Aktívna a reaktívna odolnosť. odporový trojuholník. Stanovenie straty výkonu elektrických vedení Aktívny a indukčný odpor medených prípojníc

STANOVENIE AKTÍVNEHO A REAKTÍVNEHO ODPORU PRÍPOJNICE

a) Aktívny odpor prípojnice
Pri určovaní aktívneho odporu sa za základ berie ohmický odpor, ktorý sa vypočíta podľa vzorca kde je špecifický odpor vodiča pri teplote (zvyčajne sa rovná 20 ° C); l - dĺžka vodiča, m; s - úsek vodiča, ; - teplotný koeficient zmeny odporu (pre meď a hliník); - teplota, pri ktorej sa určuje odpor vodiča, ° С
Ako je popísané v časti, aktívny odpor vodiča sa zvyšuje v dôsledku kožného efektu, proximity efektu a hysterézie a strát vírivými prúdmi v kovových konštrukciách alebo oceľovej výstuži železobetónových prípojnicových konštrukcií.
Zvýšenie odporu vodiča povrchovým efektom a efektom priblíženia sa zohľadňuje zavedením koeficientu dodatočných strát z (10-4), a to: prípojnicový žľab, Ohm, je určený výrazom alebo v špecifickom množstvá (Ohm / km) b) Reaktancia prípojnice
Pre prípojnice veľkej dĺžky (dĺžka výrazne presahuje lineárne rozmery prípojnice v priereze) sa indukčnosť prípojnice, H/km, vypočíta podľa vzorca kde l je dĺžka prípojnice, cm; g je geometrická stredná vzdialenosť prierezovej plochy obalu pneumatiky od seba, pozri obr.
Vzájomná indukčnosť, H/km, pre rovnaký prípad je určená vzorcom kde je geometrická stredná vzdialenosť medzi dvoma balíkmi prípojnicových žľabov, pozri obr.
Prípojnicový zväzok pozostávajúci z niekoľkých pásikov sa musí považovať za jeden vodič, ale s geometrickou strednou vzdialenosťou primeranou jeho vyhotoveniu. Stredné geometrické vzdialenosti prierezových plôch od seba navzájom a od seba je možné zistiť z tabuľky. 10-1.

Tabuľka 10-1 Vzorce na určenie strednej geometrickej vzdialenosti prípojníc v závislosti od konštrukcie prípojnicového žľabu

Tabuľka definície funkcií f

Keď sú osi pneumatík umiestnené v rovnostrannom trojuholníku, tj pre prípad, keď je reaktancia prípojnice rovná: Zo vzorcov (10-8) a (10-9) pri f = 50 Hz, l - 1 km, nájdeme:

kde d je vzdialenosť medzi osami fáz, viď
Keď sú osi pneumatík umiestnené v rovnakej rovine (vertikálne alebo horizontálne) a vzdialenosti medzi osami fáz 1-2 a 2-3 sú rovné d a medzi osami fáz 1-3 2d

Keď sú osi fáz prípojnice umiestnené v rovnakej rovine, v dôsledku nerovnakej vzájomnej indukcie medzi rôznymi pármi fáz sa výkon prenáša z jednej fázy do druhej. Na odstránenie asymetrie záťaží s asymetrickými prípojnicami sa používa transpozícia ich fáz. Ak je potrebné úplne sa zbaviť prejavu účinku prenosu energie, potom sa uchýlite k symetrickým vodičom.

Aktívny odpor pneumatík sa vypočíta podľa vzorca (4). V tabuľke. 20 sú znázornené hodnoty aktívneho odporu prefúknutých pneumatík pri 70 °C.

Vnútorný indukčný odpor pneumatík vyrobených z hliníka a medi sa zvyčajne pri výpočtoch neberie do úvahy pre jeho malú hodnotu.

Na výpočet odporu otvorených 4-vodičových prípojníc je aktívny odpor fázovo-neutrálneho obvodu zbernice prevzatý z tabuľky. 20 a vonkajšia indukčná reaktancia sa vypočíta podľa vzorca

kde d– vzdialenosť medzi pneumatikami, m; g 0 je geometrická stredná vzdialenosť plochy fázového prierezu od seba samej pre jednu pneumatiku, m.

