Увага новинка! Стабілізатор напруги для всього будинку SKAT ST-12345 розроблений спеціально для мереж з нестабільним мережевим напругою. Стабілізує напругу в діапазоні від 125 до 290 Вольт! Має велику потужність 12 кВА! Гарантія - 5 років! Відео випробування стабілізатора дивіться.
Висока і підвищена напруга. Причини виникнення
Як в наших в наших електромережах можуть з'явитися висока або підвищений напруга.Як правило до підвищення напруги можуть привести неякісні електричні мережі або аварії в мережах. До недоліків мереж можна віднести: застарілі мережі, низькоякісне обслуговування мереж, високий відсоток амортизації електроустаткування, неефективне планування ліній передач і розподільних станцій, які не керований зростання кількості споживачів. Це призводить до того, що соти тисяч споживачів, отримують високу або підвищена напруга. Значення напруги в таких мережах може досягати 260, 280, 300 і навіть 380 Вольт.
Однією з причин підвищеного, как не странно, може бути знижена напругаспоживачів, що знаходяться далеко від трансформаторної підстанції. У цьому випадку часто електрики навмисне підвищують вихідна напругаелектричної підстанції, що б добити задовільних показників струму у останніх в лінії передач споживачів. В результаті у перших в лінії напруга буде підвищеним. З цієї ж причини можна спостерігати підвищену напругу в дачних селищах. Тут зміна параметрів струму пов'язані з сезонністю і періодичністю споживання струму. Влітку ми спостерігаємо зростання споживання електроенергії. У цей сезон на дачах знаходиться багато людей вони використовують велику кількість енергії, а взимку споживання струму різко падає. У вихідні дні споживання на дачних ділянках зростає, а в робочі дні падає. В результаті маємо картину нерівномірно споживання енергії. В цьому випадку, якщо встановити вихідну напругу на підстанції (а вони як правило недостатньою потужності) нормальним (220 Вольт), то в влітку і в вихідні напруга різко просяде і буде зниженим. Тому електрики спочатку налаштовують трансформатор на підвищену напругу. В результаті взимку і в робочі дні напруга в селищах високо або підвищений.
Друга велика група причин появи високої напруги - це перекоси по фазах при підключенні споживачів. Часто буває так, що підключення споживачів відбувається хаотично, без попереднього плану і проекту. Або в ході реалізації проекту або розвитку поселень відбувається зміна значення споживання на різних фазах лінії передач. Це може привести до того, що на одній фазі напруга буде зниженим, а на іншій фазі підвищеним.
Третя група причин підвищеної напруги в мережі - це аварії на лініях електропередач і внутрішніх лініях. Тут слід виділити дві основні причини - обрив нуля і потрапляння струму високої напруги в звичайні мережі. Другий випадок - це рідкість, трапляється в містах в сильний вітер, ураган. Буває, що лінія харчування електротранспорту (трамвая або тролейбуса) потрапляє при обриві на лінії міських мереж. В цьому випадку в мережу може потрапити і 300, і 400 Вольт.
Тепер розглянемо, що відбувається при зникненні «нуля» у внутрішніх будинкових мережах. Цей випадок буває досить часто. Якщо в одному під'їзді будинку використовується дві фази, то при пропажі нуля (наприклад немає контакту на нулі) відбувається відбувається зміна значення напруги на різних фазах. На тій фазі, де зараз навантаження в квартирах менше, напруга буде завищеним, на другій фазі заниженими. Причому напруга розподіляється обернено пропорційно навантаженню. Так якщо на одній фазі навантаження саме в цей момент в 10 разів більше ніж на інший, то ми можемо отримати на першій фазі 30 Вольт (низька напруга), а на другій фазі 300 Вольт (висока напруга). Що призведе до згорання електричних приладів, і можливо пожежі.
