Jak obniżyć napięcie w obwodzie prądu stałego. Wysokie lub wysokie napięcie. Jak obniżyć napięcie w sieci

Uwaga nowość! Stabilizator napięcia dla całego domu SKAT ST-12345 został zaprojektowany specjalnie do sieci o niestabilnym napięciu sieciowym. Stabilizuje napięcie w zakresie od 125 do 290 V! Posiada dużą moc 12 kVA! Gwarancja - 5 lat! Obejrzyj film z testu stabilizatora.

Wysokie i wysokie napięcie. Powoduje

Jak może pojawić się wysokie lub podwyższone napięcie w naszych sieciach elektrycznych? Napięcie. Z reguły niskiej jakości Energia elektryczna z sieci lub awarii sieci. Do wad sieci należą: przestarzałe sieci, niska jakość utrzymania sieci, wysoki procent amortyzacji urządzeń elektrycznych, nieefektywne planowanie linii przesyłowych i stacji rozdzielczych oraz niekontrolowany wzrost liczby odbiorców. Powoduje to, że setki tysięcy konsumentów otrzymują wysokie lub przepięcie. Wartość napięcia w takich sieciach może sięgać 260, 280, 300, a nawet 380 woltów.

Co dziwne, jedną z przyczyn zwiększonego może być obniżone napięcie konsumentów znajdujących się daleko podstacja transformatorowa. W takim przypadku elektrycy często celowo zwiększają napięcie wyjściowe podstacji elektrycznej, aby uzyskać zadowalające wskaźniki prądu dla ostatnich odbiorców w linii przesyłowej. W rezultacie napięcie w pierwszej linii zostanie zwiększone. Z tego samego powodu można zaobserwować wzmożone napięcie w ośrodkach wypoczynkowych. Tutaj zmiana parametrów prądu związana jest z sezonowością i częstotliwością poboru prądu. Latem obserwujemy wzrost zużycia energii elektrycznej. W tym sezonie na daczach jest dużo ludzi, zużywają duże ilości energii, a zimą zużycie prądu gwałtownie spada. Konsumpcja w domkach letniskowych rośnie w weekendy, a spada w dni powszednie. W rezultacie mamy obraz nierównomiernego zużycia energii. W takim przypadku, jeśli ustawisz napięcie wyjściowe na podstacji (a zwykle nie mają one wystarczającej mocy) na normalne (220 woltów), to latem i na wyjściu napięcie gwałtownie spadnie i zostanie zmniejszone. Dlatego elektrycy początkowo ustawiają transformator na podwyższone napięcie. W efekcie zimą iw dni robocze napięcie na osiedlach jest wysokie lub podwyższone.

Drugą dużą grupą przyczyn pojawienia się wysokiego napięcia są nierównowagi faz, gdy podłączone są odbiorniki. Często zdarza się, że konsumenci są podłączani losowo, bez wstępnego planu i projektu. Albo w trakcie realizacji projektu lub rozbudowy rozliczeń następuje zmiana wartości zużycia w różnych fazach linii przesyłowej. Może to prowadzić do tego, że na jednej fazie napięcie zostanie zmniejszone, a na drugiej wzrośnie.

Trzecią grupą przyczyn wzrostu napięcia w sieci są awarie linii elektroenergetycznych i linii wewnętrznych. Należy tutaj wyróżnić dwa główne powody - zerową przerwę i wnikanie prądu wysokiego napięcia do zwykłych sieci. Drugi przypadek to rzadkość, zdarza się w miastach przy silnym wietrze, huraganie. Zdarza się, że linia energetyczna transportu elektrycznego (tramwaju lub trolejbusu) podczas przerwy wpada w linie sieci miejskich. W takim przypadku do sieci może dostać się zarówno 300, jak i 400 woltów.
Zastanówmy się teraz, co się stanie, gdy w wewnętrznych sieciach domowych zniknie „zero”. Ten przypadek zdarza się dość często. Jeśli w jednym wejściu do domu używane są dwie fazy, to gdy zero zniknie (na przykład nie ma styku przy zerze), wartość napięcia zmienia się na różnych fazach. W fazie, w której teraz obciążenie w mieszkaniach jest mniejsze, napięcie będzie przeszacowane, w drugiej fazie będzie niedoszacowane. Ponadto napięcie rozkłada się odwrotnie do obciążenia. Jeśli więc w jednej fazie obciążenie jest w tym momencie 10 razy większe niż w drugiej, to możemy uzyskać 30 woltów (niskie napięcie) w pierwszej fazie i 300 woltów (wysokie napięcie) w drugiej fazie. Co doprowadzi do spalania urządzeń elektrycznych i prawdopodobnie pożaru.

