Come abbassare la tensione in un circuito DC. Alta o alta tensione. Come abbassare la tensione nella rete

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Alta e alta tensione. Cause

Come può apparire una tensione alta o aumentata nelle nostre reti elettriche? voltaggio. Di regola, di bassa qualità Elettricità della rete o errori di rete. Gli svantaggi delle reti includono: reti obsolete, manutenzione della rete di bassa qualità, un'alta percentuale di ammortamento delle apparecchiature elettriche, pianificazione inefficiente delle linee di trasmissione e delle stazioni di distribuzione e un aumento incontrollato del numero di consumatori. Ciò si traduce in centinaia di migliaia di consumatori che ricevono alti o sovratensione. Il valore della tensione in tali reti può raggiungere 260, 280, 300 e persino 380 Volt.

Uno dei motivi dell'aumento, stranamente, potrebbe essere la tensione ridotta dei consumatori situati lontano da sottostazione di trasformazione. In questo caso, gli elettricisti spesso aumentano deliberatamente la tensione di uscita della sottostazione elettrica per ottenere indicatori di corrente soddisfacenti per gli ultimi consumatori nella linea di trasmissione. Di conseguenza, la tensione nella prima linea verrà aumentata. Per lo stesso motivo si osserva un aumento della tensione nei villaggi turistici. Qui, la variazione dei parametri correnti è associata alla stagionalità e alla frequenza del consumo di corrente. In estate si osserva un aumento del consumo di elettricità. In questa stagione ci sono molte persone nelle dacie, consumano una grande quantità di energia e in inverno il consumo di corrente diminuisce drasticamente. Il consumo nei cottage estivi cresce nei fine settimana e diminuisce nei giorni feriali. Di conseguenza, abbiamo un quadro di consumo energetico non uniforme. In questo caso, se si imposta la tensione di uscita alla sottostazione (e di solito non hanno una potenza sufficiente) su normale (220 Volt), in estate e in uscita la tensione scenderà bruscamente e si ridurrà. Pertanto, gli elettricisti inizialmente impostano il trasformatore per una maggiore tensione. Di conseguenza, in inverno e nei giorni feriali, la tensione negli insediamenti è alta o aumentata.

Il secondo grande gruppo di ragioni per la comparsa dell'alta tensione sono gli squilibri di fase quando i consumatori sono collegati. Accade spesso che i consumatori siano collegati in modo casuale, senza un piano e un progetto preliminari. Oppure nel corso dell'attuazione del progetto o dello sviluppo degli insediamenti c'è un cambiamento nel valore del consumo in diverse fasi della linea di trasmissione. Ciò può portare al fatto che su una fase la tensione verrà ridotta e sull'altra fase verrà aumentata.

Il terzo gruppo di cause di aumento della tensione nella rete sono gli incidenti sulle linee elettriche e sulle linee interne. Qui dovrebbero essere distinti due motivi principali: un'interruzione zero e l'ingresso di corrente ad alta tensione nelle reti ordinarie. Il secondo caso è una rarità, accade nelle città con un forte vento, un uragano. Succede che la linea elettrica di un trasporto elettrico (tram o filobus) cada nelle linee delle reti cittadine durante una pausa. In questo caso, possono entrare nella rete sia 300 che 400 volt.
Consideriamo ora cosa succede quando lo "zero" scompare nelle reti interne della casa. Questo caso accade abbastanza spesso. Se si utilizzano due fasi in un ingresso della casa, quando lo zero scompare (ad esempio, non c'è contatto a zero), il valore della tensione cambia su diverse fasi. Nella fase in cui ora il carico negli appartamenti è inferiore, la tensione sarà sovrastimata, nella seconda fase sarà sottostimata. Inoltre, la tensione è distribuita inversamente al carico. Quindi se in una fase il carico in questo momento è 10 volte maggiore che nell'altra, allora possiamo ottenere 30 Volt (bassa tensione) nella prima fase e 300 Volt (alta tensione) nella seconda fase. Il che porterà alla combustione di apparecchi elettrici e forse a un incendio.

Cos'è l'alta e alta tensione pericolosa

L'alta tensione è pericolosa per gli apparecchi elettrici. Un aumento significativo della tensione può portare alla combustione dei dispositivi, al loro surriscaldamento, all'ulteriore usura. Le apparecchiature elettroniche e i dispositivi elettromeccanici sono particolarmente critici per l'alta tensione.

