удаленные выключатели посредством переключения.

    На рис. 6 показана типичная конфигурация локального реле отказа выключателя. Показаны первичное и вторичное реле, двойные катушки отключения в выключателе, а также детектор неисправности и таймер, связанные с реле выключателя.

    Рисунок 6 – Типовая схема реле отказа выключателя

    Если первичное или вторичное реле вызывает отключение выключателя, вспомогательное реле 62X или 62Y включает таймер. Если неисправность не устранена во время настройки таймера, срабатывает реле блокировки 86 BF , чтобы отключить все соседние выключатели и переключить все удаленные выключатели.

    Настройка времени таймера обычно находится в диапазоне от 10 до 20 циклов. В случае сброса защитной схемы или отключения токового реле в течение заданного времени ничего не происходит.

    Вернуться к Столовому содержанию ↑

    Источники:

      5

      1. Руководство по проектированию для сельских подстанций США Департамент сельского хозяйства

      Основные и вторичные системы распределения электроэнергии (Объяснение макетов)

      Первичные распределительные системы состоят из фидеров, передающих энергию от распределительных подстанций к распределительным трансформаторам. Фидер обычно начинается с фидерного выключателя на распределительной подстанции.Многие фидеры выходят из подстанции в бетонных каналах и направляются к ближайшему столбу.

      Первичные и вторичные системы распределения электроэнергии (объяснение схем)

      В этом месте подземный кабель переходит в надземную трехфазную магистральную магистраль. Основная магистраль проложена по территории фидерного обслуживания и может быть подключена к другим фидерам через нормально-разомкнутые соединительные точки. Возможны подземные магистральные магистрали, даже распространенные в городских районах, , но они стоят намного дороже, чем надземная конструкция .

      Боковые отводы от основного ствола используются для покрытия большей части территории обслуживания фидера. Эти отводы обычно однофазные, но могут быть и двухфазными или трехфазными.

      Отводы могут быть напрямую соединены с основными стволами, но чаще всего они защищены защитными устройствами , такими как предохранители, повторные замыкатели или автоматические секционеры .

      В подвесных ответвлениях используются распределительные трансформаторы, установленные на столбах, для обслуживания клиентов, а в подземных ответвлениях используются трансформаторы, устанавливаемые на подушках.Подводные пути должны проходить рядом с каждым покупателем. Для этого каждая подстанция использует несколько фидеров для покрытия выделенной территории обслуживания.

      Иллюстративный фидер, показывающий различные типы отводов и устройств, показан на рисунке 1.

      Рисунок 1 – Фидер первичного распределения с указанием основных компонентов и характеристик

      Простейшая система первичного распределения состоит из независимых фидеров, где каждый потребитель подключен к одному фидеру. Поскольку фидерных соединений нет, неисправность прерывает работу всех нижестоящих потребителей до тех пор, пока она не будет устранена.

      Эта конфигурация называется радиальной системой и является обычной для сельских районов с низкой плотностью населения, где более сложные системы обходятся слишком дорого.

      В несколько более распространенной конфигурации два фидера соединяются вместе в их конечных точках с помощью нормально разомкнутого межполюсного выключателя. Этот первичный контур повышает надежность, позволяя потребителям, расположенным ниже по течению от неисправности, получать питание, размыкая вышестоящий переключатель и замыкая соединительный переключатель. Единственными потребителями, которые не могут быть восстановлены, являются те, которые находятся в переключаемой секции, где произошла ошибка.

      Многие распределительные системы имеют несколько соединительных выключателей между несколькими фидерами. Преимущества надежности аналогичны основному контуру с большей гибкостью переключения.

      Эти взаимосвязанные первичные распределительные системы называются радиальными сетями .

      Некоторым классам потребителей требуется более высокая надежность, чем может обеспечить один фидер.

      Первичная селективная служба подключает каждого клиента к предпочтительному и альтернативному фидеру.Если предпочтительный фидер обесточивается, автоматический переключатель отключает предпочтительный фидер и подключает альтернативный фидер.

