Обрыв нуля в трехфазной и однофазной сети: что это, где искать

Обрыв нуля в трехфазной и однофазной сети: что это такое, где искать

Что такое обрыв нуля и чем это грозит, знает каждый электрик. Особенно опасен обрыв нуля в трехфазной сети, поскольку из-за этого в розетки потребителей подаётся не 220 Вольт как положено, а все 380 Вольт.

Происходит это по причине перекоса фаз, когда на одной из трех появляется потенциально опасное напряжение, свыше 300 Вольт, а на другой, напряжение намного меньше, например, 170 Вольт. Самое страшное, это обрыв нуля в многоквартирном доме, там, где к электрическому щитку подводится напряжение в 380 Вольт.

Из-за того, что произойдёт перекос фаз, в квартиры будет подаваться высокое напряжение. Такая авария в электросети очень опасная и приведёт к тому, что сгорит вся бытовая техника.

Из-за чего происходит обрыв нуля в трехфазной сети

При обрыве нуля в трехфазной сети, потребитель остаётся без нулевого проводника. Поэтому напряжению не куда будет уходить, и оно будет распределено между каждой фазой. Простыми словами, вместо 220 Вольт, потребитель получит линейное напряжение в 380 Вольт, но не на каждой, а пофазно.

И если на первой фазе возможно просадка напряжения (до 100 Вольт) из-за того, что работает мощная техника, например, электропечь, то на третьей фазе напряжение подпрыгнет до 300 Вольт, и вся техника в данном случае выйдет из строя. Вот чем опасен обрыв нуля и перекос фаз вследствие этого.

Никакой опасности не несёт обрыв нулевого проводника только в том случае, если к дому подведено 2 провода — фаза и нейтраль. В таком случае при обрыве нуля пропадёт напряжение, но ничего страшного не произойдёт. Рассмотрим подробнее с сайтом elektriksam.ru

, как именно это происходит.

Обрыв нуля в однофазной сети

Нужно оговориться и сказать о том, что обрыв нуля в однофазной сети опасен лишь в том случае, когда используется система заземления TN-C. Это такая заземляющая система, при которой проводник заземления соединён с нулевым проводником.

Однако чаще всего в частных домах нет никакого заземления вообще, а если ноль и соединяется с PEN проводником, то между ними ставятся различные защитные устройства, например, устройство защитного отключения (УЗО).

И если даже каким-то образом фаза попадёт на нулевой проводник, УЗО моментально отреагирует на это, и разорвёт цепь. Более подробно о такой системе

заземления в многоквартирных домах уже рассказывалось ранее, на сайте «Электрик САМ».

Как и где искать обрыв нуля

Для начала нужно произвести осмотр всех подключений в электрическом щитке. Именно там, чаще всего, и происходит обрыв нуля. Как правило, ноль греется и отгорает, кстати, происходить это может также по причине перекоса фаз на самой подстанции.

При этом важно понимать, что если обрыв нуля произошёл в электрощитке, который расположен в подъезде, то это проблема организаций, которые поставляют электроэнергию (РЭС). Залазить с плоскогубцами в щиток, по крайней мере, незаконно, а также весьма опасно для жизни.

Поэтому данным вопросом должны заниматься только специальные службы с квалифицированными электриками в штате.

Чем грозит обрыв нуля в трёхфазной электросети

Обрыв общего нулевого провода приводит к перенапряжению в сети. Почему при обрыве общего нулевого провода в подъездном электрощите, в квартирах может появиться завышенное напряжение 380v или наоборот очень низкое? Как этого избежать? Как в таких случаях защитить бытовую технику от перепадов напряжения?

Визуально это может проявиться, как резкое увеличение накала включенных ламп, вплоть до того, что они могут взорваться, усиливается гудение холодильника. Если такое происходит, необходимо сразу же отключать  всю дорогостоящую бытовую технику от сети, вынимая электрические вилки. Если есть возможность, то отключите  вводной автомат.

Жилые многоквартирные дома обычно обеспечиваются электропитанием с помощью трехфазной сети 380 В с глухо заземленной нейтралью. Это означает, что в подъезде по всем этажам тянутся «стояки» — вертикально проложенные провода большого сечения.
Таких проводов, как минимум, четыре – три фазы и рабочий «ноль», соединенный с заземленной нейтральной точкой питающего трансформатора, обмотки которого соединены в «звезду». В новых домах бывает еще и пятый провод – защитный «ноль», предназначенный для заземления светильников и корпусов бытовых приборов.

Как показывает опыт, основной причиной повышенного напряжения — это отгоревший (или банально отвалившийся) нулевой провод в распределительном щите (или где то, перед распределительным этажным щитом или между щитами). Пример на рисунке ниже.

В этом случае, нулевые провода всех квартир, подключенных к щиту или к нескольким щитам, которые находятся после обрыва ноля, не имеют никакого электрического соединения с землей, и следовательно, их потенциал может измениться.
Если говорить проще, то, электрический ток, не имея возможности уходить в заземленную нейтральную точку трансформатора, идёт другим путём. Другой путь — это фаза, в которой включено много электропотребителей, и в которой электрическое сопротивление наименьшее. В такой фазе при оборванном общем нулевом проводе ток будет большим, а напряжение, следовательно «просядет», и уменьшится. Потенциал нейтральной точки сети «уйдет в сторону».

Если где-то что-то убывает, то в другом месте обязательно прибывает. В данном случае, уменьшение напряжения в одной фазе, приведёт к увеличению напряжения в другой фазе, менее загруженной. Следовательно, в квартирах, подключенных к «несчастной» фазе, испытывающей повышенное напряжение, в буквальном смысле слова горит бытовая техника, выходят из строя лампы. Не исключён и пожар. При низком значении напряжении, бытовая техника, которая имеет двигателя, тоже может выйти из строя: стиральная и  посудомоечная машина, пылесос, кондиционер и т.д.

Реле контроля напряжения  работает по принципу отсекателя. Когда напряжение в сети выходит за пределы, которые задаются пользователем, реле напряжения отключает напряжение. Когда же напряжение восстанавливается — реле возобновляет питание потребителей. Читать подробней о реле контроля напряжения.

Дифавтомат при обрыве нуля

Обрыв нулевого провода в трехфазной электрической сети — опасное явление, которое может привести к различным негативным последствиям для бытовых электроприборов, а также для людей, которые их эксплуатируют. В данной статье рассмотрим последствия обрыва нулевого провода на конкретном примере и соответствующие способы защиты домашней электропроводки от обрыва нуля.

Последствия обрыва нулевого провода

В качестве примера рассмотрим многоквартирный дом, питающийся по наиболее распространенной системе заземления TN-C-S. Система данного типа предусматривает заземление нейтрали источника питания – трансформатора подстанции.

От подстанции к потребителю, в данном случае в дом, электричество поступает по четырем проводникам – трем фазным и проводнику, который совмещает функции рабочего нулевого и защитного заземляющего проводника.

После ввода в здание совмещенный проводник разделяется на рабочий нулевой проводник и защитный, а затем распределяется между квартирами.

Три фазы электрической сети при вводе в дом распределяются на примерно равное количество квартир. Но при нормальном режиме работы электрической сети нагрузка по трем фазам неравномерная, так как жители квартир по-разному эксплуатируют электроприборы, и в разные промежутки времени нагрузка по фазам отличается, причем значительно.

При этом напряжение по фазам практически равное, так как нулевой провод играет роль балансира, снижает так называемое напряжение смещения нейтральной точки практически до нуля.

В случае обрыва нулевого провода на линии электропередач тут же возникает дисбаланс — возникает перекос фазных напряжений. При этом по одной фазе, где нагрузка меньше напряжение резко возрастает, а на самой загруженной фазе наоборот – падает.

При этом в зависимости от перекоса, напряжение на фазах может колебаться от нескольких десятков вольт до значения линейного напряжения трехфазной сети — 380 В. В данном случае все зависит от величины перекоса нагрузок по фазам электрической сети.

Последствия перепадов напряжения наверняка всем известны. Значительное превышение напряжения в бытовой сети приведет к выходу из строя практически всей техники, которая в данный момент работала от сети. Чрезмерно низкое напряжение за считанные минуты выведет из строя компрессор холодильника или кондиционера, электродвигатель стиральной машины и другие электроприборы, конструктивно имеющие электродвигатели. Ненормальный режим работы электроприборов может закончиться выходом их из строя с последующим возгоранием.

Выход из строя бытовой техники — это не самое страшное. В случае перегорания нуля до ввода в дом, то есть до разделения его на нулевой и заземляющий проводник, на всех заземленных элементах оборудования, бытовых электроприборах появляется фазное напряжение. В случае прикосновения к таким электроприборам человек будет поражен электрическим током.

Если в доме реализована система уравнивания потенциалов, которая предусматривает электрическое соединение с заземляющей шиной всех металлических элементов конструкции, металлических трубопроводов, то вероятность поражения электрическим током снижается, так как человек не будет касаться двух точек с разным потенциалом.

Но, как показывает практика, такая система в большинстве домов не реализована и в случае появления на корпусе электроприбора опасного потенциала и прикосновения человека одновременно к данному электроприбору и металлическому предмету, имеющему другой потенциал, человек будет поражен электрическим током.

Защита от обрыва нуля

Как защитить себя и бытовые электроприборы от вышеописанных последствий? Основная мера защиты от возможных перепадов напряжения — это установка реле напряжения на вводе домашнего распределительного щитка. В случае чрезмерного снижения или увеличения напряжения реле напряжения мгновенно обесточит электропроводку, защитив при этом включенные в сеть электроприборы.

Что касается заземления в сети системы TN-C-S, то защиты от возможного появления опасного потенциала на корпусе оборудования в случае повреждения нуля до места его разделения нет.

По сути, если линия электропередач находится в неудовлетворительном состоянии и вероятность повреждения совмещенного провода до точки разделения в доме высока, то эксплуатация такого заземления опасна. В любой момент заземленные корпуса оборудования могут оказаться под напряжением. Есть ли выход в данной ситуации?

Владельцам квартир на первом этаже, а также в частных домах можно сделать индивидуальный заземляющий контур, который будет электрически независим от совмещенного нейтрального проводника электрической сети. В данном случае сеть будет конфигурации TT.

В электрической сети, где реализована система TT, обрыв нулевого провода не приводит к появлению опасного потенциала на корпусе оборудования. Но при этом перекос напряжений по фазам может возникнуть, поэтому реле напряжения в данных сетях также необходимо установить для защиты бытовых электроприборов.

Вообще, если говорить о надежности заземления в сети системы TN-C-S, то в данном случае гарантировать безопасность эксплуатации заземленных электроприборов можно только в том случае, если снабжающая организация выполняет периодические проверки состояния сетей от питающей подстанции непосредственно до главного распределительного щитка дома и своевременно устраняет возможные нарушения.

Также следует отметить, что как в системе TT, так и в системе TN-C-S, соответствующее всем требованиям защитное заземление не может обеспечить абсолютной защиты от поражения электрическим током в случае появления опасного потенциала, поэтому необходимо в обязательном порядке устанавливать в распределительный щиток устройство защитного отключения.

В данном случае при возможной утечке тока на заземленный корпус УЗО моментально обесточит электропроводку. Некоторые типы устройств защитного отключения имеют дополнительную функцию защиты от перепадов напряжения, то есть такое устройство будет совмещать в себе функции двух защитных аппаратов.

Всем известно, что ток в электрической сети течет по замкнутому контуру, питая при этом разнообразную бытовую технику и промышленное оборудование. Сеть подачи электроэнергии в частные дома, квартиры и дачи является одним из направлений распределения электричества в глобальной системе энергоснабжения разнообразных объектов. Все это говорит о том, что для питания бытовых электроприборов необходимы как минимум два электрических проводника, которые создадут замкнутую цепь электропитания домашней техники.

Эти проводники называются фазным (L) и рабочим нулевым (N). «Ноль» не опасен для человека при прикосновении к нему, так как на нем отсутствует напряжение сети. Но это не значит, что через него не протекает электрический ток. В идеальном случае, в однофазной сети, величина тока, проходящего через фазный проводник полностью совпадает со значением этого параметра, протекающего через нейтральный провод. В этой статье мы рассмотрим вопрос, причины обрывы или обгорания нулевого проводника, что происходит в случае такой аварийной ситуации, последствия этой аварии и какая защита от обрыва «нуля» способна исключить такое негативное явление.

Внимание! Обгорание нейтрального проводника в трехфазной магистральной линии электроснабжения способен вызвать изменение величины напряжения от минимального до максимального значения в 380 В, а обрыв «нуля» внутренней электропроводки обесточит сеть с появлением фазы на нулевом контакте розетки.

Причины обрыва нулевого проводника

Обрыв или обгорание нейтрального рабочего проводника часто происходит в домах старой постройки, где электрическая сеть была спроектирована на низкую нагрузку не более 2 кВт на отдельную квартиру или дом. В современных условиях насыщенность объектов недвижимости мощной бытовой техникой объектов недвижимости резко увеличилась и электрическая проводка часто не выдерживает таких нагрузок. Где тонко, там и рвется! Чаще всего обгорание «нуля» происходит в месте соединения N-проводника с нулевой шиной в распределительном квартирном щите, но такая авария может произойти и в другом месте, например, на подстанции или в силовом трансформаторе.

Следует различать обрыв нулевого проводника в трехфазной и однофазной сетях. Однофазная электрическая проводка предназначена для энергоснабжения квартир и частных домов непосредственно внутри помещения. До распределительного щита, чаще всего, электроэнергия подается по трехфазной схеме и только в нем происходит разделение на однофазные линии питания. Для дачных поселков, как правило, используется однофазная магистральная линия доставки электроэнергии до потребителя от силового трансформатора. Все эти нюансы влияют на последствия, которые происходят после обрыва или обгорания «нуля».

Как и в однофазной, так и в трехфазной сети может произойти обрыв нейтрального проводника, но последствия будут разные. В любом случае причиной обрыва «нуля» может быть либо перегрузка, либо некачественный монтаж проводки или другие причины: коррозия, механическое повреждение нулевой жилы и так далее. В однофазных сетях «ноль» не склонен к обгоранию, но обрыв может произойти по другим причинам. Трехфазная сеть в большей степени склонна к обгоранию нулевого проводника. Ниже мы рассмотрим вопрос, почему происходит отгорание «нуля» в трехфазной сети.

Внимание! Нейтральный проводник отгорает, как правило, при его плохом контакте с другими элементами сети. Поэтому необходимо уделять особое внимание монтажу нулевой жилы при различных переходах как в распределительном щите, так и в монтажных коробках.

