Параметры напряжения электросети: Параметры электрической сети

Содержание

Параметры электрической сети

Базовые параметры любой электрической сети — это напряжение, мощность, номинальная частота тока. Большая часть бытовых электросетей сейчас работает от генераторов переменного тока с выходным напряжением 380/220 Вольт. Если замерить эти значения в реальных домах, то можно заметить, что цифры постоянно изменяются в течение суток. Так, в ночное время, когда бытовыми приборами пользуется малое количество потребителей, напряжение существенно возрастает и, в зависимости от месторасположения населённого пункта, может достигать значения 240 В и даже выше. В то же время, в «час пик» активности потребителей тока, оно становится меньше, чем 220 В, до 210 и ниже.

Безусловно, такие колебания очень вредны для бытовых электроприборов, поскольку каждая техника может работать правильно в строго регламентированном диапазоне напряжений.

Другой важный параметр электросети — это частота тока. В большинстве стран, в том числе и в Российской Федерации, стандартным считается частота 50 Гц. В США, Канаде и некоторых других странах используется 60 Гц. На данный момент, считается, что для современного уровня технологического развития, наиболее эффективно было бы использовать электроэнергию, подаваемую с частотой 170-240 Гц. Однако, применение таких параметров тока потребует значительных расходов для реконструкции существующих электросетей. Номинальная частота в сети должна всё время оставаться постоянной, допускается лишь незначительное отклонение в пределах 0,4 Гц.

Мощность электросети важна при подключении новых потребителей, поскольку нельзя, чтобы совокупная потребляемая мощность превышала возможности источника ЭДС.

Общие параметры сети определяются совокупностью свойств всех элементов, входящих в неё. Каждый элемент, в свою очередь, обладает своим набором параметров, среди которых активное и реактивное сопротивление, активная и реактивная проводимость, коэффициент трансформации.

В современных бытовых трёхфазных сетях может возникнуть аварийный режим работы, когда одна из фаз оказывается замкнутой на землю. Такое может произойти, например, если провод оказался заземлён на металлическую конструкцию или в водный бассейн.

Каким должно быть напряжение в розетке домашней электросети: 220В или 230В?

Что делать если качество электроэнергии не соответствует требуемым параметрам 

Многие потребители сталкивались с проблемой предоставления некачественных коммунальных услуг или недопустимых перерывов в их подаче. Что делать в таком случае, а также какие меры может предпринять потребитель для получения качественных услуг. Сразу стоит оговориться, что в соответствии с Правилами предоставления коммунальных услуг, в случае предоставление некачественных услуг, или превышения допустимого перерыва в их подаче, потребитель вправе требовать перерасчета стоимости коммунальных услуг, вплоть до 0. Иными словами, если потребителю поставляется некачественные коммунальные ресурсы и исполнитель коммунальных услуг отказывается принимать меры (или не принимает меры) по приведению их качества в соответствие, то потребитель может потреблять эти некачественные коммунальные услуги, но платить за них в полном объеме не обязан.

А вообще, что значит «некачественная электроэнергия» и какие параметры его оценки существуют.

Согласно ГОСТ 32144-13 к основным параметрам качества можно разделить на три основных подгруппы:

  • отклонение частоты и напряжения от заданных значений;
  • несинусоидальность напряжения, несимметрия напряжения;
  • провалы напряжения, импульсы напряжения, временное перенапряжение.

Все вышеперечисленные показатели качества имеют важное значение в устойчивой и долговечной работе электроприемников потребителя. Следовательно, если имеет место отклонение параметров качества от установленных указанных ГОСТом, то это может привести не только к снижению срока службы электроприемников, но даже к выходу их из строя. Особенно часто при различных отклонений параметров от установленных показателей качества выходят из строя стиральные машинки, холодильники, значительно сокращается срок службы осветительного оборудования (ламп накаливания и т.д.). Т.е. причинами того, что у потребителя сгорел холодильник, стиральная машина или другие электроприборы очень часть может быть поставка некачественной электроэнергии

Кроме того, отклонение некоторых показателей качества электроэнергии от заданных параметров может влиять даже на здоровье человека. Этот показатель носит название «доза фликера» – степень мерцания светового потока на «усталость» зрения человека вследствие воздействия колебания напряжения. 

Признаки низкого качества электрической энергии:

  • Периодическое мерцание ламп, 
  • Быстрый выход из строя (перегорание) ламп, 
  • Нарушения в работе офисной техники, 
  • Нарушения в работе приборов и оборудования (особенно чувствительного электронного оборудования), 

Какие действия может предпринять потребитель, в случае если ему поставляется некачественная электроэнергия. 

Предлагаем рассмотреть два варианта поставки некачественной электроэнергии: 

Вариант 1:  В определенный момент времени потребителю была поставлена некачественная электроэнергия, которая привела к выходу из строя электроприборы потребителя (Вариант 1).

Вариант 2: Поставка некачественной электроэнергии носит регулярный, периодический и повторяющийся характер. Чаще всего имеет место низкое напряжение в сети или незначительно пониженное напряжение в сети. Вследствие этого срок службы электроприемников сокращаются, могут возникать сложности в их работе, что в конечном счете влияет на быт потребителя. (например, ежедневное понижение напряжения в вечерние часы). 

Вариант 1.

Для примера рассмотрим ситуацию, что по какой-либо причине у потребителя сгорел холодильник или стиральная машинка предположительно из-за возникшего кратковременного повышения напряжения (перенапряжения). Что делать потребителю в таком случае:

Во-первых, если срок гарантии бытовой техники уже истек, или гарантия еще не истекла, но в гарантийном талоне указано, что фирма-производитель не несет ответственности перед покупателем в случае выхода из строя бытового прибора при нарушении правил его эксплуатации, то тогда вышедший из строя бытовой прибор необходимо передать на экспертизу в авторизированный сервисный центр, который может указать в составленном акте причины выхода из строя (например, резкое повышение уровня напряжения, не предусмотренное заводом-изготовителем). 

После получения такого акта Вы можете смело писать претензию о добровольной компенсации стоимости вышедшего из строя бытового прибора  в адрес гарантирующего поставщика, с кем у Вас заключен договор энергоснабжения (которого в письменной форме может и не быть). Претензия пишется в двух экземплярах и один экземляр передается гарантирующему поставщику, на втором – ставится отметка о получении. В случае неудовлетворения претензии – обращайтесь в суд с заявлением о компенсации стоимости вышедших из строя приборов учета. Стоит отметить, что суд при наличии всех необходимых документов (чеков, акта, копии претензии), как правило, становится на сторону потребителя и взыскивает с поставщика электроэнергии не только стоимость вышедших приборов учета, но и стоимость экспертизы, услуг адвоката (если к ним прибегали) и т.д.

Вариант 2.

Для примера рассмотрим ситуацию, когда качество электроэнергии у потребителя длительное время не соответствует нормам. Например, уровень напряжения в квартире вместо 220В в течение всего дня не превышает 200В, а в зимние вечера даже может снижаться до 190 В. Т.е. факт низкого напряжения в сети очевиден.  Что делать потребителю в таком случае:

Как в редакции «новых» правил предоставления коммунальных услуг, которые утверждены Постановлением Правительства РФ от 06.05.2011 №354 и вступают в силу с 1 сентября 2012, так и в редакции «старых» правил предоставления коммунальных услуг, утвержденных Постановлением Правительства РФ от 23.05.2006 №307, действующих в настоящее время, в приложении 1 к правилам указано, что в случае отклонения напряжения от требований законодательства о техническом регулировании, за каждый час снабжения электроэнергией, не соответствующей нормам, размер платы за электроснабжения снижается на 0,15% от размера платы, определённого за такой расчетный период.   Стоит отметить, что размер платы за электроэнергию может быть снижен до 0. Основным нормативным документом, в котором описаны параметры качества электроэнергии является ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электроэнергии в системах общего электроснабжения». Так, предельно допустимая нормой установившегося отклонения напряжения не должна превышать 10% нормативного уровня. 

Таким образом, в случае, если напряжение установилось на уровне 198 В и ниже, необходимо требовать перерасчет стоимости поставленной электроэнергии.

В Правилах предоставления коммунальных услуг есть соответствующий раздел, который определяет порядок установления фактов предоставления коммунальных услуг ненадлежащего качества. Так, при обнаружении факта предоставления коммунальных услуг ненадлежащего качества потребитель должен сообщить об этом в письменной или устной форме Исполнителю коммунальных услуг (товарищество собственников жилья, управляющая компания). Разумеется, лучше делать это в письменной форме в двух экземплярах, на втором экземпляре поставить отметку о дате направления уведомления). После этого, если Исполнителю коммунальных услуг было неизвестно о предоставлении услуг ненадлежащего качества, с потребителем согласовывается дата и время проверки факта проведения нарушения качества электроэнергии, т.е. проведения замера качества электроэнергии. Время проверки назначается не позднее 2 часов с момента получения сообщения от потребителя, если не согласовано иное время. В случае, если Исполнитель коммунальных услуг настаивает на том, что электроэнергия – надлежащего качества, а потребитель не согласен, тогда может быть инициирована экспертиза качества электроэнергии, которая должна быть проведена независимой организацией.

В случае, если качество электроэнергии не соответствует нормам, потребитель вправе требовать перерасчета ее стоимости каждый месяц вплоть до восстановления ее параметров на необходимом уровне. При этом, как уже упоминалось выше, после перерасчета, стоимость электроэнергии может вообще быть равна 0. 

К примеру, если  напряжение ниже 198 В устанавливалось в течение 666 часов подряд или суммарно в течение месяца, стоимость ее за месяц должна быть снижена на 100% (за каждый час несоответствия по 0,15%).

Таким образом, если качество электроэнергии не соответствует установленным нормам, а исполнитель коммунальных услуг не принимает скорейшие меры по исправлению ситуации, потребитель может требовать перерасчет стоимости электроэнергии, в т.ч. и  в судебном порядке.  

Стоит оговориться, что с недавнего времени появились в продаже появились приборы учета электроэнергии с функцией проведения постоянного замера качества электроэнергии, так называемые  «счетчики качества электроэнергии». Однако пока такая функция есть только у трехфазных счетчиков электроэнергии, которые не могут устанавливаться в обычных квартирах.  

P.s.  в правилах предоставления коммунальных услуг также предполагается 0,15% снижение стоимости электроэнергии за месяц, в случае превышения перерывов в подаче электроэнергии (отключению электроэнергии) более 24 часов подряд за каждый час превышения 24-часовой отметки.

К сожалению, нет информации.

Основные причины отклонения от номинального перенапряжения в многоквартирном доме

Много жилых домов проектировалось до середины 90 – х годов прошлого века без учета сегодняшних реалий и в первую очередь электроснабжение. В то время не учитывалось микроволновая печь, второй холодильник, телевизор, компьютер и так далее. Сегодня это атрибуты обыкновенной квартиры. Но электрическая проводка осталась без изменений. По этой причине на электрическую сеть воздействует увеличенная нагрузка, и она не выдерживает.

При прохождении по кабелю рабочего тока больше, чем его номинальный, он начинает греться. Как мы знаем из школьных курсов Физики, при нагревании материал расширяется. Алюминиевая или медная жила кабеля не исключение. Когда вечером люди с работы они включают электробытовые приборы, это тем самым влияет на кабель, он расширяется, а потом сужается, контакты в месте соединения расслабляются или вообще могут отгореть если они плохо сделаны.

Основная причина перенапряжения в многоквартирных домах это ослабление нулевого рабочего проводника (ноль) или его отгорание в результате перегрузки или несвоевременного проведения ППР (планово-предупредительный ремонт).