Чим небезпечний високий і підвищена напруга
Висока напруга небезпечно для електричних приладів. Значне підвищення напруги може привести до згорання приладів, їх перегріву, додаткового зносу. Особливо критичні до високої напруги електронне обладнання та електромеханічні прилади.
Підвищена напруга може привести до пожежі в будинку, завдати великої шкоди.
Якщо мова йде про зниження напруги в мережі, то знаходження проблеми є більш складним завданням, оскільки вона залежить від типу використовуваного споживача електроенергії. Можна виділити два основних типи споживачів: опору і двигуна.
Що стосується споживача типу опору, то для них зниження напруги прямо пропорційно падінню споживаного струму (з-н Ома l = U / R). Для запобіжників слабкий струм не несе ніяких небезпек. Якщо взяти опір, яке споживає 300 Вт (рис. 55.2) при 240 В, то при напрузі 24 В воно буде споживати тільки 3 Вт.
Що стосується типу двигуна, то спочатку необхідно відрізняти їх за дією більшого моменту опору (рис. 55.3). Так, можна порівняти поршневі (більший момент опору? Й приводні двигуни (менший момент опору ?.
Щодо відцентрових вентиляторів, то вони знаходяться між двома зазначеними категоріями. Переважно їх характеристики не витримують значного падіння напруги харчування, в зв'язку, з чим їх відносять до категорії пристроїв з великим моментом опору.
Нагадаємо, що здатність двигуна приводити в рух пристрій (момент на валу) залежить від квадрата напруги харчування. Тобто, якщо він призначений для роботи від живлення 220 В, а напруга знизиться до 110 В, то крутний момент зменшиться в 4 рази (рис. 55.4). Якщо при зниженні напруги момент опору занадто великий, то двигун зупиниться. При цьому споживаний двигуном струм, буде дорівнює пусковому, який він буде споживати під час вимушеної зупинки. У цей момент врятувати його від сильного перегріву може тільки вбудований захист ( теплове реле), Яке швидко відключить харчування.
При низькому моменті опору приводиться пристрої зниження напруги призведе до зменшення швидкості обертання, оскільки мотор має меншу располагаемой потужністю. Дана властивість широко застосовується в більшості багатошвидкісних двигунів, які обертають вентилятори кондиціонерів (рис. 55.5). При перемиканні на БС (велика швидкість) опір замкнуто на коротко і двигун живиться від 220 В. Швидкість його обертання номінальна.
При перемиканні на МС ( мала швидкість) Опір з'єднане послідовно з обмоткою двигуна, через що напруга на ньому знижується. Відповідно зменшується і крутний момент на валу, таким чином, вентилятор починає обертатися з зниженою швидкістю. Струм стає менше. Даною властивість широко застосовується при виготовленні електронних регуляторів швидкості (на основі тиристорів), службовців для регулювання тиску конденсації, змінюючи швидкість обертання вентиляторів в конденсаторах з повітряним (рис. 55.6).
Дані регулятори, звані перетворювачами або вентилями струму, функціонують, як і інші регулятори-обмежувачі, працюючи за принципом «зрізання» частоти амплітуди змінного струму.
У першій позиції тиск високий і регулятор швидкості повністю пропускає напівперіоди мережі. На клемах двигуна напруга (заштрихована область) відповідає харчуванню в мережі, і він починає обертатися з максимальною швидкістю, при цьому споживаючи номінальний струм.
У другій позиції тиск конденсації починає знижуватися. Вступає в регулятор, зрізуючи частина кожного напівперіоду, що надходить на вхід двигуна. Напруга на клемах двигуна зменшується, разом зі швидкістю і споживаним струмом.
У третій позиції напруга занадто слабке. Оскільки крутний момент двигуна менше моменту опору вентилятора, він зупиняється і починає нагріватися. Таким чином, регулятори швидкості в основному настроюються на гранично допустиме значення мінімальної швидкості.