Обрыв нулевого проводника в трехфазной сети

В однофазной электрической сети «нулем» является тот проводник, на котором отсутствует напряжение сети, но ток через него при подключенной нагрузке равен току через фазный провод. В случае трехфазной сети все совершенно по-другому! Главная загвоздка в том, что все сети электропередач построены по трехфазной системе и подключение потребителей выполняется по традиционной схеме «звезда». Вот здесь то и появляется термин «нулевой проводник»! Если нагрузка на каждую фазу одинаковая, то токи всех отдельных фаз компенсируются, так как они сдвинуты на 1/3 по отношению друг к другу. В этом случае, через нейтральный проводник, подключенный к средней точки «звезды», ток не течет и обгореть он не может.

Но это только в идеале! Даже в одной квартире к разным фазам могут быть подключены различные нагрузки, что уж говорить о многоквартирном доме. Невозможно предсказать, какую нагрузку может подключить к сети каждый из потребителей. Один включит одну люстру, запитанную от одной фазы, а следующий подключит несколько электроприборов, сидящих на другой фазе. Все это приводит к колебанию мощности нагрузок, поэтому в определенный момент одна из фаз будет сильно перегружена при отсутствии тока в других фазных проводниках. При таком раскладе в нулевом проводнике возникнет сильный ток, уравнивающий систему, что может привести к обгоранию нуля. Чтобы этого не произошло необходима защита от отгорания «нуля» в трехфазной сети.

Последствия при обрыве «нуля»

Последствия при обрыве нейтрального проводника могут быть совершенно разные. Все зависит от того в какой сети произошло аварийное отключение нуля: трехфазной или однофазной. Рассмотрим оба случая отдельно друг от друга.

Трехфазная сеть. Отгорание или обрыв нейтрального проводника в трехфазной сети может привести к полному перекосу питающих фаз в результате которого на одной линии электропроводки, питающей бытовую технику и осветительные приборы может возникнуть повышенное напряжение в 380 В, а на другой понизиться вплоть до нулевой величины. Перенапряжение, а также снижение напряжения электрической сети, является опасным для любых электроприборов и электронных устройств. Предельные величины напряжения в электропроводке могут вызвать возгорание как самих проводов, так и электроприборов, что приведет к пожару в помещение.

Важно! Обрыв или отгорание «нуля» в трехфазной сети приводит к большим и непредсказуемым перепадам напряжения, в ту или другую сторону. В результате этого явления могут выйти из строя дорогостоящие бытовые приборы и электронная техника, для которых очень опасны как повышение напряжения, так и его понижение относительно нормального уровня в 220 В!

Важно! Если монтаж заземления в квартире выполнен с нарушениями, то от корпуса электроприбора можно получить удар электрическим током. При правильном заземлении бытовой техники обрыв «нуля» в однофазной сети не принесет никаких негативных последствий, кроме обесточивания помещения и отключения всей бытовой техники и осветительных приборов!

Как мы видим, при обрыве нейтрального провода в любой сети как трехфазной, так и однофазной, может возникнуть ряд негативных и опасных последствий. Что делать, чтобы исключить такое развитие событий? Конечно, выход есть! Необходима защита от отгорания «нуля» или его обрыва! Ниже мы рассмотрим все виды защиты от обрыва или отгорания «нуля» в трехфазных и однофазных сетях.

Защита от обгорания или обрыва нуля

Итак, обрыв и отгорание нейтрального проводника является очень опасным и довольно частым происшествием. Есть ли необходимость в защите электросети от этого негативного явления? Конечно же, есть! Защита от отгорания «нуля» в трехфазной сети позволит вам сохранить свою дорогостоящую бытовую технику в рабочем состоянии. Защита от обрыва «нуля» в однофазной сети обеспечит вашу личную безопасность. Все эти виды обеспечения безопасности человека и бытовых электроприборов от последствий, возникающих при обрыве нейтрального проводника, выполняются с использованием специального оборудования и приемов электромонтажа, которые мы рассмотрим ниже.

1. Реле максимального и минимального напряжения. Это основное устройство, которое следует использовать для защиты электросетей от обгорания или обрыва нулевого проводника. Применяется на всех типах недвижности. Промышленность изготавливает модели реле напряжения как для однофазных, так и трехфазных сетей. Принцип действия устройства заключается в разрыве цени электроснабжения при отклонении величины напряжения в сети сверх установленных значений.
2. УЗИП — ограничитель перенапряжения. Это устройство для защиты и отключения оборудования при перенапряжении в электропроводке, возникающего вследствие обрыва или отгорания «нуля», удара молнии и по некоторым другим причинам. В основном используется в частных домовладениях. Принцип работы устройства заключен в увеличении собственного внутреннего сопротивления электротоку при больших перепадах напряжения.
3. Устройство защитного отключения (УЗО). Такой модуль, имеющий сокращенное название УЗО, способен создать эффективную защиту для человека от удара электрическим током при обрыве нейтрального проводника в однофазных линиях. УЗО мгновенно обесточит сеть при попадании фазы на нулевой провод в том случае, если заземление бытовых приборов выполнено с нарушением ПУЭ (правил устройства электроустановок).
4. Дифференциальный автомат с расширенными функциями. Дифавтомат — это защитное модульное устройство, позволяющее одновременно отключать фазу и нейтральный провод при возникновении любых аварийных ситуаций. Этот модуль совмещает в своей конструкции автоматический выключатель при КЗ (коротком замыкании) в нагрузке и защитное устройство (УЗО). При обгорании «нуля» в магистральных сетях с тремя фазами и обрыве нулевого провода в однофазных линиях он способен защитить электрические приборы и другую технику от выхода из строя, а человека от удара электротоком.
5. Многократное повторное заземление. Этот технологический прием способен защитить бытовые приборы и человека от последствий обрыва и обгорания «нуля», но он сложен в исполнении, решает ограниченный спектр задач и применяют его в основном специалисты энергоснабжающих организаций на магистральных линиях электропередач.

Заключение

Полностью застраховать себя от проблем, возникающих в процессе эксплуатации электрических сетей, никто не в состоянии. Даже если электрическая проводка в частном доме, квартире или на даче выполнена с соблюдением всех правил и норм, нейтральный проводник может оборваться или обгореть по независящим от вас причинам. Поэтому заранее позаботьтесь о защите своей бытовой техники и собственной жизни от последствий, которые могут возникнуть вследствие обрыва «нуля»!

Видео по теме

Причины срабатывания

Без нагрузки

Старые жилищные фонды, в которых изоляция проводов на гране износа (а в некоторых местах и вообще отсутствует), могут вызывать спонтанные утечки тока, которые зависят от влажности воздуха в помещениях, наличия посторонних предметов и мелких животных рядом.

В домах, где была заменена проводка силами жильцов, в следствии небрежного отношения к правилам монтажа может возникать срабатывание дифавтомата в щитке. Также к основными причинам отключения относится поврежденная изоляция провода во время укладки, спрятанная скрутка в стене при наращивании провода (грубейшее нарушение), просчет в изоляции и расположении распределительных коробок, а также электрофурнитуры.

Чтобы понять, почему дифавтомат срабатывает без нагрузки придется сделать ревизию электропроводки. В этом случае для начала нужно определить, какая группа проводки является проблемной: розетки или освещение, т.к. это отдельные линии. К примеру, если выбивает дифференциальная защита при включении света, значит дело в линии освещения, а если при подключении вилки в розетку, вероятно дело в розеточной группе (только сначала убедитесь, что сам подключаемый прибор исправен).

При замыкании земли и нуля

Иногда при неправильном монтаже и соединении проводов PE и N в распределительной коробке или розетке, происходит отключение диф автомата. Казалось бы ноль и заземление соединяются на одной клемме PEN в щитовой. Если обратится к принципу действия защиты, мы видим что условия равенства не выполняются поскольку уходящий ток разделяется на два проводника и только один из них проходит через дифференциальный трансформатор. По этому защита ложно срабатывает.

На этом часто ловятся начинающие домашние мастера, т.к. они не имеют должного опыта и не сильно вникают в принцип работы дифференциального автомата. О том, как выполнить разделение PEN проводника читайте в нашей статье!

При включении нагрузки

Если при подключении потребителя постоянно происходит срабатывание дифавтомата в квартире, значит в нем есть проблема с изоляцией. Это сигнал того, что эксплуатацию данного прибора продолжать не безопасно. Необходимо принимать меры для самостоятельного поиска неисправности или же вызывать специалиста, для диагностики и устранения причины.

Игнорирование данного факта опасно и для жизни потребителя, и его близких, а также это частая причина возникновения пожара. Поэтому если у вас срабатывает дифавтомат при включении стиральной машины, водонагревателя, пылесоса или другого вида бытовой техники, советуем незамедлительно перейти к ремонту или же отнести проблемный прибор в сервисный центр. О том, как отремонтировать бытовую технику своими руками, мы рассказываем в отдельном разделе сайта. Если дифференциальный автомат срабатывает на теплый пол в частном доме, значит дело в греющем кабеле, который нужно прозвонить и при необходимости отремонтировать.

При скачке напряжения

Встроенная защита электронной схемы дифференциального автомата может отключать питание на схему при превышении напряжения. Такой способностью правда обладают не все аппараты, а только с электронной схемой управления. Также защита может отключаться во время включения из-за короткого замыкания внутри самого потребителя, т.к. дифавтомат умеет выключаться при коротком замыкании.

Следует выделить еще одну причину срабатывания — плохое качество самого аппарата. Если вышибает защиту в щитке через некоторое время после включения или же например только ночью, попробуйте заменить автомат на новый. Однако для начала проверьте все другие вероятные факторы, которые мы описали выше.

Поиск и устранение неисправности

Если сработал дифференциальный автомат можно попробовать его включить повторно. Это позволит исключить случай срабатывания при скачке напряжения. Если попытка не увенчалась успехом, то нужно отключить потребителя из розетки, которую контролирует дифавтомат и повторить попытку включения. Получилось включить? Значит проблема в изоляции потребителя.

В том случае, когда попытка не удалась и аппарат как и прежде срабатывает, нужно искать причину дальше. Теперь можно открутить отходящие провода L и N от аппарата и таким образом проверить его работоспособность, без нагрузки. Исправное устройство должно включится и сработать при нажатии на кнопку «ТЕСТ».

Алгоритм поиска причины срабатывания дифференциального автомата предоставлен на схеме:

Также рекомендуем просмотреть видео, на котором наглядно демонстрируются частые ошибки при подключении дифференциальной защиты, в результате чего выбивает аппарат:

Вот мы и рассмотрели основные причины, почему срабатывает дифавтомат в щитке. Надеемся, теперь вы знаете, что делать, чтобы решить проблему!

Обязательно прочитайте:

Обрыв нуля. Почему в розетке будет напряжение 380В

Здравствуйте уважаемые посетителя сайта «Помощь электрикам». Сегодня я бы хотел поговорить о такой распространенной неисправности как обрыв нуля в трехфазной сети и том как в однофазной розетке может оказаться 380 В!!! Конечно неосведомленные люди сразу начинают улыбаться когда слышать такое. Как такое может быть? Обрывается провод а напряжение не то что бы не падает а оно вообще начинает расти. Но обо всем по порядку.

Планируете ремонт или вам просто необходимо произвести обработку металла? Покупайте качественные и недорогие шлифовальной лентой на сайте: https://shop.voleks.com/3m/lenty-proizvodstvo

Чтобы разобраться в сути данного явления, перейдем к схеме по электротехнике. Рассмотрим два типа подключения электроприемников- параллельное и последовательное.

Параллельное подключение.

На рисунке 1 приведен пример параллельного соединения. То есть у нас нулевой проводник приходит на все потребители и  фазный приходит на все потребители. Добавим двух потребителей. Две 60 Вт лампочки.

Напряжение сети 200В. Включаем автоматический выключатель. Лампочки загораются и мы видим что при параллельном соединении напряжение на потребителях будет одинаковое. Что на первой лампочке 200 В, что на второй лампочке 200В. Причем даже в отключенном состоянии лампочек напряжение не изменится. Только ток в цепи будет разный, но очень малый.

Запишем данный процесс формулами:

U = U1= U2        I = I1 + I2

Даже если мы заменим лампочки на другие потребители например чайник 1000 Вт и лампочку 100 Вт  напряжение останется примерно на одном уровне 199-201 В.

Теперь мы делаем вывод что все розетки в квартирах подключаются именно параллельным соединением. И все однофазные квартиры между собой так же подключаются.

Последовательное подключение

Данное подключение представлено на рисунке 2

 

 

Питающий проводник сначала приходит на один электроприемник, от этого электроприемника провод идет к следующему, и от него возвращается непосредственно к питанию.

Так же напряжение сети 200 В. Подключаем два потребителя ( две лампочки) мощностью 95 Вт. Мы видим что общее напряжение будет складываться из двух напряжений электроприемников. U = U1 + U2

Ток в цепи не изменится. Будет везде одинаковый.  I = I1 = I2

Но так будет не всегда.Унас на данный момент одинаковые по мощности электроприемники. Заменим один электроприемник мощностью 95 Вт на другой мощностью 200 Вт (лампочка). Произойдет следующее. На лампочке 95 Вт будет падение напряжения 166 В. Она будет очень ярко гореть. А на лампочке 200Вт будет падение напряжения 34 В. И она будет еле еле накалена. Связано это с тем что напряжении прямопропорционально Сопротивлению. А сопротивление менее мощной лампочки больше. Тоесть на более мощных приборах маленькое сопротивление. На маленьком сопротивлении выделяется маленькое напряжение. Но проэксперементируем дальше. Вместо лампочки 200 Вт мы поставим другого потребителя. Фен. Мощностью 2 кВт. Мы видим что фен вообще не включается. На 95 Вт лампочке 184 В.

Итак мы разобрались в теории цепей  и переходим к нашей проблеме. Рассмотрим трехфазную систему.

Данная система представлена на рисунке 3

 

 Мы видим что первый проводник это нулевой провод. Второй третий и четвертый  это фазы А, В, С

И на каждой фазе находится потребитель. Каждому потребителю приходит ноль. Типичная схема соединения звезды.  На каждой фазе в данный момент по 220 В. Это напряжение между фазой и нулем.   А напряжение между фазой  например А и фазой В 380 В.