Если нулевой проводник отгорел в РЩ (распределительный щит) в жилом доме, то отклонение от номинального будет по всему дому. Если в этажном щите на первом этаже в подъезде, то от него и выше по всем квартирам. То есть перенапряжение будет в квартирах от места отгорания нулевого проводника. Величина может колебаться от 140 В до 360 В, это зависит от нагрузки, которая включена в квартирах.

Действующий ГОСТ

Оказалось, что узнать какое напряжение, должно быть, в сети в России, не так то просто. Дело в том, что несмотря на то что все источники ссылаются на ГОСТ29322, но пользуются различными редакциями этого документа. Сейчас,(2019 г.) в России действует ГОСТ29322-2014. С 01. 01. 2015 г. ГОСТ29322-92 утратил силу.

Если кому-то интересно, то “исторический переход” с 220 на 230 вольт формально произошёл 01. 01. 1993 года, с момента введения ГОСТ29322-92. До этого основной ряд напряжений переменного тока был такой 110–220–380 В.

Почему в розетке переменное напряжение

Первое электрическое напряжение, с которым познакомилось человечество, было постоянным. Вначале его источником были батареи, позже постоянный электрический ток начали получать при помощи генераторов.

Однако у постоянного напряжения есть много недостатков и для передачи на большие расстояния и упрощения применения электроэнергии Никола Тесла предложил использовать многофазное переменное напряжение, которое в 1890г

Доливо-Добровольским было доработано в систему трёхфазного напряжения.

Эта система, частным случаем которой является бытовая однофазная сеть, имеет много преимуществ перед постоянным током:

  • Возможность изменения величины напряжения. Сети высокого напряжения позволяют передавать электроэнергию на большие расстояния по более тонким проводам. Кроме того, при прохождении тока по проводам напряжение падает и при помощи трансформаторов его величину можно повысить до номинального значения.
  • Электрические машины переменного тока намного проще по своей конструкции и дешевле, чем электродвигатели постоянного тока. Поэтому, несмотря на то, что электромашины постоянного тока обладают лучшими тяговыми характеристиками и более простой регулировкой скорости вращения, они используются в основном, в электротранспорте и на производстве, для привода механизмов большой мощности.

В конце XIX века в быту и на производстве применялись оба вида напряжения и между производителями электроэнергии было много споров о том, какая система лучше. Эти споры носили название война токов (англ. War of the currents) или битва токов (англ. Battle of the currents).

Сторонником постоянного напряжения был Томас Эдисон, переменный ток в этой “войне” защищал Никола Тесла.

Из-за явного превосходства переменного тока, эти события завершились победой сторонников этого вида электроэнергии и сейчас напряжение в розетке в квартирах только переменное.

Справка! В зависимости от страны величина бытового напряжения может составлять от 110 до 240 вольт, а частота 50 или 60 Гц.

Нормы в соответствии с ГОСТом

Итак, руководствоваться мы будем, ГОСТ 32144-2013, согласно которому предельное отклонение (как положительное, так и отрицательное) в России не должно превышать отметку в 10% от номинального. Итого получаем такие значения:

  • для сети 230в – от 207 до 253 Вольта;
  • для сети 400в – от 360 до 440 Вольт.

Что касается допустимого отклонения напряжения у потребителей, в ГОСТе указано, что данную величину в точках общего подключения устанавливает непосредственно сетевая организация, которая в свою очередь должна удовлетворять нормы, указанные в настоящих стандартах.

Помимо этого хотелось бы отметить, что при нормальном режиме работы сети допустимое отклонение напряжения на зажимах электрических двигателей находится в диапазоне от -5 до +10%, а других аппаратов не больше, чем 5%. В то же время после возникновения аварийного режима допускается понизить нагрузку не больше, чем на 5%.

Кстати, хотелось бы дополнительно отметить, что на источнике питания в электросетях 0,4 кВ согласно нормам отклонение не должно превышать отметку в 5%, собственно, как и у самих потребителей. Итого, 5% на источнике + 5% у потребителей, имеем 10% предельно допустимого.

Немаловажно знать о причинах возникновения отклонения напряжений. Так вот основной причиной считается сезонное или суточное изменение электрической нагрузки самих потребителей. К примеру, в зимнее время все резко включают обогреватели, в результате чего параметры электросети заметно падают. О том, что делать, если низкое напряжение в сети, мы рассказывали в соответствующей статье!

Стандартные параметры электрической сети

Нормы общепринятых стандартов регламентируют также основные параметры, присущие для электроэнергии, поставляемой в дома. С учетом того, что технический ГОСТ – это десятки и десятки страниц сложной терминологии и расчетов, здесь будут приведены общая оценка приводимых категорий. Как общепринято считать, основными параметрами, определяющими нашу бытовую электроэнергию, считаются частота и сила переменного тока и напряжение. Однако есть и ряд других, которые стоит учитывать.

Стандартные параметры электрической сети включают в себя:

  • Коэффициент временного напряжения;
  • Импульсное напряжение;
  • Отклонение частоты напряжения на кабеле электросети;
  • Диапазон изменения напряжения;
  • Длительность потери напряжения и прочие.

Все перечисленные показатели так или иначе оказывают влияние на потерю или превышение установленных норм подачи энергии в сети.

Новый стандарт сетевого напряжения в Европе

Дальнейшие развитие электротехники и появление новых электроизоляционных материалов привели к повышению указанных значений: сначала в Германии, а затем и во всей Европе был принят стандарт 380 В – для линейного напряжения и 220 В – для фазного (бытового). Сделано это было с целью экономии – при росте напряжения (с сохранением установленной мощности) в цепи снижается сила тока, что позволило использовать проводники с меньшей площадью сечения и сократить потери в кабельных линиях.

Колебания напряжения

Колебания напряжения характеризуются двумя показателями:

  • размах изменения напряжения;
  • доза фликера.

Допустимый размах изменения напряжения зависит от частоты появления размахов и нормируется кривой рис. 8.18. Кривая получена на основе оценки отрицательного воздействия миганий ламп накаливания на зрение человека и не имеет отношения к другим ЭП, хотя и нормирует колебания напряжения в сети в целом. Применение этой кривой не встречает трудностей при одинаковых амплитудах размахов, повторяющихся через определенные периоды времени. Обычно же размахи изменения напряжения в ТОП имеют хаотичный характер, их амплитуды и частоты появления формируются многими ЭП и прямое применение кривой рис. 8.18 становится невозможным. Применяется процедура взвешивания колебаний и получения интегрального показателя, который получил название «дозы фликера». Эта процедура достаточно сложна, реализуется только с помощью специальных приборов (фликерметров) и имеет интерес, главным образом, для разработчиков этих приборов и поэтому здесь не рассматривается. При наличии колебаний напряжения сумма установившегося отклонения напряжения δUy и размаха изменений напряжения δUt в точках присоединения к электрическим сетям напряжением 0,4 кВ не должна превышать 10 % от номинального напряжения.

Какое напряжение должно быть в однофазной сети

На первый взгляд, кажется, что между этими двумя редакциями нет никакой разницы. В обеих случаях номинальным напряжением объявляется 230 В. Допустимое отклонением от номинала плюс, минус 10%. Получается, что минимальным допустимым рабочим напряжением является 207 В, а максимальным 253 вольта, но в ГОСТе от 2014 года в отличие от предыдущей редакции есть приложение “А”, в котором есть колонка “наименьшее используемое напряжение” и там стоит цифра 198 В.

Что это значит, а только одно, что стандарт допускает “проседание”, связанное с состоянием электрических сетей.

Какова действительная величина напряжения в сети в квартире

Не скажу за всю Россию, но в мой квартире это значение колеблется от 235 до 239 вольт.

Если исходить из принятых в ГОСТе определений, то 230 В, вовсе не является среднеквадратичным значением и служит только для идентификации сети т. е. говоря, “линия на 230 вольт” в этом случае можно предположить, что разговор ведётся о любом показателе в интервале 198–253 В и при любой его величине в установленных рамках, такое напряжение будет считаться “правильным”, соответствующим стандарту.

Отклонение от номинального напряжения в частном секторе

  • Отгорание нулевого рабочего проводника в трансформаторной подстанции
  • Несимметричная нагрузка по линии электропередач. В основном по улице проходит 3 фазы и энергетики стараются равномерно распределить нагрузку по фазам. Очень часто бывает, что это было сделано давно и не соответствует действительности. В итоге получается, что одна фаза перегружена и происходит падение напряжения, может 190 В или 180В, но тем не менее это не соответствует норме.
  • Сварочные работы у соседа могут повлиять на величину напряжения
  • Удар молнии

Справочная информация. Если дом находится вблизи трансформаторной подстанции, то величина напряжения может быть близка к 230 В и больше, но это в пределах нормы. Это специально делают энергетики, что бы в конце линии не было сильного падения напряжения.

Запомните! Коммутационно-защитная аппаратура (пакетный переключатель, автоматический выключатель, УЗО) не защищает электрическую сеть от перепадов напряжения.

СССР переходит на новый стандарт – 220/380 В

В Советском Союзе, несмотря на наличие прогрессивного стандарта 220/380 В, при реализации плана массовой электрификации строили сети переменного тока преимущественно по устаревшей методике – на 127/220 В. Первые попытки перейти на напряжение европейского образца были предприняты в нашей стране ещё в 30-х годах XX века. Однако массовый переход был начат лишь в послевоенное время, его причиной стала возрастающая нагрузка на энергосистему, которая поставила инженеров перед выбором – либо увеличивать толщину кабельных линий, либо повышать номинальное напряжение. В итоге остановились на втором варианте. Определённую роль в этом сыграл не только фактор экономии материалов, но и привлечение к работе немецких специалистов, имевших прикладной опыт использования электрической энергии с напряжением 220/380 В.

Переход растянулся на десятилетия: новые подстанции строили уже под номинал 220/380 В, а большинство старых переводили лишь после плановой замены отслуживших свой срок трансформаторов. Поэтому в СССР долгое время параллельно сосуществовали два стандарта для сетей общего пользования – 127/220 В и 220/380 В. Окончательное переключение на 220 В некоторых однофазных потребителей, по свидетельствам очевидцев, произошло только в конце 80-х — начале 90-х годов.

Максимальное отклонение напряжения в электросети

Ток в сети по естественным причинам непостоянен и изменяется в определенных показателях. В рамках нового стандарта 230 В/400 В номинальное отклонение допустимо в пределах 5% и максимально должны отмечаться в кратковременных промежутках не более 10%. Таким образом, такое теоретические отклонение допускается в пределах 198 В и до 242 В. Такой размах может считаться актуальным для большинства нынешних квартир.

Что влияет на сетевое колебание поставки энергии и потери напряжения:

  • Одним из самых распространенных причин является устаревание оборудования, в том числе счетчиков, электрощитов, кабелей проводки и так далее;
  • Значительные погрешности отмечаются и в плохо обслуживаемой сети;
  • Ошибки при планировке и выполнении прокладочных работ в доме;
  • Значительный рост показателей энергопотребления, превышающих установленный стандарт.

Как уже отмечалось, приемлемы перепады в сети на +-5%. Так, например, по поставляемому показателю в 220 вольт, допустимо отклонение в сети, равное 209 В и наибольшее превышение, равное 231 В.