Крім того, метод «зрізання» може застосовуватися в однофазних двигунах, коли ті використовуються для приводів з низьким моментом опору. Що стосується трифазних двигунів (використовуваних для приводу машин з великим опором), то рекомендовано застосування багатошвидкісних двигунів, двигунів постійного струмуабо частотних перетворювачів.
У повсякденному житті нам доводиться часто стикатися з падінням напруги. Воно може бути викликано короткочасним відключенням або різким падінням сили струму. Для того щоб обмежити падіння напруги необхідно правильно підбирати перетин живлять проводів. Але в деяких випадках зниження рівня напруга не обумовлено зниженням харчування в підвідних проводах.
Для прикладу візьмемо котушку електромагніта 24 В, керуючу невеликим контактором (рис. 55.7). Коли електромагніт спрацьовує, то споживає струм рівний 3 А, а при утриманні він становить 0,3 А (10 разів менше). Іншими словами, підключений електромагніт споживає струм, рівний десятикратному току режиму утримання. Незважаючи на те, що тривалість включення невелика (20 мс), даний фактор може мати вплив у великих командних ланцюгах з великою кількістю контакторів і реле.
На представленій схемі (рис. 55.8) встановлено 20 контакторів - С1-С20. Як тільки струм вимикається, всі вони знаходяться в режимі очікування, а при включенні одночасно спрацьовують. При спрацьовуванні кожен контактор споживає 3 А, а це значить, що через вторинну обмотку трансформатора буде йти струм 3 × 20 = 60 А. Якщо опір вторинної обмотки становить 0,3 Ом, то зниження напруги на ній при спрацьовуванні контакторів складе 0,3 × 60 = 18 В. Оскільки напруга контакторів досягає всього 6 У, вони не зможуть працювати (рис. 55.9).
В цьому випадку трансформатор разом з проводкою будуть сильно перегріватися, а самі контактори гудіти. І так буде тривати до тих пір, поки не спрацює автомат захисту або НЕ перегорить запобіжник.
Якщо опір вторинної обмотки трансформатора складе 0,2 Ома, то при включенні контакторів напруга в ній складе 0,2 × 60 = 12 В. При цьому контактори будуть запитані від 12 В, замість 24 В, і немає ніякої ймовірності, що вони включаться. Їх робота буде аналогічною кА в попередньому прикладі, оскільки напруга в мережі аномально висока.
Труднощі з опором на вторинній обмотці пояснюються значним напругою холостого ходуна виході трансформатора, на відміну від напруги під навантаженням. Зі збільшенням споживаного струму, вихідна напруга знижується.
Як приклад розглянемо трансформатор 220/24 (рис. 55.10) потужністю 120 ВА, підключений до мережі 220 В. Якщо трансформатор видає струм 5 А, то вихідна напруга складе 24 В (24 × 5 = 120 ВА). Але при зниженні споживаного струму до 1 А, вихідна напруга стає великим, наприклад, 27 В. Це спровоковано впливом опору дроти вторинної обмотки.
Як тільки струм починає знижуватися, вихідна напруга підвищується. І зворотна ситуація: як тільки струм стає більше 5 А, вихідна напруга зменшується до 24 В, в результаті чого трансформатор перегрівається.
Якщо трансформатор невеликої потужності, то можуть виникнути певні труднощі, тому не слід нехтувати підбором потужності трансформатора.
Якщо набридло постійно міняти перегорілі лампи, скористайтеся одним з наведених рад. Але у всіх випадках успіх досягається за рахунок істотного зниження напруги.
У денний і особливо в нічний час напруга в мережі нерідко досягає 230-240В що призводить до прискореного вигоряння ниток напруження електроламп. Підраховано, що підвищення напруги всього лише на 4% в порівнянні з номінальним (тобто з 220 до 228В) скорочує термін служби електроламп на 40%, а при підвищеному "харчування" в 6% цей термін знижується більш ніж наполовину.
