أسباب قصر الدائرة الكهربائية. جوهر الدائرة الكهربائية القصيرة

في هذه المقالة سوف نلقي نظرة على الصداع الرئيسي لأي كهربائي - ماس كهربائي. دعونا نشرح ما هو التيار دائرة مقصورةوتبدد الأسطورة حول ماهية جهد الدائرة القصيرة، وفي نفس الوقت تناقش أن الجهد القصير (المعروف أيضًا باسم دائرة مقصورة) يعني للشبكة الكهربائية. لكن أولاً، القليل من الفيزياء، والتي ستساعدك على تذكر أن الكهرباء هي نقل الشحنة بواسطة الإلكترونات من نقطة إلى أخرى. عملية متسقة ومنظمة. لكن في بعض الأحيان يتداخل حادث مع هذا التسلسل الصارم، وهنا عليك أن تتذكر هاتين الكلمتين "ماس كهربائى".

لماذا يوجد ماس كهربائي ومن المسؤول عن ذلك؟

أي مخطط دائرة كهربائيةتمثل "زائد" و"سالب"، كما هو الحال في أي بطارية. إذا وضعت مصباحًا كهربائيًا بينهما، فسوف يبدأ في الاحتراق عندما تكون الدائرة مغلقة. ستسمح الدائرة المجمعة بشكل صحيح للمصباح الكهربائي بالاحتراق لفترة طويلة، وهو ما يظهر بنجاح بواسطة أي مصباح يدوي. لكن دعونا نرى ما سيحدث إذا قمنا ببساطة بتوصيل البطاريات الموجبة والسالبة. بدون لمبة وبدون أي مقاومة على الإطلاق. نعم، في هذا النموذج نحصل على دائرة كهربائية خالصة. سيتم تسخين السلك بين جهات اتصال البطارية، وسيتم استنفاد الشحن على الفور تقريبا، وبعد بضع ثوان، لن تضيء هذه البطارية لمبة كهربائية واحدة. سيتم إنفاق كل طاقة البطارية على تعظيم تيار الدائرة القصيرة وتسخين السلك واستنفاد المورد تمامًا. مثل هذه التجربة آمنة بالنسبة للمجرب، لأن التيارات صغيرة.

ومع ذلك، سيحدث نفس الشيء تقريبًا إذا أدخلت مقصًا في منفذ لمعرفة ما سيحدث. التيار، بعد أن اكتشف أقصر مسار (المقص)، سوف يندفع إلى المقبس على وجه التحديد من خلال هذا المسار القصير من "زائد" إلى "ناقص" ()، متناسًا المسارات الأخرى التي تنتظره فيها مقاومة الدائرة. ومن هنا اسم هذه المشكلة - "ماس كهربائى". في الواقع، تعتبر الدائرة القصيرة فرصة للتيار للوصول من "موجب" إلى "ناقص" في أسرع وقت ممكن وبأقصى قدر من التأثير. وفي هذه الحالة يصبح التيار عشوائياً في وسائله، وهو ما تقوم عليه حماية الدائرة القصيرة، والقواعد الأساسية لكيفية تجنب هذه الآفة.

لذلك، فإن ماس كهربائي هو حالة طارئة في الشبكة الكهربائية، حيث يستقبل مرور التيار المسار الأقصر والأكثر مباشرة لإزالة الجهد (فرق الجهد بين "زائد" و "ناقص")، مما يؤدي إلى زيادة تشبه الانهيار الجليدي في قوة التيار وتسخين قوي لقسم الدائرة الذي حدثت الدائرة القصيرة.

لاحظ أن الدائرة القصيرة الدائمة (المستمرة) تحدث أيضًا في الشبكات التي تستخدم أسلاك طاقة ذات مستوى عزل غير كافٍ ( مقاومة منخفضةالعزل)، والعديد من التوصيلات غير الضرورية (التقلبات في صناديق التوزيع، والخطوط، وما إلى ذلك)، وكذلك في المناطق الرطبة.