L'aumento della tensione può provocare un incendio in casa, causando gravi danni.

Se sei stanco di sostituire costantemente le lampade bruciate, utilizza uno dei suggerimenti di seguito. Ma in tutti i casi, il successo si ottiene con una significativa riduzione dello stress.

Di giorno e soprattutto di notte, la tensione nella rete raggiunge spesso i 230-240 V, il che porta a un esaurimento accelerato dei filamenti delle lampade elettriche. Si stima che un aumento di tensione di solo il 4% rispetto a quella nominale (ovvero da 220 a 228V) riduca la vita delle lampade elettriche del 40%, e con una "potenza" aumentata del 6%, questo periodo si riduce di oltre la metà.

Allo stesso tempo, ridurre la tensione sulle lampade solo dell'8% (fino a 200-202 V) aumenta l '"esperienza" del loro lavoro di 3,5 volte, a 195 V aumenta di quasi 5 volte. Certo, con una diminuzione della tensione diminuisce anche la luminosità del bagliore, ma in molti casi, in particolare negli uffici e nei luoghi pubblici, questa circostanza non è così importante.

Come ridurre la tensione sulle lampade elettriche? Ci sono due semplici modi.

Il primo- accendere due lampade in serie (Fig. 1). E che tipo di lampada prendere come ulteriore? Può essere uguale a quello principale. Ma poi entrambe le lampade brilleranno debolmente. È meglio selezionare una lampada in modo che la potenza delle lampade differisca di 1,5-2 volte, ad esempio 40 e 75 W, 60 e 100 W, ecc. Quindi una lampada di potenza inferiore si illuminerà abbastanza intensamente e una più potente sarà più debole, agendo come una specie di zavorra che estingue la tensione in eccesso (Fig. 2.).

A prima vista, non c'è guadagno, perché devi usare due lampade contemporaneamente invece di una. Ma questo è ciò che mostra il calcolo più semplice; la caduta di tensione sulle lampade collegate in serie è distribuita inversamente alla loro potenza. Pertanto, a una tensione di rete di 220 V (prendiamo una coppia di lampade da 40 e 75 W), la tensione su una lampada da 40 watt sarà di circa 145 V e sul suo "partner" da 75 watt - poco più di 75 V.

Poiché la durata dipende dall'entità della tensione, è chiaro che sarà necessario sostituire principalmente una lampada di potenza inferiore. E che, come dimostra la pratica, nel peggiore dei casi, serve per almeno un anno. In condizioni normali è necessario sostituire da 5 a 8 lampade nello stesso tempo (ovvero lavoro giornaliero per 12 ore). Come puoi vedere, i risparmi sono abbastanza tangibili.

Altro inclusione sequenziale di una lampada e di un diodo a semiconduttore. Grazie alle sue ridotte dimensioni, può essere installato nel cono dell'interruttore tra il terminale e uno dei cavi di alimentazione. Con questa opzione si verifica uno sfarfallio appena percettibile delle lampade (a causa della rettifica a semionda corrente alternata), e la tensione media ai loro capi è di circa 155V.

Ora sulla scelta del tipo di diodo. Deve avere un certo margine per la corrente consentita ed essere progettato per una tensione di almeno 400 V. Dei diodi miniaturizzati, le serie KD150 e KD209 soddisfano questo requisito.

Tuttavia, i diodi di marca KD105 devono essere utilizzati con lampade la cui potenza non supera i 40 W e i diodi KD209 (con qualsiasi indice di lettere) devono essere utilizzati in combinazione con apparecchi di illuminazione da 75 watt.

Naturalmente, puoi utilizzare diodi più potenti di altri tipi, ma dovranno essere installati all'esterno dell'interruttore. Il diodo correttamente selezionato dura un tempo quasi illimitato.

Ora diamo un'occhiata a un'altra domanda. E se la casa ha un interruttore generale per tutto l'ingresso? In questo caso, è installato un diodo ad alta potenza.

È montato su un angolo di metallo, avvitato alla parete accanto all'interruttore con viti e coperto da un involucro con fori di ventilazione.
Tipi di diodi consigliati: KD202M, N, R o S, KD203, D232-D234, D246-248 con qualsiasi indice di lettere.

