So senken Sie die Spannung in einem Gleichstromkreis. Hoch- oder Hochspannung. So senken Sie die Spannung im Netzwerk

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Hoch- und Hochspannung. Ursachen

Wie kann eine hohe oder erhöhte Spannung in unseren Stromnetzen auftreten? Stromspannung. In der Regel von geringer Qualität Elektrizität des Netzes oder Netzwerkausfälle. Zu den Nachteilen von Netzen gehören: veraltete Netze, minderwertige Netzwartung, ein hoher Prozentsatz an Abschreibungen auf elektrische Geräte, ineffiziente Planung von Übertragungsleitungen und Verteilerstationen und eine unkontrollierte Zunahme der Anzahl der Verbraucher. Dies führt dazu, dass Hunderttausende von Verbrauchern hohe or erhalten Überspannung. Der Spannungswert in solchen Netzen kann 260, 280, 300 und sogar 380 Volt erreichen.

Einer der Gründe für die Erhöhung kann seltsamerweise die verringerte Spannung von weit entfernten Verbrauchern sein Umspannwerk. In diesem Fall erhöhen Elektriker oft bewusst die Ausgangsspannung der Umspannstation, um zufriedenstellende Stromanzeigen für die letzten Verbraucher in der Übertragungsleitung zu erreichen. Dadurch wird die Spannung in der ersten Leitung erhöht. Aus dem gleichen Grund ist in Feriendörfern eine erhöhte Spannung zu beobachten. Dabei wird die Änderung der Stromparameter mit der Saisonalität und Häufigkeit des Stromverbrauchs in Verbindung gebracht. Im Sommer beobachten wir einen Anstieg des Stromverbrauchs. In dieser Jahreszeit sind viele Menschen in den Datschen, sie verbrauchen viel Energie und im Winter sinkt der Stromverbrauch stark. Der Verbrauch in Sommerhäusern wächst an Wochenenden und fällt an Wochentagen. Als Ergebnis haben wir ein Bild von einem ungleichmäßigen Energieverbrauch. Wenn Sie in diesem Fall die Ausgangsspannung am Umspannwerk (und sie haben normalerweise keine ausreichende Leistung) auf normal (220 Volt) einstellen, fällt die Spannung im Sommer und am Ausgang stark ab und wird reduziert. Deshalb richten Elektriker den Trafo zunächst auf erhöhte Spannung ein. Dadurch ist im Winter und an Werktagen die Spannung in den Siedlungen hoch bzw. erhöht.

Die zweite große Gruppe von Gründen für das Auftreten von Hochspannung sind Phasenasymmetrien beim Zuschalten von Verbrauchern. Es kommt oft vor, dass Verbraucher willkürlich ohne vorläufigen Plan und Projekt angeschlossen werden. Oder im Laufe der Projektdurchführung oder der Entwicklung von Siedlungen ändert sich der Verbrauchswert in verschiedenen Phasen der Übertragungsleitung. Dies kann dazu führen, dass auf einer Phase die Spannung reduziert und auf der anderen Phase erhöht wird.

Die dritte Gruppe von Ursachen für erhöhte Spannung im Netz sind Unfälle auf Stromleitungen und internen Leitungen. Hier sind zwei Hauptgründe zu unterscheiden - eine Nullunterbrechung und das Eindringen von Hochspannungsstrom in gewöhnliche Netze. Der zweite Fall ist eine Seltenheit, er passiert in Städten bei starkem Wind, Orkan. Es kommt vor, dass die Stromleitung eines Elektroverkehrs (Straßenbahn oder Trolleybus) während einer Pause in die Leitungen der Stadtnetze fällt. Dabei können sowohl 300 als auch 400 Volt ins Netz gelangen.
Betrachten wir nun, was passiert, wenn die „Null“ in den internen Hausnetzen verschwindet. Dieser Fall kommt recht häufig vor. Wenn zwei Phasen in einem Eingang des Hauses verwendet werden, ändert sich der Spannungswert auf verschiedenen Phasen, wenn Null verschwindet (z. B. kein Kontakt bei Null). In der Phase, wo jetzt die Last in den Wohnungen geringer ist, wird die Spannung überschätzt, in der zweiten Phase wird sie unterschätzt. Außerdem wird die Spannung umgekehrt mit der Last verteilt. Wenn also in einer Phase die Last in diesem Moment 10-mal größer ist als in der anderen, dann können wir in der ersten Phase 30 Volt (Niederspannung) und in der zweiten Phase 300 Volt (Hochspannung) erhalten. Dies führt zur Verbrennung von Elektrogeräten und möglicherweise zu einem Brand.