Co to jest niebezpieczne wysokie i wysokie napięcie

Wysokie napięcie jest niebezpieczne dla urządzeń elektrycznych. Znaczny wzrost napięcia może doprowadzić do spalenia urządzeń, ich przegrzania, dodatkowego zużycia. Sprzęt elektroniczny i urządzenia elektromechaniczne są szczególnie wrażliwe na wysokie napięcie.

Podwyższone napięcie może doprowadzić do pożaru w domu, powodując ogromne szkody.

Jeśli masz dość ciągłej wymiany spalonych lamp, skorzystaj z jednej z poniższych wskazówek. Ale we wszystkich przypadkach sukces osiąga się dzięki znacznemu zmniejszeniu stresu.

W ciągu dnia, a zwłaszcza w nocy, napięcie w sieci często osiąga 230-240 V, co prowadzi do przyspieszonego wypalania żarników lamp elektrycznych. Szacuje się, że wzrost napięcia tylko o 4% w stosunku do nominalnego (czyli z 220 do 228V) skraca żywotność lamp elektrycznych o 40%, a przy zwiększonej „mocy” o 6% okres ten ulega skróceniu o ponad połowę.

Jednocześnie zmniejszenie napięcia na lampach tylko o 8% (do 200-202 V) zwiększa „doświadczenie” ich pracy 3,5-krotnie, przy 195 V prawie 5-krotnie. Oczywiście wraz ze spadkiem napięcia zmniejsza się również jasność poświaty, ale w wielu przypadkach, w szczególności w pomieszczeniach biurowych i miejscach publicznych, ta okoliczność nie jest tak ważna.

Jak zmniejszyć napięcie na lampach elektrycznych? Istnieją dwa proste sposoby.

Pierwszy- włączyć szeregowo dwie lampy (rys. 1). A jaką lampę wziąć jako dodatkową? Może być taki sam jak główny. Ale wtedy obie lampy będą świecić słabo. Najlepiej wybrać lampę tak, aby moc lamp różniła się 1,5-2 razy, na przykład 40 i 75 W, 60 i 100 W itp. Wtedy lampa o mniejszej mocy będzie świecić wystarczająco jasno, a mocniejsza będzie słabiej, działając jak rodzaj statecznika gaszącego przepięcia (rys. 2.).

Na pierwszy rzut oka nie ma żadnego zysku, bo trzeba używać dwóch lamp naraz zamiast jednej. Ale to właśnie pokazuje najprostsze obliczenie; spadek napięcia na lampach połączonych szeregowo rozkłada się odwrotnie do ich mocy. Dlatego przy napięciu sieciowym 220 V (weźmy parę lamp 40 i 75 W) napięcie na 40-watowej lampie wyniesie około 145 V, a na jej 75-watowym „partnerze” - nieco ponad 75 V.

Ponieważ trwałość zależy od wielkości napięcia, jasne jest, że konieczna będzie wymiana głównie lampy o mniejszej mocy. A to, jak pokazuje praktyka, w najgorszym przypadku trwa co najmniej rok. W normalnych warunkach w tym samym czasie trzeba wymienić od 5 do 8 lamp (co oznacza 12-godzinną pracę dziennie). Jak widać, oszczędności są dość wymierne.

Inne sekwencyjne włączenie lampy i diody półprzewodnikowej. Dzięki niewielkim gabarytom może być montowany w stożku łącznika pomiędzy zaciskiem a jednym z przewodów zasilających. Dzięki tej opcji występuje ledwo zauważalne migotanie lamp (z powodu prostowania półfalowego prąd przemienny), a średnie napięcie na nich wynosi około 155 V.

Teraz o wyborze rodzaju diody. Musi mieć pewien margines dopuszczalnego prądu i być zaprojektowany na napięcie co najmniej 400 V. Spośród diod miniaturowych serie KD150 i KD209 spełniają to wymaganie.

Diody marki KD105 należy jednak stosować z lampami, których moc nie przekracza 40W, a diody KD209 (z dowolnym indeksem literowym) należy stosować w połączeniu z oprawami oświetleniowymi o mocy 75 W.

Oczywiście możesz użyć mocniejszych diod innych typów, ale wtedy będą musiały być zainstalowane poza przełącznikiem. Odpowiednio dobrana dioda wytrzymuje prawie nieograniczony czas.

Teraz spójrzmy na inne pytanie. A co jeśli w domu jest wyłącznik główny dla całego wejścia? W takim przypadku zainstalowana jest jedna dioda dużej mocy.

