Подключение дифавтомата в однофазной сети с заземлением


Подключение дифавтомата в однофазной сети

Подключение дифавтомата в однофазной сети – ответственный этап, ведь этот прибор защищает систему электроснабжения от утечки тока и превышения уровня нагрузки. Наличие такого прибора позволяет обезопасить пользователей от поражения током, если оборудование внезапно выйдет из строя.

Подключение дифавтомата в однофазной сети

Содержание статьи

Что такое дифавтомат и как он функционирует

Как мы уже говорили, дифференциальные автоматы необходимы для защиты электросети от непредвиденных обстоятельств. Его работа заключается в одновременном отключении фазы и ноля. Получается, что устройство контролирует наличие короткого замыкания и утечки тока. Если говорить точнее, то это оборудование характеризуется следующими функциями:

  • отслеживание токов короткого замыкания и мгновенное отключение линии;
  • отключение питания при чрезмерной нагрузке (когда возникает опасность оплавления проводки).

Исходя из этого можно сделать вывод, что дифавтомат выполняет функции двух приборов – автоматического выключателя и УЗО. Только здесь эти устройства соединяются общим корпусом.

Дифференциальный автомат выполняет функции двух приборов, но при этом занимает минимальное пространство

Преимущества и недостатки дифавтоматов

Очевидным плюсом выбора этого устройства является надежная защита электросети (только при соблюдении правил установки). Кроме того, достаточно выбрать прибор с номинальным значением тока, к которому не придется искать подходящее УЗО (оно уже встроено в автомат). Еще это значительно облегчает процесс установки автоматики в электрощите.

Тем не менее, каждое устройство имеет недостатки, в том числе и дифавтомат. Так, при наличии устройства без специального флажка, не получится определить, по какой причине произошло отключение питания на данный момент. Поэтому следует избегать приобретения подобного оборудования.

Видео – Принцип работы дифавтомата

Кроме того, если произойдет поломка только одной части дифавтомата, придется менять устройство целиком. Это будет стоить дороже, чем замена только автоматического выключателя или УЗО.

При этом следует учитывать, что не в каждом городе имеется большой выбор похожих устройств. Поэтому, если дифавтомат выйдет из строя, жильцам придется немало времени просидеть без электричества. Чтобы избежать такой проблемы, рекомендуется ставить дифференциальный автомат только в те точки, где он действительно необходим.

Цены на дифавтоматы

Дифавтомат

Где устанавливают дифференциальный автомат для замены УЗО

Если это простая система электросети, и вы не планируете выполнять монтаж защитной автоматики на группы энергопотребителей, то рекомендуется установить на входе дифференциальный автомат. Такая примитивная электросеть часто бывает в дачных домиках, где имеется несколько светильников и розеток, поэтому монтаж дифавтамата после электросчетчика позволит обеспечить безопасность системы.

Видео – УЗО или дифференциальный автомат

Параметры дифференциального автомата

Выбирать ту или иную модель дифавтомата необходимо, оценивая несколько характеристик. Главным критерием является напряжение, ведь есть приборы, предназначенные для однофазных или трехфазных сетей. Как правило, такая маркировка указывается на корпусе оборудования рядом с частотой тока.

Размер прибора тоже будет отличаться по количеству фаз

Кроме того, необходимо учитывать, что дифавтоматы имеют различное внутренне устройство.

Таблица 1. Типы внутреннего устройства приборов.

ТипОписание
ЭлектромеханическийТакие приборы не требуют наличие внешнего источника питания, это значит, что они всегда сохраняют работоспособность.
ЭлектронныйТакие устройства питаются только от фазы, а если она пропадет, то перестают функционировать. По этой причине они являются менее популярными по сравнению с предыдущим типом.

Параметры тока приборов

В бытовых электросетях чаще всего используются дифференциальные автоматы типа С16, а другие не пользуются популярностью. В цепочках осветительных приборов применяют устройства с номинальным значением тока утечки до 30 мА. При наличии одиночных цепочек используют дифавтоматы – 10 мА. Защита для входных автоматов предполагает номинальный ток утечки до 300 мА.

Получается, что большинство энергопотребителей используют больше энергии именно в момент пуска, а не во время работы. Такие токи принято считать пусковыми, которые превосходят токи эксплуатации.

Маркировка на приборе

Для того, чтобы не прекращалась подача питания при включении электрического двигателя большой мощности, дифавтомат функционирует таким образом, что отключение происходит только при повышении номинального тока в несколько раз.

Согласно параметрам тока, при которых происходит срабатывание защиты, автоматы разделяют на следующие виды:

  • B – выдерживает нагрузку до пяти раз;
  • C – выдерживает нагрузку до десяти раз;
  • D – питание отключается при увеличении номинального тока до двадцати раз.

Если в сети имеется некоторое количество потребителей с минимальной емкостью, то лучше установить устройство типа «B». В среднестатистической квартире или частном доме подключают устройство типа «C». В условиях промышленных объектов, где имеется мощное оборудование, устанавливают приборы типа «D».

Условия использования дифавтоматов

Поскольку автоматику чаще всего устанавливают в помещениях с отоплением, устройства рассчитываются на работу при температуре от 6 до 34 градусов. Если требуется выполнить монтаж оборудования за пределами помещения, то применяют специальные устройства с соответствующей защитой.

На корпусной части морозоустойчивого прибора должна быть снежинка

Установка дифференциального автомата в сеть с одной и тремя фазами

Перед тем, как приступить к установке оборудования, необходимо найти на его корпусе кнопку «Тест» и зажать ее. Это позволяет создать искусственную утечку тока, на которую прибор реагирует выключением. Такая особенность проверяет работоспособность защитного устройства. Если при проведении проверки не произошло отключение сети, то следует отказаться от монтажа этого прибора.

Правила подключения

При стандартной электросети с одной фазой (при напряжении 220 В) устанавливают устройство с двумя полюсами. Монтаж дифференциального автомата в сети с одной фазой предполагает правильное соединение проводников нейтрали: от нагрузки ноль подсоединяют с нижней части корпуса, соответственно с верхней части от питания.

Видео – Подключение дифференциального автомата в сеть с одной фазой

Установка дифавтомата с четырьмя полюсами необходима при наличии трехфазной электросети, где напряжение будет 380 В. В остальном, способ подключения не имеет принципиальных отличий. Разница в том, что трехфазный аппарат имеет внушительный размер, а значит, требует больше места. Обуславливается это потребностью установки вспомогательного блока дифференциальной защиты.

Существуют определенные типы защитных устройств, где имеется маркировка 230/400 В. Особенность их в том, что они предназначаются для сетей как с одной, так и с тремя фазами.

Схемы подсоединения

Согласно правилам, при составлении схемы подключения автоматики следует учитывать, что дифавтомат необходимо подключать к проводу нейтрали и фазы только на том ответвлении, для которого он предназначается.

Схема подключения дифференциального автоматаСхема подключения дифференциального автомата

Вводной автомат

Дифавтомат при таком подключении необходимо закрепить на вводе проводки. Схема подсоединения получила характерное название потому, что предполагает защиту разных групп потребителей и ветвей.