Включаем потребителей на каждую фазу. Например возьмем лампочку 65 Вт, лампочку 95 Вт и лампочку 200 Вт. Включаем Автоматический выключатель. Видим что напряжения на всех фазах одинаковое. Ток течет от фазы через потребителя на нулевой провод.  Далее ставим всех три лампочки 65 Вт для наглядности следующего эксперимента.

И далее момент истины. Мы обрываем НОЛЬ. НА первый взгляд ничего не происходит. Лампочки светятся,  напряжение на каждой фазе какое и было.

Но по какой цепи сейчас идет ток. Явно не по фаза ноль. Ноль же в обрыве. А он течет по цепи фаза потребитель фаза. У нас получается последовательное подключение. При котором общее напряжение делится. И так как потребители равные по мощности то и напряжение делится по равному.

А давайте заменим лампочку 65 Вт на лампочку. И получается что где лампочка 200 Вт там более мощный потребитель. На нем падение напряжение будет меньше. 100В Соответственно на других оно увеличится. До 280В.

Суть явления заключается в следующем. При обрыве нулевого проводника потребители оказываются подключены последовательно в цепь напряжением 380 В. В результате чего потребители более мощные получают меньшее напряжение. А менее мощные большее напряжение.

Теперь логичный вопрос.  «А как же с этим бороться».???

Первый способ это выполнить повторное заземление нулевого проводника. Преднамеренно подключаем провод заземления к нулевому проводу чтобы в случае обрыва нуля у нас сохранилось параллельное соединение потребителей. Напряжение конечно изменится но не до критичного уровня. Но ноль необходимо будет восстановить.

А второй способ это применение реле напряжения. Оно будет защищать от многих проблем. В том числе от пониженного и повышенного напряжения.

 

На рисунке представлены сразу два варианта.

Данная информация взята с ютуб канала 

Теперь мы понимаем к чему может привести обрыв нулевого провода. Спасибо что были с нами. Ждем ваших вопросов в комментариях.

 

Что произойдет при обрыве нуля и чем это опасно?

Что произойдет при обрыве нуля и чем это опасно?

Вы наверняка слышали о такой внештатной ситуации в электрике как перекос фаз, хоть и не имеете профильного образования. Чем же может быть опасен обрыв нуля и нессиметричность фазных напряжений. Давайте более подробно рассмотрим эту тему.

Обрыв нуля в цепи, что это вообще такое ?

Ниже на картинке представлена штатная система трехфазного ввода, практически все дома в Шексне имеют такую схему электропитания.

Схема 1. Система питания штатная со времен СССР.

Как вы видите, к каждой квартире на любом этаже подходит одна из трех фаз (L1 – L3) и общий ноль. При такой системе ввода в каждой квартире образуется фазное напряжение 220 вольт. Система которую мы привели выше в принципе  сбалансированная, но в фазных проводах ток нагрузок складывается, именно это повышает перекос фазных напряжений у потребителей, так как сопротивление электроприборов и коэффициент одновременной нагрузки всегда разные. 

Приведем пример:

Квартира 1: включено чайник, микроволновая печь, стиральная машина. 5 Квт

Квартира 2: включено обогреватель, теплый пол, титан. 5.5 Квт

Квартира 3: включено телевизор, холодильник. 0.6 Квт

Как мы видим в трехфазной сети происходит явная не симметрия. 

Что же произойдет в нашей системе при работе в режиме когда общий ноль отгорит. А это случается очень часто, все наверняка слышали что при скачке напряжения перегорели электроприборы в одном из подъездов у ваших друзей или знакомых.

Что же произойдет при обрыве (отгорании) нуля?

Если по каким то причинном ноль отгорел на вводе
В трехфазной сети ( все старые пятиэтажки, девятиэтажки )
Как вы видите рисунок ниже изменился и магистральный ноль на вводе пропал.

В результате обрыва нулевого проводника в квартиры R1-R3 будет поступать не фазное а линейное напряжение. Проще говоря не 220 а 380 Вольт.

Выше приведена схема поступления напряжения в контур из двух квартир. 

В данном случае велика вероятность выхода электроприборов из строя, а так же возгорания последних. Например компрессор вашего холодильника от повышенного напряжения может воспламенится. И причиной этого как мы уже поняли стало существенное повышение напряжения в сети.

Как защитить себя и технику от обрыва нуля ?

Когда вы знаете какую опасность представляет обрыв нуля посмотрите как этого избежать и предотвратить последствия:

Выход для пользователя очевиден, необходимо установить реле контроля напряжения и выставить в параметрах прибора максимальное и минимальное напряжение в пределах 10% от номинала, при возникновении аварийной ситуации реле увидит повышенное напряжение и отключит сеть потребителя, при устранении аварии реле само подаст напряжение в квартиру.

Симптомы повышения напряжения в сети при обрыве нуля:

• Лампы накаливания мигают. Лампы накаливания более чувствительны к высокому и низкому напряжению, мерцание таких ламп свидетельствует о неполадках в сети.

• Отключаются электроприборы имеющие защиту, отключившись от сети они не реагируют на повторное включение.

• Повышение температуры выключателя. Не обратив внимание на мерцание ламп этот фактор определен должен вызвать настороженность.

• Искрение вилка-розетка, даже если искрение вызвано не обрывом нуля это очень плохой признак и мы рекомендуем обратится к специалистам

• Характерный треск в распределительном щите мы рекомендуем в данной ситуации отключить напряжение на вводе в квартиру и вызвать электрика в Шексне.

ОБРЫВ НУЛЯ. 380 ПРИ ОБРЫВЕ НУЛЯ

реле защиты – http://ali.pub/3khkmh

реле защиты – http://ali.pub/3khkng

Кэшбэк EPN – http://ali.pub/32zfyh

Расширение для браузера: http://ali.pub/2x31sw

Мобильное расширение: http://ali.pub/2xca4v

В этом рассмотрим что произойдет при ОБРЫВЕ НУЛЯ и что происходит при обрыве нуля к каким последствиям приводит обрыв нуля в однофазной сети дома или квартиры.Обрыв нуля в квартире без использования реле обрыва нуля другими словами реле защиты в доме или квартире будет напряжение 380 вольт и погорят электроприборы не рассчитанные на напряжение 380 вольт.Защита дома от обрыва нуля нужна обязательно всем и не рискуйте своей квартирой и защитой дома или квартиры ведь реле стоит копейки по сравнению с ремонтом дорогого электрооборудования.Устройство от обрыва нуля я показывал в видео и можете приобрести как на рынке так и в интернете или специальном магазине. О последствиях обрыва нуля в трехфазной и однофазной сети должен знать каждый электрик, особенно самоучка. Данное явление может быть очень опасным как для бытовой техники, так и для жизни человека. Чтобы Вы знали, чем опасно повреждение нулевого провода и почему данный режим является аварийным, далее мы подробно рассмотрим неблагоприятные ситуации и советы по их устранению. Для защиты бытовой электросети от обрыва нулевого провода нужно использовать специальные устройства: реле контроля и ограничители напряжения. Рекомендуем обязательно подключить данные устройства на вводном щитке, чтобы самостоятельно защититься от неблагоприятных последствий. Причины явления Ну и последнее, о чем хотелось бы рассказать – почему происходит обрыв нуля в квартире. Причин может быть множество, но наиболее реальными, судя по комментариям на форумах и личному опыту можно выделить: Отгорание нулевого провода при скачке напряжения либо коротком замыкании. Некачественное подключение жил либо слабый контакт. Механическое повреждение линии стихией (к примеру, при сильном ветре) либо неосторожностью человека при ремонтных работах. Электропроводка старая и попросту провода измучены временем. Хищение либо злой умысел (иногда и такое случается). Вот мы и рассмотрели виды и последствия обрыва нуля в трехфазной и однофазной сети, а также способы защиты от данного явления и советы по поиску неисправности. Если Вы сделаете правильное заземление в частном доме, а также защитите проводку специальными устройствами, то когда ноль оборвется, никаких бед не произойдет!

Обрыв нуля — особенности и методы защиты

Уже много лет системы электроснабжения используют три фазы как наиболее удобную схему производства и передачи электроэнергии. В генераторе на электростанции есть три обмотки. Каждая соответственно имеет два вывода. Эти выводы можно соединить двумя способами – либо треугольником, либо звездой. Генератор соединяется с трансформатором, который своей высоковольтной стороной соединён с линией электропередачи — ЛЭП.

При передаче электроэнергии по ЛЭП потребителю в конце электрической цепи всегда используется, как минимум, два трансформатора. Потребитель М подключён к вторичным обмоткам Т последнего. Они соединены по схеме звезда с нулевым проводом:

Провод с зелёной стрелкой называется либо «нулевой», либо «нейтраль». И при нарушении его целостности используется популярная фраза: «обрыв нуля». Хотя фраза «обрыв нейтрали» по сути то же самое.

Особенность нейтрали

Каждая обмотка трансформатора питающего потребителя в трёхфазной сети содержит два вывода, один из которых соединён с нейтралью. В месте соединения с нейтралью получается узел, в котором суммируются токи всех фаз. И они далее текут в «нулевом» проводе. По этой причине нейтраль является наиболее нагруженной в трёхфазной схеме «звезда с нулевым проводом». Чтобы уменьшить нагрузку на провод и связанные с этим нагрев и потери электроэнергии его заземляют.

Грунт получается аналогом проводника, который проложен параллельно нейтрали и берёт на себя часть её токовой нагрузки. Но такое облегчение возможно только между местами заземления. Поэтому в пределах тех или иных зданий, подключенных четырёхжильным кабелем или четырех — проводной линией электропередачи появляется перегруженный нулевой провод. И если происходит его обрыв по той или иной причине возникает обрыв нуля с возможными неприятностями.

Что происходит при обрыве?

Промышленные объекты обычно используют все три фазы, особенно при наличии электромоторов и станков. При этом каждый потребитель электроэнергии на таких объектах имеет регулярно проверяемое заземление. Также там применяется специальная защита от обрыва нуля. Поэтому если такая неприятность и произойдёт, её последствия при соблюдении всех необходимых предосторожностей будут ощутимы незначительно.

В многоэтажных домах и частном секторе все потребители подключены к фазному напряжению 220 В. А три обмотки трансформатора, которые обеспечивают их электроснабжение, распределяются между подъездами, этажами, домами, улицами.

Электроприборы в них рассчитаны для напряжения 220В. А при обрыве нуля образуется три электрические цепи из потребителей соседних фаз: Za-Zb, Za-Zc и Zb-Zc (смотрим первое изображение).

Каждая цепь находится под напряжением 380 В. А его величина на потребителях определяется значением Z. На потребителе с большим значением Z будет большая величина напряжения. При этом не исключена вероятность того, что оно превысит предельно допустимое значение для некоторых электроприборов, и они испортятся. Ведь ток при увеличении питающего напряжения возрастает не столь значительно, чтобы плавкий предохранитель сгорел, а пробка – автомат или выключатель отключились.

Они, скорее всего, сработают от поломки чего-либо в подключенных устройствах. Наиболее вероятные кандидатуры – холодильники, стиральные машины, электролитические конденсаторы в выпрямителях телевизоров и других радиоэлектронных устройств, лампы накаливания. Последствия такой аварии непредсказуемы особенно в дневное время.

Ведь самым заметным признаком её будет более яркое свечение ламп накаливания и люминесцентных ламп с не электронными балластами. А днём они не светят. Поэтому по функционированию стиральной машины или холодильника, скорее всего не получится определить обрыв нуля. А поскольку для ремонта нейтрали потребуются как минимум часы, их двигатели имеют время для поломки.

Какие защитные меры могут быть?

Самая простая мера для защиты электрооборудования в многоквартирном доме это надёжное заземление нулевого провода на распределительном щите лестничной клетки. В частном доме для заземления можно использовать трубу скважины для воды или иные глубоко зарытые металлические конструкции. В крайнем случае, надо сделать хорошее заземление – обрыв нуля в частном секторе домов и дач существенно выше, чем в городе. Здесь имеет значение большая протяжённость уличных проводов и погодные условия.

Более дорогая защита потребует использования мощных нормально замкнутых контактов реле, которое сработает при обрыве нуля и отключит щиток со электросчётчиком. Обмотка реле включается между нулевой шиной и землёй. Но можно сделать защиту от повышения напряжения на входе электросчётчика. Такая схема чуть сложнее, но не учитывает качество заземления.

Словом затраты для принятия мер по защите от обрыва нуля будут в любом случае, но они намного меньше чем возможные последствия от порчи электрооборудования.

Линия распределенных параметров трехфазной развязки

Описание

Блок Decoupling Line (Three-Phase) реализует трехфазную распределенную модель линии параметров, которая передает электрический сигнал, поступающий в его порты сохранения. к связанному блоку линии развязки (трехфазный) в вашей модели. В два блока линии развязки (трехфазные) образуют пару, которая представляет передающий и принимающий концы трехфазной линии передачи.

Поведение пары блоков эквивалентно использованию одного распределенного параметра. Линейный блок:

Обратитесь к строке распределенных параметров для подробное описание уравнений, используемых для представления явлений распространения волн и отражения на конце строки.

Используйте пары блоков линии развязки (трехфазные), если вы хотите смоделировать линия передачи без физических электрических соединений между отправкой и получением концы линии. Этот метод используется, например, в приложениях, где большой сеть разделена на более мелкие участки, которые моделируются в различных подсистемах или модели без электрических соединений между ними. Этот метод развязки часто используется для моделирования сложных электрических сетей на многоядерных компьютерах реального времени или для позволяют быстрее моделировать большие сети.

Блоки в паре могут быть связаны с помощью Pairing ID параметр, который передает информацию об электрическом сигнале, идущем от одного терминал к другому, используя внутренние блоки Simulink ^® Goto и From или соединяя блоки с Сигналы Simulink.

Параметры каждого блока линии развязки (трехфазного) в паре должны быть идентичными и соответствовать параметрам, которые вы должны ввести в эквивалент Блок строки распределенных параметров.Например, чтобы смоделировать 100 км линия передачи с заданными значениями R, L и C, используйте две линии развязки (Трехфазные) блоки длиной 100 км каждый и те же R, L и C ценности.

Чтобы смоделировать линию передачи в вашей модели, добавьте две линии развязки. (Трехфазные) блоки к вашей модели и установите те же параметры блока. ценности. В качестве альтернативы можно использовать приложение «Указать линии развязки» для поиска, выбора и автоматически заменять существующие блоки строки распределенных параметров в вашем модель с эквивалентными парами блоков линии развязки (трехфазные).За для получения дополнительной информации см. Указание развязки. Строки .

