Как понизить напряжение в цепи постоянного тока. Высокое или повышенное напряжение. Как понизить напряжение в сети

Внимание новинка! Стабилизатор напряжения для всего дома SKAT ST-12345 разработан специально для сетей с нестабильным сетевым напряжением. Стабилизирует напряжение в диапазоне от 125 до 290 Вольт! Имеет большую мощность 12 кВА! Гарантия - 5 лет! Видео испытания стабилизатора смотрите .

Высокое и повышенное напряжение. Причины возникновения

Как в наших в наших электросетях могут появиться высокое или повышенное напряжение. Как правило к повышению напряжения могут привести некачественные электрические сети или аварии в сетях. К недостаткам сетей можно отнести: устаревшие сети, низкокачественное обслуживание сетей, высокий процент амортизации электрооборудования, неэффективное планирование линий передач и распределительных станций, не управляемый роста количества потребителей. Это приводит к тому, что соти тысяч потребителей, получают высокое или повышенное напряжение. Значение напряжения в таких сетях может достигать 260, 280, 300 и даже 380 Вольт.

Одной из причин повышенного, как не странно, может быть пониженное напряжение потребителей, находящихся далеко от трансформаторной подстанции. В этом случае часто электрики умышленно повышают выходное напряжение электрической подстанции, что бы добить удовлетворительных показателей тока у последних в линии передач потребителей. В итоге у первых в линии напряжение будет повышенным. По этой же причине можно наблюдать повышенное напряжение в дачных поселках. Здесь изменение параметров тока связаны с сезонностью и периодичностью потребления тока. Летом мы наблюдаем рост потребления электроэнергии. В этот сезон на дачах находится много людей они используют большое количество энергии, а зимой потребление тока резко падает. В выходные дни потребление на дачных участках растет, а в рабочие дни падает. В результате имеем картину неравномерно потребления энергии. В этом случае, если установить выходное напряжение на подстанции (а они как правило не достаточной мощности) нормальным (220 Вольт), то в летом и в выходные напряжение резко просядет и будет пониженным. Поэтому электрики изначально настраивают трансформатор на повышенное напряжение. В итоге зимой и в рабочие дни напряжение в поселках высоко или повышенное.

Вторая большая группа причин появления высокого напряжения - это перекосы по фазам при подключении потребителей. Часто бывает так, что подключение потребителей происходит хаотично, без предварительного плана и проекта. Или в ходе реализации проекта или развития поселений происходит изменение значения потребления на разных фазах линии передач. Это может привести к тому, что на одной фазе напряжение будет пониженным, а на другой фазе повышенным.

Третья группа причин повышенного напряжения в сети - это аварии на линиях электропередач и внутренних линиях. Здесь следует выделить две основные причины - обрыв нуля и попадание тока высокого напряжения в обычные сети. Второй случай - это редкость, случается в городах в сильный ветер, ураган. Бывает, что линия питания электротранспорта (трамвая или троллейбуса) попадает при обрыве на линии городских сетей. В этом случае в сеть может попасть и 300, и 400 Вольт.
Теперь рассмотрим, что происходит при пропадании «нуля» во внутренних домовых сетях. Этот случай бывает довольно часто. Если в одном подъезде дома используется две фазы, то при пропадании нуля (например нет контакта на нуле) происходит происходит изменение значения напряжения на разных фазах. На той фазе, где сейчас нагрузка в квартирах меньше, напряжение будет завышенным, на второй фазе заниженным. Причем напряжение распределяется обратно пропорционально нагрузке. Так если на одной фазе нагрузка именно в этот момент в 10 раз больше чем на другой, то мы можем получить на первой фазе 30 Вольт (низкое напряжение), а на второй фазе 300 Вольт (высокое напряжение). Что приведет к сгоранию электрических приборов, и возможно пожару.

Чем опасно высокое и повышенное напряжение

Высокое напряжение опасно для электрических приборов. Значительное повышение напряжения может привести к сгоранию приборов, их перегреву, дополнительному износу. Особенно критичны к высокому напряжению электронное оборудование и электромеханические приборы.

Повышенное напряжение может привести к пожару в доме, нанести большой ущерб.

Если надоело постоянно менять перегоревшие лампы, воспользуйтесь одним из приведенных советов. Но во всех случаях успех достигается за счет существенного снижения напряжения.

В дневное и особенно в ночное время напряжение в сети нередко достигает 230-240В что приводит к ускоренному выгоранию нитей накала электроламп. Подсчитано,что повышение напряжения всего лишь на 4% по сравнению с номинальным(то есть с 220 до 228В) сокращает срок службы электроламп на 40%, а при повышенном "питании" в 6% этот срок снижается более чем наполовину.

В то же время уменьшение напряжения на лампах всего на 8%(до 200-202В) увеличивает "стаж" их работы в 3,5 раза, при 195В он возрастает почти в 5 раз. Разумеется с понижением напряжения, снижается и яркость свечения, но во многих случаях, в частности в служебных помещениях, и в местах общего пользования, это обстоятельство не так уж и важно.