Montowany jest na metalowym narożniku, przykręcany śrubami do ściany obok wyłącznika i osłonięty obudową z otworami wentylacyjnymi.
Zalecane typy diod: KD202M, N, R lub S, KD203, D232-D234, D246-248 z dowolnym indeksem literowym.

Wybierając typ diody, pamiętaj, że jej maksymalny dopuszczalny prąd roboczy (wskazany w paszporcie urządzenia półprzewodnikowego) musi być o 20-25% wyższy niż całkowity prąd pobierany jednocześnie przez wszystkie lampy związane z tym przełącznikiem. Jeżeli dioda przepuszcza prąd wszystkich żarówek (łatwo to obliczyć dzieląc sumaryczną moc wszystkich żarówek przez napięcie sieciowe 220V) nie powinien przekraczać 4A.

I ostatnia rzecz: podłączając dodatkową lampę lub diodę, nie zapominaj, że masz do czynienia Wysokie napięcie stwarzając zagrożenie dla twojego życia. Dlatego pamiętaj o odłączeniu zasilania od linii i dopiero wtedy zabierz się do pracy. Wszystkiego najlepszego.

Jeśli chodzi o zmniejszenie napięcia w sieci, znalezienie problemu jest trudniejsze, ponieważ zależy to od rodzaju używanego odbiorcy energii elektrycznej. Istnieją dwa główne typy konsumentów: rezystancyjny i motoryczny.

Jeśli chodzi o konsumenta typu rezystancyjnego, to dla nich spadek napięcia jest wprost proporcjonalny do spadku pobieranego prądu (s-n Ohm l \u003d U / R). W przypadku bezpieczników niski prąd nie stanowi żadnego zagrożenia. Jeśli weźmiemy rezystancję, która zużywa 300 W (ryc. 55.2) przy 240 V, to przy napięciu 24 V zużyje tylko 3 W.

Jeśli chodzi o typ silnika, należy je najpierw rozróżnić na podstawie działania większego momentu oporu (ryc. 55.3). Można więc porównać tłok (większy moment oporu? I silniki napędowe (mniejszy moment oporu?).

Jeśli chodzi o wentylatory odśrodkowe, mieszczą się one pomiędzy tymi dwiema kategoriami. Przeważnie ich charakterystyka nie wytrzymuje znacznego spadku napięcia zasilania, dlatego zaliczane są do urządzeń o dużym momencie oporu.

Przypomnijmy, że zdolność silnika do napędzania urządzenia (moment obrotowy wału) zależy od kwadratu napięcia zasilania. Oznacza to, że jeśli jest przeznaczony do zasilania 220 V, a napięcie spadnie do 110 V, wówczas moment obrotowy zmniejszy się 4-krotnie (ryc. 55.4). Jeśli moment rezystancji jest zbyt duży, gdy napięcie spadnie, silnik zatrzyma się. W takim przypadku prąd pobierany przez silnik będzie równy prądowi rozruchowemu, który zużyje podczas wymuszonego zatrzymania. W tej chwili tylko wbudowane zabezpieczenie (przekaźnik termiczny) może uchronić go przed poważnym przegrzaniem, które szybko wyłączy zasilanie.

Gdy moment obrotowy napędu jest niski, obniżenie napięcia spowoduje zmniejszenie prędkości obrotowej, ponieważ silnik ma mniejszą dostępną moc. Ta właściwość jest szeroko stosowana w większości silników wielobiegowych, które obracają wentylatory klimatyzatora (ryc. 55.5). Podczas przełączania na BS (wysoka prędkość) rezystancja jest zwarta i silnik jest zasilany napięciem 220 V. Jego prędkość obrotowa jest nominalna.

Podczas przełączania na MC (niska prędkość) rezystancja jest połączona szeregowo z uzwojeniem silnika, dzięki czemu spada napięcie na nim. W związku z tym moment obrotowy na wale również maleje, więc wentylator zaczyna się obracać ze zmniejszoną prędkością. Bieżące zużycie staje się mniejsze. Ta właściwość jest szeroko stosowana w produkcji elektronicznych regulatorów prędkości (opartych na tyrystorach), które służą do kontrolowania ciśnienia skraplania poprzez zmianę prędkości obrotowej wentylatorów w skraplaczach powietrza (ryc. 55.6).

Regulatory te, zwane przetwornicami prądu lub bramkami, działają jak inne regulatory ograniczające, działając na zasadzie „odcinania” częstotliwości amplitudy prądu przemiennego.