Расчет токов короткого замыкания в трехфазных сетях — Анализ и проектирование низковольтных энергосистем

Эта глава содержит разделы, озаглавленные:

• Метод источника эквивалентного напряжения

  • Однополюсное короткое замыкание на массу

  • Расчет полного сопротивления контура

  • Трехполюсное короткое замыкание

• Расчет значений сопротивления для рабочего оборудования

• Токи короткого замыкания при трехполюсном коротком замыкании

  • Пиковый ток короткого замыкания

  • Симметричный ток отключения

  • Устойчивый ток короткого замыкания

• Устойчивость к тепловому и динамическому короткому замыканию

• Примеры расчета токов короткого замыкания

  • Пример 1: Расчет тока короткого замыкания в системе постоянного тока

  • Пример 2: Расчет токов короткого замыкания в электрической системе здания

  • Пример 3: Определение размеров выходного кабеля

  • Пример 4: Расчет токов короткого замыкания с сопротивлениями нулевой последовательности

  • Пример 5: Комплексный расчет токов короткого замыкания

  • Пример 6: Расчет с использованием эффективной и реактивной мощности

  • Пример 7: Завершение расчета для системы

  • Пример 8: Расчет токов короткого замыкания с коррекцией импеданса

научных статей, журналов, авторов, подписчиков, издателей

		Как крупный международный издатель академических и исследовательских журналов Science Alert издает и разрабатывает названия в партнерстве с самыми престижные научные общества и издатели.Наша цель заключается в том, чтобы максимально широко использовать качественные исследования. аудитория.
		Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей которые публикуют в наших журналах. Есть масса информации здесь, чтобы помочь вам публиковаться вместе с нами, а также получить ценные услуги для авторов, которые уже публиковались у нас.
		2021 цены уже доступны. Ты может получить личную / институциональную подписку перечисленных журналы прямо из Science Alert. В качестве альтернативы вы возможно, пожелает связаться с выбранным вами агентством по подписке. Направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки клиентов в службу поддержки клиентов журнала в Science Alert.
		Science Alert гордится своей тесные и прозрачные отношения с обществом. В виде некоммерческий издатель, мы стремимся к самым широким возможное распространение публикуемых нами материалов и на предоставление услуг высочайшего качества нашим издательские партнеры.
		Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через контактную форму в Интернете.В зависимости от характера вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на разные категории.
		Азиатский индекс научного цитирования (ASCI) стремится предоставить авторитетный, надежный и значимая информация по освещению наиболее важных и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей мировых научное сообщество.База данных ASCI также предоставляет ссылку к полнотекстовым статьям до более чем 25000 записей с ссылка на цитированные ссылки.

IEC-60909 Короткое замыкание в EasyPower

Введение

EasyPower предлагает полное и точное решение для расчета короткого замыкания в трехфазных системах переменного тока с использованием стандарта IEC-60909.Вы можете ввести данные и параметры оборудования через удобный интерфейс. Результаты соответствуют требованиям IEC-60909 и соответствуют примеру, приведенному в IEC TR 60909-4, раздел 6. В пользовательском интерфейсе и отчетах используется стандартная терминология IEC.

EasyPower поддерживает следующие четыре типа условий короткого замыкания согласно IEC 60909:

• 3-х фазное короткое замыкание
• Межфазное короткое замыкание
• Межфазное короткое замыкание с заземлением (двойное замыкание на землю)
• Короткое замыкание между фазой и землей.

Расчетные значения

Вы можете получить следующие значения токов короткого замыкания в месте повреждения как для максимального, так и для минимального тока короткого замыкания:

• Начальный симметричный ток короткого замыкания ( I _k ^” )
• Пиковый ток короткого замыкания ( i _p )
• Симметричный ток отключения при коротком замыкании ( I _b ) при 0.02 с, 0,05 с, 0,1 с и 0,25 с
• Составляющая постоянного тока ( i _dc ) тока короткого замыкания во время отключения
• Установившийся ток короткого замыкания ( I _k )

Рисунок 1 : Отображение токов короткого замыкания

Вы можете просматривать токи в различных форматах, например, фазные токи для фаз A, B и C, или в симметричных компонентах: прямая последовательность, обратная последовательность, нулевая последовательность и значение 3I0 (в 3 раза больше тока нулевой последовательности).Соответствующие напряжения могут отображаться на шинах. Значения могут отображаться в виде величины, величины и угла, а также в действительных и мнимых величинах.

Рисунок 2 : Токи короткого замыкания, затухающие со временем

Методология

EasyPower использует эквивалентный источник напряжения в месте короткого замыкания, импеданс симметричных компонентов сети и коэффициент напряжения c, как описано в разделе 2.3 стандарта. Полные сопротивления короткого замыкания для электрооборудования изменяются с использованием поправочных коэффициентов импеданса, которые рассчитываются на основе раздела 3.Поправочные коэффициенты импеданса применяются для сети или электросети ( K _Q ), генераторов ( K _G ), блоков электростанций с переключателем ответвлений под нагрузкой ( K _S ), блоков электростанций без устройство РПН ( K _SO ), а также двух- и трехобмоточные трансформаторы ( K _T ). Сопротивления кабелей, линий передачи и шин для расчета максимального тока короткого замыкания основаны на температуре проводника при 20 ° C.Для минимальных токов короткого замыкания сопротивления основаны на расчетной температуре в конце состояния короткого замыкания. Отношения сопротивления к реактивному сопротивлению ( R / X ) для различного оборудования могут быть рассчитаны в соответствии с рекомендациями стандарта или введены пользователями в соответствии с данными производителя. При расчетах минимума короткого замыкания вклад двигателя исключен. Конденсаторы и невращающиеся нагрузки в расчет не включаются. Программа предназначена для устранения коротких замыканий в ячеистых сетях.

Коэффициенты напряжения (c)

Коэффициент напряжения c используется для масштабирования эквивалентного источника напряжения в расчетах с учетом изменений напряжения системы. Этот коэффициент также используется при вычислении поправочных коэффициентов импеданса. EasyPower использует следующие коэффициенты c по умолчанию для максимальных и минимальных условий короткого замыкания. Вы можете изменить эти значения по мере необходимости в опциях короткого замыкания.

Таблица 1 : Коэффициенты напряжения C по умолчанию

Поправочные коэффициенты импеданса

EasyPower применяет поправочные коэффициенты импеданса при расчете короткого замыкания в соответствии со стандартом IEC-60909-0.

Поправочные коэффициенты импеданса трансформатора

Поправочный коэффициент трансформатора K _T для двух обмоток с устройством РПН (LTC) или без него рассчитывается следующим образом в соответствии с уравнением (12a) раздела 3.3.3.

Где

Поправочные коэффициенты для трехобмоточных трансформаторов с LTC или без него рассчитываются по следующим уравнениям.

Поправочный коэффициент импеданса синхронного генератора

Поправочный коэффициент импеданса синхронного генератора K _G для генераторов без единичных трансформаторов рассчитывается следующим образом в разделе 3.6.1 уравнения (17) и (18).

Где

Поправочный коэффициент импеданса для блоков электростанции с переключателями ответвлений под нагрузкой

Скорректированный импеданс Z _S и поправочный коэффициент импеданса K _S для всех блоков электростанции с РПН рассчитываются следующим образом согласно уравнениям (21) и (22) раздела 3.7.1.

Где

Поправочный коэффициент импеданса для энергоблоков без переключателей ответвлений под нагрузкой

Скорректированный импеданс Z _SO и поправочный коэффициент импеданса K _SO для всего блока электростанции без устройства РПН рассчитываются следующим образом в разделе 3.7.2 уравнения (23) и (24).

Где

Начальный симметричный ток короткого замыкания (

I _k ^” )

Начальный симметричный ток рассчитывается согласно разделу 4.2. Это первый шаг к получению большинства значений. Субпереходные импедансы используются для вращающихся машин с поправочными коэффициентами импеданса. Как описано в методологии, решение получается с использованием эквивалентного источника напряжения в месте короткого замыкания, симметричных компонентов импеданса сети и коэффициента напряжения c.

Пиковые токи (

I _p )

EasyPower рассчитывает пиковые токи (i _p ) на основе раздела 4.3 стандарта IEC-60909-0. Следующие методы поддерживаются для ячеистых сетей согласно разделу 4.3.1.2:

1. Пиковый ток на основе метода (b) : В этом методе применяется множительный коэффициент 1,15 в качестве консервативного подхода, как предусмотрено в уравнении (58) стандарта.

Коэффициент 1,15 используется только тогда, когда отношение импеданса R / X любого вклада ветви к месту короткого замыкания равно или больше 0.3. Изделие 1.15 κ _(b) ограничено до 1,8 для низкого напряжения и 2,0 для высокого напряжения.

Описанный выше метод предназначен для трехфазного короткого замыкания. Для несимметричного короткого замыкания (линия на линию, линия на землю и двойная линия на землю) коэффициент κ вычисляется из отношения R / X трехфазного короткого замыкания в том же месте. Реализация соответствует разделам с 4.3.2 по 4.3.4 стандарта.

2. Пиковый ток на основе метода (c) : В этом методе используется расчет эквивалентной частоты ( f _c ) на основе отношения R / X.Согласно разделу 4.3.1.2 (c), отдельный расчет сети выполняется для всех индуктивных реактивных сопротивлений, уменьшенных до 40% от частоты системы (24 Гц для систем 60 Гц и 20 Гц для систем с 50 циклами). Кроме того, все синхронные машины используют сопротивление R _Gf вместо R _G в соответствии с разделом 3.6. Значения по умолчанию для R _Gf рассчитываются на основе напряжения, номинального значения МВА машины. Из эквивалентной сети R / X получается путем умножения коэффициента f _c на 0.4, как указано в уравнении (59a) стандарта. Затем этот R / X используется для вычисления коэффициента κ.

Описанный выше метод предназначен для трехфазного короткого замыкания. Для несимметричного короткого замыкания (линия на линию, фаза на землю и двойная линия на землю) EasyPower предоставляет возможность использовать коэффициент κ на основе несимметричного короткого замыкания, эквивалентного соотношению R / X или на основе соотношения трехфазное короткое замыкание в том же месте.Реализация соответствует разделам с 4.3.2 по 4.3.4 стандарта.

Симметричные токи отключения при коротком замыкании (

I _b )

Для вращающихся машин вклад тока в короткое замыкание со временем уменьшается. Токи отключения рассчитываются на 0,02 с, 0,05 с, 0,1 с и 0,25 с на основе раздела 4.5 с использованием подхода ячеистой сети. Коэффициент уменьшения тока µ применяется для увеличения реактивного сопротивления генераторов и двигателей, а дополнительный коэффициент уменьшения тока q используется для асинхронных двигателей с использованием уравнений (70) и (73) соответственно.µ устанавливается на 1, когда соотношение I « _кг / I _rG меньше 2.

Где,

Компонент постоянного тока (

i _{d c} )

Постоянная составляющая тока короткого замыкания во время отключения: Следуя разделу 4.4 и уравнению (64), постоянные токи рассчитываются из начального симметричного тока короткого замыкания и эквивалентной частоты на основе таблицы отношения R / X для ячеистой сети.

Установившийся ток короткого замыкания (

I _k )

Установившийся ток короткого замыкания ( I _k ) рассчитывается на основе раздела 4.6 для ячеистых сетей с использованием уравнений (84) и (85). Взносы на автомобили исключены. Для несбалансированных неисправностей используются уравнения (86), (87), (88) и (89).

Асимметричные токи

Асимметричные токи для начального и четырех интервалов времени отключения также рассчитываются для использования в согласовании защитных устройств. Асимметричные токи рассчитываются как среднеквадратическое значение симметричной и постоянной составляющих.

Асимметричные значения могут использоваться с защитными устройствами, которые реагируют на несимметричные токи.

Дистанционные токи и напряжения

Также рассчитываются токи, протекающие через источники, кабели, линии, трансформаторы и другое оборудование. Также указаны напряжения на удаленных шинах. Эти удаленные токи и напряжения полезны для настройки реле.

Результаты EasyPower по сравнению с примером в IEC 60909-4

В разделе 6 стандарта IEC 60909-4 приводится пример расчета в качестве эталонного теста для сравнения программных продуктов. Ниже приводится сравнение результатов.

Таблица 2 : Трехфазные токи короткого замыкания для начального симметричного действующего значения (I _k ^”) и пикового (I _p )

Таблица 3 : Трехфазные токи короткого замыкания для отключения (I _b при 0,1 с) и установившегося состояния (I _k )

Таблица 4 : Токи короткого замыкания между фазой и землей для начального симметричного действующего значения и пика

Расчет режима короткого замыкания

EasyPower сравнивает результаты короткого замыкания с характеристиками короткого замыкания защитного устройства и отображает результаты в текстовом отчете и на однолинейной схеме.Для высоковольтных выключателей пиковый ток сравнивается с включающей способностью, а ток отключения — с номинальной отключающей способностью. Номиналы предохранителей и автоматических выключателей низкого напряжения сравниваются с начальными токами. Выключатели используют пиковый ток для сравнения с включающей способностью. На основе отношения X / R при испытании, указанного в соответствующих стандартах IEC для оборудования, расчетные рабочие токи короткого замыкания корректируются, когда значение X / R короткого замыкания больше, чем при испытании X / R. Данные высоковольтного выключателя поступают с постоянной времени постоянного тока.Эти данные используются для расчета испытательного отношения X / R для автоматического выключателя. Библиотека EasyPower заполнена данными для автоматических выключателей, предохранителей и переключателей. Рейтинг короткого замыкания является частью библиотеки данных.

Рисунок 3 : Пример номинальных значений высоковольтного выключателя в библиотеке устройств

Рисунок 4 : Номинальные характеристики высоковольтного выключателя в файле проекта, загруженном из библиотеки

Комментарии и цвета текста в отчете о коротком замыкании оборудования указывают на проблемные области.Когда ток короткого замыкания превышает номинальные значения для устройства, результаты отображаются красным цветом, а вывод комментария — НАРУШЕНИЕ. EasyPower обеспечивает возможность отображения предупреждения, когда процент нагрузки при коротком замыкании выше заданного пользователем порога запаса прочности, но ниже уровня нарушения. Порог по умолчанию составляет -10% от рейтинга предупреждения.