У той же час зменшення напруги на лампах всього на 8% (до 200-202В) збільшує "стаж" їх роботи в 3,5 рази, при 195В він зростає майже в 5 разів. Зрозуміло зі зниженням напруги, знижується і яскравість світіння, але в багатьох випадках, зокрема в службових приміщеннях, і в місцях загального користування, ця обставина не так вже й важливо.
Як же знизити напругу на електролампи? Існують два простих способи.
перший- включають послідовно дві лампи (рис 1). А яку ж лампу взяти в якості додаткової ?. Можна таку ж, як і основна. Але тоді обидві лампи будуть світити слабо. Найкраще підбирати лампу так, щоб потужності ламп відрізнялися в 1,5-2 рази, наприклад 40 і 75 Вт, 60 і 100 Вт і.т.д. Тоді лампа меншою мошность буде світитися досить яскраво, а більш потужна слабкіше, виконуючи роль своєрідного баласту, що гасить надмірне напруження (рис.2.).
На перший погляд виграшу немає-адже доводиться використовувати відразу дві лампи замість однієї. Але ось що показує найпростіший розрахунок; падіння напруги на лампах при послідовному з'єднанні розподіляється обернено пропорційно їх потужності. Тому при напрузі в мережі 220В (візьмемо пару ламп на 40 і 75 Вт) на 40 ватної лампі напруга буде близько 145В, а на її 75-ватної "партнерці" чуть більше 75В.
Так як довговічність залежить від величини напруги, зрозуміло, що міняти доведеться в основному лампу меншої потужності. Та й та, як показує практика, в гіршому випадку служить не менше року. У звичайних умовах за цей же час доводиться міняти від 5 до 8 ламп (мається на увазі щодобовий робота протягом 12 годин). Як бачите, економія досить відчутна.
інший
спосіб-послідовне включення лампи і напівпровідникового діода. Завдяки малим розмірам його можна встановити в конусі вимикача між клемою і одним з підвідних проводів. При цьому варіанті відбувається ледь помітне мерехтіння ламп (за рахунок однополуперіодіческого випрямлення змінного струму), а середнє значення напруги на них становить близько 155В.
Тепер про вибір типу діода. Він повинен мати певний запас по допустимому току і бути розрахований на напругу не нижче 400В. З мініатюрних діодів цій вимозі відповідають серії КД150 і КД209.
Однак діоди марки КД105 слід застосовувати з лампами, у яких потужність не перевищує 40Вт, а діоди КД209 (з будь-яким буквеним індексом) -для спільної роботи з 75-ватними освітлювальними приладами.
Зрозуміло використовувати можна і більш потужні діоди інших типів, але тоді їх доведеться встановлювати поза вимикача. Правильно підібраний діод служить практично необмежений час.
Тепер розберемо ще одне питання. Як бути тим, якщо в будинку загальний вимикач на весь під'їзд? В цьому випадку встановлюють один діод великої потужності.
Його кріплять на металевому куточку, пригвинчують шурупами до стіни поруч з вимикачем, і закривають кожухом з веньтіляціоннимі отворами.
Рекомендовані типи діодів: КД202М, Н, Р або С, КД203, Д232-Д234, Д246-248 з будь-яким буквеним індексом.
При виборі типу діода пам'ятайте, що його максимально допустимий робочий струм (вказано в паспорті напівпровідникового приладу) на 20-25% повинен перевищувати сумарний струм, споживаний одночасно всіма лампами, що відносяться до даного вимикача. Якщо діод допускає струм всіх лампочок (його неважко порахувати розділивши загальну потужністьвсіх ламп на напругу мережі 220В) не повинен перевищувати 4А.
І останнє: під'єднуючи додаткову лампу або діод, не забувайте, що маєте справу з високою напругою, що становить небезпеку для вашого життя. Тому обов'язково обесточьте лінію, а вже потім приступайте до роботи. Всього найкращого.