Нормы напряжения в электросети по ГОСТу

В нормативном документе определено несколько показателей, позволяющих характеризовать качество электроэнергии в точках присоединения (ввод в сети потребителей). Перечислим наиболее значимые параметры и приведем допустимые диапазоны отклонений для каждого из них:

  • Для установившегося отклонения напряжения не более 5,0% от номинала (допустимая норма) при длительном временном промежутке и до 10% для краткосрочной аномалии (предельно допустимая норма). Заметим, что данные показатели должны быть прописаны в договоре о предоставлении услуг, при этом указанные нормы должны отвечать действующим нормам. Например, для бытовых сетей (220 В) быть в пределах 198,0-220,0 В, а для трехфазных (0,40 кВ) – не менее 360,0 В и не более 440 Вольт.
  • Перепады напряжения, такие отклонения характеризуются амплитудой, длительностью и частотой интервалов. Нормально допустимый размах амплитуды не должен превышать 10,0% от нормы. К перепадам также относят дозу фликера (мерцание света в следствии перепадов напряжения, вызывают усталость), это параметр измеряется специальным прибором (фликометром). Допустимая краткосрочная доза – 1,38, длительная – 1.


    Пример устоявшегося отклонения и колебания напряжения

  • Броски и провалы. К первым относятся краткосрочные увеличения амплитуды напряжения, превышающие 1,10 номинала. Под вторым явлением подразумевается уменьшение амплитуды на величину более 0,9 от нормы, с последующим возвращением к нормальным параметрам. Ввиду особенностей природы процессов данные отклонения не нормируются. При частом проявлении рекомендуется установить ограничитель напряжения (для защиты от бросков) и ИБП (при частых провалах).
  • Перенапряжение электрической сети, под данным определением подразумевается превышение номинала на величину более 10% длящееся свыше 10-ти миллисекунд.


    Примеры перенапряжения и провала (А), бросков (В)

  • Несимметрия напряжения. Допустимое отклонение коэффициента несимметрии от нормы – 2,0%, предельное – 4,0%.
  • Несинусоидальность напряжения. Определяется путем расчета коэффициента искажения, после чего полученное значение сравнивают с нормативными значениями.


    Пример нарушения синусоидальности напряжения

  • Отклонения частоты. Согласно действующим требованиям нормально допустимое отклонение этого параметра 0,20 Гц, предельно допустимое – 0,40 Гц.

ТЕРМИНЫ И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

Термин Пояснение
Напряжение прикосновения По ГОСТ 12.1.009-76
Аварийный режим электроустановки

Работа неисправной электроустановки, при которой могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмированию людей, взаимодействующих с электроустановкой

Бытовые электроустановки

Электроустановки, используемые в жилых, коммунальных и общественных зданиях всех типов, например, в кинотеатрах, кино, клубах, школах, детских садах, магазинах, больницах и т.п., с которыми могут взаимодействовать как взрослые, так и дети

Отпускающий ток

Электрический ток, не вызывающий при прохождении через тело человека непреодолимых судорожных сокращений мышц руки, в которой зажат проводник

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Сетевое напряжение в США

Стоит отметить, что не все страны перешли на общий стандарт напряжения. Например, в США установленное напряжение однофазной бытовой сети – 120 В, при этом к большинству жилых домов подводятся не фаза и нейтраль, а нейтраль и две фазы, позволяющие в случае необходимости запитать мощных потребителей линейным напряжением. Кроме того, в Соединённых Штатах отлична и частота – 60 Гц, в то время как общеевропейский стандарт – 50 Гц.

Список использованной литературы

  • Сибикин Ю.Д. «Основы электроснабжения объектов» 2015
  • Сафонов Д. Г., Лютаревич А.Г., Долингер С. Ю., Бирюков С. В. «Влияние отклонения напряжения на потери мощности в электрооборудовании электрических сетей и потребителей» 2013
  • Ананичева С.С., Алексеев А.А., Мызин А.Л. «Качество электроэнергии регулирование напряжения и частоты в энергосистемах» 2012

Норма напряжения для работы электроприборов

Согласно ГОСТу 9322-2014 в розетке может быть от 207 до 253 Вольта при номинальном напряжении 230/400В. Для длительной безаварийной работы электроприборов напряжение в розетке должно соответствовать требованиям, указанным в паспорте устройства. Отклонение в любую сторону может привести к плохой работе или выходу аппаратуры из строя:

  1. Пониженное напряжение. Электрочайники, утюги и другие нагреватели хуже греют, лампы накаливания светят более жёлтым и тусклым светом, светодиодные и энергосберегающие лампы и другие электронные приборы могут не включиться. Электродвигатели в кондиционерах и холодильниках могут сгореть из-за более длительного пуска и пониженного вращающего момента.
  2. Повышенное напряжение. Плохо влияет на все виды электроприборов и сокращает срок службы.

Необходимая величина питающего напряжения может быть как 220, так и 230 вольт, это зависит от фирмы производителя и года выпуска прибора. Кроме номинального напряжения, производители бытовой техники указывают допустимые параметры сети.

Большинство современных устройств могут работать при нормально допустимом отклонении напряжения, но предельно допустимое отклонение может привести к выходу устройства из строя.

Это особенно актуально для приборов 220В, включённых в сеть 230В и наоборот. Поэтому определить, какое напряжение должно быть в розетке, можно только с учётом того, какие электроприборы имеются в квартире. Для увеличения срока службы устройств, чувствительных к колебаниям параметров сети, желательно использовать стабилизатор напряжения

Совет! Для уменьшения необходимой мощности стабилизатора допускается не подключать к нему бойлер, электроплиту, конвектора и другие приборы большой мощности.

Величина допустимого падения напряжения: ПУЭ

Согласно принятым правилам устройства электроустановок (ПУЭ) еще в бывшем СССР, падением напряжения признается разность показателей напряжения на разных точках сети. Как правило, это точки начала и конца цепи. В установленных нормах по закону полагается различать понятия отклонение напряжения от ее потери. Если первый случай в общепринятом масштабе рассматривается на примере лампы накаливания, показатель отклонения которого признается номинальным и обязательным к исполнению, то в случае с потерей, рассматриваемой на шинах станции, – это признается рекомендуемым показателем.

Нормальное падение работы напряжения в сети:

  • В так называемых воздушных линиях – до 8%;
  • В кабельных линиях электроснабжения – до 6%;
  • В сетях на 220 В – 380 В – в районе 4-6%.

При этом падением в рамках аварийного режима признается падение до 12% в сети – это установленный предел. Падение более установленной нормы сулит включение системы защитной автоматики, которая должна срабатывать при достижении пониженной нормы на протяжении не менее 30 секунд.

Также в некоторых источниках можно найти стандарты напряжения, превышающие даже новые показатели в 230 В и 400 В. Не стоит путать примеры бытового использования с заводом или фабрикой, на которых показатели естественно значительно превышают бытовую среду.

Провал напряжения

Провал напряжения характеризуется длительностью, которая в электрических сетях напряжением до 20 кВ включительно не должна превышать 30 с. Для сетей других напряжений норм не установлено. В справочном приложении к стандарту приведены статистические характеристики провалов напряжения в некоторых сетях 6–10 кВ.

Дальнейшее увеличение номинальных напряжений – 230/400 В

Потребление электрического тока постоянно росло и в конце ХХ века в Европе было принято решение о дальнейшем увеличении номинальных напряжений в трехфазной системе переменного тока: линейного с 380 В до 400 В и, как следствие, фазного с 220 В до 230 В. Это позволило повысить пропускную способность существующих цепей питания и избежать массовой прокладки новых кабельных линий.

В целях унификации параметров электрических сетей новые общеевропейские стандарты были предложены Международной электротехнической комиссией и другим странам мира. Российская Федерация согласилась их принять и разработала ГОСТ 29322-92, предписывающий электроснабжающим организациям перейти на 230 В к 2003 году. ГОСТ 29322-2014, как уже выше упоминалось, устанавливает значение номинального напряжения между фазой и нейтралью в трехфазной четырехпроводной или трехпроводной системе равным 230 В, однако допускает применение и систем с 220 В.

Пятипроцентное изменение их номинала не должно сказаться на функционировании привычных бытовых электроприборов, так как они имеют определённый диапазон допустимых значений питающего напряжения. Обе величины, 220 и 230 В, в большинстве случаев, входят в этот диапазон. Однако определённые трудности при переходе на европейские стандарты всё-таки могут возникнуть. Они, в первую очередь, коснутся работы осветительного оборудования с лампами накаливания, рассчитанными на 220 В. Увеличение входного напряжения вызовет перенакал вольфрамовой нити, что негативно скажется на её долговечности – такие лампы будут чаще перегорать. Поэтому покупателям следует быть внимательнее и выбирать электролампы, допускающие включение в сеть 230 В (номинальное напряжение обычно указывается в маркировке прибора).

В заключение следует сказать, что различные нештатные ситуации, возникающие в отечественных электросетях (резкие перепады напряжения или прекращение подачи электричества), представляют для электрооборудования намного большую опасность, чем плановый переход на европейские стандарты электропитания. Кроме того, энергоснабжающие компании часто не соблюдают требования к качеству электроэнергии, допуская сильные отклонения от установленных номинальных значений.

Защитить современную технику от пагубных влияний различных сетевых колебаний могут специальные устройства – стабилизаторы напряжения и источники бесперебойного питания. Группа компаний «Штиль» выпускает данное оборудование с различными значения выходного напряжения: 220 В, 230 В или 240 В.

Подробнее о стабилизаторах напряжения «Штиль»:
Инверторные стабилизаторы напряжения «Штиль». Модельный ряд.

Как измерить напряжение в розетке мультиметром

Определить, какое напряжение в розетке, проще всего при помощи тестера (мультиметра):

  1. 1. щупы прибора подключаются к клеммам или вставляются в гнёзда COM и VΩmA, на некоторых типах приборов один из щупов необходимо подключить к клемме “*”;
  2. 2. переключатель устанавливается в положение ACV, диапазон измерений выбирается 250, 500 или 750В;
  3. 3. в советских приборах серии “Ц” переключателем устанавливается только диапазон, а для измерения переменного напряжения необходимо дополнительно нажать кнопку “~”.

После подключения проводов, выбора диапазона и типа напряжения щупы вставляются в розетку. Результат измерений на дисплее цифрового прибора виден сразу, показания стрелочного вольтметра необходимо пересчитывать с учётом величины диапазона.

Важно! Во время измерений провода и щупы находятся под напряжением, поэтому дотрагиваться до оголённых выводов запрещено!

Допустимое напряжение в сети 220 В по ГОСТу (видео)

На счетчиках пишется показатель сетевого напряжения, который должен учитывать каждый житель дома. Следите за своими электроприборами правильно и вовремя обращайтесь в нужные инстанции.

Напряжение электрической сети

Определение 1

Напряжение электрической сети (или сетевое напряжение) является среднеквадратичным (действующим) значением напряжения в электросети переменного тока, которая доступна для конечного потребителя.

Среднее значение напряжения электрической сети

Базовые параметры для сети переменного тока, такие как частота и напряжение, будут различными для каждого региона. Так, большинству европейских стран будет доступно низкое сетевое напряжение, составляющее в трёхфазных сетях 230/400 В с частотой в 50 Гц, в промышленных сетях при этом оно составит 400/690 В.

Если напряжение электрической сети будет выше (от 1000 В до 10 кВ), можно зафиксировать уменьшение потерь при передаче электроэнергии. Это позволит задействовать более мощные электроприборы. В то же время увеличивается тяжесть последствий при поражения током неподготовленных пользователей электроэнергии от незащищенных сетей.

С целью задействования электроприборов, ориентированных на одно сетевого напряжения, в районах, где нужно использовать другое, потребуются соответствующие преобразователи в виде, например, трансформаторов. Определенные виды электроприборов (они в основном, из разряда специализированных и не относятся к бытовым) нормально функционируют не только в зависимости от напряжения, но и от частоты питающей сети.