Was ist gefährliche Hoch- und Hochspannung?

Hochspannung ist gefährlich für Elektrogeräte. Ein erheblicher Spannungsanstieg kann zur Verbrennung von Geräten, deren Überhitzung und zusätzlichem Verschleiß führen. Elektronische Geräte und elektromechanische Geräte sind besonders kritisch gegenüber Hochspannung.

Erhöhte Spannung kann zu einem Brand im Haus führen und großen Schaden anrichten.

Wenn Sie es leid sind, ständig ausgebrannte Lampen auszutauschen, verwenden Sie einen der folgenden Tipps. Aber in allen Fällen stellt sich der Erfolg durch eine deutliche Stressreduktion ein.

Tagsüber und insbesondere nachts erreicht die Spannung im Netz oft 230-240 V, was zu einem beschleunigten Durchbrennen der Glühfäden von elektrischen Lampen führt. Es wird geschätzt, dass eine Spannungserhöhung von nur 4% im Vergleich zur Nennspannung (dh von 220 auf 228 V) die Lebensdauer von elektrischen Lampen um 40% verkürzt, und bei einer um 6% erhöhten "Leistung" verkürzt sich dieser Zeitraum um mehr als die Hälfte.

Gleichzeitig erhöht eine Reduzierung der Spannung an den Lampen um nur 8% (bis zu 200-202 V) die "Erfahrung" ihrer Arbeit um das 3,5-fache, bei 195 V um fast das 5-fache. Natürlich nimmt mit abnehmender Spannung auch die Helligkeit des Glühens ab, aber in vielen Fällen, insbesondere in Büroräumen und an öffentlichen Orten, ist dieser Umstand nicht so wichtig.

Wie kann man die Spannung an elektrischen Lampen reduzieren? Es gibt zwei einfache Möglichkeiten.

Der Erste- Schalten Sie zwei Lampen in Reihe ein (Abb. 1). Und was für eine Lampe soll man zusätzlich mitnehmen? Es kann das gleiche wie das Haupt sein. Dann leuchten aber beide Lampen schwach. Am besten wählen Sie eine Lampe so aus, dass sich die Leistung der Lampen um das 1,5- bis 2-fache unterscheidet, z. B. 40 und 75 W, 60 und 100 W usw. Dann leuchtet eine Lampe mit geringerer Leistung hell genug und eine stärkere schwächer und fungiert als eine Art Vorschaltgerät, das Überspannungen löscht (Abb. 2.).

Auf den ersten Blick kein Gewinn, da man statt einer zwei Lampen auf einmal verwenden muss. Aber das zeigt die einfachste Rechnung; der Spannungsabfall über den in Reihe geschalteten Lampen verteilt sich umgekehrt zu ihrer Leistung. Daher beträgt bei einer Netzspannung von 220 V (nehmen wir ein Paar 40- und 75-W-Lampen) die Spannung an einer 40-Watt-Lampe etwa 145 V und an ihrem 75-Watt-„Partner“ etwas mehr als 75 V.