      Вторичная выборочная служба достигает аналогичных результатов, используя переключатели на вторичном, а не на первичном напряжении. При вторичном селективном обслуживании каждый распределительный трансформатор должен обеспечивать питание всей нагрузки для достижения максимальной надежности.

      Спотовые сети используются для клиентов с самыми высокими требованиями к надежности.Эта конфигурация соединяет два или более трансформатора (запитанных как минимум от двух фидеров) параллельно для подачи питания на вторичную шину. Для предотвращения обратного потока мощности через трансформаторы используются специальные устройства защиты сети с чувствительными реле обратной мощности. Спотовые сети допускают отказ нескольких компонентов без какого-либо заметного влияния на клиентов.

      Они распространены в центральных деловых районах и районах с высокой плотностью населения и часто применяются в отдаленных районах для крупных коммерческих услуг, где могут быть доступны несколько источников питания.

      Некоторые типовые конфигурации системы первичного распределения показаны на рисунке 2.

      Рисунок 1 – Типовая система первичного распределения

      Вторичные системы распределения

      распределительные трансформаторы к счетчикам электроэнергии конечных потребителей.

      Вторичные сети работают при низком уровне напряжения, который обычно равен сетевому напряжению электроприборов.Большинство современных вторичных сетей эксплуатируются при номинальном напряжении переменного тока 100–120 или 230–240 вольт , на частоте 50 или 60 герц.

      Рабочее напряжение, необходимое количество фаз (трехфазные или однофазные) и требуемая надежность определяют топологию и конфигурацию сети.

      Системы распределения электроэнергии предназначены для обеспечения потребителей надежной и качественной электроэнергией. Наиболее распространенная система распределения состоит из простых радиальных контуров (фидеров), которые могут быть надземными, подземными или комбинированными.

      От распределительной подстанции по фидерам мощность передается конечным потребителям, образуя сеть среднего напряжения или первичную сеть, работающую на уровне среднего напряжения, обычно 5–35 кВ. Протяженность кормушек варьируется от нескольких километров до нескольких десятков километров. Поскольку они должны обслуживать всех клиентов в обозначенной зоне распределения, они часто изгибаются и разветвляются вдоль назначенных коридоров.

      Распределительные трансформаторы или вторичные трансформаторы, расположенные вдоль фидеров, преобразуют напряжение от среднего до низкого уровня напряжения, пригодного для непосредственного потребления конечными потребителями (сетевое напряжение).

      Распределительный трансформатор (фото предоставлено skselectricals.in)

      Как правило, сельский первичный фидер питает до 50 распределительных трансформаторов , распределенных по большому региону, но цифра значительно варьируется в зависимости от конфигурации. Они располагаются на вершинах столбов, в подвалах или на специально отведенных небольших участках.

      От этих трансформаторов низковольтная или вторичная сеть ответвляется к подключениям потребителей в помещениях потребителей, оборудованных счетчиками электроэнергии.

      Рисунок 3. Отвод услуг к первичному (справа) отводу услуг к вторичной сети (слева)

      Потребители подключаются к распределительным системам через ответвления услуг.Клиенты, находящиеся рядом с распределительным трансформатором, могут иметь сервисные узлы, напрямую подключенные к вторичным соединениям трансформатора. Другие клиенты достигаются путем маршрутизации вторичной магистрали для сервисных соединений.

      Эти два типа служебных подключений показаны на рис. 3 выше.

      Системы, использующие вторичные сети, характеризуются небольшим количеством больших распределительных трансформаторов, а не большим количеством малых распределительных трансформаторов

      Это может быть экономически эффективным для зон с низкой плотностью нагрузки и/или большим размером участка , но увеличивает омическое сопротивление потерь и приводит к более высоким падениям напряжения.Повышенное воздействие на линию имеет тенденцию снижать надежность, в то время как меньшее количество трансформаторов имеет тенденцию повышать надежность.

      Многие подземные системы соединяют вводы непосредственно с распределительными трансформаторами и не используют вторичные сети. Это вынуждает размещать распределительные трансформаторы в пределах нескольких сотен футов от каждого потребителя, но устраняет проблемы надежности, связанные с Т-образными соединениями, которые необходимы для соединения подземных линий обслуживания с подземными вторичными сетями.