У современного высокотехнологичного электрооборудования с импульсными преобразователями напряжения могут быть переключатели на разные значения сетевого напряжения. При этом допускается их отсутствие. Таким электрооборудованием допускается широкий диапазон входных напряжений, варьируемый от 100 до 240 В, номинальная частота при этом – 50-60 ГЦ. Это позволяет применять такие электроприборы без преобразователей буквально в любой стране мира.

Параметры напряжения электрической сети в России

Замечание 1

Производителями электроэнергии генерируется переменный ток промышленной частоты (в России она составляет — 50 Гц). В большинстве случаев линии электропередач передают трехфазный ток. Такой ток повышается до сверхвысокого и высокого напряжения посредством работы трансформаторных подстанций, устанавливаемых вблизи электростанций.

Готовые работы на аналогичную тему

По межгосударственному стандарту ГОСТ 29322-2014, сетевое напряжение должно составлять 230 В, а частота при этом будет 50Гц. При этом продолжают применяться системы 220/380 В и 240/415 В.

На сельских улицах к жилым домам подводят четырехпроводные ЛЭП (линии электропередачи). Это означает присутствие трех фазовых проводов и одного нейтрального провода (нулевого). Входные автоматы и счетчики энергопотребления зачастую используются на три фазы.

К однофазной розетке подводятся такие виды проводов:

  • фазовый;
  • нулевой провод;
  • провод защитного заземления (зануления).

Замечание 2

Электрическое напряжение между «фазой» и «нулем» составляет 230 Вольт. Согласно правилам устройства электрических установок (ПУЭ-7), продолжает применяться величина напряжения в 220В. При этом в сети по факту напряжение практически всегда оказывается выше данного значения, достигая в своем максимуме 250В и колеблясь до 190В.

Формулы измерения сетевого напряжения

Частота напряжения электрической сети может быть определена без задействования внешних дополнительных средств для измерения (как например, компараторов). Однако это может отразиться на точности ее измерения, существенно снижая ее.

Методика таких измерений заключается в следующем: производится выборка за период сетевого напряжения из $N$ значений амплитуды напряжения. Далее суммируются результаты (исключается знак). После этого они усредняются. Полученный результат будет зависеть от коэффициента:

$\frac{2 \sqrt{2}}{\pi}$

Указанный коэффициент помогает установить зависимости действительного значения синусоидального сигнала и средневыпрямленного. Такой метод измерений достаточно прост, не требует большого числа ресурсов микроконтроллера (временных и ресурсов памяти).

При изменении сигнала сетевого напряжения за основу берется синусоидальный закон (в результате использования на электростанции синхронных генераторов).2$

Частота напряжения вычисляется по формуле:

$F=\frac{F_д}{N_1+N_2}$, где $F_д$ — частота дискретизации.

Перенапряжение, виды и способы борьбы с ним. Стабилизаторы напряжения

Проблемная ситуация – перепады напряжения

Сегодня наше существование напрямую зависит от электричества. Будь то, крупные промышленные объекты или частные дома – все они регулярно потребляют электроэнергию. Но, к сожалению, часто в электрической сети возникают перепады, скачки напряжения и другие помехи. Несмотря на то, что основные параметры электросети прописаны в ГОСТ, колебания напряжения в российских сетях — частая проблема.

Падение и перепады напряжения можно определить по миганию лампочек, их тусклому свету, слабой работе нагревательных приборов и при резком выключении и включении электротехники.

Чем данная ситуация опасна?

Если для бытовой техники это влечет за собой лишь уменьшение срока эксплуатации, то для приборов, где важны точные значения, таких как лабораторное, медицинское или производственное оборудование – это сулит поломкой дорогостоящего оборудования или искажением его показателей.

Более того, иногда это может грозить безопасности жизни людей, чье состояние, зависит от работы приборов, например, в случае пациентов в реанимации.

Что такое перенапряжение, виды и способы борьбы с ним

Часто при разговоре о напряжении употребляется термин «перенапряжение» и не всегда понятно, о каком явлении идет речь. Для исключения путаницы в терминологии ниже приведены пояснения в различии явлений с одним и тем же названием, причины возникновения в сети, характер и методы борьбы с ним.

Первый вид перенапряжения — импульсное перенапряжение. Возникает при грозовых воздействиях на электросеть или при коммутационных процессах, как во внешней сети, так и в самой электроустановке. Длительность 1-3 мс. Сила скачка может быть от 1 до 10 кВ. Среди возможных последствий — неожиданный сбой в работе цифрового оборудования или его выход из строя. Бороться с импульсным перенапряжением нужно применяя ограничители перенапряжения (ОПН) в виде разрядников или варисторов, используя разделительные трансформаторы, стабилизаторы. Например, все стабилизаторы напряжения торговой марки «Полигон» оснащены устройствами защиты от импульсных перенапряжений.


Второй вид перенапряжения — это длительное отклонение напряжения сети в сторону превышения нормы.

Наиболее частые причины возникновения этого явления:

  • Перегрузка линии питания

Провода сети питания имеют определенное сопротивление, и при протекании тока нагрузки на этих проводах возникает падение напряжения. Величина падения напряжения зависит от сечения провода, материала (медь или алюминий) и его длины. При проектировании объектов эти значения учитываются в расчетах, чтобы на нагрузке величина напряжения находилась в норме.

К сожалению, в эксплуатации находится множество электросетей, спроектированных десятки лет назад, а уровень нагрузки значительно вырос. Яркий пример – сети различных садоводств и других загородных потребителей. Недостаточное сечение линий и, как результат, потери в этих линиях приводят к тому, что напряжение питания у потребителя становится ниже нормы, особенно не везет тем, кто находится в конце линии (см. рис. фаза L2).

  • Перекос нагрузки

Недаром на предприятиях, где ответственно относятся к состоянию электросетей, как внешних, так и внутренних, внимательно следят за равномерным распределением нагрузки по фазам. Согласно СП 31-110 п. 9.5 «…разница в токах наиболее и наименее нагруженных фаз не должна превышать 30% в пределах одного щитка и 15% — в начале питающих линий».

Наиболее негативно это явление сказывается на сетях с недостаточным сечением проводников. Давайте рассмотрим пример на приведенном ниже рисунке. Фаза L2 перегружена. У потребителей, подключенных к этой фазе низкое напряжение, падение напряжения в нейтральном проводнике значительное. Согласно векторной диаграмме напряжения, в трехфазной сети происходит смещение точки нейтрали (N) и на мало загруженных фазах L1 и L3 появляется высокое напряжение. Кроме того, перекос нагрузок негативно сказывается на трансформаторе подстанции.


  • Пусковые токи нагрузки

Не секрет, что некоторые виды оборудования при включении обладают большими пусковыми токами (электродвигатели до 6 крат от величины рабочего тока, трансформаторы до 12 крат). На момент пуска в электросети наблюдается провал напряжения ниже допустимых значений. В некоторых случаях эти провалы могут оказаться критичными для другого оборудования, подключенного на эту же линию питания.

  • Короткое замыкание

При коротком замыкании между L и N наблюдается эффект схожий с перекосом нагрузки, но усугубленный тем, что падение напряжения в линии нейтрали достигает значений до 110 В. На фазе замыкания происходит провал напряжения, на других фазах — значительное превышение напряжения до момента срабатывания защиты. Замыкания также могут быть между фазами, фазой и корпусом.

  • Отключение мощной нагрузки

Электросети, помимо активного сопротивления проводников, обладают еще ёмкостью и индуктивностью. Периодическое отключение мощной нагрузки приводит к кратковременному всплеску напряжения в сети за счет общей индуктивности сети, что вряд ли можно назвать положительным событием.

Положительный эффект этого явления используется в системе зажигания автомобиля. Генератор 12 В – прерыватель – катушка зажигания (индуктивность) – свеча. Катушка зажигания в определенный момент отключается от генератора прерывателем (прекращается ток) и вся энергия, запасенная индуктивностью катушки, в виде высоковольтного выброса с напряжением до десятков киловольт поступает на свечу зажигания.

  • Обрыв нейтрали

Тяжелейший вид аварии, при котором в трёхфазной сети фазные напряжения могут достигать значений более 300 В. Все будет зависеть от величин фазных нагрузок на момент обрыва нейтрали. На мощных однофазных потребителях с низким сопротивлением напряжение составит несколько вольт, а на малых нагрузках — ближе к линейному напряжению. Процесс динамичен. Малые нагрузки начинают выгорать из-за высокого напряжения с коротким замыканием. На время протекания тока короткого замыкания напряжение на мощных нагрузках меняется с малого до практически линейного в 380 В. Стандартная защита в виде типовых автоматов не всегда успевает отработать и потеря некоторого оборудования достаточно частое явление. Более эффективной защитой от данного вида аварии является применение реле контроля напряжения (РКН), реле контроля фаз (РКФ) для трехфазных нагрузок или стабилизатора напряжения, у которого данные функции уже аппаратно встроены.

Чтобы обезопасить себя от перечисленных ранее видов перенапряжения, необходимо установить стабилизатор напряжения.

Какие задачи выполняет стабилизатор напряжения?

Это устройство, которое гарантирует получение стабилизированного напряжения 220 В и защищает технику от скачков и перепадов напряжения. Стабилизатор подходит как для компьютерной, бытовой техники, аудио-видео систем, так и для котлов, насосов, станков, цехов, медицинского оборудования. Стабилизатор обеспечивает качественную, исправную работу и долгий срок службы электротехники в квартире, загородном доме, офисе и на производстве.

По каким параметрам подбирают стабилизатор?

Стабилизаторы бывают разными, и важно подобрать подходящий лично вам стабилизатор. Для этого необходимо обратить внимание на следующие параметры:

  1. Мощность нагрузки: для этого нужно сложить мощности всех электроприборов, которые одновременно будут работать.
  2. Тип сети: однофазная или трехфазная. Однофазный стабилизатор представляет собой напольный блок, который можно установить как в комнате, так и в хозяйственном помещении. Для трёхфазной сети используется трёхфазный стабилизатор в виде 3-х независимых однофазных стабилизаторов или одного шкафа (для больших мощностей). 
  3. Принцип работы стабилизатора: релейный, электромеханический (сервомоторные, сервоприводные), электронный (симисторные, тиристорные). Так электромеханические больше подходят для промышленных, медицинских, космических объектов, а электронные для малых производств, загородных домов.
  4. Точность коррекции напряжения: +/- 1% — 20%.
NB! Установка стабилизатора напряжения не означает, что в сети будет постоянно 220 В или 380 В. Нередко недобросовестные производители стабилизаторов устанавливают горящее табло 220 В, и это значение никак не меняется. Кажется, что стабилизатор выполняет свою работу идеально, на табло всегда 220 В! Но стабилизируется ли действительно напряжение до этого значения – неизвестно. Это может быть лишь картинка, а не реальный показатель напряжения! Будьте внимательны!

ЛАЙФХАК. Качественный стабилизатор редко показывает значение ровно 220 В (380 В), поскольку у него всегда есть погрешность на выходе – «точность стабилизации».

Стабилизаторы торговой марки «Полигон»

Перечисленные все выше виды аварий решают стабилизаторы «Сатурн» и «Каскад». Данные модели выпускаются компанией «Полигон» с 1996 года и прошли суровую проверку российскими сетями. Компания производит сборку из комплектующих от ведущих производителей и проводит обязательный контроль продукции, обеспечивая надежную работу каждого стабилизатора на долгие годы.

Данные стабилизаторы разработаны с учетом российских сетей и корректируют напряжения в максимальном диапазоне входных напряжений, сохраняя полную номинальную мощность. Срок службы стабилизаторов «Сатурн» и «Каскад» достигает 15 лет. Они защищают производства, больницы, транспортные узлы, военные и космические объекты по всей России, например, объекты Газпрома, космодромы Байконур и Плесецк, Центр им. Алмазова и многие другие.