Рисунок 5 : Результаты режима короткого замыкания отображаются на однолинейном чертеже

Таблица 5 : Отчет о работе оборудования короткого замыкания

Анализ чувствительности к напряжению

Короткое замыкание на любой шине приводит к падению напряжения на других соседних шинах в системе.Вы можете установить порог чувствительности к напряжению в опциях, так что любая шина с напряжением ниже этого значения будет выделена красным цветом в однолинейном представлении и показана в отчете о чувствительности к напряжению.

Рисунок 6 : Подсветка шин при напряжении ниже порогового значения

Рисунок 7 : Отчет о чувствительности к напряжению для шин с напряжением ниже порогового значения

Фазовый сдвиг трансформатора

Расчет короткого замыкания обеспечивает фазовый угол токов ответвления и напряжения на шинах на различном оборудовании.Отображаемые фазовые углы относятся к приложенному эквивалентному источнику напряжения, находящемуся под нулевым углом. Трансформаторы, имеющие разные конфигурации обмоток, такие как соединение треугольником с одной стороны и соединение звездой (звездой) с другой стороны, имеют заданный сдвиг фазовых углов токов и напряжений. Для удаленных шин и ответвлений через трансформаторы сдвиг фаз применяется соответственно при расчетах короткого замыкания.

Стандарт IEC 60076-1 определяет обозначение числа часов и их соответствующий сдвиг фазового угла для трансформаторов.EasyPower обеспечивает необходимый сдвиг фаз удаленных напряжений и токов для трансформаторов с номиналом IEC при анализе короткого замыкания IEC. Для трансформаторов с соединением обмоток треугольником и звездой (звезда) в базе данных поддерживаются обозначения часов 1,3,5,7,9 и 11. Они имеют фазовый сдвиг 330, 270, 210, 150, 90 и 30 градусов соответственно на основе стороны высокого напряжения, взятой в качестве опорной. Для трансформаторов с рейтингом ANSI применяется фиксированный фазовый сдвиг + 30 / -30 градусов.

Рисунок 8 : Смещение угла тока через трансформатор треугольник-звезда

Интеграция с защитным устройством Координация

Результаты короткого замыкания IEC 60909 объединены с инструментами координации защитных устройств в EasyPower.Поддерживаются следующие функции:

• Вид однолинейной диаграммы на графике ВСП для защитных устройств.
• Вы можете вызвать неисправность отдельной шины или всех шин на однолинейной схеме, чтобы просмотреть токи короткого замыкания на неисправных шинах. Вы также можете просмотреть токи удаленной ветви и напряжения удаленной шины.
• Ток короткого замыкания через любое защитное устройство можно использовать для ограничения кривой TCC устройства. Это отобразит кривую только до максимального тока, который будет видеть устройство.Для ограничения TCC вы можете выбрать один из значений: начальный, размыкающий и установившийся токи.
• Вы можете вставить отметки (стрелки) в график TCC, чтобы указать ток короткого замыкания через устройство. Вы можете отображать отметки короткого замыкания для начального, размыкающего и установившегося токов. Для тока отключения вы можете выбрать 0,02 с, 0,05 с, 0,1 с или 0,25 с.
• Для отсечения фаз TCC и меток EasyPower автоматически выбирает асимметричные токи для низковольтных автоматических выключателей, предохранителей и электромеханических реле.Симметричные токи применяются для реле с фильтром смещения постоянного тока. Для фазных токов используется максимальный ток трех фаз.
• Функции отключения заземления для выключателей или реле низкого напряжения используют симметричный ток земли (заземления). Это значение 3I0 (в 3 раза больше тока нулевой последовательности).
• Зональная селективная блокировка (ZSI) моделируется с использованием токов короткого замыкания IEC. В системе выключателей низкого напряжения с ZSI, когда ток через любой автоматический выключатель превышает кратковременное срабатывание, его сигнал ограничения отправляется на вышестоящие выключатели.Автоматические выключатели на входе не срабатывают мгновенно, тогда как автоматический выключатель на выходе срабатывает быстро, что обеспечивает выборочную координацию.

Рисунок 9 : Времятоковые характеристики, показывающие кривые устройства, обрезанные с правой стороны, и отметки короткого замыкания

Обзор

: Трехфазный АВР PDU Tripp Lite разрушает 5-киловаттный резервный силовой барьер

Любой, кто управлял схемой электропитания для центров обработки данных среднего размера в государственных и местных органах власти, знает, насколько сложной она может быть.

Самая большая проблема заключается в обеспечении резервных источников питания на случай возникновения чрезвычайной ситуации для устройств, в которых они отсутствуют. Это приводит к сложному процессу , требующему как минимум двух блоков распределения питания (PDU), подключенных к разным источникам питания с автоматическим переключателем (ATS) для управления опрокидыванием . Еще большее значение имеет усложнение: все кабели и вилки проложены между ними.

Доступные решения объединяют несколько источников питания в один PDU, управляемый специальной ATS. Но для типичных серверных стоек на 208 В эти решения ограничены мощностью 5 киловатт, что ограничивает их функциональность и количество сетевых устройств, которые они могут поддерживать. .

ATS с трехфазным мониторингом Tripp Lite PDU преодолевает этот предел, позволяя подключать больше серверов и других сетевых устройств к одному PDU, при этом сохраняя значительные преимущества использования нескольких источников питания и автоматического опрокидывания. Тестируемый мною ATS позволял максимальную мощность составлять 17,3 кВт , в то время как другие модели поддерживают 12.5 и 8,6 кВт для небольших установок . Я подключил Tripp Lite ATS к вертикально установленному блоку распределения питания , модель PDU3V20D354A, с 54 розетками .

Обеспечение государственных центров обработки данных без прерывания работы

Чтобы проверить это, я подключил два источника питания к АВР, электросеть и корпоративный источник бесперебойного питания (ИБП). Как только ATS контролировал оба источника, я подключил кабель питания к PDU. Наконец, я подключил пять серверов к розеткам на PDU.

ATS предоставляет большой объем информации через переднюю панель , включая доступную мощность, сетевое напряжение, частоту, токи, киловатты и коэффициент мощности. Он также регистрирует, когда срабатывает один из автоматических выключателей на PDU, и постоянно оценивает качество питания обоих входных источников, переключаясь по мере необходимости. Когда я отключил сетевое питание, переключение на резервный ИБП заняло миллисекунды. Событие не повлияло на работу работающих серверов.

Для устройств, работающих в государственных центрах обработки данных, резервное питание имеет решающее значение, и Tripp Lite с 3-фазным мониторингом ATS позволит ИТ-отделам предоставлять его более компактным и эффективным способом , который потребляет меньше энергии и генерирует меньше тепла, чем что-либо другое в свой класс.

Объединение мощности и интеллекта в одной модели

Согласно исследованию IHS Markit, рынок распределения электроэнергии вырастет на 5,6% в год по сравнению с годом. Увеличение показывает, что лица, принимающие решения во всех секторах, признают важность плана резервного питания. Еще один фактор, способствующий росту? Устройства продолжают становиться все более интеллектуальными, повышая их полезность, не ограничиваясь простым поддержанием работы при отключении электроэнергии.

Tripp Lite PDU360AT6G60 ATS также следует этой тенденции.Фактически, содержит столько интеллекта, сколько пользователи могут ожидать найти в настольном компьютере , все нацелено на предоставление максимально подробной информации о мощности.

Помимо передней информационной панели, PDU360AT6G60 также включает встроенный сетевой интерфейс Ethernet , который обеспечивает доступ к пользовательскому интерфейсу и экрану отчетов через веб-браузер, защищенную оболочку, Telnet или простой протокол управления сетью.

ИТ-отдел может настроить многоуровневую систему доступа, позволяет базовым пользователям входить в систему для просмотра обновлений статуса, но ничего не менять. .Доступ на уровне администратора позволяет полностью изменять конфигурацию.

Интерфейс также позволяет осуществлять удаленный мониторинг, включая обновление статуса на каждом из входов питания, что очень удобно, когда бокс находится в удаленном месте или в филиале. Предоставленная информация об источниках питания, подключенных к ATS, является чрезвычайно точной, с отклонением от до 1%. Это делает его подходящим для задач выставления счетов, чтобы пользователи могли видеть, сколько стоит обслуживание каждого источника питания для организации и почему.ИТ-отдел также может сравнить фактическое использование со счетом, чтобы ограничить случаи превышения платы.

Администраторы

могут реагировать на генерируемые системой предупреждения с помощью удаленного интерфейса, который предлагает почти полный контроль, за исключением физического отсоединения вилок от подключенного блока распределения питания. Хотя в моем тестовом образце его не было, дополнительный модуль ENVIROSENSE позволяет также удаленно контролировать температуру и влажность, что может оказаться полезным для нестандартных центров обработки данных или в областях, где охлаждение или влажность могут стать проблемой.

Tripp Lite PDU ATS с трехфазным мониторингом

Номинальное рабочее напряжение : 208 В (60 Гц)

Максимальные входные токи : 48A

Максимальная выходная мощность : 17,3 кВт

Размер для монтажа в стойку : 1U

Размеры : 26×16,9×1,7 дюйма

Вес : 26,81 фунта

Что такое нулевая фаза в электричестве. Что такое фаза ноль и земля и зачем они нужны. Определение фазы, нуля и земли по контрольной лампе

Вам не нужно углубляться в технические детали электрической схемы, чтобы понять основы электротехники.Достаточно знать способы передачи электрического тока, которые бывают однофазными или трехфазными. Трехфазная сеть — это когда электричество течет по трем проводам, и еще один должен вернуться обратно к источнику тока, которым может быть трансформатор, электросчетчик. Однофазная сеть — это когда электричество проходит по одному проводу и возвращается обратно к источнику питания по другому. Такая система называется электрической схемой, и ее основы лежат на уроках физики.

В электроэнергетике вырабатывается трехфазный электрический ток для передачи по электрической сети для снабжения электроэнергией жилых домов, предприятий и промышленности.Большинство домов и малых предприятий используют только однофазное электричество, но фабрики часто используют трехфазное питание для больших двигателей и других целей. Трансформаторы, которые подают трехфазное питание, имеют два разных метода подключения, которые называются треугольником и звездой. В зависимости от способа подключения существуют небольшие различия в напряжении.

Помните — электрическая цепь состоит из источника, потребителей, соединительных проводов и других элементов. В любом источнике тока «работают» положительно и отрицательно заряженные частицы.Они накапливаются на разных полюсах источника, один из которых становится положительным, а другой отрицательным. Если полюса источника соединены, возникает электрический ток. Под действием электростатической силы частицы приобретают движение только в одном направлении.

Проверить трехфазное напряжение довольно просто. Переведите выключатель двигателя в положение выключения. Выверните винты, крепящие крышку к переключателю, и снимите крышку. Если мультиметр не является автоматическим мультиметром, выберите диапазон напряжения выше, чем напряжение, которое вы планируете проверить.Посмотрите в блок выключателя двигателя. Вы увидите один набор из трех проводов и один набор из трех проводов.

Функции поиска и устранения неисправностей

Показания напряжения должны быть одинаковыми для каждого теста. Переведите рычаг переключателя в положение «Вкл.». При любом испытании напряжение не должно изменяться более чем на несколько вольт. Однофазное напряжение составляет половину испытанного напряжения между парами линий. Трехфазный ток от реверсивного преобразователя фаз может иметь одну фазу с напряжением, отличным от двух других.Это напряжение также будет варьироваться в зависимости от условий нагрузки, например, при работающем двигателе.

Сначала рассмотрим пример однофазной сети: квартира, в которой электричество подается на чайник, микроволновую печь, стиральную машину по одному проводу, а обратно к источнику питания по другому проводу. Если такую ​​цепь разомкнуть, то электричества не будет. Провод, по которому подается ток, называется фазой или фазой, а провод, по которому ток возвращается, называется нулевым или нулевым.

Помните, что вы делаете в любое время. При испытании электрическим током вы подвергаетесь воздействию потенциально опасных для жизни напряжений и токов. Обращайте внимание на то, что вы делаете, и не позволяйте другим отвлекать вас. Выключатель остановки двигателя на некоторых двигателях также является выключателем «стоп-старт». Обратите внимание, что при переводе выключателя двигателя в положение ВКЛ. Двигатель запускается в этом случае.

Фильтры могут иметь три типа фазовых характеристик: нулевая фаза, линейная фаза и нелинейная фаза. Пример каждого из них показан на рисунке 19. Как показано на рисунке, фильтр нулевой фазы имеет импульсную характеристику, симметричную относительно нулевой точки.Фактическая форма не имеет значения, только то, что образцы с отрицательными номерами являются зеркальным отображением образцов с положительными номерами. Когда преобразование Фурье берется из этого симметричного сигнала, фаза будет полностью равна нулю, как показано на рисунке.

Если сеть трехфазная, электричество будет проходить по трем проводам и возвращаться по одному. Трехфазные сети чаще встречаются в домах загородного типа. Если в такой сети разомкнуть один провод, то в других фазах останется ток.

То есть фаза в электрике — это провод, по которому подается ток от источника питания, а ноль — это провод, по которому ток возвращается к источнику питания. Если ток не обеспечен постоянной цепью — произошли аварии на линии, произошел обрыв проводов, то приборы могут просто перестать работать или сгореть от перенапряжения в электрической сети … В электротехнике это явление называется «фазовый дисбаланс». При обрыве нуля напряжение может измениться как в наибольшую, так и в наименьшую сторону.

Недостатком фильтра с нулевой фазой является то, что он требует отрицательных индексов, с которыми может быть неудобно работать. Линейный фазовый фильтр — лучший вариант. Импульсная характеристика идентична показанной, за исключением того, что она сдвинута для использования только отсчетов с положительными номерами. Импульсный отклик остается симметричным между левым и правым; однако положение симметрии смещено от нуля. Наклон этой линии прямо пропорционален величине сдвига.

Зачем нужна обнуление

Поскольку сдвиг импульсной характеристики ничего не дает, кроме идентичного сдвига выходного сигнала, линейный фазовый фильтр для большинства целей эквивалентен фильтру нулевой фазы.На рисунке показан импульсный отклик, который не является симметричным между левым и правым. Соответственно фаза не прямая. Другими словами, он имеет нелинейную фазу. Не путайте термины нелинейная и линейная фаза с концепцией линейности системы, обсуждаемой в этой главе. Хотя в обоих словах используется линейность, они не связаны между собой.

В наше время, когда практически любое здание оборудовано хотя бы простейшей электропроводкой, профессия электрика пользуется большим спросом, поэтому на получение этой профессии настроены все больше и больше соискателей.