Quando si sceglie il tipo di diodo, ricordare che la sua corrente operativa massima consentita (indicata nel passaporto del dispositivo a semiconduttore) deve essere superiore del 20-25% rispetto alla corrente totale consumata contemporaneamente da tutte le lampade relative a questo interruttore. Se il diodo lo permette la corrente di tutte le lampadine (è facile calcolarla dividendo la potenza totale di tutte le lampadine per la tensione di rete di 220V) non deve superare i 4A.

E l'ultima cosa: quando colleghi una lampada o un diodo aggiuntivo, non dimenticare che hai a che fare alta tensione mettendo in pericolo la tua vita. Pertanto, assicurati di diseccitare la linea e solo allora mettiti al lavoro. Ti auguro il meglio.

Quando si tratta di ridurre la tensione nella rete, trovare il problema è più difficile, poiché dipende dal tipo di utenza elettrica utilizzata. Esistono due tipi principali di consumatori: resistenza e motore.

Per quanto riguarda il consumatore del tipo di resistenza, allora per loro la caduta di tensione è direttamente proporzionale alla caduta della corrente consumata (s-n Ohm l \u003d U / R). Per i fusibili, la bassa corrente non rappresenta alcun pericolo. Se prendiamo una resistenza che consuma 300 W (Fig. 55.2) a 240 V, allora a una tensione di 24 V consumerà solo 3 W.

Per quanto riguarda il tipo di motore, è prima necessario distinguerli per l'azione di un momento di resistenza maggiore (Fig. 55.3). Quindi, puoi confrontare il pistone (momento di resistenza più grande? E guidare i motori (momento di resistenza più piccolo?.

Per quanto riguarda i ventilatori centrifughi, sono tra queste due categorie. Per lo più, le loro caratteristiche non resistono a un calo significativo della tensione di alimentazione e pertanto sono classificati come dispositivi con un grande momento di resistenza.

Ricordiamo che la capacità del motore di azionare il dispositivo (coppia dell'albero) dipende dal quadrato della tensione di alimentazione. Cioè, se è progettato per funzionare con un'alimentazione a 220 V e la tensione scende a 110 V, la coppia diminuirà di 4 volte (Fig. 55.4). Se il momento di resistenza è troppo alto quando la tensione scende, il motore si fermerà. In questo caso, la corrente consumata dal motore sarà pari alla corrente di avviamento, che consumerà durante un arresto forzato. In questo momento, solo la protezione integrata (relè termico) può salvarlo da un forte surriscaldamento, che spegnerà rapidamente l'alimentazione.

Quando la coppia motrice è bassa, l'abbassamento della tensione provoca una diminuzione della velocità di rotazione perché il motore ha meno potenza disponibile. Questa proprietà è ampiamente utilizzata nella maggior parte dei motori a più velocità che ruotano le ventole del condizionatore d'aria (Fig. 55.5). Quando si passa a BS (alta velocità), la resistenza viene cortocircuitata e il motore è alimentato da 220 V. La sua velocità di rotazione è nominale.

Quando si passa a MC (bassa velocità), la resistenza è collegata in serie con l'avvolgimento del motore, a causa della quale la tensione ai suoi capi diminuisce. Di conseguenza, anche la coppia sull'albero diminuisce, quindi la ventola inizia a ruotare a velocità ridotta. Il consumo di corrente diminuisce. Questa proprietà è ampiamente utilizzata nella produzione di regolatori di velocità elettronici (basati su tiristori), che vengono utilizzati per controllare la pressione di condensazione modificando la velocità di rotazione dei ventilatori nei condensatori ad aria (Fig. 55.6).

Questi regolatori, chiamati convertitori di corrente o gate, funzionano come altri regolatori limitatori, lavorando sul principio di "tagliare" la frequenza dell'ampiezza della corrente alternata.

Nella prima posizione la pressione è alta e il variatore salta completamente i semicicli di rete. Ai morsetti del motore la tensione (zona tratteggiata) corrisponde alla tensione di rete, ed esso inizia a ruotare alla massima velocità, consumando la corrente nominale.