      Конфигурация вторичных распределительных систем

      Радиальные сети

      Радиальная эксплуатация является наиболее распространенной и наиболее экономичной схемой сетей как среднего, так и низкого напряжения.Он обеспечивает достаточно высокую степень надежности и непрерывности обслуживания для большинства клиентов.

      В американских (120 В) системах потребители обычно получают питание непосредственно от распределительных трансформаторов через относительно короткие сервисные ответвительные линии звездообразной топологии.

      В системах 240 В потребители обслуживаются несколькими низковольтными фидерами, реализуемыми воздушными линиями электропередач, воздушными или подземными силовыми кабелями или их смесями.

      Рисунок 4 – Типовая схема радиальной низковольтной сети

      В воздушной сети отводы от вершин опор к крышным соединениям.В кабельной сети все необходимые соединения и защитные устройства обычно размещаются в накладных шкафах или, иногда, в смотровых колодцах (заглубленные Т-образные соединения подвержены отказам).

      Защита энергосистемы в радиальных сетях проста в проектировании и реализации, поскольку токи короткого замыкания имеют только один возможный путь, который необходимо прервать.

      Плавкие предохранители чаще всего используются как для защиты от короткого замыкания, так и для защиты от перегрузки , в то время как низковольтные автоматические выключатели могут использоваться в особых случаях.

      Основное распределительное оборудование
      Спотовые сети

      Спотовые сети используются, когда для важных потребителей требуется повышенная надежность снабжения. Сеть низкого напряжения питается от двух или более распределительных трансформаторов на одном участке, каждый из которых питается от разных фидеров среднего напряжения (которые могут исходить от одной и той же или разных подстанций).

      Трансформаторы соединены между собой шиной или кабелем на вторичной стороне, называемой параллельной шиной или коллекторной шиной.Параллельная шина обычно не имеет соединительных кабелей (досягаемости) к другим сетевым узлам, и в этом случае такие сети называются точечными сетями с изоляцией. Когда они есть, они называются точечными сетями с охватом .

      В некоторых случаях между секциями шины могут применяться быстродействующие секционные выключатели вторичной шины для изоляции неисправностей во вторичном распределительном устройстве и ограничения отключения.

      Точечные системы обычно применяются в зонах с высокой плотностью нагрузки, таких как деловые районы, крупные больницы, небольшие предприятия и важные объекты, такие как системы водоснабжения.

      При нормальной работе подача энергии осуществляется параллельно обоими первичными фидерами. В случае отключения одного из первичных фидеров автоматически размыкается устройство защиты сети на вторичной обмотке соответствующего точечного трансформатора. Остальные трансформаторы продолжают обеспечивать питание через соответствующие первичные фидеры.

      Рисунок 5 – Типовая схема точечной низковольтной сети

      Только в случаях, когда короткое замыкание локализовано на параллельной шине, или происходит полная потеря первичного питания, потребитель останется неработоспособным.Неисправности в сети низкого напряжения устраняются предохранителями или местными автоматическими выключателями, что приводит к отключению только затронутых нагрузок.


      Сети электросетей

      Сети электросетей состоят из взаимосвязанных сетей цепей, питающихся от нескольких первичных фидеров через распределительные трансформаторы в нескольких местах. Сетевые сети обычно располагаются в центре крупных городов, а соединительные кабели проложены в подземных каналах вдоль улиц.

      Многочисленные кабели обеспечивают несколько путей тока от каждого трансформатора к каждой нагрузке в сети.

      Как и в случае с точечными сетями, сетевые устройства защиты используются для защиты от повреждений первичного фидера и предотвращения распространения тока повреждения из сети в первичный фидер.

      Отдельные участки кабеля могут быть защищены кабельными ограничителями на обоих концах, специальными предохранителями, обеспечивающими очень быструю защиту от короткого замыкания.

      Присущая системе избыточность, как правило, предотвращает перебои в работе любого клиента.