Компания предлагает широкий выбор стабилизаторов для дома, офиса или производства. Главные отличия между «Сатурном» и «Каскадом» – это уровень погрешности (1% и 2,5%, соответственно), и принцип работы: промышленный «Сатурн» – электромеханический стабилизатор, «Каскад» – электронный. Более подробно о различиях этих моделей вы можете узнать на сайте производителя www.poligonspb.ru.

Итак, теперь Вы знаете, что представляет из себя стабилизатор напряжение и с какими проблемами он справляется. Важно помнить, что результатом перепадов напряжения в лучшем случае будет потеря несохраненных данных на компьютере, в худшем — повреждения электроприборов и даже угроза жизни людей.

Посмотреть PDF-версию статьи можно тут.

Электронную версию статьи вы можете прочитать на сайте журнала ИСУП. 

Измерители параметров электрической сети – приборы повышения качества энергии

Измерители параметров электросетей контролируют качество и потребление энергии на производстве. Применение анализаторов электросети положительно отражается на экономических показателях.

Выбрать и купить измеритель параметров электрической сети вы можете в интернет-магазине …


Модели приборов и аналоги

Сравнительная таблица с данными некоторых моделей анализаторов электросети:

Области применения

Приборы хоть и довольно специализированные, но применение находят в разных сферах:

  • Промышленные СУ энергоснабжением и потреблением (здания, строительные и промышленные объекты)
  • Любые производства, ставящие задачи повышения качества и экономии потребляемой энергии

Назначение

  • Измерение, вычисление и визуализация параметров электрических сетей (ток, напряжение, мощность, частота, коэффициент мощности)
  • Оценка качества электроэнергии (анализ гармонических составляющих, дисбаланс напряжений и токов в сети)
  • Ведение учета потребляемой энергии и его прогнозирование (расчетное потребление), архивация данных
  • Контроль работоспособности, аварийная сигнализация и регулирование/управление

Преимущества

  • Функциональность (полноценный анализ требует оценки многих параметров)
  • Улучшение экономических показателей систем (путем оптимизации качества и потребления энергии)

Недостатки

  • Высокая сложность многих устройств (что сказывается и на цене)

Принцип работы прибора

Принцип рассмотрим по модели DPM, которая включается в трехфазную сеть по одной из 8 схем подключения. Внутренние измерительные преобразователи непрерывно оценивают значения тока, напряжения, частоты, мощности и коэффициента мощности. На основании первичных данных электроника рассчитывает дополнительные показатели (показатели качества, значения энергии и потребления). Все данные архивируются и по требованию передаются в систему в цифровом виде.

Какие приборы используются для учета и контроля качества электроэнергии

Использование анализаторов ПКЭ (показатель качества электрической энергии) позволяет решить ряд важных моментов на промышленных и коммерческих, частных объектах:

Современные приборы-анализаторы имеют ряд дополнительных функций, которые дают возможность пользователю проводить регистрацию переходных процессов, пусковых токов и других качественных исследований.

Показатели качества электроэнергии: для чего необходимы, оценочная система

Мы разобрались, что использование приборов направлено на обеспечение постоянного (при использовании стационарных аппаратов-анализаторов) контроля за качеством энергии и проведения мониторинговых исследований параметров электросети. Изучив результаты анализа, пользователь может приступить к планированию необходимых мероприятий, направленных на устранение неполадок, выявленных в работе сети. А сверив измеренные (текущие) показатели энергии с действующими нормативами ГОСТ пользователь может выразить обоснованные претензии к поставщикам услуг — государственным и коммунальным предприятиям. Среди основных показателей качества можно выделить следующие:
  • колебания и провалы напряжения;
  • провалы и перебои, перенапряжение в исследуемой сети.
  • несинусоидальность кривой;
  • несимметричность внутри трехфазных систем.

Представленные показатели и другие параметры сети как раз и позволяют измерить современные приборы-анализаторы ПКЭ.

Виды анализаторов

Приборы могут осуществлять как постоянные, так и периодические замеры качества электрической энергии. Разность использования повлекла за собой появление двух видов анализаторов ПКЭ:
  • Стационарный. Использование данного типа позволяет осуществлять контроль качества электроэнергии в реальном времени, круглосуточно, без перерывов. Это главное преимущество данного вида перед мобильными аналогами. Используя стационарные аппараты поставщик и потребитель энергетических услуг получают точные данные, сверяя полученные ПКЭ с действующими нормативами Современные стационарные аппараты могут протоколировать результаты непрерывного контроля, автоматически формируя, сортируя и сохраняя их в памяти устройства. Стационарные анализаторы могут быть совмещены с приборами, проводящими мониторинг электрических величин, к примеру счетчиками электроснабжения, регистрировать аварийные события, переключать коммутационные аппараты, реализовывать функции дистанционного управления, сигнализации.
  • Переносной. Переносные устройства проводят замеры, используя токовые клещи. Мобильные анализаторы необходимы для: проведения планового или внепланового энергетического аудита на объекте; контроля работы сети по разработанному графику; выявления неполадок в работе сети, подключенном к ней электрооборудовании; балансировки сети; получения графика реальной нагрузки сети, ее отдельных узлов. Среди их преимуществ можно выделить: компактные габариты; интуитивно понятное управление благодаря графическому экрану; простая калибровка, надежность и долгий эксплуатационный срок; высокоточный мониторинг всех качеств электрической энергии, их анализ; возможности для удаленного доступа к информации; контроль в соответствии с ГОСТ; поддержка популярных интерфейсов (например, RS 485).

Вне зависимости от типа используемого устройства, анализаторы позволяют получать точную, полноценную информацию о состоянии электрических сетей. Данные результаты помогают добиться оптимальных параметров сети. Проведенный анализ позволяет составить развернутый отчет о работе системы. Измерения обеспечивают проведение правильных расчетов коэффициентов рациональности применения электричества. Это позволяет производству выполнять работы с минимальными расходами ресурсов. А в процессе контроля убираются элементы, причиняющие вред системе.

Вывод

Если подытожить все вышесказанное, то мы приходим к выводу, что основной метод контроля качества электроэнергии — это использование специальных приборов-анализаторов, как стационарных, осуществляющих мониторинг непрерывно, так и мобильных аналогов, которые используются для проведения периодического контроля по плану. Все мониторинговые процессы способствуют снижению риска неисправностей в электрической сети, а устройства эффективно и быстро выявляют все поломки и ошибки в работе узлов, чтобы поломка на объекте была устранена в самые оперативные сроки.

Когда нужен стабилизатор напряжения?

Согласно статистике, именно из-за неправильных параметров электрической сети, в частности из-за низкого или наоборот высокого напряжения, чаще всего выходит из строя бытовая и офисная техника. И это неудивительно, так как современная техника содержит в себе электронику управления, а также компрессоры и электродвигатели, которые очень чувствительны к изменениям напряжения.

Защитить вашу технику и даже просто значительно продлить ее срок службы поможет стабилизатор напряжения, который откорректирует параметры напряжения электросети до нормируемого, а если напряжение резко упадет или наоборот будет скачок напряжения вверх, то встроенная в стабилизатор защита незамедлительно отключит прибор, спасая тем самым вашу технику.

Обычно, проблемы с напряжением существуют там, где недостаточно хорошо следят за состоянием электросетей, за балансом распределения нагрузок и просто там, где старая или некачественная электропроводка.

Определить нужен ли вам стабилизатор напряжения можно просто измерив мультиметром напряжение в розетке. Нормальные показатели будут в пределах 198-242 В, это максимально допустимые отклонения напряжения, которые могут быть в однофазной электрической сети согласно пункту 4.2.2 из ГОСТ 32144-2013. Лучше всего, конечно, делать такие замеры периодически, в разное время суток, дни недели и даже в разное время года.

Кроме того, есть еще несколько косвенных показателей, по которым можно определить, что с напряжением в квартире или доме, что-то не так:

  • Мерцание или тусклое свечение ламп, достаточно частое их перегорание

  • Нарушения в работе бытовой техники: медленно нагреваются ТЭН, гудят трансформаторы, сбрасываются таймеры, приборы не включаются или выходят из строя без видимых причин и т.д.

В первую очередь, заметив такие отклонения в работе электрооборудования или просто обнаружив слишком низкое или высокое напряжение в сети вольтметром, вы должны обратиться в свою энергоснабжающую компанию и добиваться восстановления требуемых параметров поступающего электрического тока.

К сожалению, процесс этот, как вы понимаете, небыстрый, особенно, если речь идёт о низком или высоком напряжении в частном доме или на дачном участке, поэтому, на какое-то время, вам обязательно нужен стабилизатор напряжения, чтобы защитить свой холодильник, позволить ему работать в нормальном режиме.


Как подобрать стабилизатор напряжения


Абсолютное большинство бытовых приборов работает от напряжения 220В и подключается к стандартной бытовой розетке, и стабилизатор напряжения для них нужен однофазный.

В настоящее время существует несколько разновидностей стабилизаторов напряжения. Они основаны на различных принципах действиях и компонентах и различаются по скорости срабатывания, диапазону регулирования, степени защищенности и еще по целому ряду характеристик.

Релейный стабилизатор (https://umnel.ru/catalog/releynye_stabilizatory/) будет самым простым и экономичным решением для несложной бытовой техники, особенно для холодильника. Релейный стабилизатор имеет высокую скорость переключения, реле прекрасно выдерживают пусковые токи, которые образуются при запуске компрессора, а кроме того, они более чем доступны по цене. Основной недостаток релейного стабилизатора – его ступенчатое переключение. При срабатывании реле возникает резкий скачок напряжения величиной 5-15 вольт. Для бытовой техники такой скачок не окажет негативного влияния, однако освещение при этом будет мигать заметно. Гарантийный срок работы релейных стабилизаторов находится в пределах от 2 до 3 лет.

Принцип действия электромеханического стабилизатора (https://umnel.ru/catalog/elektromekhanicheskie_stabilizatory/) напряжения также довольно простой. Щетки из графита при перепадах напряжения передвигаются по катушке трансформатора, тем самым регулируется и подстраивается выходное напряжение. Преимуществами таких стабилизаторов является простота и надежность устройства, повышенный КПД. Из недостатков можно отметить малое быстродействие при перепадах напряжения, а также быстрый износ механических деталей. Поэтому электромеханический вид стабилизатора требует постоянного обслуживания в виде контроля и замены щеток. Гарантийный срок работы электромеханических стабилизаторов находится в пределах от 1 до 2 лет.

Электронные симисторные стабилизаторы (https://umnel.ru/catalog/simistornye_stabilizatory/) напряжения работают по принципу, который основан на автоматической коммутации разных обмоток трансформатора силовыми ключами в виде тиристоров. Такой принцип похож на действие релейных приборов. Отличие релейных стабилизаторов состоит в том, что у них нет механических контактов, имеется большее количество ступеней выравнивания напряжения и высокая точность работы 2-5%. Электронные приборы не создают шума в доме, так как отсутствуют механические реле, их заменяют электронные ключи. Электронные стабилизаторы работают с большим КПД. Гарантийный срок работы электронных стабилизаторов находится в пределах от 3 до 7 лет.

Мощность стабилизатора напряжения – это величина, которая показывает какую максимальную нагрузку может питать данное устройство. При этом важно помнить, что у большинства особенно недорогих моделей стабилизаторов, есть прямая зависимость падения отдаваемой мощности в зависимости от входящего напряжения в сети.