При выборе устройства для этой схемы необходимо брать в расчет все критерии линии, особенно степень потребляемой мощности. Такой метод подключения аппарата защиты имеет множество преимуществ:

  • экономия средств на покупку оборудования, ведь на целую электросеть, устанавливается только одно УЗО;
  • отсутствие необходимости приобретения габаритного щитка (устройство имеет минимальный размер).

Подключение вводного автомата на несколько энергопотребителей

Тем не менее, такая электросхема имеет и некоторые недостатки:

  • при наличии перебоев с работой системы защиты, отключается подача электроэнергии на квартиру или частый дом, а не на отдельные линии;
  • опять же, в случае неисправностей придется потратить много времени и сил для того, чтобы найти неработоспособное ответвление. Кроме того, придется искать причину возникновения сбоя.

Особенности установки отдельных дифавтоматов

Такой способ подключения предполагает монтаж нескольких аппаратов. Так, защитное устройство фиксируют на каждую отходящую линию и энергоемкие потребители. К тому же, дополнительное устройство устанавливается отдельно перед группой УЗО. Получается, что на светильники ставят первый прибор, второй на группу розеток, третий на варочную панель и духовку.

Установка отдельных аппаратов по группам энергопотребления

Такой способ имеет очевидные плюсы, ведь обеспечивается полноценная защита системы. Кроме того, при возникновении неисправности, будет легко обнаружить проблемную линию и отремонтировать. Из недостатков следует отметить то, что жильцам придется потратить немало средств на покупку нескольких дифференциальных автоматов, которые стоят дороже обычных УЗО.

Подключение дифференциального автомата в электросхеме без заземления

Годами ранее при возведении любых объектов было обязательным наличие контура заземления. К нему подводили каждый распределительный щиток многоквартирного дома. Теперь при строительстве жилых и нежилых помещений не всегда предусматривают наличие контура заземления.

Обратите внимание!  Установка дифференциальных автоматов по-прежнему обязательна, чтобы обеспечить оптимальный уровень защиты сети. При этом аппарат в такой схеме не только препятствует неполадкам, но и служит элементом заземления, предотвращает утечку тока.

Что следует учитывать при подключении дифференциального автомата

Вне зависимости от типа электросети (с одной или тремя фазами), следует придерживаться некоторых рекомендаций, чтобы избежать проблем во время установки:

  • Кабели питания необходимо фиксировать к прибору с верхней части, а провода, отходящие к энергопотребителям – к нижней части. При этом на корпусе большинства устройств уже имеется схема и маркировка разъемов, чтобы не запутаться.

Следует обращать внимание на обозначения разъемов

  • Придется учитывать полярность контактов. При этом оборудование для защиты электросети, согласно правилам имеет следующие обозначения разъемов: фаза — L, нейтраль – N. Приводящий проводник маркируется– 1, а отходящий проводник – 2. При неправильном подключении контактов, прибор останется работоспособными, но не сработает в опасный момент.
  • При наличии некоторой автоматики, схема предполагает возможность подключения всех нейтральных проводов к одной перемычке. Только в случае с дифавтоматом делать это категорически запрещено. Иначе будет наблюдаться постоянное отключение питания. Поэтому, чтобы избежать сбоя работы, необходимо каждый контакт нейтрали подключать только к тому ответвлению, которое для него предназначается.

Неправильный вариант подключения

Ключевую роль в функционировании прибора играет правильное подключение, ведь большинство ошибок становятся причиной сгорания дифавтомата. Так, если не хватает длины провода, то потребуется его нарастить.

При необходимости допускается переворачивание аппарата на монтажной планке, но тогда имеется шанс запутаться в процессе дальнейшей установки. Делать это допускается только людям, которые хорошо знакомы с электрооборудованием.

Подключение дифавтомата — пошаговая инструкция

Теперь останется разобраться с процессом правильного подключения аппарата в электрощите. Стоит отметить, что переходить к этапу подключения необходимо только после приобретения всех материалов и приспособлений.

Если вам требуется только подсоединить дифавтомат в щиток, когда другое оборудование уже установлено, то этот процесс не займет много времени.

Шаг 1. Тщательно осмотрите с каждой стороны корпусную часть прибора, на ней не должно присутствовать дефектов, а особенно трещин. Подобные недочеты становятся причиной сбоев оборудования.

Корпус устройства должен быть целым

Шаг 2. Теперь необходимо опустить вниз рукоятку рубильника в распределительном щите квартиры.

Следует обесточить электросеть

Шаг 3. Затем необходимо взять отвертку-индикатор и поочередно провести проверку контактов каждого энергопотребителя, чтобы убедиться в отсутствии напряжения.

Если напряжение отсутствует, то лампочка на конце отвертки-индикатора не загорается

Шаг 4. Теперь с помощью защелки, которая находится на задней части корпуса дифавтомата необходимо закрепить его на ДИН-рейке.

Прибор должен надежно держаться на планке

Шаг 5. С помощью бокорезов необходимо снять изоляционный слой на концах проводников, затем сделать опрессовку с помощью специальных гильз.

После опрессовки жилы должны выглядеть таким образом

Шаг 6. Теперь необходимо выполнить подключение фазных и нейтральных жил: от питающего провода к верхним зажимам устройства и от выбранной линии к нижним зажимам.

Так выглядит соединение

После завершения монтажа необходимо убедиться в работоспособности устройства с помощью проверки.

Цены на различные виды вольтметров

Вольтметр

Какие ошибки допускают электрики при подключении защитного устройства

Если после монтажа дифференциального автомата он не работает даже при минимальной нагрузке — значит, были допущены ошибки.

Ошибки установки электрооборудования приводят не только к неисправностям аппарата, но представляют опасность для жизни людей

Ошибки в процессе подключения автоматики, часто допускают неквалифицированные мастера:

  1. Соединения проводника ноля с кабелем «земли». Работать устройство в этом случае не будет потому, что рычаг устройства останется на прежнем положении.
  2. Подсоединение нейтрали к нагрузке от нулевой шины. При таком соединении получится передвинуть рычаги в верхнее положение, но они все равно отключатся даже при минимальной нагрузке. Поэтому, нейтраль необходимо брать только с выхода УЗО.
  3. Подключение нейтрального проводника с выхода аппарата вместо нагрузки к шине, а от шины к нагрузке. При таком подключении получится передвинуть рычаги в правильное положение, но их тоже вырубит из-за нагрузки. Здесь не получится проверить прибор кнопкой «Тест», потому что она тоже не будет функционировать. Такие же последствия ждут, если спутать подключение нейтрали, подсоединив ее от шины к нижнему зажиму, а не к верхнему.
  4. Перепутанное соединение нейтральных проводников и разных дифавтоматов. Два дифавтомата будут включаться, кнопка «Тест» тоже будет функционировать, но при подключении нагрузки сразу произойдет отключение аппаратов.
  5. Если ошибка заключается при подключении двух нейтральных кабелей от разных приборов, то получится установить рычаги в правильное положение. Тем не менее, из-за нагрузки или при нажатии на кнопку «Тест», дифавтоматы отключатся.

Если перепутать подключение проводников в щитке, то устройство будет работать некорректно

Советуем также ознакомиться с нашей статьей по теме — Как подключить УЗО и автоматы правильно: простая пошаговая инструкция.