      Рисунок 6. Схема сети низкого напряжения Абдельхай А. Саллам и Ом П. Малик
    1. Справочник по распределению электроэнергии, автор Short, TA

    Курсы PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

    «Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологичность или энергосбережение

    курсы.»

     

     

    Рассел Бейли, ЧП

    Нью-Йорк

    «Это укрепило мои текущие знания и научило меня дополнительно нескольким новым вещам

    для раскрытия мне новых источников

    информации.»

     

    Стивен Дедук, П.Е.

    Нью-Джерси

    «Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

    очень быстро отвечают на вопросы.

    Это было на высшем уровне. Будет использоваться

    еще раз. Спасибо.»

    Блэр Хейворд, ЧП

    Альберта, Канада

    «Веб-сайт прост в использовании. Хорошо организован. Я обязательно воспользуюсь вашими услугами снова.

    Я передам вашу компанию

    имя для других на работе.»

     

    Рой Пфлейдерер, ЧП

    Нью-Йорк

    «Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, тем более что я думал, что уже знаком

    с реквизитами Канзас

    Авария в городе Хаятт.»

    Майкл Морган, П.Е.

    Техас

    «Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится возможность просмотреть текст перед покупкой. Я нашел класс

    информативный и полезный

    на моей работе.»

    Уильям Сенкевич, Ч.Е.

    Флорида

    «У вас большой выбор курсов и очень информативные статьи. Вам

    — лучшее, что я нашел.»

     

     

    Рассел Смит, ЧП

    Пенсильвания

    «Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, предоставляя время для проверки

    материал.»

     

    Хесус Сьерра, ЧП

    Калифорния

    «Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы. На самом деле,

    человек узнает больше

    от сбоев.»

     

    Джон Скондрас, ЧП

    Пенсильвания

    «Курс был хорошо составлен, и использование тематических исследований является эффективным

    способ обучения.»

     

     

    Джек Лундберг, ЧП

    Висконсин

    «Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы, т. е. позволяете

    студент для ознакомления с курсом

    материал перед оплатой и

    получение викторины.»

    Арвин Свангер, ЧП

    Вирджиния

    «Спасибо, что предлагаете все эти замечательные курсы. Я, конечно, выучил и

    очень понравилось.»

     

     

    Мехди Рахими, ЧП

    Нью-Йорк

    «Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска и

    подключение к Интернету

    курсы.»

    Уильям Валериоти, ЧП

    Техас

    «Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. Курс был легким для понимания. Фотографии в основном давали хорошее представление о

    обсуждаемые темы.»

     

    Майкл Райан, ЧП

    Пенсильвания

    «Именно то, что я искал. Нужен 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

     

     

     

    Джеральд Нотт, ЧП

    Нью-Джерси

    «Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых кредитов PDH. Это был номер

    .

    информативно, выгодно и экономично.

    Очень рекомендую

    всем инженерам.»

    Джеймс Шурелл, ЧП

    Огайо

    «Я ценю, что вопросы относятся к реальному миру и имеют отношение к моей практике, и

    не основано на каком-то непонятном разделе

    законов, которые не применяются

    «обычная» практика.»

    Марк Каноник, ЧП

    Нью-Йорк

    «Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать его в своем медицинском устройстве

    организация.»

     

     

    Иван Харлан, ЧП

    Теннесси

    «Материал курса имеет хорошее содержание, не слишком математический, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

     

     

    Юджин Бойл, П.Е.

    Калифорния

    «Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представлена,

    а онлайн формат был очень

    доступно и просто до

    использование. Большое спасибо.»

    Патрисия Адамс, ЧП

    Канзас

    «Отличный способ добиться соответствия непрерывному обучению PE в рамках временных ограничений лицензиата.»

     

     

    Джозеф Фриссора, ЧП

    Нью-Джерси

    «Должен признаться, я действительно многому научился. Распечатанная викторина помогает во время

    просмотр текстового материала. я

    также оценил просмотр

    предоставлены фактические случаи.»

    Жаклин Брукс, ЧП

    Флорида

    «Документ Общие ошибки ADA в проектировании помещений очень полезен.

    тест требовал исследования в

    документ но ответы были

    всегда в наличии.»