Pre pravouhlú prípojnicu so stranami b A h, m

g 0 = 0,2235(b + h). (7)

Pre štvorcovú lištu so stranou b = h, m

g 0 = 0,44705 b. (8)

Pre rúrkovú štvorcovú tyč

g 0 = 0,68 OD· v n, (9)

kde v n - vonkajšia (vonkajšia) strana štvorcového úseku, m; OD- koeficient určený z tabuľky. osemnásť.

Tabuľka 18

Tabuľka 19

Hodnoty priemerných geometrických vzdialeností pre najviac

bežne používané balíky pneumatík s medzerami medzi pneumatikami,

rovnajúce sa hrúbke pneumatiky, sú uvedené v tabuľke. osemnásť

Tabuľka 20

Aktívny odpor defektných pneumatík, Ohm/km

Pri použití 3-vodičového otvoreného prípojnicového žľabu sa ako neutrálny vodič zvyčajne používajú kovové konštrukcie budovy alebo špeciálne položené oceľové pásy.

Presný výpočet vonkajšieho indukčného odporu je v tomto prípade veľmi ťažký, najmä ak sa kovové konštrukcie budovy používajú ako "nula". Na približné určenie vonkajšej indukčnej reaktancie sa odporúča použiť krivky na obrázku 1 a v tabuľke 9. Odpor je určený maximálnym prierezom vodiča uvedeným v krivkách, bez ohľadu na prierez otvorenej prípojnice, ako napr. ako aj konštrukcia a prierez neutrálneho vodiča.

Na uľahčenie určenia celkového konštrukčného odporu fázovo-nulového obvodu otvorených 3- a 4-vodičových hliníkových prípojníc pozri tabuľku. 21, 22, 23 (na základe).

Spôsob výpočtu aktívneho a vnútorného odporu neutrálnych vodičov vyrobených z ocele je uvedený v časti 7.

Hodnoty odporu pre prípojnice boli prevzaté podľa údajov Central Design Bureau trustu Elektromontazhkonstruktsiya, nomenklatúry HEM a výrobcov prípojníc.

Tabuľka 21

Celkový návrhový odpor obvodu fáza-nula otvorená

4-vodičové prípojnice vyrobené z hliníkových tyčí

Tabuľka 22

Menovitá impedancia obvodu 3-vodičový otvorený kufor - oceľová konštrukcia s dvojitým uhlom

Tabuľka 23

Impedancia obvodu 3-vodičové otvorené vedenie - nosník I

Tabuľka 24

Odpory prípojníc

Preto je povinné brať do úvahy aktívne odpory. Navyše v niektorých prípadoch, bez veľkého poškodenia presnosti výpočtov, môžu byť reaktancie zanedbané. V tomto zmysle má významný vplyv nielen odpor výkonového transformátora, ale aj odpor takých prvkov, ako sú prípojnice, malé úseky spojovacích káblov, prúdové transformátory, prúdové cievky a kontakty spínacích prístrojov. Napokon, citeľný vplyv na skratové prúdy v uvažovaných inštaláciách majú rôzne prechodové kontakty (spojky pneumatík, svorky, odpojiteľné kontakty prístrojov atď.), ako aj prechodový odpor priamo v mieste obvodu. .

Uvádzajú sa stručné teoretické informácie o výpočte prúdu trojfázového skratu, ako aj o výpočte prúdov asymetrických skratov (jednofázových a dvojfázových). Zvažuje sa výpočet odporu rôznych prvkov elektrickej inštalácie. V súlade s platnou normou sú uvedené odporúčania o potrebe zohľadniť jednotlivé prvky elektroinštalácie.