Подводим итоги

При подключении автоматики в распределительном щитке необходимо перепроверять правильность соединений. От этого зависит работоспособность электрооборудования, а также безопасность человека.

Привод трехфазного двигателя от однофазной сети

Привод трехфазного двигателя от однофазной сети напрямую обычными методами может быть трудным и опасным. Для выполнения операций требуются точно спроектированные схемы. Здесь я попытался представить одну такую ​​схему драйвера трехфазного двигателя с ШИМ-управлением. Узнаем больше.

Схему можно понять по следующим пунктам:

Работа схемы

Перед тем, как перейти к следующему объяснению, было бы важно знать о схеме трехфазного генератора сигналов, описанной здесь: https: // homemade-circuitits.com / 2013/09 / three-phase-signal-generator-circuit.html

Вышеупомянутая схема становится важнейшей частью всей конструкции, потому что именно этот этап обеспечивает сигналы с фазовым сдвигом на 120 градусов для управления предлагаемым трехфазным драйвером двигателя. ступени от однофазного источника.

Все задействованные цепи работают от общего источника постоянного тока 12 В, который может быть получен из стандартной конфигурации адаптера переменного / постоянного тока с использованием трансформатора 12 В, моста и конденсаторной сети.

На первой схеме, показанной ниже, мы видим простую схему генератора ШИМ 555, которая генерирует эквивалентные модифицированные синусоидальные волны ШИМ на своем выводе №3.

Они генерируются в ответ на синусоидальные волны на выходах схемы генератора трехфазных сигналов, как объяснено в приведенной выше ссылке.

Это означает, что нам потребуются три одинаковых каскада генератора ШИМ 555 для обработки трех выходных сигналов операционных усилителей 3-фазного генератора сигналов.

Выходы соответствующих трех генераторов ШИМ, обозначенных как HIN и LIN, подаются на входы трех дискретных схем драйвера MOSFET, показанных на второй схеме ниже.

Мы используем IC IR2110 для драйверной части схем, три отдельных драйвера IC используются для обработки трех выходов PWM из 555 секций.

Выходы МОП напрямую связаны с тремя проводами двигателя.

330 В для МОП-транзисторов получается путем выпрямления однофазного переменного тока сети.

Принципиальная схема

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Трехфазный трансформатор с настраиваемым подключением обмотки

Подключение обмотки 1 (клеммы ABC)

Подключение обмотки для обмотки 1. Возможны следующие варианты: Y , Yn , Yg (по умолчанию), Delta (D1) и Дельта (D3) .

Соединение обмотки 2 (клеммы abc)

Соединение обмотки для обмотки 2. Возможны следующие варианты: Y , Yn , Yg (по умолчанию), Delta (D1) и Дельта (D3) .

Тип

Выберите Три однофазных трансформатора от (по умолчанию) до реализовать трехфазный трансформатор с использованием трех моделей однофазных трансформаторов. Ты можешь использовать этот тип сердечника для представления очень больших силовых трансформаторов, используемых в электрических сетях (сотни МВт).

Выберите Сердечник с тремя конечностями (стержневой тип) для реализации тройного стержня сердечник трехфазного трансформатора. В большинстве приложений трехфазные трансформаторы используют сердечник трехлепестковый (трансформатор сердечниковый).Этот тип сердечника дает точные результаты во время асимметричный отказ как для линейных, так и для нелинейных моделей (включая насыщение). В течение при асимметричном напряжении поток нулевой последовательности трансформатора с сердечником возвращается вне активной зоны через воздушный зазор, конструкционную сталь и резервуар. Таким образом, естественный Индуктивность нулевой последовательности L0 (без обмотки треугольником) такого трансформатора с сердечником составляет обычно очень низкий (обычно 0,5 о.е. 100 о.е.).Это низкое значение L0 влияет на дисбалансы напряжений, токов и магнитных потоков во время линейной и насыщенной работы.

Выберите Пятиконечное ядро ​​(оболочка) для реализации пятиконечного сердечника сердечник трехфазного трансформатора. В редких случаях очень большие трансформаторы изготавливаются с Пятилепестковое ядро ​​(три фазных и два внешних). Эта основная конфигурация, также известная в качестве оболочки выбирается в основном для уменьшения высоты трансформатора и обеспечения транспортировка проще.В условиях несбалансированного напряжения, в отличие от трехстороннего трансформатора, поток нулевой последовательности пятиконечного трансформатора остается внутри стального сердечника и возвращается через две внешние конечности. Естественная индуктивность нулевой последовательности (без дельта) очень высока (L0> 100 о.е.). За исключением небольших дисбалансов тока из-за несимметричность сердечника, поведение пятиконечного трансформатора оболочечного типа аналогично поведению трехфазный трансформатор, состоящий из трех однофазных блоков.

Simulate saturation

Если выбрано, реализует насыщаемый трехфазный трансформатор. По умолчанию очищен.

Если вы хотите смоделировать трансформатор в векторном режиме Блок Powergui, вы должны очистить этот параметр.

Имитация гистерезиса

Выберите для моделирования характеристики насыщения, включая гистерезис, вместо однозначная кривая насыщения. Этот параметр отображается, только если Simulate выбран параметр насыщенность .По умолчанию очищен.

Если вы хотите смоделировать трансформатор в векторном режиме Блок Powergui, вы должны очистить этот параметр.

Файл матрицы гистерезиса

Этот параметр отображается, только если Simulate выбран параметр гистерезис .

Укажите файл .mat , содержащий данные для использования в гистерезисе. модель. Когда вы открываете Hysteresis Design Tool блока Powergui, петля гистерезиса по умолчанию и параметры, сохраненные в гистерезисе .коврик файл отображаются. Используйте кнопку Load в инструменте Hysteresis Design. для загрузки еще одного файла .mat . Используйте кнопку Сохранить на инструмент Hysteresis Design, чтобы сохранить модель в новом файле .mat .

Задайте начальные потоки

Если выбрано, начальные потоки определяются Начальные потоки на вкладке Параметры . Укажите Параметр начальных потоков виден только если Simulate выбран параметр насыщенность .По умолчанию очищен.

Когда Укажите начальные потоки Параметр не выбран при симуляторы, Simscape ™ Программное обеспечение Electrical ™ Specialized Power Systems автоматически вычисляет начальные потоки в запустить моделирование в устойчивом состоянии. Вычисленные значения сохраняются в исходном файле . Изменяет параметр и перезаписывает все предыдущие значения.

Измерения

Выберите Напряжения обмотки , чтобы измерить напряжение на клеммы обмотки.

Выберите Токи обмотки , чтобы измерить протекающий ток. через обмотки.

Выберите Потоки и токи возбуждения (Im + IRm) для измерения потокосцепление в вольт-секундах (В.с) и полный ток возбуждения, включая железо потери, моделируемые Rm.

Выберите Потоки и токи намагничивания (Im) для измерения потокосцепление в вольт-секундах (В.с) и ток намагничивания в амперах (А), а не включая потери в стали, моделируемые Rm.

Выберите Все измерения (V, I, Flux) для измерения обмотки напряжения, токи, токи намагничивания и потокосцепления.

По умолчанию Нет .