Образование

Минимальное базовое образование для начала обучения на электрика — это неполное среднее образование. Это означает, что для того, чтобы начать изучать эту профессию, необходимо окончить не менее 9 классов средней школы. Найти специальность «электрик» можно в техникуме, профессиональном техникуме или колледже практически любого города России областного значения. Также существуют специальные учебные центры, в которых готовят специалистов в этой области.

Личные качества

Несмотря на кажущуюся доступность этой профессии, стать хорошим электриком не так-то просто.Вы должны обладать техническим складом ума, уметь работать руками и мыслить логически. Также из-за высокого риска получения травмы на работе потенциальный электрик должен соблюдать осторожность и иметь возможность хорошо сконцентрироваться во время работы.

Группы электробезопасности и разряды

По окончании курса обучения по специальности «Электрик» студент, в зависимости от содержания курса и результатов итогового экзамена, получает либо вторую, либо третью квалификационную категорию.Всего у электриков шесть категорий, есть еще пять так называемых групп допусков (групп электробезопасности). Не путайте разряд электрика с группой допуска электрика. Разряд показывает квалификацию электрика, сколько трудных работ в своей области он способен выполнить. Группа допуска, в свою очередь, указывает на уровень опасности, с которой может справиться рабочий. Чем выше категория и группа приема у электрика, тем он востребован и тем выше зарплата, которую может ему предложить работодатель.

Аттестат электрика

По результатам итоговых испытаний электрику выдается специальный аттестат электрика, в котором указывается присвоенная ему группа электробезопасности, а также оценка его квалификации по пятибалльной шкале. Квалификацию электрика необходимо подтверждать каждые пять лет, кроме того, возможно проведение внеочередной проверки квалификации, например, с целью повышения категории и (или) группы электробезопасности.Следует отметить, что электрик с группой допуска 2-5 при проведении работ, соответствующих данному диапазону групп, должен иметь при себе сертификат.

Зачем кому нужна линейная фаза или нет? Цифры и показывают ответ. Это импульсные характеристики каждого из трех фильтров. Импульсная характеристика — это не что иное, как положительная переходная характеристика, за которой следует отрицательная переходная характеристика. Здесь используется импульсная характеристика, поскольку она показывает, что происходит с нарастающим и спадающим фронтами сигнала.Вот важная часть: нулевой и линейный фазовые фильтры имеют левый и правый края, которые выглядят одинаково, в то время как нелинейные фазовые фильтры имеют левый и правый края, которые выглядят по-разному.

Во-первых, проверьте, есть ли у вас все необходимое, чтобы повесить люстру … Во-первых, у вас должна быть стремянка или другая стабильная опора. Кроме того, вам понадобятся инструменты: плоскогубцы, кусачки, отвертка с индикатором напряжения, отвертка с узким наконечником и монтажные зажимы (так называемые лягушки).Не забудьте также убедиться, что комната достаточно хорошо освещена, так как вы не сможете использовать осветительные приборы во время работы. Очень желательно перед началом работы запастись фонариком.

Многие приложения не могут переносить левый и правый края, которые выглядят по-разному. Одним из примеров является дисплей осциллографа, где эта разница может быть неверно интерпретирована как индикация измеряемого сигнала. Другой пример — обработка видео. Это связано с тем, что импульсная характеристика напрямую задается в процессе проектирования.Создание ядра фильтра имеет симметрию слева и справа — это все, что нужно. Импульсная характеристика рекурсивного фильтра не симметрична между левым и правым, и поэтому имеет нелинейную фазу.

Подобные электронные схемы имеют одинаковую проблему с фазовой характеристикой. Представьте себе цепь с резисторами и конденсаторами, стоящими на вашем столе. Если вход всегда равен нулю, выход всегда будет также равен нулю. Когда на вход подается импульс, конденсаторы быстро заряжаются до некоторого значения, а затем начинают экспоненциально спадать через резисторы.Импульсная характеристика представляет собой комбинацию этих различных воздействий распада. Импульсный отклик не может быть симметричным, потому что выходной сигнал был равен нулю до импульса, и экспоненциальный спад больше никогда не достигнет нуля.

Люстры обычно вешают на подготовленный крючок. Его необходимо аккуратно обернуть изолентой или другим непроводящим материалом. Изоленту желательно наклеивать минимум в два слоя — чтобы исключить непокрытую поверхность. Обязательно ознакомьтесь с инструкцией к вашему осветительному устройству и убедитесь, что его использование не требует обязательного заземления.В противном случае его нужно будет заземлить.

Разработчики аналоговых фильтров решают эту проблему с помощью фильтра Бесселя, представленного в этой главе. Фильтр Бесселя спроектирован так, чтобы быть максимально линейным; однако он намного ниже характеристик цифровых фильтров. Возможность обеспечить точную линейную фазу — явное преимущество цифровых фильтров.

К счастью, есть простой способ изменить рекурсивные фильтры для достижения нулевой фазы. На рис. 19-8 показан пример того, как это работает.Входной сигнал для фильтрации показан на рисунке. На рисунке показан сигнал после фильтрации однополюсным фильтром нижних частот. Поскольку это нелинейный фазовый фильтр, левый и правый края не выглядят одинаково; они являются перевернутыми версиями друг друга. Как описано выше, этот рекурсивный фильтр реализуется, начиная с шаблона 0 и воздействуя на шаблон 150, оценивая каждый шаблон на этом пути.

Теперь следует начать обесточивание комнаты. Для этого на электросчетчике выключите автоматический выключатель, а индикаторной отверткой проверьте отсутствие напряжения в сети.На потолке должно быть три конца провода (два конца — «фаза», а один конец — «ноль»). В дальнейшем «нулевой» наконечник будет направлен на распределительную коробку, а «фазные» — на выключатель. Все три конца зачищены (не менее 3–4 мм проводов) и разводятся так, чтобы они не соприкасались.

Предположим теперь, что вместо перехода от шаблона 0 к шаблону 150 мы начинаем с шаблона 150 и переходим к шаблону. Другими словами, каждая выборка в выходном сигнале вычисляется из входных и выходных выборок справа от обрабатываемой выборки.Это означает, что уравнение рекурсии 19-1 изменится на.

На рисунке показан результат этой обратной фильтрации. Сама по себе обратная фильтрация бесполезна; у отфильтрованного сигнала все еще есть разные левый и правый края. Волшебство случается, когда есть комбинация прямой и обратной фильтрации. На рисунке показаны результаты прямой и обратной фильтрации. Это создает рекурсивный фильтр с нулевой фазой. Фактически, любой рекурсивный фильтр можно преобразовать в нулевую фазу с помощью этой технологии двунаправленной фильтрации.

Теперь нам нужно определить, какие из концовок являются «фазовыми», а какие — «нулевыми». Для этого переводим автоматический выключатель во включенное положение и проверяем концы проводов индикаторной отверткой. На тех проводах, где будет «фаза» загорится лампочка, на «нуле» — нет. Желательно промаркировать провода, чтобы потом их не перепутать. Следует отметить, что современные провода не нужно проверять на фазировку: они имеют обязательную маркировку. Провода с «фазой» помечены черно-коричневым цветом, а «ноль» — синим.

Непосредственно о таинственной фазе и нуле

Единственным недостатком такой улучшенной производительности являются два фактора: время выполнения и сложность программы. Как найти импульсную и частотную характеристику обычного фильтра? Величина АЧХ одинакова для каждого направления, а фазы противоположны по знаку. Когда два направления объединяются, величина становится квадратной, а фаза обращается к нулю. Во временной области это соответствует свертке исходной импульсной характеристики с наиболее инвертированной версией слева направо.

Такая же маркировка есть на проводах люстры. В противном случае фаза проводов проверяется следующим образом. Два провода подключаются к розетке. Часть лампочек должна загореться, пометьте провода, которые в этот момент были подключены к сети. Теперь меняем один из проводов на третий. Если загорается вторая часть лампочек, первый провод — «ноль», а второй и третий (поменявшие местами) — «фаза». Если

Например, импульсная характеристика однополюсного фильтра нижних частот является односторонней экспоненциальной.Импульсная характеристика соответствующего двунаправленного фильтра представляет собой одностороннюю экспоненту, которая убывает вправо, сложенная с односторонней экспонентой, которая убывает влево. Посредством математики выясняется, что это двусторонняя экспонента, которая затухает как слева, так и справа, с той же постоянной затухания, что и исходный фильтр.

Некоторые приложения имеют только часть сигнала на компьютере в определенное время, например, системы, которые постоянно меняют входные и выходные данные. В этих случаях можно использовать двунаправленную фильтрацию, комбинируя ее с методом перекрытия-добавления, описанным в предыдущей главе.Когда вы задаетесь вопросом, как долго длится импульсный отклик, не говорите «бесконечно». Если вы это сделаете, вам нужно направить каждый сегмент сигнала с бесконечным количеством нулей. Помните, что импульсная характеристика может быть усечена, когда она спадает ниже округленного уровня шума, то есть от 15 до 20 постоянных времени.

фаза электрическая

Начнем с основ.
Предположим, на электростанции вращается магнит (например, обычный, а на самом деле — электромагнит), называемый «ротором», а вокруг него на «статоре» закреплены три катушки (размазанные по статор).

Этот магнит вращает, скажем, поток воды на ГЭС.



Поскольку в этом случае магнитный поток, проходящий через катушки, изменяется, в катушках создается напряжение.
Каждая из трех катушек представляет собой отдельную цепь, и в каждой из этих трех цепей появляется одно и то же напряжение, смещенное на треть круга относительно друг друга.
Получается «трехфазный генератор».

Можно было бы просто взять два провода от одной такой катушки и вывести их в дом, а затем запитать от них чайник.
Но можно сделать и экономичнее: зачем тащить два провода, если можно просто заземлить один конец катушки прямо там, а с другого провести провод в дом.
Назовем этот провод «фазным».
В доме подключите этот провод к одному контакту вилки чайника, а другой контакт вилки к заземлению.
Получаем столько же электричества.

Теперь, когда у нас есть три катушки, давайте сделаем это: (например) соединим вместе левые концы катушек прямо здесь и затем заземлим их.
А оставшиеся три провода потянем к потребителю.
Получается, что мы тянем к потребителю три «фазы».
Итак, мы получили «трехфазный ток».
Точнее генератор «трехфазного тока».
Это «трехфазное» напряжение идет по проводам ЛЭП до нашего двора, на дворовую подстанцию ​​(есть такой дом, рядом с детской площадкой).

«Трехфазный ток» изобрел Никола Тесла.
Передача электроэнергии по трехфазному току, некоторые говорят, что это более экономично (не знаю как), и там также говорят, что она имеет другие преимущества перед обычным током для промышленных приложений.
Например, все вращающееся оборудование на фабриках — там машины, двигатели, насосы и так далее — созданы специально для трехфазного тока, поскольку на трехфазном токе гораздо проще построить вращающуюся хрень: вам просто нужно подключите эти три фазы к трем катушкам по кругу таким же образом, а в центр вставьте металлический стержень с рамкой — и он закрутится сам, как только потечет ток.
Этот агрегат называется «трехфазным двигателем».
Поскольку изначально электричеством занимались фабрики (в то время в домах не было компьютеров, холодильников и люстр), то исторически все исходит в первую очередь из промышленности.
Следовательно, видимо, ток от электростанции в ЛЭП всегда заводится по трехфазному, с напряжением между фазами 35 киловольт (а ток около трехсот ампер).

Такое высокое напряжение необходимо, потому что нужна большая сила тока: ведь весь город ест энергию.
Большая сила тока может быть получена либо за счет увеличения силы тока, либо за счет увеличения напряжения.
В этом случае, чем больше ток, тем больше энергии тратится на преодоление сопротивления проводов (потерянная энергия равна силе тока в квадрате, умноженной на сопротивление проводов).
Следовательно, экономически целесообразно увеличивать мощность передаваемого тока за счет увеличения напряжения.
Потребитель потребляет электроэнергию из розетки (ток, умноженный на напряжение), а не из чего-то отдельного, поэтому ему все равно, как эта мощность попадет в его дом.

Кстати, интересный момент: у нас обычно нет контроля над силой тока в линии электропередачи: сила тока является мерой того, насколько сильно ток течет по проводам.
Это можно сравнить с силой тока холодной воды по трубам: если в ванных комнатах будут открыты все краны, то сила потока воды будет очень большой, а если, наоборот, все их краны закрыты, то вода по трубам вообще не потечет, и мы не сможем справиться с этой силой тока.
Но напряжение совершенно не имеет значения, потребляет кто-то ток или нет — это полностью в наших силах, и только мы можем им управлять.

Следовательно, в ЛЭП за основу берется именно текущее напряжение, и именно с ним работают: перед передачей тока по проводам избыточный ток, генерируемый электрогенератором, перегоняется в напряжение, а когда ток поступает на «подстанцию» во дворе вашего дома, наоборот, избыточное напряжение перегоняется обратно до силы тока, так как весь путь был успешно пройден током с минимальными потерями.

Непосредственно закачать весь ток в напряжение не получится, потому что при гигантских напряжениях в проводах возникают свои сложности (может пробить изоляцию например, или поджарить человека, проходящего под проводом, или что-то еще).
Кстати, забавный ролик про короткое замыкание в ЛЭП:



А теперь подробнее рассмотрим «трехфазный ток».
Это три провода, по которым протекает один и тот же ток, но со сдвигом на 120 градусов (одна треть окружности) относительно друг друга.
Какое напряжение у этого тока?
Напряжение всегда измеряется между чем-то и чем-то.
Трехфазное напряжение — это напряжение между двумя его фазами («линейное» напряжение).
Там, где мы соединили все три фазы вместе в одной точке (это называется звездой), мы получили «нейтраль» (G на рисунке).
В нем, как несложно догадаться (или рассчитать по формулам тригонометрии), напряжение равно нулю.

А пока попробуем подключить генератор к нагрузке рядом с ним.
Если все три выходящие из генератора линии через сопротивления соединить со второй «нейтралью» (точка G), то мы получим так называемый «нейтральный провод» (от G к M).



Зачем нам нейтральный провод?
Дома можно было бы просто подключить одну из фаз к одному штырю вилки, а второй штырь штепсельной вилки заземлить, и чайник закипел.
В общем, насколько я понимаю, так и делают в старых советских домах: в квартирах только фаза и земля.
В новых домах в квартирах уже включены три провода: фаза, земля и этот «ноль».
Это европейский стандарт.
И правильно подключить именно фазу к нулю, а землю вообще оставить в покое, отдав ей лишь роль защиты от поражения электрическим током («заземление»).
Потому что, если все тоже пошлют ток на землю, то само заземление станет опасным — это будет абсурд.
Еще несколько мыслей о том, зачем нужны все три провода, в конце статьи, можете сразу пролистать и прочитать.