Da die Lebensdauer von der Höhe der Spannung abhängt, ist es klar, dass hauptsächlich eine Lampe mit geringerer Leistung ausgetauscht werden muss. Und das hält, wie die Praxis zeigt, im schlimmsten Fall mindestens ein Jahr. Unter normalen Bedingungen müssen in der gleichen Zeit 5 bis 8 Lampen gewechselt werden (dh tägliche Arbeit für 12 Stunden). Wie Sie sehen können, sind die Einsparungen ziemlich greifbar.

Andere Weg-sequentieller Einschluss einer Lampe und einer Halbleiterdiode. Aufgrund seiner geringen Abmessungen kann er im Schaltkegel zwischen der Klemme und einer der Versorgungsadern eingebaut werden. Bei dieser Option tritt ein kaum wahrnehmbares Flackern der Lampen auf (durch Einweggleichrichtung Wechselstrom), und die durchschnittliche Spannung über ihnen beträgt etwa 155 V.

Nun zur Wahl des Diodentyps. Es muss einen gewissen Spielraum für den zulässigen Strom haben und für eine Spannung von mindestens 400 V ausgelegt sein. Von den Miniaturdioden erfüllen die Serien KD150 und KD209 diese Anforderung.

Dioden der Marke KD105 sollten jedoch mit Lampen verwendet werden, deren Leistung 40 W nicht überschreitet, und Dioden KD209 (mit beliebigem Buchstabenindex) sollten in Verbindung mit 75-Watt-Beleuchtungskörpern verwendet werden.

Natürlich können Sie leistungsstärkere Dioden anderer Art verwenden, aber dann müssen sie außerhalb des Schalters installiert werden. Eine richtig ausgewählte Diode hält fast unbegrenzte Zeit.

Schauen wir uns nun eine andere Frage an. Was ist, wenn das Haus einen Generalschalter für den gesamten Eingang hat? In diesem Fall wird eine Hochleistungsdiode installiert.

Es wird an einer Metallecke montiert, mit Schrauben an die Wand neben dem Schalter geschraubt und mit einem Gehäuse mit Lüftungslöchern abgedeckt.
Empfohlene Diodentypen: KD202M, N, R oder S, KD203, D232-D234, D246-248 mit beliebigem Buchstabenindex.

Denken Sie bei der Auswahl des Diodentyps daran, dass der maximal zulässige Betriebsstrom (im Pass des Halbleitergeräts angegeben) 20-25% höher sein muss als der Gesamtstrom, der gleichzeitig von allen mit diesem Schalter verbundenen Lampen verbraucht wird. Wenn die Diode es zulässt, sollte der Strom aller Glühbirnen (einfach zu berechnen, indem man die Gesamtleistung aller Glühbirnen durch die Netzspannung von 220 V teilt) 4 A nicht überschreiten.

Und das Letzte: Vergessen Sie beim Anschließen einer zusätzlichen Lampe oder Diode nicht, dass Sie es zu tun haben Hochspannung eine Gefahr für Ihr Leben darstellen. Stellen Sie daher sicher, dass die Leitung stromlos ist, und machen Sie sich erst dann an die Arbeit. Alles Gute.

Wenn es darum geht, die Spannung im Netz zu reduzieren, dann ist das Problem schwieriger zu finden, da es von der Art des verwendeten Stromverbrauchers abhängt. Es gibt zwei Haupttypen von Verbrauchern: Widerstand und Motor.

Bei Verbrauchern vom Widerstandstyp ist der Spannungsabfall für sie direkt proportional zum Abfall des verbrauchten Stroms (s-n Ohm l \u003d U / R). Für Sicherungen stellen geringe Ströme keine Gefahr dar. Nehmen wir einen Widerstand, der bei 240 V 300 W (Abb. 55.2) verbraucht, dann verbraucht er bei einer Spannung von 24 V nur 3 W.

Was die Art des Motors betrifft, so ist es zunächst notwendig, sie durch die Wirkung eines größeren Widerstandsmoments zu unterscheiden (Abb. 55.3). Man kann also Kolben (größeres Widerstandsmoment?) und Antriebsmotoren (kleineres Widerstandsmoment?) vergleichen.