Поместите блок мультиметра в свою модель, чтобы отображать выбранные измерения во время моделирование. В списке доступных измерений Блок мультиметра, измерения обозначаются меткой, за которой следует блок название.

Если соединение Обмотка 1 (клеммы ABC) установлено на Y , Yn , или Yg , этикетки следующие.

Измерение

Этикетка

Напряжение обмотки 1

Uan_w1:

0001

Uan_w1: 7

9_w1: 7

1 токи

Ian_w1:

или

Iag_w1:

Флюсы

Flux_Are0008

Flux_Are0008 89

8

Токи возбуждения

Iexc_A:

Те же надписи применяются для обмотки 2, за исключением того, что 1 заменяется на 2 в этикетках.

Если соединение Обмотка 1 (клеммы ABC) установлено на Дельта (D1) или Дельта (D3) , этикетки являются следующими.

Измерение

Этикетка

Напряжение обмотки 1

Uab_w1:

Токи обмотки 1

Iab_w1:

Потоковые связи

Flux_A: 900_70008

Flux_A: 900_7

Токи возбуждения

Iexc_A:

.

Влияние плавающей нейтрали в распределительной сети

Введение:

  • Если нейтральный проводник размыкается, разрывается или ослабляется на одной из сторон источника (распределительный трансформатор, генератор или на стороне нагрузки (распределительная панель потребителя), нейтральный проводник распределительной системы «плавает» или теряет свою контрольную точку заземления. Состояние нейтрали может привести к тому, что напряжения будут плавно достигать максимального значения, равного среднеквадратичному значению фазового напряжения относительно земли, в зависимости от состояния несимметричной нагрузки.
  • Состояние плавающей нейтрали в электросети имеет разное влияние в зависимости от типа источника питания, типа установки и балансировки нагрузки в распределительной сети. Обрыв нейтрали или ослабленная нейтраль могут повредить подключенную нагрузку или создать опасное напряжение прикосновения к корпусу оборудования. Здесь мы пытаемся понять состояние плавающей нейтрали в системе распределения T-T.

Что такое плавающая нейтраль?

  • Если точка звезды несбалансированной нагрузки не соединена с точкой звезды ее источника питания (распределительного трансформатора или генератора), то фазное напряжение не остается одинаковым для каждой фазы, а изменяется в зависимости от несимметричной нагрузки.
  • Поскольку потенциал такой изолированной точки звезды или нейтральной точки всегда изменяется и не фиксируется, это называется плавающей нейтральной точкой.

Нормальное питание и состояние плавающей нейтрали

Нормальное состояние питания:

  • В трехфазных системах точка звезды и фазы стремятся «уравновесить» на основе отношения утечки на каждой фазе к земле. Точка звезды будет оставаться близкой к 0 В в зависимости от распределения нагрузки и последующей утечки (более высокая нагрузка на фазе обычно означает более высокую утечку).
  • Трехфазные системы могут иметь или не иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение, поддерживая при этом однофазные приборы с более низким напряжением. В ситуациях распределения высокого напряжения обычно не бывает нейтрального провода, поскольку нагрузки можно просто подключить между фазами (соединение фаза-фаза).

  • 3-фазная 3-проводная система:
  • Три фазы обладают свойствами, которые делают его очень востребованным в электроэнергетических системах.Во-первых, фазные токи имеют тенденцию гасить друг друга (суммируясь до нуля в случае линейной сбалансированной нагрузки). Это позволяет исключить нейтральный провод на некоторых линиях. Во-вторых, передача мощности в линейную сбалансированную нагрузку постоянна.
  • 3-фазная 4-проводная система для смешанной нагрузки:
  • Большинство бытовых нагрузок однофазные. Обычно трехфазное питание либо не поступает в жилые дома, либо распределяется на главном распределительном щите.
  • Текущий закон Кирхгофа гласит, что сумма со знаком токов, входящих в узел, равна нулю.Если нейтральная точка является узлом, то в сбалансированной системе одна фаза соответствует двум другим фазам, в результате чего ток через нейтраль отсутствует. Любой дисбаланс нагрузки приведет к протеканию тока по нейтрали, так что сумма будет равна нулю.
  • Например, в сбалансированной системе ток, входящий в нейтральный узел с одной стороны фазы, считается положительным, а ток, входящий (фактически выходящий) из нейтрального узла с другой стороны, считается отрицательным.
  • С трехфазным питанием все становится сложнее, потому что теперь мы должны учитывать фазовый угол, но концепция в точности та же.Если мы соединены звездой с нейтралью, то нейтральный проводник будет иметь нулевой ток на нем только в том случае, если три фазы имеют одинаковый ток на каждой. Если мы проведем векторный анализ этого, сложив sin (x), sin (x + 120) и sin (x + 240), мы получим ноль.
  • То же самое происходит, когда мы соединены треугольником, без нейтрали, но затем возникает дисбаланс в распределительной системе, за пределами сервисных трансформаторов, потому что распределительная система обычно соединяется звездой.
  • Нейтраль никогда не должна быть подключена к заземлению, за исключением той точки обслуживания, где нейтраль изначально заземлена (на распределительном трансформаторе). Это может настроить землю как путь, по которому ток будет возвращаться к службе. Любой разрыв в цепи заземления может привести к возникновению потенциала напряжения. Заземление нейтрали в трехфазной системе помогает стабилизировать фазные напряжения. Незаземленную нейтраль иногда называют «плавающей нейтралью», и ее применение ограничено.

Плавающее нейтральное состояние:

  • Электроэнергия поступает в помещения клиентов и выходит из распределительной сети, поступая через Фазу и покидая нейтраль.В случае обрыва нейтрального обратного пути электричество может двигаться по другому пути. Поток энергии, поступающий в одну фазу, возвращается через оставшиеся две фазы. Нейтральная точка не находится на уровне земли, но находится на уровне напряжения сети. Эта ситуация может быть очень опасной, и клиенты могут серьезно пострадать от поражения электрическим током, если они коснутся чего-либо, где присутствует электричество.

  • Обрыв нейтрали бывает трудно обнаружить, а в некоторых случаях нелегко идентифицировать.Иногда на сломанные нейтрали могут указывать мерцающие огни или покалывание. Если в вашем доме мерцает свет или постукивает по телефону, вы можете получить серьезные травмы или даже смерть.