Aktívny odpor oceľových drôtov sa výrazne líši od ich ohmického odporu. Je to spôsobené tým, že vo vnútri oceľového drôtu vzniká magnetický tok v dôsledku vysokej magnetickej permeability ocele. Referenčné knihy obsahujú krivky a tabuľky, ktoré uvádzajú experimentálne závislosti aktívneho odporu ocele

Vnútorná reaktancia pre oceľové drôty je mnohonásobne väčšia ako vnútorný odpor vedenia vyrobeného z nemagnetického materiálu v dôsledku veľkej magnetickej permeability, ktorá závisí od sily prúdu pretekajúceho drôtom.

V akceptovanej konštrukčnej praxi je výpočet jednofázových skratov. na kontrolu ich automatického vypnutia je zjednodušené. Najmä jednofázový skratový prúd, kA, sa určuje len s prihliadnutím na odpor výkonového transformátora a vedenia podľa vzorca

TSZGL, TSZGLF - trojfázové transformátory suchého typu s gaffoli liatou izoláciou, trieda tepelnej odolnosti izolácie - F (geafol - epoxidová zmes s kremenným plnivom): TSZGL - VN vývodky vo vnútri plášťa; Vstupy TSZGLF - VN sú privedené na prírubu umiestnenú na čelnej ploche skrine. TMG je trojfázový olejový utesnený transformátor. TMGSU je trojfázový olejový utesnený transformátor s vyvažovacím zariadením, ktorý zachováva symetriu fázových napätí v spotrebiteľských sieťach s nerovnomerným zaťažením na jednu fázu. Odpor nulovej sekvencie týchto transformátorov je v priemere trikrát menší ako odpor transformátorov bez vyrovnávacieho zariadenia.

Pri tavení vsádzky dochádza pri procese tavenia k častým prevádzkovým skratom a mŕtvym prestávkam pri uvoľňovaní ocele a novom zaťažení pece, v dôsledku čoho sú pozorované rázové zaťaženia v napájacích sieťach. Zaťaženie z jednofázových pecí je asymetrické. Z hľadiska spoľahlivosti napájania patria oblúkové pece k prijímačom prvej kategórie.

Pece sa vyrábajú v jedno- a trojfázovom prevedení, s výkonom až niekoľko tisíc kilowattov. Charakter ich zaťaženia je rovnomerný, jednofázové pece pre trojfázové siete však predstavujú asymetrické zaťaženie. Odporové pece patria z hľadiska spoľahlivosti napájania do kategórie II.

Radiálne schémy sa používajú v miestnostiach s akýmkoľvek prostredím. Tieto schémy sa vyznačujú skutočnosťou, že zo zdroja energie (PTS) sú uložené vedenia, ktoré priamo napájajú vysokovýkonné EP alebo kompletné rozvádzače (skrine, body, zostavy, štíty), z ktorých sú cez samostatné vedenia napájaní spotrebitelia s nízkym a stredným výkonom. . Distribučné zariadenia by mali byť umiestnené v strede elektrických záťaží danej skupiny spotrebiteľov (ak to prostredie dovoľuje), aby sa skrátila dĺžka rozvodov. Vedenia, cez ktoré sú napájané rozvádzače, sa nazývajú napájacie vedenia a sú zvyčajne tvorené káblami. Radiálne obvody vyžadujú inštaláciu veľkého množstva spínacích zariadení na dielenských rozvodniach a značnú spotrebu káblov.

Vzájomné usporiadanie fázových vodičov (jadier) ovplyvňuje aj indukčný odpor f?? Okrem EMF samoindukcie sa v každej fáze indukuje aj opačné EMF vzájomnej indukcie. Preto pri symetrickom usporiadaní fáz, napríklad pozdĺž vrcholov rovnostranného trojuholníka, je výsledný protiľahlý EBW rovnaký vo všetkých fázach, a preto sú indukčné fázové odpory k nemu úmerné rovnaké. Pri horizontálnom usporiadaní fázových vodičov nie je spojenie fázových tokov rovnaké, takže indukčné odpory fázových vodičov sa navzájom líšia. Na dosiahnutie symetrie (identity) fázových parametrov na špeciálnych podperách sa vykoná transpozícia (preusporiadanie) fázových vodičov.