Radialventilatoren liegen zwischen diesen beiden Kategorien. Meistens halten ihre Eigenschaften einem signifikanten Abfall der Versorgungsspannung nicht stand und werden daher als Geräte mit großem Widerstandsmoment eingestuft.

Denken Sie daran, dass die Fähigkeit des Motors, das Gerät anzutreiben (Wellendrehmoment), vom Quadrat der Versorgungsspannung abhängt. Das heißt, wenn es für den Betrieb mit einer 220-V-Versorgung ausgelegt ist und die Spannung auf 110 V abfällt, verringert sich das Drehmoment um das Vierfache (Abb. 55.4). Wenn das Widerstandsmoment bei Spannungsabfall zu hoch ist, stoppt der Motor. In diesem Fall ist der vom Motor verbrauchte Strom gleich dem Anlaufstrom, den er während eines erzwungenen Stopps verbraucht. In diesem Moment kann nur der eingebaute Schutz (Thermorelais) es vor starker Überhitzung bewahren, die den Strom schnell abschaltet.

Wenn das Antriebsdrehmoment niedrig ist, führt eine Verringerung der Spannung zu einer Verringerung der Drehzahl, da der Motor weniger Leistung zur Verfügung hat. Diese Eigenschaft wird häufig in den meisten mehrstufigen Motoren genutzt, die Klimaanlagenlüfter drehen (Abb. 55.5). Beim Umschalten auf BS (hohe Geschwindigkeit) wird der Widerstand kurzgeschlossen und der Motor wird mit 220 V versorgt. Seine Drehzahl ist Nenndrehzahl.

Beim Umschalten auf MC (Low Speed) wird der Widerstand in Reihe mit der Motorwicklung geschaltet, wodurch die Spannung darüber abnimmt. Dementsprechend sinkt auch das Drehmoment an der Welle, sodass der Lüfter mit reduzierter Drehzahl zu rotieren beginnt. Der Stromverbrauch wird kleiner. Diese Eigenschaft wird häufig bei der Herstellung elektronischer Drehzahlregler (auf Thyristorbasis) verwendet, die zur Steuerung des Kondensationsdrucks durch Änderung der Drehzahl von Lüftern in Luftkondensatoren verwendet werden (Abb. 55.6).

Diese Regler, Stromwandler oder Gates genannt, funktionieren wie andere Begrenzungsregler und arbeiten nach dem Prinzip des "Abschneidens" der Frequenz der Wechselstromamplitude.

In der ersten Stellung ist der Druck hoch und der Drehzahlregler überspringt die Netzhalbwellen komplett. An den Motorklemmen entspricht die Spannung (schattierter Bereich) der Netzversorgung und er beginnt mit maximaler Drehzahl zu drehen, während er den Nennstrom aufnimmt.

In der zweiten Position beginnt der Verflüssigungsdruck zu sinken. Es tritt in den Regler ein und schneidet einen Teil jedes Halbzyklus ab, der in den Motoreingang eintritt. Die Spannung an den Motorklemmen sinkt mit Drehzahl und Stromaufnahme.

In der dritten Position ist die Spannung zu schwach. Da das Motordrehmoment kleiner als das Lüfterwiderstandsdrehmoment ist, stoppt es und beginnt sich zu erwärmen. Dadurch werden die Drehzahlregler überwiegend am Limit geregelt zulässiger Wert Mindestgeschwindigkeit.

Außerdem kann das „Cut-Off“-Verfahren auf Einphasenmotoren angewendet werden, wenn sie für Antriebe mit geringem Widerstandsmoment verwendet werden. Bei Drehstrommotoren (zum Antrieb von Maschinen mit hohem Widerstand) wird empfohlen, Motoren mit mehreren Geschwindigkeiten und Motoren zu verwenden Gleichstrom oder Frequenzumrichter.