Например, у вас напряжение в розетке падает до 190В, то стабилизатор мощностью 1000 ВА, будет держать все 100% заявленной нагрузки, но как только напряжение упадёт ниже, например, до 150В – то максимальная возможная нагрузка упадёт, обычно где-то на 40% и будет составлять уже всего 600 ВА.

Таким образом  при расчете мощности стабилизатора необходимо знать две основные величины:

  • Мощность потребителя, VA

  • Минимальное и максимальное напряжение в сети, В

Если вам нужно подобрать стабилизатор напряжения на всю квартиру или дом, вы можете воспользоваться Калькулятором подбора стабилизатора напряжения на нашем сайте (https://umnel.ru/about/calc/tab.php)

Main Voltage — обзор

10.1.6.4 Источник питания

Источник питания, необходимый для поддержания дуги TIG, имеет падающую вольт-амперную характеристику, которая обеспечивает практически постоянный выходной ток даже при изменении длины дуги на несколько миллиметров. Следовательно, естественные колебания длины дуги, возникающие при ручной сварке, мало влияют на сварочный ток. Способность ограничивать ток до установленного значения не менее важна, когда электрод случайно замыкается накоротко на заготовке.В противном случае могут возникнуть чрезмерно высокие токи, которые повредят электрод и даже оплавят его на заготовку.

На практике источник питания необходим для снижения напряжения сети высокого напряжения (240 или 440 В переменного тока) до источника относительно низкого напряжения (60–80 В переменного или постоянного тока). В своей основной форме источник питания состоит из трансформатора для снижения напряжения сети и увеличения тока и выпрямителя, расположенного на вторичной стороне трансформатора, для обеспечения d.c. поставка. В традиционных источниках питания используются регулируемый реактор, трансформаторы с подвижной катушкой или подвижным железом или магнитный усилитель для управления сварочным током. Такое оборудование отличается простотой эксплуатации и надежностью, что делает его идеально подходящим для использования в агрессивных промышленных средах. К недостаткам можно отнести относительно высокую стоимость материала, большие размеры, ограниченную точность и медленную реакцию. Появились электронные источники питания (описанные ранее), которые лишены этих недостатков:

(1)

тиристорный регулятор фазы (SCR);

(2)

транзистор, последовательный стабилизатор;

(3)

транзистор переключаемый; и

(4)

а.c. линейный выпрямитель плюс инвертор.

Основные рабочие характеристики этих систем описаны в Разделе 10.1.1, а преимущества / недостатки по сравнению с традиционными источниками питания приведены в Таблица 10.1 . Из вышеперечисленных источников питания системы управления на основе транзисторов обеспечивают более высокую точность и воспроизводимость параметров сварки, но, как правило, расходуют электрическую энергию. Переменный ток Линейный выпрямитель плюс инверторный тип предлагает сочетание высокого электрического КПД и небольших размеров.

Из-за выходных характеристик постоянного тока дугу можно зажечь либо прикосновением электрода к заготовке, либо в контактной системе серией высокочастотных искр высокого напряжения. Эффект высокой частоты заключается в ионизации газа между электродом и деталью. Поскольку напряжение и частота составляют примерно 10–20 кВ при 100 МГц, необходимо принять меры для предотвращения пробоя изоляции системы управления сваркой. Высокие частоты, передаваемые по линии и по воздуху, могут вызвать проблемы в контрольно-измерительной аппаратуре и электрическом оборудовании в непосредственной близости от дуги и линий электропередач сварочной системы.Высокочастотная обратная связь с источником питания может быть устранена путем размещения индуктора с воздушным сердечником между высокочастотным генератором и трансформаторным выпрямителем; изолятор может быть встроен в высокочастотный трансформатор, как показано на Рис. 10.36 . Необходимо следить за тем, чтобы все оборудование было должным образом заземлено, а все сварочные провода были как можно короче.

Рисунок 10.36. Установка высокочастотного зажигания дуги для сварки TIG. ВЧ, высокая частота; h.v., высокое напряжение

Синусоидальная волна a.с . Цикличность течения вносит определенные трудности. Когда вольфрамовый электрод меняет полярность с положительной на отрицательную, происходит плавный переход, потому что вольфрамовый электрод (являющийся термоэлектронным эмиттером) имеет электронное облако, доступное для повторного зажигания в качестве дугового катода. Когда полярность электрода меняется с отрицательной на положительную, на пластине должен образоваться катодный корень или группа из нескольких катодных корней. Эта функция требует высокого напряжения повторного зажигания для повторного зажигания дуги, которое при сварке алюминия превышает 150 В.

При обычном индуктивном питании формы кривой напряжения и тока дуги ( Рисунок 10.37 ) значительно отстают от напряжения холостого хода. В результате доступно высокое напряжение перезапуска ( Рисунок 10.37 ( a )). Если дуга не зажигается повторно из-за недостаточного напряжения повторного зажигания, может возникнуть выпрямляющая дуга с током, протекающим преимущественно в отрицательных полупериодах. В условиях низкого напряжения можно обеспечить положительный полупериодный ток с помощью вспомогательного оборудования, например, для повторного зажигания искры.Искры должны быть правильно рассчитаны по времени, иначе произойдет некоторая степень исправления.

Рисунок 10.37. Осциллограммы напряжения и тока для сварки TIG переменным током сварка

Более точным методом получения полупериода положительного электрода является использование метода импульсной инжекции. При добавлении импульсного инжектора к сварочному трансформатору напряжение холостого хода может быть снижено до 50 В. Базовая схема импульсного инжектора вместе с высокочастотным устройством зажигания дуги показана в связи со сварочной схемой на рис.10 .38 .

Рисунок 10.38. Блок форсунки перенапряжения и сварочная цепь. ВЧ, высокая частота; h.v., высокое напряжение

Схема работы пусковой цепи выглядит следующим образом. Когда в систему подается полное напряжение холостого хода, контакт реле размыкается, и расцепитель приводит в действие переключатель для разряда конденсатора импульсных перенапряжений в первичную обмотку повышающего трансформатора. Напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, нарастает до тех пор, пока не будет достигнуто напряжение пробоя искрового промежутка в горелке.Когда дуга установилась, напряжение, подаваемое на реле, падает до уровня напряжения дуги, и контакт реле замыкается, и конденсатор импульсных перенапряжений разряжается непосредственно в дугу. Момент разряда регулируется расцепителем и рассчитывается таким образом, чтобы он происходил при гашении дуги, когда полярность меняется на положительный полупериод электрода. Затем импульсный конденсатор, который заряжается до напряжения достаточной амплитуды, используется для создания искусственного напряжения повторного пробоя.

Прямоугольная волна a.с . Альтернативная конструкция источника питания, которая становится все более популярной, — это источник питания прямоугольной формы. Принципиальной особенностью таких конструкций является то, что выходной ток принимает более прямоугольную форму волны по сравнению с обычной синусоидой (, рис. 10.10, ). Доступны два типа источников питания, различающиеся способом получения прямоугольной волны. В то время как «квадратная» форма синусоидальной волны генерируется с помощью инвертированного переменного тока, более истинная прямоугольная форма волны создается переключенным d.c. питания (см. Рисунок 10.11 ). В любом случае для сварки TIG важно то, что ток до нуля поддерживается на относительно высоком уровне, а затем быстро переключается на противоположную полярность. Для сравнения, ток, вырабатываемый источниками питания синусоидальной волны, уменьшается медленнее до нуля, и точно так же ток, возникающий после повторного зажигания, имеет гораздо меньшую скорость.

Как показано на Рис. 10.39 ( a ), если прямоугольная волна переменного тока полученный из коммутируемого d.c. питание используется при 75 В разомкнутой цепи и 160 А среднеквадратичное значение. сварочный ток, напряжение 50 В и ток цепи около 160 А достигаются в пределах 0,02 мс от нуля. С прямоугольной синусоидой напряжение на зазоре выше 50 В достигается за 0,02 мс, а ток в цепи 110 А достигается за 0,1 мс от нуля ( Рис. 10.39 ( b )). Для сравнения, эквивалентное время нарастания для обычного источника синусоидальной волны составляет 0,15 мс для достижения 5 В на дуговом промежутке и относительно долгое время примерно 3 мс для достижения 110 А от нуля.

Рисунок 10.39. Типичные формы сигналов напряжения и тока при повторном зажигании при сварке со среднеквадратичным значением 160 А. (а) Электропитание прямоугольной формы при напряжении холостого хода 75 В. (b) Прямоугольная синусоида при напряжении холостого хода 79 В. (c) Подача синусоидальной волны при напряжении холостого хода 75 В

Преимущество прямоугольной волны переменного тока заключается в том, что благодаря присущему ему высокому импульсному напряжению, связанному с быстрым изменением направления тока, перем. В некоторых случаях сварку TIG можно практиковать при 75 В среднеквадратичном значении. без необходимости наложения высокочастотной искры для повторного зажигания дуги.

Дополнительная функция прямоугольной волны переменного тока. Источники питания — это способность разбалансировать форму волны тока, то есть изменять соотношение полярности положительного и отрицательного электрода. На практике процент положительной полярности электрода можно изменять от 30 до 70% при фиксированной частоте повторения 50 Гц. Работая с большей долей отрицательного электрода, нагрев электрода может быть существенно уменьшен по сравнению с тем, что происходит при сбалансированной форме волны. Хотя очистки от оксида на поверхности материала обычно достаточно с 30% положительного электрода, степень очистки дуги может быть увеличена за счет работы с более высокой долей положительной полярности электрода (до предела приблизительно 70%). .

Электроэнергия | YourStudent Gemini Wiki

Электроэнергия — это универсальный источник питания переменного тока. В США электроэнергия обозначается несколькими именами, включая бытовую мощность , бытовую электроэнергию , домашний ток , линию электропередач , бытовую мощность , настенную розетку , линейную мощность , переменного тока. , городское электроснабжение , уличное электроснабжение и сетевое электроснабжение .Во многих частях Канады он называется hydro , потому что большая часть канадских генерирующих мощностей приходится на гидроэлектростанции.

Системы электроснабжения []

Список напряжений, частот и розеток по странам см. В разделе Электросеть по странам

Во всем мире существует множество различных систем электроснабжения для работы бытовых и легких коммерческих электроприборов и освещения. Различные системы в первую очередь характеризуются

  • Напряжение
  • Частота
  • Вилки и розетки (розетки или розетки)
  • Система заземления (заземление)
  • Защита от повреждений при перегрузке по току (напр.g., из-за короткого замыкания), поражение электрическим током и опасность пожара
  • Допуски параметров
  • Однофазное или трехфазное питание
  • Постоянный ток (DC) (постоянный ток был почти полностью преобразован в переменный ток (AC) с середины 20 века, но постоянный ток был общим правилом в прошлом)

Все эти параметры различаются в зависимости от региона. Напряжения обычно находятся в диапазоне 100–240 В (всегда выражается как среднеквадратичное напряжение). Обычно используются две частоты: 50 и 60 Гц.

Зарубежные анклавы, такие как крупные промышленные предприятия или зарубежные военные базы, могут иметь другое стандартное напряжение и частоту, чем прилегающие районы. В некоторых городских районах стандарты могут отличаться от стандартов в окружающей сельской местности (например, в Ливии). Регионы, находящиеся в состоянии фактической анархии, могут не иметь централизованного управления электроэнергией, поскольку электроэнергия обеспечивается несовместимыми частными источниками.

Раньше использовались многие другие комбинации напряжения и частоты электросети, включая постоянный ток, с частотами от 25 до 133 Гц и напряжениями от 100 до 250 В.Современные стандартные комбинации 230 В / 50 Гц и 120 В / 60 Гц не применялись в первые несколько десятилетий 20-го века и до сих пор не являются универсальными.