Indukčná reaktancia je spôsobená magnetickým poľom, ktoré vzniká okolo a vo vnútri vodiča, keď ním preteká prúd. Vo vodiči sa indukuje EMF samoindukcie, nasmerované v súlade s Lenzovým princípom, oproti EMF zdroja.

Pracovná kapacita káblových vedení je výrazne vyššia ako kapacita nadzemných vedení, pretože jadrá sú veľmi blízko seba a uzemnené kovovými plášťami. Okrem toho dielektrická konštanta?? izolácia káblov je oveľa viac ako jednota - dielektrická konštanta vzduchu. Široká škála dizajnov káblov, absencia ich geometrických rozmerov komplikuje určenie jeho pracovnej kapacity, a preto v praxi využívajú údaje prevádzkových alebo továrenských meraní.

Ohmický odpor možno zjednodušene interpretovať ako prekážku usmernenému pohybu nábojov v uzloch kryštálovej mriežky?? materiál vodiča, oscilujúci okolo rovnovážneho stavu. Intenzita kmitov a tým aj ohmický odpor sa zvyšuje s teplotou vodiča.

Nedostatok jasného pochopenia medzi výrobcami a zákazníkmi o zásadných rozdieloch vo vlastnostiach transformátorov s nízkym výkonom s rôznymi schémami zapojenia vinutia vedie k chybám pri ich aplikácii. Okrem toho nesprávna voľba schémy zapojenia vinutí transformátora nielen zhoršuje technickú výkonnosť elektrických inštalácií a znižuje kvalitu elektriny, ale vedie aj k vážnym nehodám.

Výsledky vyhľadávania ukázali, že nárokovaný vynález nevyplýva pre odborníka výslovne z doterajšieho stavu techniky, pretože vynález je založený na výpočtoch, zovšeobecnení a zjednotení výpočtov, ktoré sa umožnili novým využitím vlastností odporu skratovaného obvod maximálnej prípustnej hodnoty podľa podmienky citlivosti. Preto nárokovaný vynález spĺňa podmienku "kroku vynálezu".

Uvedený technický výsledok pri realizácii vynálezu je dosiahnutý tým, že známym spôsobom sa výber a overenie káblov na ochranu proti skratu a nastavenie ochrany na citlivosť podľa nomogramov uskutoční porovnaním vybraných alebo testovaných káblov ( značka, sekcia, dĺžka) a nastavenia ochrany s ovládacími na nomogramoch, uvedené vo forme maximálnych dĺžok káblov, pri ktorých je príslušné nastavenie ochrany citlivé na skratové prúdy; porovnateľná analýza navrhovaného riešenia s prototypom ukazuje, že navrhovaná metóda sa líši od známej v tom, že poskytuje presné výsledky, tk. používať spresnené nomogramy, čo umožňuje použiť nárokovanú metódu nie na približnú analýzu (keďže známa metóda je prototyp), ale na kontrolu a výber káblov a ochranu vlastných potrieb elektrární (JE a JE) atď. .

Použitie aktualizovaných nomogramov, pripravených a overených, si nevyžaduje prípravné práce a výpočty (v porovnaní so súčasnou metódou), mnohonásobne to znižuje pravdepodobnosť chýb a mzdových nákladov a umožní vám vykonať a dokončiť odporúčané kontroly. obežníkmi (treba si uvedomiť, že počet káblov a ochrán v elektrárni je niekoľko tisíc a pri existujúcom spôsobe overovania je mnohonásobne náročnejšie tento objem pokryť). Spresnené nomogramy poskytujú maximálne prípustné hodnoty, to vylučuje prechodné možnosti (ktoré sa vyskytujú pri súčasnej metóde výpočtom pre každý kábel a ochranu) a robí prehľad objemu nomogramov vhodným na prevádzkovú analýzu, overovanie, výber.

