Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике   Большой образовательный сайт для электриков. Мир электричества.
Электротехника, электроника и автоматика в простом и доступном изложении.

Искать в Школе для электрика:
 
 

 

Статьи для электриков / Электричество для чайников

 

Напряжение в электрической сети




Напряжение в электрической сетиЭлектрическое поле, обладает энергией, которая производя работу, создает электрическое напряжение, действующее на заряды в проводнике. Численно напряжение равно отношению работы, которую совершает электрическое поле, перемещая заряженную частицу по проводнику, на величину заряда частицы.

Эта величина измеряется в вольтах. 1 B – это работа в 1 джоуль, которую совершило электрическое поле, передвигая заряд в 1 кулон по проводнику. Название единице измерения дано по имени итальянского ученого А. Вольта, который сконструировал гальванический элемент – первый источник тока.

Напряжение величина тождественная разности потенциалов. Например, если потенциал одной точки 35 B, а следующей точки 25 В, тогда разность потенциалов, как и напряжение будет равно 10 В.

Так как вольт - единица измерения, которую очень часто употребляют, то для измерений часто используют приставки для образования десятичных кратных единиц. Например, 1 киловольт (1 кВ = 1000 В), 1 мегавольт (1МВ = 1000 кВ), 1 милливольт (1 мВ = 1/1000 В) и т.д.

Напряжение в сети должно соответствовать, тому значению, на которое рассчитаны потребители электроэнергии. При передаче энергии по соединительным проводам часть разности потенциалов теряется на преодоления сопротивления подводящих проводников. Поэтому в конце линии передач эта энергетическая характеристика становится несколько меньше, чем в ее начале.

В сети падает напряжение. Это понижение, одного из главных параметров, обязательно скажется на работе оборудования, будь, то осветительная или силовая нагрузка. При проектировании и расчете линии электропередач надо учитывать, что отклонения в показаниях приборов, измеряющих разность потенциалов должны соответствовать установленным нормам. Цепи, рассчитанные по току нагрузки, учитывающие нагрев проводов, контролируют по величине падения напряжения.

Падением напряжения ΔU является разность потенциалов в начале линии и в ее конце.

Потеря разности потенциалов по отношению к действующему значению определяется формулой: ΔU = (P r+Qx)L/Uном,

где Q – реактивная мощность, P – активная мощность, r – активное сопротивление линии, x – реактивное сопротивление линии, Uном – напряжение номинальное.

Активное и реактивное сопротивление, подводящих проводов выбираются по справочным таблицам.

Согласно требованиям ГОСТ и правилам электроустановок напряжение в электрической сети может отклоняться от нормальных показаний не более, чем на 5% . Для осветительных сетей бытовых и промышленных помещений от +5% до – 2,5%. Допустимая потеря напряжения не более 5%.

В трехфазных линиях электропередач, напряжение которых, 6 – 10 кВ нагрузка распределяется равномернее и в них потери разности потенциалов меньше. Из-за неравномерной нагрузки в осветительных сетях низкого напряжения, используют 4-проводную систему трехфазного тока, напряжением 380/220 В (система TN-C) и пятипроводную (TN-S). Присоединив, в такой системе электродвигатели к линейным проводам, а осветительное оборудование между линейным и нулевым проводом выравнивают нагрузку на три фазы.

Какое напряжение в сети считается оптимальным? Рассмотрим базисное напряжение из стандартизированных, по уровню изоляции электрооборудования, ряда напряжений.

Номинальное напряжение в сети, это величина такой разности потенциалов, на которую изготовлены источники и приемники электроэнергии, при нормальных условиях работы. Устанавливается номинальное напряжение в сети и в подсоединенных потребителях с помощью ГОСТ. Действующее напряжение в устройствах, создающих электроэнергию, из-за условий компенсации потерь разности потенциалов в цепи, допустимы на 5% выше, чем номинальные напряжения в сети.

Первичные обмотки повышающих трансформаторов являются приемниками электроэнергии. Поэтому их действующие значения напряжений такие же, по величине, как и номинальные напряжения генераторов. У понижающих трансформаторов их действующее напряжение такое же, как и номинальное напряжение в сети или на 5% выше. С помощью вторичных обмоток трансформаторов, замкнутых на питаемую цепь осуществляется подача тока в сеть. Чтобы компенсировать потерю разности потенциалов в них, их номинальные напряжения устанавливают выше, чем в цепях на 5 – 10%.

Любая электрическая цепь имеет свои параметры номинального напряжения для электрооборудования, которые запитаны от нее. Оборудование работает при напряжении, отличающегося от номинального напряжения из-за падения напряжения. По ГОСТ, если режим работы цепи - нормальный, то подводимое к оборудованию напряжение не должно быть, ниже действующего больше, чем на 5%.

Номинальное напряжение в городской сети должно равняться 220B, но далеко не всегда оно действительно такое. Эта характеристика может быть повышенной, пониженной или нестабильной, если кто-то из соседей занимается сваркой или подключил мощный инструмент. Нестандартное напряжение отрицательно действует на работу бытового электрооборудования.

При скачках напряжения самая большая опасность грозит электронным приборам. Они выйдут из строя раньше, чем электродвигатель пылесоса или стиральной машины. Достаточно сотой доли секунды, т.е. одной полуволны высокого напряжения, чтобы вышел из строя импульсный блок питания. Особенно опасно длительное воздействие повышенной разности потенциалов, кратковременные скачки менее опасны.

Например, удар молнии вызывает всплеск повышения напряжения, но от таких неприятностей вся электроника надежно защищена. Защита бессильна при длительном повышении напряжения. Организации, поставляющие на рынок электроэнергию, отвечают за качество продаваемой электроэнергии.