Измерение напряжения между нейтралью и землей:

  • Практическое правило, используемое многими в отрасли, заключается в том, что напряжение между нейтралью и землей 2 В или менее на розетке в порядке, а несколько вольт или более указывают на перегрузку; 5 В считается верхним пределом.
  • Низкое показание : Если напряжение нейтрали относительно земли низкое в розетке, значит система исправна. Если оно высокое, то вам все равно необходимо определить, в основном ли проблема на уровне ответвленной цепи или в основном на уровне панели.
  • Напряжение между нейтралью и землей существует из-за падения IR тока, проходящего через нейтраль обратно в соединение нейтрали с землей. Если система правильно подключена, не должно быть заземления нейтрали, за исключением трансформатора источника (в том, что NEC называет источником раздельно производной системы, или SDS, который обычно является трансформатором). В этой ситуации в заземляющем проводе практически не должно быть тока и, следовательно, на нем не должно быть падения ИК-излучения. Фактически, заземляющий провод используется в качестве длинного тестового провода, ведущего обратно к заземлению нейтрали.
  • Высокое показание: Высокое показание может указывать на общую нейтраль ответвления, то есть нейтраль, совместно используемую более чем одной ответвленной цепью. Эта общая нейтраль просто увеличивает возможность перегрузки, а также воздействия одной цепи на другую.
  • Нулевое показание: Определенное напряжение нейтрали относительно земли является нормальным для нагруженной цепи. Если показание стабильно близко к 0В. Есть подозрение на незаконное соединение нейтрали с землей в розетке (часто из-за потери жилы нейтрали, касающейся какой-либо точки заземления) или на субпанели.Любые соединения нейтрали с землей, кроме тех, которые находятся у источника трансформатора (и / или главной панели), должны быть удалены, чтобы предотвратить обратные токи, протекающие через заземляющие провода.

Различные факторы, вызывающие смещение нейтрали:

  • Есть несколько факторов, которые определяют как причину смещения нейтрали. Влияние плавающей нейтрали зависит от позиции, в которой нейтраль нарушена

1) На трехфазном распределительном трансформаторе:

  • Неисправность нейтрали трансформатора - это, в основном, отказ втулки нейтрали.
  • Использование линейного ответвителя на вводе трансформатора определяется как основная причина выхода из строя нейтрального провода на вводе трансформатора. Гайка на линии со временем ослабляется из-за вибрации и разницы температур, что приводит к горячему соединению. Проводник начал плавиться и в результате оборвался нейтраль.
  • Плохая работа монтажников и технического персонала также одна из причин отказа нейтрали.
  • Обрыв нейтрали на трех фазах трансформатора вызывает скачок напряжения до линейного напряжения в зависимости от балансировки нагрузки в системе.Этот тип нейтрального положения может повредить оборудование клиента, подключенное к источнику питания.
  • В нормальных условиях ток течет от фазы к нагрузке к нагрузке обратно к источнику (распределительный трансформатор). При обрыве нейтрали ток из красной фазы вернется в синюю или желтую фазу, в результате чего между нагрузками будет напряжение между линиями.
  • У некоторых клиентов будет повышенное напряжение, а у других - низкое.

2) Обрыв провода нейтрали в линии НН:

  • Удар обрыва провода нейтрали на воздушном распределении низкого напряжения будет аналогичен удару обрыва трансформатора.
  • Плавающее напряжение питания до линейного напряжения вместо фазного напряжения. Этот тип неисправности может привести к повреждению оборудования клиента, подключенного к источнику питания.

3) Неисправный провод нейтрали:

  • Сломанная нейтраль сервисного проводника приведет только к отключению электропитания в точке обслуживания. Никаких повреждений оборудования клиента.

4) Высокое сопротивление заземления нейтрали распределительного трансформатора:

  • Хорошее сопротивление заземления Заземление Нейтраль обеспечивает путь с низким сопротивлением для утечки тока нейтрали в землю.Высокое сопротивление заземления может обеспечить путь высокого сопротивления для заземления нейтрали на распределительном трансформаторе.
  • Предельное сопротивление заземления должно быть достаточно низким, чтобы обеспечить достаточный ток короткого замыкания для срабатывания защитных устройств во времени и уменьшить смещение нейтрали.

5) Перегрузка и разбалансировка нагрузки:

  • Распределительная сеть Перегрузка в сочетании с плохим распределением нагрузки является одной из основных причин отказа нейтрали.
  • Нейтраль должна быть правильно спроектирована так, чтобы минимальный ток проходил через нейтральный провод. Теоретически предполагается, что ток в нейтрали равен нулю из-за отмены из-за сдвига фаз фазного тока на 120 градусов.
  • IN = IR <0 + IY <120 + IB <-120.
  • В перегруженной несбалансированной сети много тока будет протекать через нейтраль, которая разрывает нейтраль в самой слабой точке.

6) Общие нейтральные

  • В некоторых зданиях разводка такова, что две или три фазы имеют общую нейтраль.Первоначальная идея заключалась в том, чтобы продублировать на уровне ответвления четырехпроводную (три фазы и нейтраль) разводку панелей управления. Теоретически на нейтраль вернется только несимметричный ток. Это позволяет одной нейтрали выполнять работу для трех фаз. Этот способ подключения быстро зашел в тупик с ростом однофазных нелинейных нагрузок. Проблема в том, что ток нулевой последовательности
  • От нелинейных нагрузок, в первую очередь третьей гармоники, складывается арифметически и возвращается на нейтраль.Помимо потенциальной проблемы безопасности из-за перегрева нейтрали меньшего размера, дополнительный ток нейтрали создает более высокое напряжение нейтрали относительно земли. Это напряжение нейтрали к земле вычитается из напряжения линии на нейтраль, доступного для нагрузки. Если вы начинаете чувствовать, что общие нейтралы - одна из худших идей, когда-либо воплощенных в меди.

7) Низкое качество изготовления и технического обслуживания:

  • Обычно обслуживающий персонал не уделяет внимания сетям низкого напряжения.Ослабленная или ненадлежащая затяжка нейтрального проводника повлияет на непрерывность нейтрали, что может привести к смещению нейтрали.

Как определить состояние плавающей нейтрали на панели:

  • Давайте рассмотрим один пример, чтобы понять состояние нейтрального плавающего положения. У нас есть трансформатор, вторичная обмотка которого соединена звездой, фаза к нейтрали = 240 В и фаза к фазе = 440 В.

Условие (1): нейтраль не плавающая

  • Независимо от того, заземлена ли нейтраль, напряжения остаются прежними: 240 В между фазой и нейтралью и 440 В между фазами.Нейтраль не плавает.