Medzi dôvody, ktoré bránia dosiahnutiu nižšie uvedeného technického výsledku pri použití známej metódy, patrí skutočnosť, že pri známej metóde sa pre každý kontrolovaný (vybraný) kábel robia výpočty a zodpovedajúce nastavenia ochrany vo viacerých aplikáciách (treba mať na pamäti že v schéme pomocných potrieb elektrárne je počet káblov a ochrán niekoľko tisíc).

Pretože skrat môže nastať v ktoromkoľvek bode distribučnej siete a hodnota skratového prúdu sa zvyčajne ukáže byť väčšia ako aktuálne nastavenie ochranných zariadení, generátor je možné vypnúť a napájací systém úplne zatemniť. . Preto musia ochranné zariadenia proti skratovým prúdom zabezpečiť selektívne (selektívne) odpojenie častí siete.

Aktívny a jalový odpor - odpor v elektrotechnike je hodnota, ktorá charakterizuje odpor časti obvodu voči elektrickému prúdu. Tento odpor vzniká premenou elektrickej energie na iné druhy energie. V AC sieťach dochádza k nezvratnej zmene energie a prenosu energie medzi účastníkmi elektrického obvodu.

Keď sa elektrická energia prvku obvodu nevratne zmení na iný druh energie, odpor prvku je aktívny. Pri realizácii procesu výmeny elektriny medzi komponentom obvodu a zdrojom je potom odpor reaktívny.

V elektrickom sporáku sa elektrina nenávratne premieňa na teplo, v dôsledku čoho má elektrický sporák aktívny odpor, ako aj prvky premieňajúce elektrinu na svetlo, mechanický pohyb atď.

V indukčnom vinutí vytvára striedavý prúd magnetické pole. Pod vplyvom striedavého prúdu sa vo vinutí vytvára EMF samoindukcie, ktorá smeruje k prúdu, keď sa zvyšuje, a pozdĺž prúdu, keď klesá. Preto má EMF opačný účinok zmeny prúdu, čím vzniká indukčná reaktancia cievky.

Pomocou samoindukčného EMF sa energia magnetického poľa vinutia vracia späť do elektrického obvodu. Výsledkom je, že vinutie induktora a napájací zdroj si vymieňajú energiu. Dá sa to prirovnať ku kyvadlu, ktoré keď osciluje, premieňa potenciálnu a kinetickú energiu. Z toho vyplýva, že odpor indukčnej cievky má reaktanciu.

Samoindukcia sa nevytvára v obvode jednosmerného prúdu a neexistuje žiadny indukčný odpor. V obvode kapacity a zdroja striedavého prúdu sa mení náboj, čo znamená, že medzi kapacitou a zdrojom prúdu preteká striedavý prúd. Keď je kondenzátor úplne nabitý, jeho energia je najväčšia.

V obvode vytvára kapacitné napätie odpor voči toku prúdu a nazýva sa reaktívne. Energia sa vymieňa medzi kondenzátorom a zdrojom.

Po úplnom nabití kapacity jednosmerným prúdom sa napätie jeho poľa vyrovná napätiu zdroja, takže prúd je nulový.

A v striedavom obvode pracujú nejaký čas ako spotrebiteľ energie, keď akumulujú náboj. A tiež fungujú ako generátor, keď sa energia vracia späť do okruhu.

Zjednodušene povedané, aktívna a reaktancia je opozícia voči prúdu poklesu napätia na prvku obvodu. Veľkosť poklesu napätia na aktívnom odpore je vždy v opačnom smere a na reaktívnej zložke - pozdĺž prúdu alebo smerom k vytváraniu odporu voči zmene prúdu.

Skutočné obvodové prvky v praxi majú všetky tri typy odporu naraz. Niekedy však môžete niektoré z nich zanedbať kvôli nepodstatným hodnotám. Napríklad kapacita má iba kapacitný odpor (zanedbanie energetických strát), osvetľovacie lampy majú iba aktívny (ohmický) odpor a vinutia transformátora a elektromotora sú indukčné a aktívne.