Теперь попробуем рассчитать напряжение между фазой и «нейтралью».
Вот еще ссылка с расчетами.
Пусть напряжение между каждой фазой и «нейтралью» будет U.
Тогда напряжение между двумя фазами будет:
U sin (a) — U sin (a + 120) = 2 U sin ((- 120) / 2 ) cos ((2a + 120) / 2) = -√ 3 U cos (a + 60).
То есть, напряжение между двумя фазами в √ 3 раза больше напряжения между фазой и «нейтралью».
Поскольку наш трехфазный ток на подстанции имеет напряжение между фазами 380 вольт, напряжение между фазой и нулем равно 220 вольт.
Для этого нужен «ноль» — чтобы всегда, при любых условиях, при любых нагрузках в сети было напряжение 220 Вольт — ни больше, ни меньше.
Если бы не нейтральный провод, то при разной нагрузке на каждой из фаз был бы «перекос» (подробнее об этом ближе к концу статьи), и кто-то мог бы что-нибудь сжечь.

Еще один момент: выше мы рассмотрели введение нейтрали на генераторе.
А где взять нейтраль на дворовой подстанции?
На подстанции во дворе трехфазное напряжение снижается (трехфазным) трансформатором до 380 В на каждой фазе.
Это будет похоже на генератор: тоже три катушки, как на картинке.
Значит, их тоже можно соединить между собой и получить «нейтраль» на подстанции. А от нейтрали — «нейтральный провод».
Таким образом, «фаза», «ноль» и «земля» покидают подстанцию, идут к каждому подъезду (наверное, своя фаза к каждому входу), к каждой лестнице, к электрораспределительным щитам.

Итак, у нас есть все три провода, выходящие из подстанции: «фаза», «ноль» («нейтраль») и «земля».
«фаза» — это любая из трехфазных фаз тока (уже уменьшенная до 380 вольт).
«ноль» — провод от (заземленный — воткнутый в землю — на подстанции) «нейтраль».
«земля» — это провод от земли (скажем, припаянный к длинной трубе с очень низким сопротивлением, проложенной глубоко в земле).

В подъездах получается следующая планировка (при условии, что подъезд = квартира):



На подстанции фазы с левой стороны все соединены и заземлены, образуя ноль, а в конечных точках — в конце подъезда, после того, как пройдут все квартиры — они вообще нигде не связаны.
Потому что, если бы в конце каждая фаза была бы замкнута на «ноль», то ток прошел бы по этому пути наименьшего (нулевого) сопротивления и вообще не попадал бы в квартиры (под нагрузкой).
В противном случае ему придется пройтись по квартирам.
И он будет разделен по правилу параллельного тока: напряжение пойдет на каждую квартиру одинаковое, а ток будет тем больше, чем больше нагрузка.
То есть ток пойдет в каждую квартиру «по его потребностям» (и пройдет через счетчик, который все это посчитает).
Но для того, чтобы ток был постоянным при включении и выключении новых потребителей, необходимо, чтобы ток в общем проводе сам каждый раз подстраивался под подключенную нагрузку.

Что делать, если все включают обогреватели зимним вечером?
Ток в ЛЭП может превышать допустимые пределы, и либо провода могут загореться, либо сгорит электростанция (что было несколько раз в Москве, но летом).

Есть еще вопрос: зачем тянуть в дом все три провода, если можно было протянуть только два — фазу и ноль или фазу и землю?

Фазу и землю тянуть нельзя (в общем случае).
Это то, что мы вычислили выше, что напряжение между фазой и нулем всегда составляет 220 вольт.
Но чему равно напряжение между фазой и землей — это не факт.
Если бы нагрузка на всех трех фазах была всегда одинаковой (см. Диаграмму «звезда»), то напряжение между фазой и землей всегда было бы 220 Вольт (такое совпадение).
Если на одной из фаз нагрузка значительно больше, чем на других фазах (скажем, кто-то включает суперсварщик), то будет «дисбаланс фаз», а на слабо нагруженных фазах напряжение относительно земли может подскочить до 380 Вольт…
Естественно, оборудование (без «предохранителей») в этом случае горит, и незащищенные провода тоже, что может привести к возгоранию.
Точно такой же дисбаланс фаз произойдет, если «нулевой» провод обрывается или перегорает на подстанции.
Следовательно, в домашней сети нужен ноль.

Тогда зачем нам в доме «заземляющий» провод?
Для того, чтобы «заземлить» корпуса электроприборов (компьютеров, чайников, стиральных и посудомоечных машин), чтобы не допустить поражения электрическим током.
Устройства тоже иногда ломаются.
Что будет, если где-то внутри устройства фазовый провод упадет на корпус устройства?
Если вы заранее заземлили корпус устройства, то возникнет «ток утечки» (ток в основном проводе фаза-ноль упадет, потому что почти все электричество устремится по пути меньшего сопротивления — почти прямым короткое замыкание фазы на ноль).
Этот ток утечки будет обнаружен устройством остаточного тока (УЗО), и оно откроет цепь.
УЗО контролирует ток, поступающий в квартиру (фазу) и ток, выходящий из квартиры (ноль), и размыкает цепь, если эти токи не равны.
Если эти токи разные, значит, где-то «течет»: где-то фаза имеет какой-то контакт с землей.
Если эта разница резко подскакивает, то где-то в квартире фаза замкнулась на массу.
Если бы в щите не было УЗО, и упомянутый выше фазный провод внутри корпуса, скажем, компьютера, упал бы и приблизился к корпусу компьютера, и лежал бы так себе, а затем через пару дней , человек стоял рядом и разговаривал по телефону, опираясь одной рукой на корпус компьютера, а другой — на радиатор, а затем гадал, что станет с этим человеком.
Значит «земля» тоже нужна.

Следовательно, нужны все три провода: «фаза», «ноль» и «земля».

В квартире каждая розетка имеет свои три провода «фаза», «ноль», «земля».
Например, вот эти три провода выходят из приборной панели на лестничной площадке (вместе с ними еще телефон, витая пара для интернета и какое-то кабельное телевидение) и идут в квартиру.
В квартире есть внутренний щит на стене.
Там на каждую «точку доступа» к электричеству стоит «автомат».
У каждой машины свои, отдельные, три провода, уже идущие к «точке доступа»: три к плите, три к посудомоечной машине, три к розеткам в холле и свету в люстре и т. Д.
Каждая «машина» — это изготавливаются на заводе на определенную максимальную силу тока.
Поэтому «вырубается», если на «точку доступа» слишком сильно нагружать (например, в розетках в холле включили слишком много мощных штучек).
Также автомат «отключится» при «коротком замыкании» (замыкание фазы на ноль), что убережет вашу квартиру от пожара.
Это вас не спасет (слишком медленно). Только УЗО вас спасет.

Напоследок просто так напишу немного про «трансформер» (читать не обязательно).

Я несколько раз пытался понять, как это работает, но так и не понял …

Ток в цепи всегда подстраивается под подключенную нагрузку.

Если мы не будем отводить ток оттуда, то входная катушка будет сама по себе, и она создает магнитный поток, который, в свою очередь, создает «напряжение сопротивления» (это называется «ЭДС самоиндукции»), равное напряжение во входной цепи и доведение его до нуля…
Это «естественное» свойство катушки («индуктивность») — она ​​всегда сопротивляется любому изменению напряжения.
А по подключенному участку входной цепи тока практически нет (этот участок отведен от ЛЭП параллельно, так что если в нем пропадет ток, то ток есть у всех остальных), да и практически нет потери на этом «холостом» трансформаторе.

Будет потеряно лишь небольшое количество энергии, включая энергию, потраченную на «гистерезис» сердечника и на нагрев сердечника вихревыми токами (поэтому особенно мощные трансформаторы погружаются в масло для постоянного охлаждения).

Магнитный поток, распространяющийся по сердечнику внутри выходной катушки, создает в нем напряжение, которое может вызвать протекание тока, но поскольку в этом случае мы ничего не подключали к выходной цепи, тока там не будет .

Если мы начинаем выводить ток — мы замыкаем выходную цепь — тогда через выходную катушку начинает течь ток, и он также начинает создавать собственное магнитное поле в сердечнике, противоположное магнитному полю, создаваемому вводной катушкой. Из-за этого ЭДС самоиндукции входной катушки уменьшается и больше не компенсирует напряжение во входной цепи, и через входную цепь начинает течь ток.Ток увеличивается до тех пор, пока магнитный поток «не станет прежним». Как это — я хз, в Википедии написано, но я сам так и не понял, как работает этот трансформер.

Следовательно, получается, что ток на выходе трансформатора регулируется сам: если нет нагрузки, значит, нет и тока, протекающего там; если есть нагрузка, то ток течет в соответствии с нагрузкой.
А если мы смотрим телевизор, а потом соседи включают пылесос, то у нас обоих ничего не «вырубается», так как сила тока сразу подстраивается под нас — потребителей электроэнергии.

Каждый сегмент должен быть дополнен нулями слева и справа, чтобы обеспечить расширение во время двунаправленной фильтрации. Прежде чем приступить к правильной эксплуатации, необходимо знать состояние системы во время сбоев. Знание статуса электрических неисправностей требуется для того, чтобы найти соответствующие различные реле защиты в разных местах энергосистемы. Информация о значениях максимального и минимального токов короткого замыкания с этими погрешностями по величине и соотношению фаз для токов в различных частях энергосистемы должна быть собрана для правильного применения системы в этих различных частях электрической системы.

Анализ привода трехфазного инверторного двигателя

Измерения и анализ в трехфазных энергосистемах по своей сути более сложны, чем в однофазных системах. Хотя осциллографы могут захватывать формы сигналов напряжения и тока с высокой частотой дискретизации, необходимы дальнейшие вычисления для получения ключевых измерений мощности на основе данных. Трехфазное решение на основе осциллографа позволяет захватывать трехфазные формы сигналов напряжения и тока с более высокой частотой дискретизации, большей длиной записи с использованием режима сбора данных HiRes, который достигает 16 бит, и с поддержкой автоматических измерений для получения ключевых результатов тестирования мощности.Преобразователи мощности, основанные на широтно-импульсной модуляции (ШИМ), такие как приводы двигателей с регулируемой частотой, могут усложнять измерения, поскольку очень важно извлекать точные переходы через ноль для сигналов ШИМ, что делает осциллограф рекомендуемым инструментом для проверки и устранения неисправностей. конструкторы двигателей. Специальное программное обеспечение, разработанное для автоматизации анализа мощности инверторов, двигателей и приводов, значительно упрощает важные измерения трехфазной мощности в системах ШИМ и может помочь инженерам быстрее получить представление о своих конструкциях.Решение Inverter Motor Drive Analysis (IMDA) от Tektronix помогает инженерам проектировать более эффективные и эффективные системы привода трехфазных двигателей, в полной мере используя расширенный пользовательский интерфейс, шесть или восемь аналоговых входных каналов и режим высокого разрешения (16 бит ) на MSO серии 5/6 серии B. Решение IMDA обеспечивает быстрые, точные и воспроизводимые результаты электрических измерений промышленных двигателей и приводных систем для асинхронных двигателей переменного тока, синхронных двигателей с постоянными магнитами (PMSM) и бесщеточных двигателей постоянного тока (BLDC).Его можно настроить для измерения преобразователей постоянного тока в трехфазный переменный ток, например, используемых в электромобилях.

Основные характеристики и характеристики

• Точный анализ трехфазных сигналов ШИМ, используемых для управления асинхронными двигателями переменного тока, двигателями BLDC и PMSM.
• Уникальные векторные диаграммы на основе осциллографа показывают V _RMS , I _RMS , V _MAG , I _MAG , а также фазовые соотношения для настроенных пар проводов.
• Отладка конструкции моторного привода путем просмотра входного / выходного напряжения и сигналов тока привода во временной области одновременно с векторной диаграммой.
• Функция трехфазной автонастройки настраивает осциллограф на оптимальные параметры по горизонтали, вертикали, запуску и захвату для трехфазных сигналов.
• Измеряет трехфазные гармоники в соответствии с IEC-61000-3-2, IEEE-519 или пользовательскими пределами.
• Измеряет эффективность системы на основе выбранных конфигураций проводки.
• Быстро добавляйте и настраивайте измерения с помощью интуитивно понятного интерфейса перетаскивания на MSO 5 Series / 6 Series B.
• Проанализируйте трехфазные схемы инверторов и автомобилей для конфигурации проводки входа постоянного и переменного тока.
• Отображает форму волны квалификатора фронта, отфильтрованной ШИМ, во время анализа.
• Отображает результаты теста в режиме записи или цикла во время анализа конкретных измерений.
• Поддерживает графики тенденций по времени и сбора данных для конкретных измерений.
• Поддерживает математическое преобразование линии-линии в линию-нейтраль для конкретной проводки.
• Поддерживает измерения DQ0 с помощью векторного графика.
• Поддерживает механические измерения с использованием сигналов датчика Холла.

Обзор измерений

Трехфазные преобразователи мощности, такие как частотно-регулируемые приводы, требуют проведения ряда измерений в процессе проектирования. Пакет анализа инверторов, двигателей и приводов для MSO серии 5/6 серии B автоматизирует ключевые электрические измерения, которые сгруппированы в группу «Электрический анализ». Измерения можно настроить для измерения конфигурации входной или выходной проводки.

Измерения IMDA в группе электрического анализа

Измерения могут быть настроены для измерения 1V1I (1-фазный-2-проводный), 2V2I (1-фазный-3-проводный), 2V2I (3-фазный-3-проводный), 1V1I (1-фазный, 2-проводной, постоянный ток) или 3V3I (3-фазный-3-проводный) и 3P4W (3-фазный-4-проводный) для поддержки различных конфигураций питания и двигателей.Измерения могут выполняться между фазами или между фазами и нейтралью для поддержки конфигураций треугольником, звездой или звездой.

Настройка измерений для конфигурации входной разводки

Гармоники

Формы сигналов мощности редко бывают синусоидами из учебника. Измерения гармоник разбивают несинусоидальные формы волны напряжения или тока на их синусоидальные составляющие, указывая частоту и амплитуду для каждой составляющей.