Как же снизить напряжение на электролампах? Существуют два простых способа.

Первый - включают последовательно две лампы (рис 1). А какую же лампу взять в качестве дополнительной?. Можно такую же, как и основная. Но тогда обе лампы будут светить слабо. Лучше всего подбирать лампу так, чтобы мощности ламп отличались в 1,5-2 раза, например 40 и 75 Вт, 60 и 100 Вт и.т.д. Тогда лампа меньшей мошности будет светиться достаточно ярко, а более мощная слабее, выполняя роль своеобразного балласта, гасящего избыточное напряжение (рис.2.).

На первый взгляд выигрыша нет-ведь приходится использовать сразу две лампы вместо одной. Но вот что показывает простейший расчет; падение напряжения на лампах при последовательном соединении распределяется обратно пропорционально их мощности. Поэтому при напряжении в сети 220В (возьмем пару ламп на 40 и 75 Вт) на 40- ваттной лампе напряжение будет около 145В, а на её 75-ваттной "партнерше"-чуть больше 75В.

Так как долговечность зависит от величины напряжения, понятно, что менять придется в основном лампу меньшей мощности. Да и та, как показывает практика, в худшем случае служит не менее года. В обычных условиях за это же время приходится менять от 5 до 8 ламп (имеется в виду ежесуточная работа в течении 12 часов). Как видите, экономия весьма ощутима.

Другой способ-последовательное включение лампы и полупроводникового диода. Благодаря малым размерам его можно установить в конусе выключателя между клеммой и одним из подводящих проводов. При этом варианте происходит едва заметное мерцание ламп (за счет однополупериодического выпрямления переменного тока), а среднее значение напряжения на них составляет около 155В.

Теперь о выборе типа диода. Он должен иметь определенный запас по допустимому току и быть рассчитан на напряжение не ниже 400В. Из миниатюрных диодов этому требованию отвечают серии КД150 и КД209.

Однако диоды марки КД105 следует применять с лампами, у которых мощность не превышает 40Вт, а диоды КД209 (с любым буквенным индексом)-для совместной работы с 75-ватными осветительными приборами.

Разумеется использовать можно и более мощные диоды других типов, но тогда их придется устанавливать вне выключателя. Правильно подобранный диод служит практически неограниченное время.

Теперь разберем ещё один вопрос. Как быть тем, если в доме общий выключатель на весь подъезд? В этом случае устанавливают один диод большой мощности.

Его крепят на металлическом уголке, привинчивают шурупами к стене рядом с выключателем, и закрывают кожухом с веньтиляционными отверстиями.
Рекомендуемые типы диодов: КД202М, Н,Р или С, КД203, Д232-Д234, Д246-248 с любым буквенным индексом.

При выборе типа диода помните, что его максимально допустимый рабочий ток (указан в паспорте полупроводникового прибора) на 20-25% должен превышать суммарный ток, потребляемый одновременно всеми лампами, относящимися к данному выключателю. Если диод допускает ток всех лампочек (его нетрудно посчитать разделив общую мощность всех ламп на напряжение сети 220В) не должен превышать 4А.

И последнее: подсоединяя дополнительную лампу или диод, не забывайте, что имеете дело с высоким напряжением, представляющим опасность для Вашей жизни. Поэтому обязательно обесточьте линию, а уже потом приступайте к работе. Всего доброго.

Если речь идет о снижении напряжения в сети, то нахождение проблемы является более сложной задачей, поскольку она зависит от типа используемого потребителя электроэнергии. Можно выделить два основных типа потребителей: сопротивления и двигателя.

Что касается потребителя типа сопротивления, то для них снижение напряжения прямо пропорционально падению потребляемого тока (з-н Ома l = U /R). Для предохранителей слабый ток не несет никаких опасностей. Если взять сопротивление, потребляющее 300 Вт (рис. 55.2) при 240 В, то при напряжении 24 В оно будет потреблять только 3 Вт.

Что касается типа двигателя, то вначале необходимо отличать их по действию большего момента сопротивления (рис. 55.3). Так, можно сравнить поршневые (больший момент сопротивления? и приводные двигатели (меньший момент сопротивления?.

Относительно центробежных вентиляторов, то они находятся между двумя данными категориями. Преимущественно их характеристики не выдерживают значительного падения напряжения питания, в связи, с чем их относят к категории устройств с большим моментом сопротивления.

Напомним, что способность двигателя приводить в движение устройство (момент на валу) зависит от квадрата напряжения питания. То есть, если он предназначен для работы от питания 220 В, а напряжение снизится до 110 В, то крутящий момент уменьшится в 4 раза (рис. 55.4). Если при снижении напряжения момент сопротивления слишком велик, то двигатель остановится. При этом потребляемый двигателем ток, будет равен пусковому, который он будет потреблять во время вынужденной остановки. В этот момент спасти его от сильного перегрева может только встроенная защита (тепловое реле), которое быстро отключит питание.