    Гарольд Катлер, ЧП

    Массачусетс

    «Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за разнообразие выбора

    в дорожной технике, что мне нужно

    для выполнения требований

    Сертификация PTOE.»

    Джозеф Гилрой, ЧП

    Иллинойс

    «Очень удобный и доступный способ заработать CEU для выполнения моих требований в штате Делавэр.»

     

     

    Ричард Роудс, ЧП

    Мэриленд

    «Узнал много нового о защитном заземлении. До сих пор все курсы, которые я проходил, были отличными.

    Надеюсь увидеть больше 40%

    курсы со скидкой.»

     

    Кристина Николас, ЧП

    Нью-Йорк

    «Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду дополнительных

    курсы. Процесс прост, и

    намного эффективнее, чем

    необходимость путешествовать.»

    Деннис Мейер, ЧП

    Айдахо

    «Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

    Инженеры для приобретения блоков PDH

    в любое время.Очень удобно.»

     

    Пол Абелла, ЧП

    Аризона

    «Пока все было отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня не так много

    пора искать куда

    получить мои кредиты от.»

     

    Кристен Фаррелл, ЧП

    Висконсин

    «Это было очень информативно и поучительно.Простой для понимания с иллюстрациями

    и графики; определенно получается

    легче впитывать все

    теорий.»

    Виктор Окампо, инженер.

    Альберта, Канада

    «Хороший обзор принципов полупроводников. Мне понравилось проходить курс по телефону

    .

    мой собственный темп во время моего утра

    метро

    на работу.»

    Клиффорд Гринблатт, ЧП

    Мэриленд

    «Просто найти интересные курсы, загрузить документы и получить

    викторина. Я бы очень рекомендую

    вам в любой PE нуждающийся

    Единицы CE.»

    Марк Хардкасл, ЧП

    Миссури

    «Очень хороший выбор тем во многих областях техники.»

     

     

     

    Рэндалл Дрейлинг, ЧП

    Миссури

    «Я заново узнал то, что забыл. Я также рад помочь финансово

    от ваш рекламный адрес электронной почты который

    сниженная цена

    на 40%.»

    Конрадо Касем, П.Е.

    Теннесси

    «Отличный курс по разумной цене. Буду пользоваться вашими услугами в будущем.»

     

     

     

    Чарльз Флейшер, ЧП

    Нью-Йорк

    «Это был хороший тест, и я фактически проверил, что я прочитал профессиональную этику

    Коды

    и Нью-Мексико

    правила.»

     

    Брун Гильберт, П.Е.

    Калифорния

    «Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий.»

     

     

     

    Дэвид Рейнольдс, ЧП

    Канзас

    «Очень доволен качеством тестовых документов. Будет использовать CEDengineerng

    при необходимости дополнительного

    Сертификация

     

    Томас Каппеллин, П.Е.

    Иллинойс

    «У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и дали

    мне то, за что я заплатил — много

    спасибо!»

     

    Джефф Ханслик, ЧП

    Оклахома

    «CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы

    для инженера.»

     

     

    Майк Зайдл, П.Е.

    Небраска

    «Курс был по разумной цене, а материал был лаконичным и

    в хорошем состоянии.»

     

     

    Глен Шварц, ЧП

    Нью-Джерси

    «Вопросы соответствовали урокам, а материал урока

    хороший справочный материал

    для дизайна под дерево.»

     

    Брайан Адамс, П.Е.

    Миннесота

    «Отлично, я смог получить полезные советы с помощью простого телефонного звонка.»

     

     

     

    Роберт Велнер, ЧП

    Нью-Йорк

    «У меня был большой опыт прохождения курса «Строительство прибрежных районов — Проектирование»

    Корпус Курс и

    очень рекомендую.»

     

    Денис Солано, ЧП

    Флорида

    «Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики штата Нью-Джерси были очень

    прекрасно приготовлено.»

     

     

    Юджин Брекбилл, ЧП

    Коннектикут

    «Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

    обзор везде и

    когда угодно.»

     

    Тим Чиддикс, ЧП

    Колорадо

    «Отлично! Поддерживайте широкий выбор тем на выбор.»