Анализ гармоник может быть выполнен до порядка 200 ^th гармоник.Максимальный порядок гармоник можно установить в соответствии с вашими потребностями, указав диапазон в конфигурации измерения. THD-F, THD-R и основные значения измеряются для каждой фазы. Измерения можно оценивать в соответствии со стандартами IEEE-519 или IEC 61000-3-2 или пользовательскими ограничениями. Результаты тестирования могут быть записаны в подробный отчет с указанием статуса пройден / не пройден.

Сравните измерения гармоник с отраслевыми стандартами или пользовательскими ограничениями

Примерный график гармоник показывает пройденные результаты тестирования гармоник.Каждый набор полосок содержит результаты для фаз A, B и C для облегчения корреляции.

График гармоник показывает результаты тестирования для всех трех фаз, сгруппированных вместе, чтобы пользователь мог соотнести результаты теста между фазами. График также показывает результаты теста визуально. Полосы гармоник выделяются зеленым цветом во время прохождения теста и подсвечиваются красным цветом, когда они превышают пределы теста. Это дает быстрое понимание при отладке дизайна гармоник.

Качество электроэнергии

Это измерение обеспечивает под-измерения критической трехфазной мощности, включая: частоту и среднеквадратичные значения напряжения и тока, пик-факторы напряжения и тока, частоту ШИМ и фазовый угол для каждой фазы.Он также отображает сумму истинной мощности, суммы реактивной мощности, суммы составляющих полной мощности.

Кроме того, в конфигурации «линия-нейтраль» это измерение отображает компоненты истинной мощности, реактивной мощности и полной мощности для всех трех фаз.

Векторы напряжения и тока можно отобразить на векторной диаграмме, чтобы вы могли быстро оценить фазовый сдвиг для каждой фазы и баланс между фазами. Каждый вектор представлен среднеквадратичным значением, а фаза вычисляется с использованием метода дискретного преобразования Фурье (ДПФ).

Простая настройка параметров для получения информации о качестве электроэнергии Метод расчета качества электроэнергии

Измерение качества электроэнергии можно настроить для обеспечения критических измерений трехфазной мощности на выходной стороне, включая: частоту и среднеквадратичные значения напряжения и тока, пик-факторы напряжения и тока, частоты ШИМ, истинной мощности, реактивной мощности, полной мощности, коэффициента мощности и фазового угла для каждой фазы. Простая настройка входов напряжения и тока для измерения качества электроэнергии для отображения векторных диаграмм.

Уникальная функция векторной диаграммы на основе осциллографа обеспечивает соотношение между векторами напряжения и тока.

Эффективность

Эффективность измеряет отношение выходной мощности к входной.Решение IMDA поддерживает эффективность трехфазного переменного тока и инверторных конфигураций. Используя метод 2V2I, трехфазный КПД можно измерить с использованием восьми каналов осциллографа (2 источника напряжения и 2 источника тока на входной стороне и 2 источника напряжения и 2 источника тока на выходной стороне). Решение рассчитывает эффективность на каждой фазе (для конфигурации 3V3I) и общую (среднюю) эффективность системы на основе различных комбинаций входной и выходной проводки. Сконфигурируйте проводку и фильтры для измерения КПД промышленного двигателя Настройте проводку и фильтры для выполнения измерений КПД для топологии постоянного и переменного тока, наиболее подходящей для тестирования инверторов или нежелательное напряжение переменного тока на постоянной составляющей постоянного тока.Обычно он измеряется на шине постоянного тока. Это измерение помогает понять, насколько эффективно сигнал преобразуется из переменного тока в постоянный на входной стороне, а также влияние нежелательных компонентов на сигнал ШИМ на выходной стороне.

Конфигурация анализа пульсаций может быть настроена для изучения линейной и коммутационной пульсаций Измерение пульсаций, выполняемых на входных сигналах постоянного тока при тестировании инвертора

Анализ прямого квадратурного нуля (DQ0)

Поведение трехфазных машин переменного тока можно описать следующим образом: вращающиеся уравнения напряжения и тока, как показано ниже.

Где,

A, B и C — трехфазные сигналы переменного тока.

‘Vg’ — соответствующее усиление.

‘w (t)’ — это 2pi × f × t.

Напряжения (В) и токи (I) на интерфейсе переменного тока обычно разделены, как правило, сдвинуты по фазе на 120 градусов. Эти компоненты V и I изменяются во времени, что означает отсутствие представления установившейся рабочей точки.

Обычно сигналы переменного тока являются сигналами реального мира, но их преобразование в постоянный ток помогает получить абстрактное представление прямого квадратурного преобразования.DQ0 помогает имитировать контроллер. Эта информация помогает лучше понять, что делает контроллер, и позволяет настроить конструкцию контроллера.

Преобразования DQ0 обычно вращают опорные кадры сигналов переменного тока, чтобы преобразовать их в сигналы постоянного тока. Это позволяет упростить вычисления для сигналов постоянного тока перед выполнением обратного преобразования для восстановления фактических результатов трехфазного переменного тока.

Чтобы измерить и контролировать выходные данные системы управления, разработчики полагаются на оборудование на основе FPGA и ASIC для обработки данных датчиков, чтобы получить информацию DQ0, а затем проверить информацию управления с помощью нескольких итераций.Это решение требует сложного и трудоемкого процесса.

Практически сложно измерить или исследовать сигналы D-Q-0. Типичное решение обеспечивает внешний стимул к контроллеру для репликации входных сигналов контроллера и выходов аналого-цифрового контроллера (АЦП) в качестве сигналов DQ0.

Чтобы решить эту проблему, пользователи полагаются на программное приложение DQ0 solution, которое помогает понять сложные динамические явления в системах управления мощностью.

В решении IMDA используется преобразование DQ0, при котором опорные кадры трех фазовых сигналов вращаются так, что они становятся сигналами постоянного тока.Вычисления этих величин постоянного тока можно упростить перед их инвертированием и получением фактических результатов трехфазного переменного тока. Базовая схема управления показана на следующем рисунке.

Типовая установка подключения и точки измерения для выполнения измерений DQ0

Tektronix предлагает запатентованное измерение на объекте под названием DQ0 в категории измерений электрического анализа в качестве дополнительной опции с использованием матрицы преобразования Кларка и Парка. Функция DQ0 доступна как опция 5-IMDA-DQ0 / 6-IMDA-DQ0 на MSO серии 5 и 6.

Метод DQ0 вычисляет угол (θ) как 2 * pi * f * t и экстраполирует опорный кадр на основе ожидаемого положения изменяющихся во времени сигналов. Рама DQ0 (векторная диаграмма) вращается с нужной скоростью и частотой и не обязательно в фазе с ротором, что помогает понять мгновенное состояние двигателя.

Это измерение поддерживается в конфигурации 3V3I, принимает трехфазные сигналы напряжения или тока от двигателя в качестве входных и преобразует их в коэффициенты DQ-0, выступая в качестве мощного инструмента отладки для разработчиков двигателей для настройки своей схемы контроллера ШИМ. конструкции.

При измерении вычисляется преобразование DQ0 в реальном времени путем преобразования выходного напряжения или формы волны тока трехфазного привода. Матрица преобразования преобразует изменяющиеся во времени сигналы переменного тока в постоянные компоненты постоянного тока. Это помогает воспроизвести понимание системой управления мгновенного крутящего момента и скорости двигателя. Использование преобразования DQ0 позволяет разработчикам двигателей соотносить производительность 3-фазной силовой части с системой управления аппаратными алгоритмами и конструкцией. Перекрывающиеся векторы DQ0 и 3-фазные векторы ABC служат хорошей функцией отладки для дизайнеров, позволяющих одновременно наблюдать обе оси вектора на одном и том же графике.

Существуют различные выходные данные этого измерения, такие как скалярные значения с величиной D и Q, среднеквадратичные значения со статистикой, полученные математические формы сигналов и векторная диаграмма. Математическая форма волны обеспечивает преобразованную форму сигнала постоянного тока. Это обеспечивает различные представления выходных сигналов системы управления в едином представлении.

Наблюдая за результатами DQ0, можно сделать некоторые важные выводы, такие как отклонения, указывающие на среднеквадратичную пульсацию, значения от пика к пику и гармоники более высокого порядка. Эти параметры напрямую связаны с пониманием работы алгоритмов в системах управления.Без этой информации было бы трудно понять работу систем управления двигателем.

измерений DQ0 на MSO серии 5. Они представлены на векторной диаграмме как векторы VQ (зеленый), VD (оранжевый) и VZ (белый), а их скалярные значения доступны на значке результатов справа. Формы сигналов DQ0 показаны как форма волны, отфильтрованная по математике M12 (зеленый), M13 — прямая (оранжевый), M14 — квадратурная (фиолетовый) и M15 — нулевой (красный).

Динамические измерения с использованием анализа тенденций

Распространенным требованием при анализе моторных приводов является способность смотреть на реакцию двигателя в течение более длительного времени тестирования, записи и расширенного числа измерений для мониторинга поведения ТУ при различных условиях нагрузки.Это динамическое измерение помогает понять оптимальные конструкции и взаимозависимость между различными параметрами, такими как напряжение, ток, мощность, частота, а также их изменчивость в зависимости от условий нагрузки. Вы можете вручную увеличить масштаб и получить конкретную интересующую область, чтобы посмотреть результаты теста в конкретной области сигнала.

Решение IMDA предлагает два уникальных графика трендов при измерении качества электроэнергии для поддержки таких требований:

• График временного тренда
• График тренда Acq

Каждый график имеет свои преимущества и может использоваться для построения поддерживаемых вспомогательных измерений под измерение качества электроэнергии.График временного тренда показывает измеренное значение за цикл или полученную форму волны (запись), тогда как график тренда acq показывает среднее значение измеренного значения на запись по каждой регистрации. Счетчик сбора данных может быть установлен во время конфигурации теста. Это позволяет вам собирать длинные записи данных для выполнения глубокого анализа записей и понимания динамического поведения двигательной реакции. Графики можно сохранить как файл CSV для последующей обработки.

Временные тренды позволяют графически анализировать измерения мощности в пределах одной записи сбора данных.На основе тенденций сбора данных можно отобразить измерения мощности по многим объектам сбора данных для долгосрочного тестирования.

В этом примере показаны графики тенденции измерения средней мощности для 100 измерений, включая — Vrms, Irms, разность фаз, сумму истинной мощности, полной мощности и реактивной мощности.

Добавьте и настройте график временного тренда для различных подизмерений измерения качества электроэнергии. На изображении показаны два графика зависимости от времени, отслеживающие параметры Vrms и Frequency.

Механический анализ

Группа механического анализа IMDA (опция IMDA-MECH) поддерживает выходные сигналы датчика Холла для расчета информации о скорости, ускорении и направлении.Результаты ускорения сообщаются как часть измерения скорости. Для измерения требуется количество пар полюсов и соответствующее передаточное число для измерения основных параметров двигателя. Измерение направления предполагает, что последовательность нарастающих фронтов датчика Холла должна быть настроена перед работой, и проверяет их во время работы.

Пассивные пробники TPP1000 или высоковольтные дифференциальные пробники THDP0200 / 100 могут использоваться для захвата выходных сигналов датчика в зависимости от выходной мощности двигателя и уровней шума.Цифровые каналы с логическими пробниками TLP рекомендуется использовать вместо аналоговых из-за меньшего шума и могут помочь сохранить аналоговые каналы для других операций тестирования и использовать один гибкий канал для измерения. Механический анализ

IMDA поддерживает измерения скорости (с ускорением) и направления

Измерение скорости

Переход сигнала датчика Холла, как показано на следующем рисунке.

Вычисление измерения скорости с использованием трех переходов датчика Холла

Скорость определяется следующим уравнением:

Где,

Разница между T _SP и T _ST определяется количеством пар полюсов.

T _ST — это пуск, если электрический импульс

T _SP — это остановка, если электрический импульс

60 — это число оборотов в минуту (оборотов в минуту)

G — передаточное число.

Ускорение

Ускорение — это скорость изменения скорости в единицу времени. Он определяется как

Поддержка скорости и направления на следующих графиках:

• Гистограмма
• Временной тренд
• ACQ Trend

Важность графиков тренда скорости ACQ

Тренд ACQ вместе с графиком гистограммы показывает джиттер скорости двигателя, что в противном случае требует специального инструмента, такого как измеритель флаттера, для измерения.Эта информация о джиттере (вариациях фронтов) измеряет постоянство скорости двигателя.

График тренда ACQ, отображающий джиттер скорости двигателя (слева) вместе с графиком гистограммы (справа), который показывает распределение скорости

Профиль запуска двигателя

Разработчикам двигателей интересно исследовать профиль запуска двигателя на этапе проектирования. Временной тренд дает информацию о мгновенной скорости двигателя, которую иначе трудно измерить.

На следующем графике временного тренда показана последовательность запуска изображения двигателя, где время запуска двигателя равно 2.3 с из состояния ВЫКЛ. В состояние ВКЛ. Точно так же можно переключиться в состояние ВЫКЛЮЧЕНО и получить представление о процессе замедления, как показано на рисунке Временной график тенденции, показывающий замедление двигателя до изображения состояния остановки.

График временной тенденции, отображающий последовательность запуска двигателя График временной тенденции, отображающий замедление двигателя до состояния остановки

Направление

Для некоторых приложений, таких как дрели, стиральные машины и электрические насосы, требуется, чтобы двигатель работал и быстро менял направление. Измерение направления помогает в этом анализе.Порядок нарастающих или спадающих фронтов выходного сигнала датчика Холла определяет направление вращения. Для измерения направления необходимы все три сигнала Холла. Они доступны как конфигурируемые параметры для измерения направления и подтверждаются во время работы двигателя. Как правило, последовательность AB-C интерпретируется как по часовой стрелке (CW), а последовательность A-C-B интерпретируется как против часовой стрелки (CCW).

Например, если первый нарастающий фронт идет от ЗАЛА A, а нарастающий фронт ЗАЛА B находится под углом 120 градусов, то последовательность вращения ротора будет A-B-C.Иначе, если второй нарастающий фронт ЗАЛА C находится под углом 120 градусов, тогда последовательность будет A-C-B.

Информация о направлении, интерпретируемая с выходов датчика Холла Информация о направлении, полученная осциллографом, показывает последовательность нарастающих фронтов HALL A, B, C (вращение по часовой стрелке)

Вот формула, используемая для вычисления информации о направлении.

Порядок (по часовой стрелке) = (A-B-C)

Порядок (против часовой стрелки) = (A-C-B)

Где Функция заказа проверяет последовательность нарастающих фронтов на всех трех сигналах датчиков Холла.