Aktívny odpor

V akčnom obvode vytvára protiakciu, znižuje napätie na aktívnom odpore. Pokles napätia vytvorený prúdom a proti nemu sa rovná aktívnemu odporu.

Keď prúd preteká komponentmi s aktívnym odporom, zníženie výkonu sa stane nevratným. Môžete zvážiť odpor, na ktorom sa vytvára teplo. Vyrobené teplo sa nepremieňa späť na elektrinu. Aktívny odpor môže mať aj vedenie na prenos energie, spojovacie káble, vodiče, cievky transformátora, vinutia elektromotora atď.

Charakteristickým znakom prvkov obvodu, ktoré majú iba aktívnu zložku odporu, je zhoda napätia a prúdu vo fáze. Tento odpor sa vypočíta podľa vzorca:

R = U/I, kde R je odpor prvku, U- napätie na ňom, ja je prúd pretekajúci prvkom obvodu.

Aktívny odpor ovplyvňujú vlastnosti a parametre vodiča: teplota, prierez, materiál, dĺžka.

Reaktancia

Typ odporu, ktorý určuje pomer napätia a prúdu na kapacitnej a indukčnej záťaži, nie je určený množstvom spotrebovanej elektriny, sa nazýva reaktancia. Prebieha len so striedavým prúdom a môže mať zápornú a kladnú hodnotu v závislosti od smeru fázového posunu prúdu a napätia. Keď prúd zaostáva za napätím, hodnota jalovej zložky odporu má kladnú hodnotu a ak napätie zaostáva za prúdom, potom má reaktancia znamienko mínus.

Aktívna a reaktancia, vlastnosti a odrody

Zvážte dva typy tohto odporu: kapacitné a indukčné. Transformátory, solenoidy, vinutia generátorov a motorov sa vyznačujú indukčným odporom. Kapacitný typ odporu má kondenzátory. Na určenie pomeru napätia a prúdu potrebujete poznať hodnotu oboch typov odporu, ktorý vodič poskytuje.

Reaktancia vzniká znížením jalového výkonu vynaloženého na vytvorenie magnetického poľa v obvode. Zníženie jalového výkonu vzniká pripojením zariadenia s aktívnym odporom k transformátoru.

Kondenzátor zapojený do obvodu má čas akumulovať iba obmedzenú časť náboja, kým zmení polaritu napätia na opačnú. Prúd teda neklesne na nulu, ako pri konštantnom prúde. Čím nižšia je frekvencia prúdu, tým menej náboja bude kondenzátor akumulovať a bude vytvárať menšiu opozíciu voči prúdu, ktorý tvorí reaktanciu.

Niekedy má obvod reaktívne zložky, ale v dôsledku toho je reaktívna zložka nulová. To znamená rovnosť fázového napätia a prúdu. Ak sa reaktancia líši od nuly, medzi prúdom a napätím sa vytvorí fázový rozdiel.

Cievka má indukčnú reaktanciu v obvode striedavého prúdu. V ideálnom prípade sa neberie do úvahy jeho aktívny odpor. Indukčná reaktancia sa vytvára pomocou samoindukčného EMF. So zvyšujúcou sa frekvenciou prúdu sa zvyšuje aj indukčná reaktancia.

Indukčná reaktancia cievky je ovplyvnená indukčnosťou vinutia a frekvenciou v sieti.

Kondenzátor vytvára reaktanciu v dôsledku prítomnosti kapacity. S rastúcou frekvenciou v sieti klesá jej kapacitná reakcia (odpor). To umožňuje aktívne využitie v elektronickom priemysle vo forme bočníka s premenlivou hodnotou.

Odporový trojuholník

Obvod pripojený na striedavý prúd má impedanciu, ktorú možno definovať ako súčet štvorcov reaktancie a aktívneho odporu.

Ak tento výraz znázorníte vo forme grafu, dostanete trojuholník odporu. Vytvára sa, ak vypočítate sériový obvod všetkých troch typov odporu.

Z tohto trojuholníkového grafu môžete vidieť, že nohy sú aktívne a reaktantné a prepona je celkový odpor.