Nella seconda posizione la pressione di condensazione inizia a diminuire. Entra nel regolatore, interrompendo una parte di ogni semiciclo che entra nell'ingresso del motore. La tensione ai terminali del motore diminuisce, insieme alla velocità e all'assorbimento di corrente.

Nella terza posizione, la tensione è troppo debole. Poiché la coppia del motore è inferiore alla coppia di resistenza del ventilatore, si arresta e inizia a riscaldarsi. Pertanto, i regolatori di velocità sono principalmente regolati al limite valore ammissibile velocità minima.

Inoltre, il metodo del “cut-off” può essere applicato ai motori monofase quando vengono utilizzati per azionamenti con bassa coppia resistente. Per quanto riguarda i motori trifase (utilizzati per azionare macchine ad alta resistenza), si consiglia di utilizzare motori a più velocità, motori corrente continua o convertitori di frequenza.

A Vita di ogni giorno Spesso abbiamo a che fare con cadute di tensione. Può essere causato da uno spegnimento momentaneo o da un improvviso calo di corrente. Per limitare la caduta di tensione è necessario selezionare correttamente la sezione dei cavi di alimentazione. Ma in alcuni casi, una diminuzione del livello di tensione non è dovuta a una diminuzione della potenza nei cavi di alimentazione.

Ad esempio, prendiamo una bobina elettromagnetica da 24 V che controlla un piccolo contattore (Fig. 55.7). Quando l'elettromagnete viene attivato, consuma una corrente pari a 3 A e, quando viene tenuto, è 0,3 A (10 volte inferiore). In altre parole, l'elettromagnete collegato assorbe una corrente pari a dieci volte la corrente di mantenimento. Sebbene il tempo di attivazione sia breve (20 ms), questo fattore può avere effetto in circuiti di comando di grandi dimensioni con un numero elevato di contattori e relè.

Nello schema presentato (Fig. 55.8), sono installati 20 contattori - C1-C20. Non appena la corrente viene interrotta, sono tutti in modalità standby e, una volta accesi, funzionano contemporaneamente. Quando attivato, ciascun contattore consuma 3 A, il che significa che attraverso l'avvolgimento secondario del trasformatore scorrerà una corrente di 3 × 20 = 60 A. Se la resistenza dell'avvolgimento secondario è 0,3 Ohm, la caduta di tensione su di esso quando il i contattori sono attivati ​​sarà 0,3 × 60=18 V. Poiché la tensione dei contattori raggiunge solo 6 V, non potranno funzionare (Fig. 55.9).

In questo caso, il trasformatore, insieme al cablaggio, si surriscalda notevolmente e i contattori stessi ronzano. E questo continuerà fino a quando l'interruttore non scatta o il fusibile si brucia.

Se la resistenza dell'avvolgimento secondario del trasformatore è 0,2 Ohm, quando i contattori sono accesi, la tensione in esso sarà 0,2 × 60 = 12 V. In questo caso, i contattori saranno alimentati da 12 V, invece di 24 V, e non c'è possibilità che si accendano. Il loro lavoro sarà simile a kA nell'esempio precedente, poiché la tensione nella rete è anormalmente alta.

Difficoltà con la resistenza avvolgimento secondario sono spiegati dalla significativa tensione a circuito aperto all'uscita del trasformatore, in contrasto con la tensione sotto carico. All'aumentare dell'assorbimento di corrente, la tensione di uscita diminuisce.

Ad esempio, si consideri un trasformatore 220/24 (Fig. 55.10) con una potenza di 120 VA collegato a una rete da 220 V. Se il trasformatore produce una corrente di 5 A, la tensione di uscita sarà 24 V (24 × 5 \u003d 120 VA). Ma quando il consumo di corrente scende a 1 A, la tensione di uscita diventa elevata, ad esempio 27 V. Ciò è provocato dalla resistenza del filo dell'avvolgimento secondario.

Non appena la corrente inizia a diminuire, la tensione di uscita aumenta. E la situazione inversa: non appena la corrente consumata supera i 5 A, la tensione di uscita scende a 24 V, a seguito della quale il trasformatore si surriscalda.

Se il trasformatore è di bassa potenza, possono sorgere alcune difficoltà, quindi la selezione della potenza del trasformatore non deve essere trascurata.