     

     

     

    Уильям Бараттино, ЧП

    Вирджиния

    «Процесс прямой, никакой чепухи. Хороший опыт.»

     

     

     

    Тайрон Бааш, П.Е.

    Иллинойс

    «Вопросы на экзамене были пробными и демонстрировали понимание

    материала. Тщательный

    и полный».

     

    Майкл Тобин, ЧП

    Аризона

    «Это мой второй курс, и мне понравилось то, что курс предложил мне, что

    поможет в моей линии

    работы.»

     

    Рики Хефлин, ЧП

    Оклахома

    «Очень быстрая и простая навигация. Я определенно воспользуюсь этим сайтом снова.»

     

     

     

    Анджела Уотсон, ЧП

    Монтана

    «Прост в исполнении. Никаких недоразумений при подходе к сдаче теста или записи сертификата.»

     

     

     

    Кеннет Пейдж, П.Е.

    Мэриленд

    «Это был отличный источник информации о нагреве воды с помощью солнечной энергии. Информативный

    и отличное освежение.»

     

     

    Луан Мане, ЧП

    Коннетикут

    «Мне нравится подход к подписке и возможности читать материалы в автономном режиме, а затем

    вернись, чтобы пройти тест.»

     

     

    Алекс Млсна, П.Е.

    Индиана

    «Я оценил количество информации, предоставленной для класса. Я знаю

    это вся информация, которую я могу

    использование в реальных жизненных ситуациях.»

     

    Натали Дерингер, ЧП

    Южная Дакота

    «Материалы обзора и образец теста были достаточно подробными, чтобы я мог

    успешно завершено

    курс.»

     

    Ира Бродская, ЧП

    Нью-Джерси

    «Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а затем вернуться

    и пройти тест. Очень

    удобный а на моем

    собственное расписание

    Майкл Гладд, ЧП

    Грузия

    «Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

     

     

     

    Деннис Фундзак, ЧП

    Огайо

    «Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

    Сертификат

    . Спасибо за создание

    процесс простой.»

     

    Фред Шайбе, ЧП

    Висконсин

    «Положительный опыт.Быстро нашел подходящий мне курс и закончил

    PDH за один час в

    один час.»

     

    Стив Торкилдсон, ЧП

    Южная Каролина

    «Мне понравилась возможность загрузки документов для ознакомления с содержанием

    и пригодность до

    наличие для оплаты

    Материал

    Ричард Ваймеленберг, ЧП

    Мэриленд

    «Это хорошее пособие по ЭЭ для инженеров, не являющихся электриками.»

     

     

     

    Дуглас Стаффорд, ЧП

    Техас

    «Всегда есть место для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

    процесс, для которого требуется

    улучшение.»

     

    Томас Сталкап, ЧП

    Арканзас

    «Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и немедленное получение

    Сертификат

     

     

    Марлен Делани, ЧП

    Иллинойс

    «Обучающие модули CEDengineering — очень удобный способ доступа к информации по

    многие различные технические области внешние

    по собственной специализации без

    необходимость путешествовать.»

    Гектор Герреро, ЧП

    Грузия

    мощность — Как длина сердечника трансформатора влияет на его свойства?

    Некоторые аспекты одинаковы, некоторые отличаются.

    Предположим, что они имеют одинаковую площадь поперечного сечения, и вы хотите сделать трансформатор, возможно, силовой, работающий от фиксированного входного напряжения и частоты сети с синусоидальной формой волны.

    Первое, самое важное, прежде чем делать что-либо еще, это убедиться, что ядро ​​работает с максимально возможным полем, но все же не достигает насыщения.

    Пренебрегая потерями в меди, все входное напряжение уравновешивается напряжением, индуцированным в первичной обмотке изменяющимся полем в сердечнике. Если мы допускаем потери, мы обнаружим, что вещи не сильно отличаются, и на самом деле из-за падения напряжения на медь, дающее более низкое напряжение, немного лучше для насыщения, поэтому мы будем придерживаться идеального случая для простоты.