Условие (2): нейтраль - плавающая

  • Все устройства подключены: Если нейтральный провод цепи отсоединяется от основной панели электропитания дома, в то время как фазный провод цепи остается подключенным к панели, а в цепи есть приборы, подключенные к розеткам. В этой ситуации, если вы поместите тестер напряжения с неоновой лампой на нейтральный провод, он будет светиться так же, как если бы он был под напряжением, потому что на него подается очень небольшой ток, идущий от фазового источника через подключенное устройство ( s) к нейтральному проводу.
  • Все устройства отключены: Если вы отключите все приборы, освещение и все остальное, что может быть подключено к цепи, нейтраль больше не будет казаться находящейся под напряжением, потому что от нее больше нет пути к фазовому питанию.
  • Междуфазное напряжение: Измеритель показывает 440 В переменного тока. (Не влияет на 3-фазную нагрузку)
  • Напряжение между фазой и нейтралью: Измеритель показывает от 110 В до 330 В переменного тока.
  • Напряжение нейтрали относительно земли: Счетчик показывает 110 В.
  • Напряжение между фазой и землей: Измеритель показывает 120 В.
  • Это связано с тем, что нейтраль «плавает» над потенциалом земли (110 В + 120 В = 230 В переменного тока). В результате выход изолирован от системного заземления, а полный выход 230 В устанавливается между линией и нейтралью без заземления.
  • Если внезапно отключить нейтраль от нейтрали трансформатора, но оставить цепи нагрузки такими, какие они есть, то нейтраль на стороне нагрузки станет плавающей, поскольку оборудование, которое подключено между фазой и нейтралью, станет между фазой и фазой (R - Y, Y - B). , и поскольку они не имеют одинаковых номиналов, полученная в результате искусственная нейтраль будет плавающей, так что напряжения, присутствующие на различном оборудовании, больше не будут составлять 240 В, а будут где-то между 0 (не совсем) и 440 В (также не совсем). .Это означает, что на одной линии от фазы к фазе у некоторых будет меньше 240 В, а у других - почти до 415 В. Все зависит от импеданса каждого подключенного элемента.
  • В системе с дисбалансом, если нейтраль отключена от источника, нейтраль становится плавающей нейтралью и смещается в такое положение, чтобы оно было ближе к фазе с более высокими нагрузками и от фазы с меньшей нагрузкой. Предположим, что несимметричная трехфазная система имеет нагрузку 3 кВт в фазе R, нагрузку 2 кВт в фазе Y и нагрузку 1 кВт в фазе B.Если нейтраль этой системы отключена от сети, плавающая нейтраль будет ближе к R-фазе и дальше от B-фазы. Таким образом, нагрузки с фазой B будут испытывать большее напряжение, чем обычно, а нагрузки с фазой R будут испытывать меньшее напряжение. Нагрузки в фазе Y будут испытывать почти одинаковое напряжение. Выключатель нейтрали для несбалансированной системы опасен для нагрузок. Из-за более высокого или более низкого напряжения наиболее вероятно повреждение оборудования.
  • Здесь мы видим, что состояние нейтрального плавающего положения не влияет на 3-фазную нагрузку, а влияет только на 1-фазную нагрузку

Как исключить нейтральное плавающее положение:

  • Есть некоторые моменты, которые необходимо учитывать, чтобы предотвратить нейтральное смещение.

a) Используйте 4-полюсный выключатель / ELCB / RCBO в распределительной панели:

  • Плавающая нейтраль может стать серьезной проблемой. Предположим, у нас есть панель выключателя с трехполюсным выключателем для трех фаз и шиной для нейтрали для трехфазных входов и нейтрали (здесь мы не использовали четырехполюсный выключатель). Напряжение между каждой фазой составляет 440, а напряжение между каждой фазой и нейтралью - 230. У нас есть одиночные выключатели, питающие нагрузки, требующие 230 вольт. Эти нагрузки 230 В имеют одну линию, питаемую от выключателя и нейтраль.
  • Теперь предположим, что нейтраль отсоединилась, или окислилась, или каким-то образом отсоединилась в панели или, возможно, даже отключилась от источника питания. Нагрузки 440 В не будут затронуты, однако нагрузки 230 В могут иметь серьезные проблемы. В этом состоянии «плавающая нейтраль» вы обнаружите, что одна из двух линий упадет с 230 вольт до 340 или 350, а другая линия упадет до 110 или 120 вольт. Половина вашего оборудования на 230 В будет повышена из-за перенапряжения, а другая половина не будет работать из-за низкого напряжения.Так что будьте осторожны с плавающими нейтралами.
  • Просто используйте ELCB, RCBO или 4-полюсный автоматический выключатель в качестве источника питания в 3-фазной системе питания, поскольку при размыкании нейтрали отключится все питание без повреждения системы.

b) Использование стабилизатора напряжения:

  • Каждый раз, когда нейтраль выходит из строя в трехфазной системе, подключенные нагрузки будут подключаться между фазами благодаря плавающей нейтрали. Следовательно, в зависимости от сопротивления нагрузки на этих фазах, напряжение может колебаться от 230 В до 400 В.Подходящий сервостабилизатор с широким диапазоном входного напряжения с отсечкой по верхнему и нижнему пределу может помочь в защите оборудования.

c) Хорошее качество изготовления и техническое обслуживание:

  • Дайте более высокий приоритет обслуживанию низковольтной сети. Затяните или примените соответствующий крутящий момент для затяжки нейтрального провода в системе низкого напряжения

Заключение:

  • Состояние неисправности «плавающая нейтраль» (отключенная нейтраль) - ОЧЕНЬ НЕ БЕЗОПАСНО , потому что, если устройство не работает, и кто-то, кто не знает о «плавающем» нейтральном проводе, может легко прикоснуться к нейтральному проводу, чтобы узнать, почему приборы не работают, когда они подключены в цепь и получите сильный шок.Однофазные устройства спроектированы так, чтобы работать с нормальным фазным напряжением, когда они получают линейное напряжение. Устройства могут повредить. Неисправность отключенной нейтрали является очень небезопасным состоянием и должна быть устранена как можно раньше путем поиска неисправностей именно тех проводов, чтобы проверить и затем правильно подключить.

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Связанные

.

Особенности обеспечения электробезопасности в сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В на горнодобывающих предприятиях

2.1 Введение

Одним из факторов поражения электрическим током является ухудшение состояния изоляции трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью. до и выше 1000 В. Для повышения эффективности системы электроснабжения необходимо разработать методику определения параметров изоляции при рабочем напряжении.Под эффективностью мы принимаем обеспечение роста электробезопасности и надежности при эксплуатации электроустановок с напряжением до и выше 1000 В. Известный [1] способ определения параметров изоляции «Амперметр-вольтметр» является классическим методом. , поскольку обеспечивает удовлетворительную точность неизвестных величин, но не обеспечивает безопасность труда при производстве электроустановок и снижает надежность электроснабжения промышленных машин и оборудования.Снижение надежности работы электроустановок и уровня электробезопасности при эксплуатации трехфазных электрических сетей до и выше 1000 В определило, что с помощью метода «Амперметр-вольтметр» необходимо произвести металлическую цепь фазы сети. на землю и измерьте общий ток однофазного замыкания на землю. Так как во время замыкания металлической фазы любой фазы на землю напряжение двух других фаз сети по отношению к земле достигает линейных значений и, таким образом, может привести к короткому замыканию в многофазной сети, которая работает, что определяет надежность снижение мощности производственного оборудования.Снижение электробезопасности определяется тем, что в металлическом замыкании любой фазы электрической сети и заземления контактное напряжение и ступенчатое напряжение будут иметь максимальное значение, и тем самым обеспечить максимальное увеличение вероятности поражения людей электрическим током.

2.2 Метод определения параметров изоляции в электрической сети с изолированной нейтралью

Представленный в работе [6] метод определения параметров изоляции в трехфазной электрической сети с напряжением изолированной нейтрали выше 1000 В на основе измерения Значения модулей линейного напряжения, напряжения нулевой последовательности и фазного напряжения относительно земли при подключении известной активной дополнительной проводимости между электрической сетью измеряемой фазы и землей, имеют значительную погрешность.Существенная погрешность определяется тем, что при определении параметров изоляции используется значение модуля напряжения нулевой последовательности, а значит, необходимо использовать обмотки трансформатора напряжения, позволяющие выделить остаточное напряжение.

На основе вышеизложенных методов определения параметров изоляции в трехфазной сети с напряжением изолированной нейтрали до и выше 1000 В, что обеспечивает удовлетворительную точность определения неизвестных величин за счет исключения измерения модуля остаточного напряжения , эксплуатационная безопасность электроустановок и надежность электросистемы, в связи с исключением измерений полного тока модуля при однофазном замыкании на землю между фазой сети относительно земли.