BEI Alltagsleben Wir haben oft mit Spannungseinbrüchen zu kämpfen. Dies kann durch eine vorübergehende Abschaltung oder einen plötzlichen Stromabfall verursacht werden. Um den Spannungsabfall zu begrenzen, ist es notwendig, den Querschnitt der Versorgungsleitungen richtig zu wählen. Aber in einigen Fällen ist eine Abnahme des Spannungspegels nicht auf eine Abnahme der Leistung in den Versorgungsleitungen zurückzuführen.

Nehmen wir zum Beispiel eine 24-V-Elektromagnetspule, die ein kleines Schütz steuert (Abb. 55.7). Wenn der Elektromagnet ausgelöst wird, verbraucht er einen Strom von 3 A, und wenn er gehalten wird, beträgt er 0,3 A (10-mal weniger). Mit anderen Worten, der angeschlossene Elektromagnet zieht einen Strom, der dem zehnfachen Haltestrom entspricht. Obwohl die Einschaltzeit kurz ist (20 ms), kann sich dieser Faktor in großen Befehlskreisen mit vielen Schützen und Relais auswirken.

Im dargestellten Diagramm (Abb. 55.8) sind 20 Schütze installiert - C1-C20. Sobald der Strom abgeschaltet wird, befinden sie sich alle im Standby-Modus, und wenn sie eingeschaltet sind, arbeiten sie gleichzeitig. Im aktivierten Zustand verbraucht jedes Schütz 3 A, was bedeutet, dass durch die Sekundärwicklung des Transformators ein Strom von 3 × 20 = 60 A fließt.Wenn der Widerstand der Sekundärwicklung 0,3 Ohm beträgt, dann fällt die Spannung darauf ab, wenn die Schütze aktiviert werden, beträgt 0,3 × 60 = 18 V. Da die Spannung der Schütze nur 6 V erreicht, können sie nicht arbeiten (Abb. 55.9).

In diesem Fall überhitzt der Transformator zusammen mit der Verkabelung stark und die Schütze selbst summen. Und das so lange, bis der Leistungsschalter auslöst oder die Sicherung durchbrennt.

Wenn der Widerstand der Sekundärwicklung des Transformators 0,2 Ohm beträgt, beträgt die Spannung beim Einschalten der Schütze 0,2 × 60 = 12 V. In diesem Fall werden die Schütze statt mit 12 V gespeist 24 V, und es besteht keine Chance, dass sie einschalten. Ihre Arbeit ähnelt kA im vorherigen Beispiel, da die Spannung im Netzwerk ungewöhnlich hoch ist.

Schwierigkeiten mit Widerstand Sekundärwicklung erklären sich durch die deutliche Leerlaufspannung am Ausgang des Transformators im Gegensatz zur Spannung unter Last. Wenn die Stromaufnahme zunimmt, nimmt die Ausgangsspannung ab.

Betrachten Sie als Beispiel einen 220/24-Transformator (Abb. 55.10) mit einer Leistung von 120 VA, angeschlossen an ein 220-V-Netz. Wenn der Transformator einen Strom von 5 A erzeugt, beträgt die Ausgangsspannung 24 V (24 × 5 \u003d 120 VA). Wenn jedoch der Stromverbrauch auf 1 A abfällt, wird die Ausgangsspannung groß, beispielsweise 27 V. Dies wird durch den Widerstand des Sekundärwicklungsdrahts hervorgerufen.

Sobald der Strom zu sinken beginnt, steigt die Ausgangsspannung. Und umgekehrt: Sobald der verbrauchte Strom mehr als 5 A beträgt, sinkt die Ausgangsspannung auf 24 V, wodurch der Transformator überhitzt.

Wenn der Transformator eine geringe Leistung hat, können bestimmte Schwierigkeiten auftreten, daher sollte die Auswahl der Leistung des Transformators nicht vernachlässigt werden.