اتضح أن أي شخص هو المسؤول عن ماس كهربائي، ولكن ليس الكهربائي الذي قام بالأسلاك؟ ليس بالتأكيد بهذه الطريقة. إن الكهربائي هو الملزم، عند وضع الخط أو، بما في ذلك الجهاز الطرفي (التمرير)، بالتأكد من استحالة حدوث ماس كهربائي. وإلا فإن أي حماية من الدائرة القصيرة ستكون عديمة الفائدة. في أغلب الأحيان، تفشل الحماية على وجه التحديد في الدروع المجمعة بالانتهاكات، مما يؤدي إلى عواقب وخيمة:

المزيد عن أسباب الدوائر القصيرة

1. أسلاك معزولة بشكل غير صحيح أو حركة مادية لجهات الاتصال في الأجهزة الطرفية (التبديل والتدوير وغيرها من الإجراءات التي يمكنها توصيل سلكين).
2. تلف عزل الكابلات أثناء التثبيت (بما في ذلك الكابلات المخفية) خطوط الكهرباءأو أثناء أعمال التجديد والتشطيب.
3. استخدام الأجهزة المعيبة (من مقبس المصباح إلى الكتلة الطرفية والمقبس)، والتي يوجد فيها احتمال مباشر لحدوث ماس كهربائي.
4. تجاهل الدوائر القصيرة في الأسلاك الكهربائية أثناء العمل (معظم خطأ عامكهربائيين مبتدئين)، لأن تأثير الدائرة القصيرة لا يتكرر.
5. أعطال الأسلاك "العائمة" و"المتفرقة" التي لا تحظى بالاهتمام الكافي لندرة حدوثها.

هذه قائمة بالأكثر الأسباب الشائعةقصر الدوائر الكهربائية، وفشل الشبكات الكهربائية للشقق والمنازل، وكذلك الحرائق التي يصعب إخمادها بسبب التغذية المستمرة للنار من الكابلات المشتعلة. من الواضح أن لا أحد يحتاج إلى مثل هذه المشاكل.

بضع كلمات أخرى حول فيزياء الدوائر القصيرة.

دعونا نعود إلى مكتبنا ونتذكر أنه عندما يمر التيار، يمكنك ملاحظة كيف تنخفض قوة التيار مع زيادة مقاومة الموصل. هذا هو العامل الذي يؤدي إلى تجاوز تيار الدائرة القصيرة بشكل كبير معلمات صالحة. هذه هي الطريقة التي تعمل بها حماية الدائرة القصيرة - فهي تراقب الزيادات المفاجئة في التيار، وإلغاء تنشيط الخط "المشبوه".

لن يتذكر الجميع أنه عند إزالة المقاومة في الموصل، ستتغير معلمة أخرى أيضًا. نحن نتحدث عن حقيقة أن جهد الدائرة القصيرة سيصبح مشبوهًا للغاية. وفي ظل وجود عامل استقرائي (على سبيل المثال، سقط شخص لديه مجفف شعر في حوض الاستحمام المائي) فهو غير خطي تمامًا وليس جيبيًا. في هذه الحالة، قد لا يكون هناك ماس كهربائى مباشر، ولكن حماية ماس كهربائى تعمل في هذه الحالة أيضًا - فهذه هي قواطع الدائرة RCD. جهاز الاغلاق الوقائي، مبدأ التشغيل الذي يستثني الاستجابة للتغيرات في القوة الحالية فقط.

ما هو تقييم أجهزة الحماية، وماذا يجب أن نعرف عن الدوائر القصيرة إذا كنا لا نريد أن ننقذ فقط؟

• أي شبكة كهربائية لديها نقاط عدم الاستقرار. هذه هي جهات الاتصال والمحطات الطرفية ومفاتيح الإضاءة وغيرها القواطع، تعمل على أساس البرامج (على سبيل المثال، جهاز استشعار تتبع الضوء). كل من هذه النقاط مصدر محتملك.ز. يجب على الكهربائي أن يولي أقصى قدر من الاهتمام أثناء العمل والتركيب؛
• توافر التأريض في الشبكة. سوف تتفاجأ، لكن الخطأ الأرضي (صفر) هو الأكثر أمانًا لدائرة كهربائية قصيرة. نعم، سوف يسبب أيضًا الكثير من المتاعب والمتاعب، ولكن وفقًا لـ على الأقل، لن يقتل أحدا. بالإضافة إلى ذلك، تسمح لك أجهزة التأريض بتقييم وجود انهيار العزل والتسرب قبل حدوث دائرة كهربائية قصيرة.

الأرض في إلزامييتطلب فرن ميكروويف وغسالة صحون و غسالةوفريزر وفرن كهربائي. ينظر الى اللوحة الخلفيةأفران ميكروويف. سترى جهة اتصال نحاسية مثبتة. هذا هو التأريض. يجب ألا تعتمد على قابس بدون أي اتصالات. ابحث عن متخصص لتأريض هذا الفرن. ستجد نفس جهة الاتصال على الجدار الخلفي للفرن الكهربائي. على الفريزرمن المرجح أن يكون هذا الاتصال في منطقة ملف التبريد. يتم ذلك لسبب ما، لذلك لا تعتقد أن الشوكة يمكن أن تحميك. ابحث عن طريقة لإبطال هذه التقنية حقًا!