    Когда поток изменяется, он индуцирует напряжение в каждом витке первичной обмотки, которое можно определить как \$V = area\frac{dB}{dt}\$, когда все величины измеряются в единицах СИ.Для входного синусоидального сигнала, как в сетевом трансформаторе, это \$V_{пик} = площадь.2{\pi}fB_{пик}\$. Для входного меандра, как и в инверторе, константа немного другая, и \$V_{пик} = area.4fB_{пик}\$

    Чтобы найти минимальное количество витков на первичной обмотке, мы берем пиковое входное напряжение и делим его на количество вольт на виток. Так как оба сердечника имеют одинаковую площадь, обоим сердечникам потребуется одинаковое количество витков на первичных обмотках, чтобы работать ниже насыщения. Обратите внимание, что это выражение не включает длину сердечника, проницаемость сердечника или кривые BH.

    Хотя заманчиво думать, что первичная индуктивность может быть способом получить число витков здесь, любой, кто попросит вас пойти по этому пути, навлечет на вас массу неприятностей. Индуктивность зависит от проницаемости сердечника, но мы не знаем проницаемость, пока не узнаем поле (выше или ниже уровня насыщения, ниже, может быть 2000, выше, может быть 10), мы не знаем поле, пока не узнаем поле. знаете течение … вы видите, к чему все идет. Единственный способ определить поле — через приложенное напряжение и площадь сердечника.И я поместил формулу для этого выше.

    Чем длиннее сердечник, тем больше ток намагничивания. Это ток без нагрузки, который создает магнитный поток в сердечнике. Есть два способа понять это увеличение. Во-первых, поскольку нам нужно одно и то же поле H для управления полем B, изменения которого уравновешивают наше входное напряжение, и поскольку поле H равно ампер.Обороты/длина, а длина удвоилась, нам нужно вдвое больше AT. Другой заключается в том, что первичная индуктивность уменьшилась вдвое, поскольку она включает 1/длину, поэтому входное напряжение будет пропускать через нее в два раза больший ток.Эти два подхода эквивалентны.

    Более длинный сердечник позволяет сделать большее отверстие в середине, «медное окно», что означает, что мы можем включить гораздо больше витков провода или более толстый провод. Это означает более высокое выходное напряжение или ток соответственно. Поскольку площадь увеличивается пропорционально квадрату длины, ВА трансформатора увеличивается в четыре раза.

    Если бы это были катушки индуктивности (а вы не стали бы делать катушки индуктивности на сердечнике из материала высокого мю без зазора (почему — это другой вопрос)) с одинаковым количеством витков, то если бы вы пропускали один и тот же ток через оба , то поле Н в малом ядре было бы больше, и поэтому оно насыщалось бы первым.Мы уже знаем, что питаясь от одного и того же напряжения , они будут работать на одном и том же поле.

    В общем, сравнение двух ядер…

    количество первичных витков такое же
    первичная индуктивность равна половине
    поэтому ток намагничивания удвоился
    площадь медного окна увеличилась в четыре раза
    что увеличило ВА примерно в 4 раза

    Почему это происходит и как этого избежать

    Жужжание и жужжание являются распространенной жалобой на электрические трансформаторы, которые часто встречаются как в промышленных, так и в жилых районах.Несмотря на то, что в трансформаторе нет движущихся частей, эти вибрационные звуки очень похожи на звуки, издаваемые генераторами и двигателями.

    Что вызывает гудящий шум в электрическом трансформаторе?

    Основной причиной шума трансформатора является магнитострикционный эффект. Именно здесь размеры ферромагнитных материалов изменяются при контакте с магнитным полем. Переменный ток, протекающий через катушки электрического трансформатора, оказывает магнитное воздействие на его железный сердечник.Это заставляет ядро ​​расширяться и сжиматься, что приводит к гудящему звуку.

    Как вы можете предотвратить это?

    Полностью устранить магнитострикцию невозможно, но правильная конструкция трансформатора, сборка и монтаж помогают в некоторой степени ее контролировать, а также маскировать шум.