Метод определения параметров изоляции в трехфазных симметричных сетях с напряжением до и выше 1000 В, основанный на измеренных значениях модулей линейного напряжения, фазных напряжений A и C относительно земли после подключения дополнительных активная проводимость между фазой А и заземлением сети.

В результате измерения значений модулей линейного напряжения и фазного напряжения C и A относительно земли с учетом величины дополнительной активной проводимости по математическим формулам определяются:

y = 1.73UlUАUC2 ‐ UA2go, E1

g = 3Ul2Ul2−3UA2UC2 − UA22−10.5go, E2

b = y2 − g20,5, E3

где Ul - линейное напряжение; UА - напряжение фазы А относительно земли; UСis C - фазное напряжение относительно земли; и go - дополнительная активная проводимость.

Разработанный в реализации метод не требует создания специального измерительного прибора, так как измерительные приборы, то есть вольтметры, доступны в сервисном руководстве. Сопротивление ПЭ-200 используется как активная дополнительная проводимость с R = 1000 Ом, где посредством параллельного и последовательного подключения обеспечивается требуемая рассеиваемая мощность.Для переключения в активный режим ожидания используется переключатель нагрузки с большей проводимостью.

Разработанный метод обеспечивает удовлетворительную точность, прост и безопасен в реализации в трехфазных электрических сетях с напряжением изолированной нейтрали до и выше 1000 В.

2.3 Анализ погрешности метода определения параметров изоляции в электрической сети с изолированной нейтралью

Полученные математические зависимости для определения полной и активной проводимости изоляции электрической сети обеспечивают легкую и безопасную работу электроустановок с напряжением до и выше 1000 В.

Анализ погрешностей разработанного метода определения параметров изоляции в симметричных трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью, основанный на измерении единичного линейного напряжения, фазных напряжений С и А относительно земли после активного подключения дополнительной проводимости между фазой А и электрической сетью и землей выполняется.

Для повышения эффективности разработанного метода определения параметров изоляции в симметричной трехфазной сети с изолированной нейтралью на основе анализа погрешностей для каждой конкретной сети выбирается дополнительная активная проводимость, чтобы обеспечить удовлетворительную точность измерения необходимое количество.

Случайная относительная погрешность определения общей проводимости изоляции и ее компонентов в трехфазных симметричных сетях с напряжением до и выше 1000, исходя из измеренных значений модулей линейного напряжения, фазного напряжения C и A по отношению к заземление после подключения активной дополнительной проводимости между фазой и электрической сетью и землей определяется в соответствии с (1), (2) и (3).

Случайная относительная погрешность определения полной проводимости изоляции фаз сети относительно земли определяется по формуле (1):

y = 1.73UlUАUC2 ‐ UA2go,

где Ul, UА, UС и go - значения, определяющие общую проводимость сетевой изоляции и полученные прямым измерением. Относительная среднеквадратичная погрешность определения полной проводимости изоляции фаз сети относительно земли определяется из выражения [28, 29]:

Δy = 1y∂y∂UAΔUA2 + ∂y∂UCΔUC2 + ∂y∂UlΔUl2 + ∂y∂goΔgo20 .5, E4

где ∂y∂UА, ∂y∂UС, ∂y∂Ul и ∂y∂go - частные производные y = f (Ul, UА, UС, go).

Здесь ΔUl, ΔUА, ΔUС, Δgo - абсолютные погрешности значений прямых измерений Ul, UА, UС и g, которые определяются следующими выражениями:

ΔUl = Ul × ΔUl ∗; ΔUС = UС × ΔUС ∗; ΔUА = UА × ΔUА ∗; Δgo = go × Δgo ∗.E5

Для определения погрешностей измерительных приборов примем, что ΔUl ∗ = ΔUА ∗ = ΔUС ∗ = ΔU ∗, где: ΔU ∗ - относительная погрешность цепей измерения напряжения, а Δgо ∗ = ΔR ∗ - относительная погрешность измерения прибор, который измеряет сопротивление между фазой А и землей. Определить функции частных производных y = f (Ul, UА, UС, go) по переменным Ul, UА, UС, go:

∂y∂Ul = 1.73UАUC2 − UA2go; ∂y∂UА = 1.73UlUC2 + UA2UC2− UA22go; ∂y∂UС = −3,46UlUАUСUC2 − UA22go; ∂y∂go = 1.73UlUАUC2 − UA2.E6

Решение уравнения. (4), подставив значения частных производных уравнения. (6) и частные значения абсолютных ошибок (5), в то же время, полагая, что ΔU ∗ = ΔR ∗ = Δ, получаем:

εy = ΔyΔ = 1,73UlUАgoUC2 − UA22 + 4UC4 + UC2 + UA22UC2 − UA220, 5.E7

Полученное уравнение. (7) делится на формулу. (1):

εy = ΔyΔ = 2 + 4UC4 + UC2 + UA22UC2 − UA220,5E8

Полученное уравнение. (8) выражается в относительных единицах, и после пересчета получаем:

εy = ΔyΔ = 2 + 4 + 1 + U ∗ 221 − U ∗ 220,5, E9

где U ∗ = UAUC.

Случайная погрешность определения активной проводимости изоляции фаз сети относительно земли определяется по формуле (2):

g = 3Ul2Ul2−3UA2UC2 − UA22−10.5go,

где Ul, UА, UС, и goare значения, определяющие активную проводимость изоляции сети и полученные прямым измерением.

Относительная среднеквадратичная погрешность метода при определении активной проводимости фазовой изоляции электрической сети относительно земли определяется из выражения:

Δg = 1g∂g∂UAΔUA2 + ∂g∂UCΔUC2 + ∂g∂UlΔUl2 + ∂g∂ goΔgo20.5, E10

где ∂g∂UА, ∂g∂UС, ∂g∂Ul и ∂g∂go - частные производные, g = f (Ul, UА, UС, go).

Здесь ΔUl, ΔUА, ΔUС, Δgo - абсолютные погрешности значений прямых измерений Ul, UА, UС и go, которые определяются следующими выражениями:

ΔUl = Ul⋅ΔUl ∗; ΔUС = UС⋅ΔUС ∗; ΔUА = UА⋅ΔUА ∗; Δgo = go⋅Δgo ∗ .E11

Для определения точности измерительных приборов примем, что ΔUl ∗ = ΔUА ∗ = ΔUС ∗ = ΔU ∗, где ΔU ∗ - относительная погрешность цепей измерения напряжения. и Δgо ∗ = ΔR ∗ - относительная погрешность измерительного прибора, который измеряет сопротивление, подключенное между электрической фазой A и землей.