На промышленных предприятиях с трехфазным питанием будут установлены другие, более высокие напряжения для крупного оборудования (и разные розетки и вилки), но перечисленные здесь общие напряжения все равно будут применяться для осветительного и переносного оборудования.

Электропроводка в здании []

В большинстве стран домашнее питание — однофазное, с двумя или тремя проводными контактами на каждой розетке.

  • Провод под напряжением (также известный как фаза , горячий или активный контакт ) передает переменный ток между электросетью и домом.
  • Нейтральный провод замыкает электрическую цепь, также проводя переменный ток между электросетью и домом. Нейтраль соединена с землей и, следовательно, имеет почти такой же электрический потенциал, что и земля. Это предотвращает превышение напряжения в цепях питания за пределами земли, например, при ударе молнии или возникновении иного заряда.
  • Заземляющий провод или Заземление соединяет шасси оборудования с землей в качестве защиты от неисправностей (поражение электрическим током), например, если изоляция на «горячем» проводе будет повреждена, и неизолированный провод войдет в контакт с металлический корпус или корпус оборудования.

Шаблон: Подробнее

  • Смешанная трехфазная электропроводка 230 В / 400 В (распространена в Северной и Центральной Европе) или однофазная бытовая электропроводка 230 В

Для обеспечения правильного напряжения заземления и нулевого провода используются различные системы заземления. Избегайте ударов при прикосновении к заземленным предметам.

В некоторых установках могут быть два токоведущих провода, по которым протекает переменный ток в трехпроводной однофазной цепи.

Небольшое переносное электрическое оборудование подключается к источнику питания с помощью гибких кабелей, оканчивающихся вилкой, которая затем вставляется в стационарную розетку (розетку). Более крупное бытовое электрооборудование и промышленное оборудование можно постоянно подключать к стационарной электропроводке здания. Например, в домах в Северной Америке автономный кондиционер, установленный на окне, будет подключен к розетке, тогда как центральное кондиционирование воздуха во всем доме будет постоянно подключено.Комбинации вилок и розеток большего размера используются для промышленного оборудования, пропускающего большие токи, более высокие напряжения или трехфазную электрическую мощность.

Автоматические выключатели и предохранители используются для обнаружения коротких замыканий между проводом под напряжением и нулевым проводом или для получения большего тока, чем рассчитаны на работу проводов, чтобы предотвратить перегрев и возгорание. Эти защитные устройства обычно устанавливаются на центральной панели в здании, но некоторые системы электропроводки также предусматривают устройство защиты от перегрузки по току в розетке или внутри вилки.

Устройства остаточного тока, также известные как прерыватели цепи замыкания на землю и прерыватели тока утечки прибора, используются для обнаружения замыканий на землю — утечки тока куда-либо, кроме нейтрали и проводов под напряжением (например, заземляющего провода или человека). ). При обнаружении замыкания на землю устройство быстро отключает цепь.

В северной и центральной Европе электроснабжение жилых домов обычно представляет собой трехфазное напряжение 400 В, что дает 230 В между фазой и нейтралью; Электропроводка дома представляет собой смесь трехфазных и однофазных цепей.Мощные электроприборы, такие как кухонные плиты и тяжелые бытовые инструменты, такие как дровоколы, очень часто подключаются к трехфазному источнику питания 400 В.

Уровни напряжения []

Большинство стран Европы, Африки, Азии, Австралии, Новой Зеландии и большей части Южной Америки используют источник питания, который находится в пределах 6% от 230 В. В Великобритании номинальное напряжение питания составляет 230-6% + 10%, чтобы учесть тот факт, что на самом деле большинство источников питания по-прежнему составляет 240 В. В Японии, Тайване, Северной Америке и некоторых частях северной части Южной Америки используется напряжение от 100 до 127 В.Стандарт 230 В стал широко распространенным, так что оборудование на 230 В можно использовать в большинстве частей мира с помощью адаптера или замены соединительной вилки оборудования для конкретной страны.

Измерительное напряжение []

Следует различать напряжение в точке питания (номинальное напряжение системы) и номинальное напряжение оборудования (напряжение использования). Обычно напряжение использования на 3–5% ниже номинального напряжения системы; например, система питания с номинальным напряжением 208 В будет подключена к двигателям, на паспортных табличках которых указано «200 В».Это учитывает падение напряжения между оборудованием и источником питания. Напряжения, указанные в этой статье, являются номинальными напряжениями питания, и оборудование, используемое в этих системах, будет иметь несколько более низкое напряжение, указанное на паспортной табличке.

Напряжение в системе распределения питания почти синусоидальное. Напряжения выражаются как среднеквадратическое (RMS) напряжение. Допустимые отклонения напряжения указаны для установившегося режима работы. Кратковременные большие нагрузки или операции переключения в распределительной сети могут вызвать кратковременные отклонения за пределы допустимого диапазона.В общем, источники питания, полученные из больших сетей с множеством источников, более стабильны, чем те, которые поставляются в изолированное сообщество, возможно, только с одним генератором.

Выбор напряжения []

Основная статья: Электроэнергия по странам

Выбор напряжения использования обусловлен скорее историческими причинами, чем оптимизацией системы распределения — когда напряжение используется и оборудование, использующее это напряжение, становится широко распространенным, изменение напряжения становится радикальная и дорогостоящая мера.В распределительной системе на 230 В будет использоваться меньше проводникового материала для передачи заданного количества энергии, потому что ток и, следовательно, резистивные потери ниже, чем в системе на 120 В. В то время как большие нагревательные приборы могут использовать более мелкие проводники на 230 В для той же выходной мощности, немногие бытовые приборы используют что-либо вроде полной мощности розетки, к которой они подключены. Минимальный размер провода для ручного или переносного оборудования обычно ограничивается механической прочностью проводов.Электрооборудование широко используется в домах как в странах с сетями 230 В, так и 120 В. Национальные электротехнические нормы и правила предписывают методы электромонтажа, направленные на минимизацию риска поражения электрическим током и возгорания.

Во многих регионах, таких как США, где (номинально) используется 120 В, используются трехпроводные однофазные системы на 240 В для питания крупных бытовых приборов. В этой системе источник питания 240 В поставляется с нейтралью с центральным отводом, чтобы обеспечить два источника питания 120 В, которые также могут подавать 240 В на нагрузки, подключенные между двумя токоведущими проводами.

Трехфазные системы могут быть подключены для получения различных комбинаций напряжения, подходящих для использования с различными классами оборудования. Если электрическая система обслуживает как однофазные, так и трехфазные нагрузки, система может быть помечена обоими напряжениями, такими как 120/208 или 230/400 В, чтобы показать напряжение между фазой и нейтралью и между фазой и нейтралью. -линейное напряжение. Для более высокого напряжения подключаются большие нагрузки. Другие трехфазные напряжения, до 830 вольт, иногда используются в специальных системах, таких как насосы для нефтяных скважин.

Крупные промышленные двигатели (скажем, более 250 л.с. или 150 кВт) могут работать от среднего напряжения. В системах с частотой 60 Гц стандарт для оборудования среднего напряжения составляет 2300/4160 В, тогда как 3300 В является общепринятым стандартом для систем с частотой 50 Гц.

Стандартизация []

После согласования напряжения электроснабжение в Европейском Союзе теперь номинально составляет 230 В ± 10% при 50 Гц. [1] В переходный период (1995–2008 гг.) Страны, которые ранее использовали 220 В, перешли на более узкий диапазон асимметричных допусков 230 В + 6% –10%, а также страны (например, Великобритания), которые ранее использовали 240 В V изменился на 230 В + 10% -6%. [2] Ни одна из систем не требует изменения напряжения, поскольку и 220 В, и 240 В попадают в нижний диапазон допуска 230 В (230 В ± 10%). В некоторых районах Великобритании все еще есть 250 вольт по устаревшим причинам, но они также находятся в пределах 10% диапазона допуска 230 вольт. На практике это позволяет странам продолжать подавать то же напряжение (220 или 240 В), по крайней мере, до тех пор, пока существующие трансформаторы питания не будут заменены. Оборудование (за исключением ламп накаливания), используемое в этих странах, рассчитано на любое напряжение в указанном диапазоне.

В США [3] и в Канаде национальные стандарты [4] определяют, что номинальное напряжение на источнике должно составлять 120 В и допускать диапазон от 114 до 126 В (среднеквадратичное значение) (от −5% до + 5%). Исторически 110, 115 и 117 вольт использовались в разное время и в разных местах Северной Америки. Основная мощность иногда обозначается как 110; однако 120 — это номинальное напряжение.

В 2000 году Австралия перешла на 230 В в качестве номинального стандарта с допуском + 10% –6%., [5] это заменяет старый стандарт 240 В, AS2926-1987. [6] Как и в Великобритании, 240 В находится в допустимых пределах, а «240 вольт» является синонимом сети в австралийском и британском английском языках.

В Японии электроснабжение домохозяйств составляет 100 В. Восточная и северная части Хонсю (включая Токио) и Хоккайдо имеют частоту 50 Гц, тогда как западные Хонсю (включая Нагоя, Осака и Хиросима), Сикоку, Кюсю и Окинава работают на частоте 60 Гц. На границе между двумя регионами расположены четыре подстанции постоянного тока высокого напряжения (HVDC), соединяющие друг с другом подстанции, обеспечивающие подачу электроэнергии между двумя сетевыми системами; это Шин Синано, Дамба Сакума, Минами-Фукумицу и преобразователь частоты Хигаси-Симузу.Чтобы компенсировать разницу, частотно-чувствительные приборы, продаваемые в Японии, часто можно переключать между двумя частотами.

История напряжения и частоты []

Система генерации, передачи и распределения электроэнергии трехфазного переменного тока была разработана в 19 веке Никола Тесла, Джорджем Вестингаузом и другими. Томас Эдисон разработал системы постоянного тока (DC) на 110 В, и было заявлено, что это более безопасно в битвах между сторонниками систем питания переменного и постоянного тока (Война токов).

Позже стали применяться металлические лампы накаливания. В 1899 году берлинское электрическое предприятие Berliner Elektrizitäts-Werke (BEW) решило значительно увеличить свою распределительную способность, переключившись на номинальное напряжение 220 В, используя преимущества более высокого напряжения металлических ламп накаливания. Компания смогла компенсировать затраты на переоборудование оборудования заказчика за счет экономии на стоимости распределительных проводов. Это стало моделью для распределения электроэнергии в Германии и остальной Европе, а система на 220 вольт стала обычным явлением.В Северной Америке сохранилась практика с напряжением около 110 вольт для ламп. [7]

В 1883 году Эдисон запатентовал трехпроводную распределительную систему, чтобы позволить электростанциям постоянного тока обслуживать более широкий круг потребителей. Это позволило сэкономить на расходах на медь, поскольку лампы были подключены последовательно к системе 220 вольт с нейтральным проводником, подключенным между ними, чтобы нести любой дисбаланс между двумя подсхемами. Позже это было адаптировано к цепям переменного тока. Большинство осветительных приборов и мелкие бытовые приборы работают от 120 В, в то время как большие приборы могут быть подключены к 240 В.Эта система экономила медь и была обратно совместима с существующими приборами. Кроме того, с обновленной системой можно было использовать оригинальные заглушки.

Основная статья: Частота электросети

В конце 19 века Westinghouse в США остановился на 60 Гц, а AEG в Германии остановился на 50 Гц (число 60 не соответствовало стандартной метрической последовательности единиц ( 1,2,5)), [8] в конечном итоге привело к разделению мира на два частотных лагеря.Большинство систем с частотой 60 Гц имеют номинальное напряжение 120 вольт, а большинство систем с частотой 50 Гц — номинальное напряжение 230 вольт.