W pierwszej pozycji ciśnienie jest wysokie, a regulator prędkości całkowicie pomija półcykle sieci. Napięcie na zaciskach silnika (obszar zacieniony) odpowiada napięciu zasilania sieciowego i silnik zaczyna się obracać z maksymalną prędkością, pobierając prąd znamionowy.

W drugim położeniu ciśnienie skraplania zaczyna spadać. Wchodzi do regulatora, odcinając część każdego półcyklu wchodzącego na wejście silnika. Napięcie na zaciskach silnika spada wraz z prędkością i poborem prądu.

W trzeciej pozycji napięcie jest zbyt słabe. Ponieważ moment obrotowy silnika jest mniejszy niż moment oporu wentylatora, zatrzymuje się i zaczyna się nagrzewać. W ten sposób regulatory prędkości są regulowane głównie do granic możliwości dopuszczalna wartość minimalna prędkość.

Ponadto metodę „odcięcia” można zastosować do silników jednofazowych, gdy są one stosowane do napędów o niskim momencie rezystancyjnym. W przypadku silników trójfazowych (stosowanych do napędu maszyn o dużej rezystancji) zaleca się stosowanie silników wielobiegowych, silników prąd stały lub przetwornice częstotliwości.

W Życie codzienne Często mamy do czynienia ze spadkami napięcia. Może to być spowodowane chwilowym wyłączeniem lub nagłym spadkiem prądu. W celu ograniczenia spadku napięcia należy odpowiednio dobrać przekrój przewodów zasilających. Ale w niektórych przypadkach spadek poziomu napięcia nie jest spowodowany spadkiem mocy w przewodach zasilających.

Weźmy na przykład cewkę elektromagnesu 24 V, która steruje małym stycznikiem (ryc. 55.7). Po uruchomieniu elektromagnes pobiera prąd równy 3 A, a przy trzymaniu 0,3 A (10 razy mniej). Innymi słowy, podłączony elektromagnes pobiera prąd równy dziesięciokrotności prądu trzymania. Chociaż czas włączenia jest krótki (20 ms), czynnik ten może mieć wpływ na duże obwody sterowania z dużą liczbą styczników i przekaźników.

Na przedstawionym schemacie (ryc. 55.8) zainstalowanych jest 20 styczników - C1-C20. Po wyłączeniu prądu wszystkie są w trybie gotowości, a po włączeniu działają jednocześnie. Po uruchomieniu każdy stycznik pobiera 3 A, co oznacza, że ​​przez uzwojenie wtórne transformatora popłynie prąd 3 × 20 = 60 A. Jeśli rezystancja uzwojenia wtórnego wynosi 0,3 oma, to napięcie na nim spadnie, gdy zadziałania styczników wyniesie 0,3 × 60=18 V. Ponieważ napięcie styczników osiągnie tylko 6 V, nie będą one mogły pracować (rys. 55.9).

W takim przypadku transformator wraz z okablowaniem znacznie się przegrzeje, a same styczniki będą brzęczeć. I będzie to trwało do momentu zadziałania wyłącznika lub przepalenia bezpiecznika.

Jeżeli rezystancja uzwojenia wtórnego transformatora wynosi 0,2 oma, to po włączeniu styczników napięcie w nim wyniesie 0,2 × 60 = 12 V. W takim przypadku styczniki będą zasilane z 12 V zamiast z 24 V i nie ma szans, żeby się załączyły. Ich praca będzie podobna do kA w poprzednim przykładzie, ponieważ napięcie w sieci jest nienormalnie wysokie.

Trudności z oporem uzwojenie wtórne tłumaczy się znacznym napięciem jałowym na wyjściu transformatora, w przeciwieństwie do napięcia pod obciążeniem. Wraz ze wzrostem poboru prądu napięcie wyjściowe maleje.

Jako przykład rozważmy transformator 220/24 (ryc. 55.10) o mocy 120 VA podłączony do sieci 220 V. Jeśli transformator wytwarza prąd 5 A, wówczas napięcie wyjściowe wyniesie 24 V (24 × 5 \u003d 120 VA). Ale kiedy pobór prądu spada do 1 A, napięcie wyjściowe staje się duże, na przykład 27 V. Jest to spowodowane rezystancją wtórnego drutu uzwojenia.

Gdy tylko prąd zacznie spadać, napięcie wyjściowe wzrasta. I odwrotna sytuacja: gdy tylko pobierany prąd przekroczy 5 A, napięcie wyjściowe spada do 24 V, w wyniku czego transformator się przegrzewa.

Jeśli transformator ma małą moc, mogą pojawić się pewne trudności, dlatego nie należy lekceważyć doboru mocy transformatora.