При низком моменте сопротивления приводимого устройства снижение напряжения приведет к уменьшению скорости вращения, поскольку мотор обладает меньшей располагаемой мощностью. Данное свойство широко применяется в большинстве многоскоростных двигателей, которые вращают вентиляторы кондиционеров (рис. 55.5). При переключении на БС (большая скорость) сопротивление замкнуто на коротко и двигатель запитывается от 220 В. Скорость его вращения номинальная.

При переключении на МС (малая скорость) сопротивление соединено последовательно с обмоткой двигателя, из-за чего напряжение на нем снижается. Соответственно уменьшается и крутящий момент на валу, таким образом, вентилятор начинает вращаться с пониженной скоростью. Потребляемый ток становится меньше. Данной свойство широко применяется при изготовлении электронных регуляторов скорости (на основе тиристоров), служащих для регулирования давления конденсации, изменяя скорость вращения вентиляторов в конденсаторах с воздушным (рис. 55.6).

Данные регуляторы, называемые преобразователями или вентилями тока, функционируют, как и остальные регуляторы-ограничители, работая по принципу «срезания» частоты амплитуды переменного тока.

В первой позиции давление высокое и регулятор скорости полностью пропускает полупериоды сети. На клеммах двигателя напряжение (заштрихованная область) соответствует питанию в сети, и он начинает вращаться с максимальной скоростью, при этом потребляя номинальный ток.

Во второй позиции давление конденсации начинает снижаться. Вступает в регулятор, срезая часть каждого полупериода, поступающего на вход двигателя. Напряжение на клеммах двигателя уменьшается, вместе со скоростью и потребляемым током.

В третьей позиции напряжение слишком слабое. Поскольку крутящий момент двигателя меньше момента сопротивления вентилятора, он останавливается и начинает нагреваться. Таким образом, регуляторы скорости в основном настраиваются на предельно допустимое значение минимальной скорости.

Кроме того, метод «срезания» может применяться в однофазных двигателях, когда те используются для приводов с низким моментом сопротивления. Что касается трехфазных двигателей (используемых для привода машин с большим сопротивлением), то рекомендовано применение многоскоростных двигателей, двигателей постоянного тока или частотных преобразователей.

В повседневной жизни нам приходится часто сталкиваться с падением напряжения. Оно может быть вызвано кратковременным отключением или резким падением силы тока. Для того чтобы ограничить падение напряжения необходимо правильно подбирать сечение питающих проводов. Но в некоторых случаях снижение уровня напряжения не обусловлено снижением питания в подводящих проводах.

Для примера возьмем катушку электромагнита 24 В, управляющую небольшим контактором (рис. 55.7). Когда электромагнит срабатывает, то потребляет ток равный 3 А, а при удержании он составляет 0,3 А (10 раз меньше). Другими словами, подключенный электромагнит потребляет ток, равный десятикратному току режима удержания. Несмотря на то, что продолжительность включения невелика (20 мс), данный фактор может иметь влияние в больших командных цепях с большим количеством контакторов и реле.

На представленной схеме (рис. 55.8) установлено 20 контакторов - С1-С20. Как только ток выключается, все они находятся в ждущем режиме, а при включении одновременно срабатывают. При срабатывании каждый контактор потребляет 3 А, а это значит,что через вторичную обмотку трансформатора будет идти ток 3×20=60 А. Если сопротивление вторичной обмотки составляет 0,3 Ом, то снижение напряжения на ней при срабатывании контакторов составит 0,3×60=18 В. Поскольку напряжение контакторов достигает всего 6 В, они не смогут работать (рис. 55.9).

В этом случае трансформатор вместе с проводкой будут сильно перегреваться, а сами контакторы гудеть. И так будет продолжаться до тех пор, пока не сработает автомат защиты или не перегорит предохранитель.

Если сопротивление вторичной обмотки трансформатора составит 0,2 Ома, то при включении контакторов напряжение в ней составит 0,2×60=12 В. При этом контакторы будут запитаны от 12 В, вместо 24 В, и нет никакой вероятности, что они включатся. Их работа будет аналогичной кА в предыдущем примере, поскольку напряжение в сети аномально высокое.

Трудности с сопротивлением на вторичной обмотке объясняются значительным напряжением холостого хода на выходе трансформатора, в отличие от напряжения под нагрузкой. С увеличением потребляемого тока, выходное напряжение снижается.

В качестве примера рассмотрим трансформатор 220/24 (рис. 55.10) мощностью 120 ВА, подключенный к сети 220 В. Если трансформатор выдает ток 5 А, то выходное напряжение составит 24 В (24×5=120 ВА). Но при снижении потребляемого тока до 1 А, выходное напряжение становится большим, например, 27 В. Это спровоцировано воздействием сопротивления провода вторичной обмотки.

Как только ток начинает снижаться, выходное напряжение повышается. И обратная ситуация: как только потребляемый ток становится больше 5 А, выходное напряжение уменьшается до 24 В, в результате чего трансформатор перегревается.

Если трансформатор небольшой мощности, то могут возникнуть определенные трудности, поэтому не следует пренебрегать подбором мощности трансформатора.