Регулировка напряжения []

Для поддержания напряжения у потребителя в допустимом диапазоне, электрические распределительные компании используют регулирующее оборудование на электрических подстанциях или вдоль распределительной линии. На подстанции понижающий трансформатор будет иметь автоматическое устройство РПН, позволяющее ступенчато регулировать соотношение между напряжением передачи и напряжением распределения.Для протяженных (несколько километров) сельских распределительных сетей автоматические регуляторы напряжения могут быть установлены на опорах распределительной линии. Это опять же автотрансформаторы с переключателями ответвлений под нагрузкой, позволяющими регулировать соотношение в зависимости от наблюдаемых изменений напряжения.

В каждом сервисном центре понижающий трансформатор имеет до пяти отводов, чтобы обеспечить некоторый диапазон регулировки, обычно ± 5% от номинального напряжения. Поскольку эти ответвители не управляются автоматически, они используются только для регулировки долгосрочного среднего напряжения в рабочем состоянии, а не для регулирования напряжения, наблюдаемого потребителем коммунального предприятия.

Качество электроэнергии []

Основная статья: Качество электроэнергии

Стабильность напряжения и частоты, подаваемых потребителям, варьируется в зависимости от страны и региона. «Качество электроэнергии» — это термин, описывающий степень отклонения от номинального напряжения и частоты питания. Кратковременные скачки и обрывы влияют на чувствительное электронное оборудование, такое как компьютеры. Длительные перебои в работе, перебои в работе и отключение электроэнергии, а также низкая надежность электроснабжения, как правило, увеличивают затраты для потребителей, которым, возможно, придется вкладывать средства в источники бесперебойного питания или резервные генераторные установки, чтобы обеспечивать электроэнергией, когда электроснабжение недоступно или непригодно для использования.Неустойчивое электроснабжение может стать серьезным экономическим препятствием для предприятий, которые полагаются на электрическое оборудование, освещение и климат-контроль. Даже самая лучшая энергосистема коммерческого качества может выйти из строя.

См. Также []

Шаблон: Портал

  • Вилки и розетки переменного тока бытовые
  • Электричество
  • Счетчик энергии
  • Электроэнергия по странам
  • Административный номер точки учета
  • Разъем питания
  • Электроэнергия трехфазная
  • Напряжение

Каталожные номера []

Внешние ссылки []

Шаблон: категория Commons

Реализуйте источник синусоидального напряжения — Simulink

Тип генератора

Укажите тип генератора источника напряжения.Значение по умолчанию — размах .

Выберите Swing , чтобы реализовать генератор, управляющий величиной и фазовым углом его напряжения на клеммах. Задайте величину и угол опорного напряжения в параметрах шины Swing или PV напряжения и Угол напряжения шины качания блока Load Flow Bus, подключенного к клеммам источника напряжения.

Выберите PV , чтобы реализовать генератор, регулирующий его выходную активную мощность P и величину напряжения V.Укажите P в параметре Активная выработка мощности P блока. Задайте V в параметре Swing bus или PV bus Voltage блока Load Flow Bus, подключенного к клеммам источника напряжения. Вы можете контролировать минимальную и максимальную реактивную мощность, генерируемую блоком, с помощью параметров Минимальная реактивная мощность Qmin и Максимальная реактивная мощность Qmax .

Выберите PQ , чтобы реализовать генератор, контролирующий его выходную активную мощность P и реактивную мощность Q.Укажите P и Q в параметрах блока Активная выработка мощности P и Выработка реактивной мощности Q соответственно.

Выработка активной мощности P

Укажите желаемую активную мощность, генерируемую источником, в ваттах. По умолчанию 10e3 . Этот параметр доступен, если вы укажете тип генератора как PV или PQ .

Выработка реактивной мощности Q

Укажите желаемую реактивную мощность, генерируемую источником, в варах.По умолчанию 0 . Этот параметр доступен только в том случае, если вы укажете тип генератора как PQ .

Минимальная реактивная мощность Qmin

Этот параметр доступен, только если вы укажете Тип генератора как PV . Этот параметр указывает минимальную реактивную мощность, которую источник может генерировать при поддержании напряжения на клеммах на его эталонном значении. Задайте опорное напряжение как параметр Swing bus или PV bus Voltage блока Load Flow Bus, подключенного к клеммам источника.Значение по умолчанию — -inf , что означает отсутствие нижнего предела выходной реактивной мощности.

Максимальная реактивная мощность Qmax

Этот параметр доступен, только если вы укажете Тип генератора как PV . Этот параметр указывает максимальную реактивную мощность, которую источник может генерировать, поддерживая номинальное значение напряжения на клеммах. Задайте опорное напряжение с помощью параметра Swing bus или PV bus Voltage блока Load Flow Bus, подключенного к клеммам источника.Значение по умолчанию — inf , что означает отсутствие верхнего предела выходной реактивной мощности.

Разница между напряжением переменного и постоянного тока (со сравнительной таблицей)

Основное различие между переменным и постоянным напряжением состоит в том, что в переменном напряжении полярность волны меняется со временем, в то время как полярность постоянного напряжения всегда остается неизменной. Другие различия между напряжением переменного и постоянного тока показаны ниже в сравнительной таблице.

Содержание: напряжение переменного тока и напряжение постоянного тока

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия

Сравнительная таблица

Основа для сравнения Напряжение переменного тока Напряжение постоянного тока
Определение Напряжение переменного тока — это сила, которая порождает переменный ток между двумя точками. Постоянное напряжение индуцирует постоянный ток между двумя точками.
Символическое представление
Частота Зависит от страны. Ноль
Коэффициент мощности В пределах от 0 до 1. 0
Полярность Изменения Остается постоянной
Направление Различное Осталось прежним
Получено от Генератор Элемент или батарея
КПД Высокая Низкая
Пассивный параметр Импеданс Сопротивление
Амплитуда Есть Нет
Преобразование С помощью инвертора. Используя выпрямитель.
Трансформатор Требуется для передачи. Не требуется.
Фаза и нейтраль Есть Нет
Преимущества Простота измерения. Легко усилить

Определение переменного напряжения

Напряжение, вызывающее переменный ток, называется напряжением переменного тока. Переменный ток индуцируется в катушке, когда проводник с током вращается в магнитном поле.Проводник при вращении разрезает магнитный поток, и изменение потока индуцирует в проводнике переменное напряжение.

Определение напряжения постоянного тока

Постоянное напряжение индуцирует постоянный ток. Волны только в одном направлении, а величина напряжения всегда остается постоянной. Генерация постоянного напряжения довольно проста и легка. Напряжение индуцируется вращением катушки в поле магнита. Катушка состоит из разъемного кольца и коммутатора, преобразующего переменное напряжение в постоянное.

Ключевые различия между напряжением переменного и постоянного тока

  1. Напряжение, вызывающее переменный ток, называется переменным напряжением. Постоянное напряжение производит постоянный ток.
  2. Частота переменного напряжения зависит от страны (чаще всего используются 50 и 60 Гц). Тогда как частота постоянного напряжения становится равной нулю.
  3. Коэффициент мощности переменного напряжения находится в пределах от 0 до 1. А коэффициент мощности постоянного напряжения всегда остается 1.
  4. Полярность переменного напряжения всегда меняется со временем, а полярность постоянного напряжения всегда остается постоянной.
  5. Напряжение переменного тока является однонаправленным, а напряжение постоянного тока — двунаправленным.
  6. Генератор генерирует переменное напряжение, а постоянное напряжение получается от элемента или батареи.
  7. Эффективность переменного напряжения высока по сравнению с постоянным напряжением.
  8. Импеданс — это пассивный параметр переменного напряжения, а для постоянного тока — сопротивление. Импеданс означает сопротивление, оказываемое напряжением потоку тока.
  9. Напряжение переменного тока имеет амплитуду, а напряжение постоянного тока не имеет амплитуды.Термин «амплитуда» означает максимальное расстояние, которое преодолевает колебание и колеблющееся тело.
  10. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный. А выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный.
  11. Трансформатор необходим для передачи переменного тока, но не используется в передаче постоянного тока.
  12. Напряжение переменного тока имеет фазу и нейтраль, тогда как напряжение постоянного тока не требует ни фазы, ни нейтрали.
  13. Основное преимущество переменного напряжения в том, что его легко измерить.Преимущество постоянного напряжения в том, что напряжение легко усиливается. Усиление — это процесс увеличения силы сигнала.

Связь между напряжением переменного и постоянного тока

Вольт переменного тока Χ 1,414 = Вольт постоянного тока

Режим напряжения / Режим тока. Почему источник питания может регулировать только один из этих параметров за раз.

Высоковольтные источники питания и информация по технике безопасности

Режим напряжения / Режим тока.Почему источник питания может регулировать только один из этих параметров одновременно

Большинство высоковольтных источников питания Spellman предлагают режимы напряжения и тока с автоматическим переключением в зависимости от настроек и условий нагрузки. Это требует, чтобы источник питания имел два контура регулирования: режим напряжения и режим тока. Кроме того, каждый контур требует программного сигнала, предоставляемого пользователем, чтобы источник питания мог соответствующим образом регулировать и ограничивать.

Режим напряжения

Работа блока питания в режиме напряжения — это способ, которым большинство клиентов используют наши блоки питания.Когда источник питания работает в режиме напряжения, он ведет себя как источник напряжения. Здесь источник питания будет активно регулировать выходное напряжение от 0 до 100% номинального выходного напряжения в зависимости от выбранной настройки.

В этой ситуации выходной ток определяется величиной выходного напряжения и импедансом нагрузки, подключенной к источнику питания. Большинство пользователей устанавливают текущий режим на максимум. В этой ситуации, если на выходе источника питания произойдет короткое замыкание, он автоматически переключится из режима напряжения в режим тока, регулируя ток на уровне 100% от максимального номинального тока.

Текущий режим

Использование блока питания в токовом режиме — менее частый способ, которым клиенты используют наши блоки питания. Когда источник питания работает в режиме тока, он ведет себя как источник тока. Здесь источник питания будет активно регулировать выходной ток от 0 до 100% номинального выходного тока, в зависимости от выбранной настройки.

В этой ситуации выходное напряжение определяется величиной выходного тока и импедансом нагрузки, подключенной к источнику питания.Большинство пользователей устанавливают режим напряжения на максимум. В этой ситуации, если на блоке питания будет установлена ​​разомкнутая цепь, он автоматически переключится из режима тока в режим напряжения, регулируя напряжение на уровне 100% от максимального номинального напряжения.

Режим напряжения / Возможность программирования режима тока

В вышеупомянутых ситуациях контуры напряжения и тока были установлены на 100% номинальной мощности, но эти сигналы обычно программируются от 0 до 100% номинальной мощности, как того требует приложение заказчика.

Только один режим за раз

Как указано выше, типичный источник высокого напряжения может регулировать только один параметр (будь то напряжение или ток) за раз. Если вы работаете в режиме напряжения, значит, вы отрегулировали соответствие напряжения и тока. Если вы работаете в токовом режиме, вы отрегулировали соответствие тока и напряжения. Главное здесь то, что блок питания не может одновременно регулировать и напряжение, и ток. При работе в режиме напряжения (как и в большинстве случаев) источник питания будет регулировать выходное напряжение, но ток, потребляемый от источника питания, зависит от настройки напряжения и импеданса нагрузки на выходе рассматриваемого источника питания.


Western Power Distribution — Анализ снижения напряжения

Этот проект завершился в июне 2016 г. и сейчас закрыт. Пропустить