Определить частные производные g = f (Ul, UА, UС, go) по переменным Ul, UА, UС и go:

∂g∂Ul = 3Ul2Ul2−3UA22UC2 − UA22go; ∂g∂UА = −3Ul2UА3UC2 + 3UA2−2Ul2UC2 − UA23go; ∂g∂UC = −6Ul2UCUl2−3UА2UC2 − UA23go; ∂g∂go = 3Ul2Ul2−3UA22UC2 − UA2−0.5.E12

Решите уравнение. (10), подставив значения частных производных уравнения. (12) и значения частичных абсолютных ошибок (11), при этом, полагая ΔU ∗ = ΔR ∗ = Δ, получаем:

ΔgΔ = 3goUC2 − UA23UC2 − UA222Ul4Ul2−3UA22 − UC2 − UA24 ++ Ul4UA43UC2 − UA2−2Ul22 + UC4Ul2−3UA220.5E13

Полученное уравнение. (13) разделить на уравнение. (2):

εg = ΔgΔ = 2Ul4Ul2−3UA22 − UC2 − UA243Ul2Ul2−3UA2 − UC2 − UA222 ++ Ul4UA43UC2 − UA2−2Ul22 + UC4Ul2−3UA22UC2 − UA223−2Ul22 + UC4Ul2−3UA22UC2 − UA223−3Ul2U2 получая уравнение. Согласно (14) значение сетевого напряжения выражается через фазные напряжения в соответствии с тем, что Ul = 1.73Uф:

εg = ΔgΔ = 318Uph5Uph3 − UA22 − UC2 − UA2427Uph3Uph3 − UA2 − UC2 − UA222 ++ 3Uph5UA4UC2 − UA2−2Uph32 + UC4Uph3 − UA22UC2 − UA2227Uph3Uph3 − UA2 − UC2 − UA2220.5E15

Упрощая формулу (15), получаем уравнение.(16):

εg = 327Uph3Uph3 − UA2 − UC2 − UA2218Uph5Uph3 − UA22 − UC2 − UA24 ++ 3Uph5UA4UC2 − UA2−2Uph32UC2 − UA22 ++ UC4Uph3 − UA22UC2 − UA220.5E16

Получено. (16) выражается в относительных единицах и после преобразования получаем:

εg = ΔgΔ = 3271 − UA ∗ 2 − ​​UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 22181 − UA ∗ 22 − UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 24 ++ 3UA ∗ 4UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 2−22UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 22 ++ UC ∗ 41 − UA ∗ 22UC2 − UA220.5, E17

где UА ∗ = UAUphand UС ∗ = UСUph.

Метод относительной среднеквадратичной ошибки для определения проводимости фаз емкостной развязки сети относительно земли определяется выражением (3):

Δb = 1b∂b∂yΔy2 + ∂b∂gΔg20.5, E18

или

εb = ΔbΔ = 1 − tan2δ2ΔyΔ2 + ΔgΔ20.5tan2δ.E19

Решение уравнения (19) и подставляя значения математических описаний относительных среднеквадратичных зависимостей полной (8) и активной (16) проводимостей фазовой изоляции электроустановок относительно фазы земли, получаем следующее уравнение:

εb = ΔbΔ = 1 −tan2δ22 + 4UC4 + UC2 + UA22UC2 − UA22 ++ 927Uph3Uph3 − UA2 − UC2 − UA222 × ··· × 18Uph3Uph3 − UA22 − UC2 − UA24 ++ 3Uph5UA4UC2 − UA2−2Uph32 + UC4Uph3 − UA22UC2 − UAδ9.(21) выражается в относительных единицах и после преобразования получаем:

εb = ΔbΔ = 1 − tan2δ22 + 4UC ∗ 4 + UC ∗ 2 + UA ∗ 22UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 22 ++ 9271 − UA ∗ 2 −UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 222 × ··· × 181 − UA ∗ 22 − UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 24 ++ 3UA ∗ 4UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 2−22 + UC ∗ 41 − UA ∗ 22UC ∗ 2 − ​​UA ∗ 22tan2δ0 .5.E21

По результатам случайных относительных среднеквадратичных ошибок определения активной, емкостной и полной проводимости изоляции фаз сети относительно земли построить зависимость:

εy = Δy ∗ Δ = fU ∗;

εg = Δg ∗ Δ = fUА ∗ UС ∗;

εb = Δb ∗ Δ = fUA ∗ UC ∗ tanδ,

показано на рисунках 1–3.Математические зависимости относительных среднеквадратичных ошибок суммарной - εy, активной - εg и емкостной - εb проводимостей фазовой изоляции электрической сети с изолированной нейтралью на графических иллюстрациях (рисунки 1–3) характеризуют изменение погрешности в зависимости от величины дополнительная активная проводимость gо, которая вставляется между фазой A электрической сети и землей.

Рисунок 1.

Анализ погрешности определения полной проводимости сетевой изоляции.

Рисунок 2.

Анализ погрешности определения активной проводимости сетевой изоляции. UC ∗ = 1,1; 1,2; 1,3; 1.4.

Рисунок 3.

Анализ погрешности определения емкостной проводимости изоляции сети при tg δ = 1,0. UC ∗ = 1,1; 1,2; 1,3; 1.4.

При определении параметров изоляции в симметричной трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью на основе метода анализа ошибок для каждой конкретной сети выберите дополнительную активную проводимость, чтобы обеспечить требуемую удовлетворительную точность.

При определении суммарной проводимости изоляции фаз сети относительно земли выбрана такая дополнительная активная проводимость, значения находились в пределах U * = 0,2–0,8, при этом, как показано на рисунке 1, погрешность не превышает 5%. при использовании средств измерений с классом точности 1,0 и 2,5% при использовании средств измерений с классом точности 0,5.

При определении значения активной проводимости в трехфазной электрической сети с напряжением изолированной нейтрали до 1000 В и выше выбирайте это дополнительное gо так, чтобы UА ∗ = 0.2–0,8, при UС ∗ = 1,1–1,6, то исходя из графических иллюстраций рисунка 2 погрешность не превышает 3,5% при использовании средств измерений с классом точности 1,0.

При определении емкостной проводимости изоляции фаз сети относительно земли выбор дополнительной активной проводимости gо на основе графических иллюстраций рисунка 3 так, чтобы UА ∗ = 0,2–0,8, при UС ∗ = 1,1–1,6, при tan δ = 1,0, обеспечить погрешность до 4% при использовании средств измерений с классом точности 1.0.

Следует отметить, что при использовании средств измерений с классом точности 0.5, погрешности εy - общие, εg - активные, εb - емкостные проводимости изоляции уменьшены вдвое, чтобы обеспечить более надежные данные при определении параметров изоляции разработанным методом.

По результатам исследований профессора Л. Гладилина разработан метод определения параметров изоляции в сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В (метод амперметра-вольтметра) [1]. Недостатком метода амперметра-вольтметра является производство измерения тока однофазного замыкания на землю при исследовании трехфазной электросети с изолированной нейтралью.При измерении тока однофазного замыкания на землю в трехфазной электросети величина фазного напряжения равна нулю. Напряжения двух других фаз достигают линейного значения, это может привести к двух- или трехфазному короткому замыканию, и это аварийный режим работы. Это приводит к перебоям в электроснабжении, а также к увеличению контактного напряжения, что опасно при эксплуатации горных машин и систем [1].

Разработанная методика обеспечивает удовлетворительную точность при определении параметров изоляции, а также простоту и безопасность производственных работ в существующих электроустановках напряжением до и выше 1000 В.

.

Смотрите также