    Давайте рассмотрим меры предосторожности, которые необходимо соблюдать во время установки и монтажа, чтобы свести к минимуму слышимое гудение:
    • Выберите место для установки с малой проходимостью
      Если трансформатор расположен в районе с интенсивным движением, людей будет раздражать шум, особенно если окружающий шум ниже уровня звука блока.Убедитесь, что между трансформатором и зонами с интенсивным движением в офисах, жилых домах и т. д. имеется хотя бы одно пространство с низкой проходимостью.
    • Избегайте углов, лестничных клеток и коридоров
      Установка трансформатора в углу комнаты или близко к потолку, так как эти места усиливают шум. Убедитесь, что вы не устанавливаете его в узком коридоре, холле или на лестнице. Как и в углах комнаты, в этих местах звук будет усиливаться и отражаться обратно громче.
    • Установка устройства на твердой поверхности
      Тонкие навесные стены или фанерные поверхности будут усиливать шум трансформатора, поэтому устройства следует устанавливать на плотных, тяжелых поверхностях, таких как железобетонные стены или полы.Для достижения наилучших результатов монтажные поверхности должны весить в 10 раз больше, чем сам блок.
    • Затяните болты на корпусах
      Проверьте, правильно ли затянуты болты и винты на крышке и верхней части трансформатора. Незакрепленные детали будут вибрировать при работе трансформатора и усиливать существующий звук. Поднятие болтов с проушиной также может увеличить шум, поэтому обязательно удалите все, что использовалось во время установки.
    • Используйте звукоизоляционный материал
      Вы можете уменьшить шум, создаваемый электрическим трансформатором, используя материалы, препятствующие распространению звука.Покрытие стен трансформаторного помещения поглощающими материалами, такими как кимсул, акустическая плитка или стекловолокно, может помочь сдержать шум.
    • Используйте масляные барьеры или амортизирующие прокладки
      Подобно звукопоглощающим материалам, масляные барьеры и амортизирующие прокладки также могут помочь изолировать трансформаторный шум и предотвратить его распространение. На самом деле они не уменьшают звук или вибрацию, но помогают уменьшить раздражение, которое они вызывают у людей в близлежащих районах.
    • Попробуйте гибкие методы монтажа
      При установке электрических трансформаторов на несущие стены, колонны, потолки или рамы используйте внешние виброгасители вместе с гибкими соединениями и методами монтажа.Это предотвращает металлический контакт между монтажной поверхностью и блоком, чтобы уменьшить передачу шума.
    • Следуйте инструкциям производителя
      Как и в случае с другими электрическими материалами, следуйте инструкциям и рекомендациям производителя. Например, если конструкция включает в себя виброгасители между корпусом и сердечником и креплением блока катушек, крепежные болты для них необходимо удалить после установки.

    Точно так же могут быть и другие конструктивные особенности, которые необходимо знать, если вы хотите избежать шума!

    Дополнительный совет — попробуйте инновационные технологии и материалы

    Ищите новейшие технологии, дизайн, материалы и методы установки при изучении электрических трансформаторов — в долгосрочной перспективе это будет стоить дополнительных усилий.Сегодня баки трансформаторов могут быть изготовлены с ребрами жесткости и другими материалами, которые минимизируют рабочий шум, поэтому перед принятием решения изучите современные решения.

    В D&F Liquidators мы можем предложить вам необходимые электротехнические материалы по ценам, которые розничные продавцы не могут превзойти. Мы также поможем вам найти то, что вам нужно, если у нас его нет на складе. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, какую пользу могут принести вам наши экспертные советы и услуги!

    D&F Liquidators обслуживает потребности в электротехнических строительных материалах уже более 30 лет.Это международный информационный центр с помещением площадью 180 000 квадратных метров, расположенным в Хейворде, Калифорния. Он хранит обширный перечень электрических разъемов, фитингов для кабелепроводов, автоматических выключателей, распределительных коробок, проводов, защитных выключателей и т. д. Он закупает электроматериалы у первоклассных компаний по всему миру. Компания также имеет обширный ассортимент электротехнической взрывозащищенной продукции и современных электросветотехнических решений. Покупая материалы оптом, D&F имеет уникальную возможность предложить конкурентоспособную ценовую структуру.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.