بالإضافة إلى ما سبق، تحدد الآلات أيضًا "توازن الشبكة" الثابت، ومراقبة الأحمال الزائدة واختلافات الذروة في كل من تيارات الدائرة القصيرة (أو ما شابه ذلك في القيمة) والفولتية. لكن الآلات الأوتوماتيكية لن تصبح حلاً سحريًا في حالة حدوث ماس كهربائي في جزء من شبكتك تم وضعه بشكل ينتهك المتطلبات والقواعد. على سبيل المثال، سلك يمر تحت لوح من الخشب الرقائقي أو أي مواد تشطيب أخرى قابلة للاشتعال. فيما يلي ما سيحدث أثناء حدوث ماس كهربائي في مثل هذا المكان.

عملية حدوث ماس كهربائى. وقت الإغلاق، تطوير العملية، العواقب

على الرغم من "اللحظية" الواضحة، فإن عملية الدائرة القصيرة لها مراحل موصوفة جيدًا عند حدوثها.

• ظهور جسر غير مصرح به بين موصلين؛
• انهيار "حاجز العزل" بالتيار وظهور دائرة قصر جديدة في رسم بياني كهربائي;
• إعادة توجيه الطاقة وحدوث تيار ماس كهربائى في منطقة جديدة؛
• زيادة حادة في القوة الحالية، وانخفاض الجهد والتسخين السريع لقسم جديد من "المقاومة" - الأسلاك التي يحدث فيها ماس كهربائى؛
• ذوبان الأسلاك (التسخين لا يتوقف من تلقاء نفسه، ودرجات حرارة التسخين تتجاوز بشكل كبير درجات حرارة انصهار السبائك والمعادن) مع الاشتعال المتزامن للعزل؛
• تشغيل قواطع الدائرة الكهربائية في محاولة لإلغاء تنشيط منطقة المشكلة؛
• تخفيف الجهد وإلغاء تنشيط الخط؛
• استمرار تسخين الجزء التالف من الشبكة (حتى بعد إلغاء الطاقة، نظرًا لأن التسخين عملية أطول بكثير) باستخدام نار العزل أو الأسلاك إذا لم تعمل حماية الدائرة القصيرة كما هو متوقع؛
• فشل قسم الشبكة الذي حدث فيه قصر الدائرة الكهربائية.

كل هذا يستغرق حوالي 2-4 ثواني. وقت كافٍ لتسخين السلك حتى 1100 درجة ويشتعل العزل مثل عود الثقاب. في هذه الحالة، لن يكون من الممكن منع حدوث ماس كهربائي، فقط لتقليل الضرر. على الرغم من الوقت، حتى مع المراقبة البصرية لعملية إغلاق الأسلاك الكهربائية، حدوث ماس كهربائى، فلن يكون لديك الوقت لفعل أي شيء. ولذلك، إليك بعض التوصيات حول كيفية تجنب مثل هذه الكارثة:

إذا لم تتمكن من منع ذلك، قم بقيادةه!

تصف هذه العبارة التي قالها السياسي العظيم بشكل مثالي الوضع مع شبكة الكهرباء التي نثق بها كثيرًا. وحياتك وراحتك وكل ممتلكاتك تقريبًا. ولذلك لن يكون هناك قائمة زائدة عن الحاجةتوصيات بسيطة.

اختبار الشبكات الكهربائية والاتصالات الجديدة ذات التيارات الزائدة، ومحاكاة الحمل الزائد. يجب إجراء مثل هذا الاختبار مع أخصائي؛ فمن الخطورة القيام بذلك بنفسك.

لا تهمل قياس مقاومة العزل في الشبكة النهائية. نعم، إنه يكلف المال ويستغرق وقتًا، ولكن مثل هذا القياس سوف يزيل الخطأ الأرضي الكامن الكابلات الطويلة، وسوف تظهر أيضًا المناطق الأكثر خطورة التي قد يكون من الأفضل استبدالها.

توضح الصورة أن القوس (الانهيار) يمكن أن يحدث بدونه الاتصال الجسديالموصلات. لهذا السبب، عند تجميع المقابس والمفاتيح، قم بإزالة عزل السلك فقط في المنطقة التي يتم سحبها بالكامل إلى الجهاز! لا تسمح ولو ببضعة ملليمترات من الأسلاك المكشوفة، وإلا فإن ما يمكن أن يحدث في الصورة هو قوس كهربائي داخل الجهاز. دعونا نذكرك أنه في مثل هذه الحالة، يكاد يكون من المؤكد أن حماية الدائرة القصيرة ستتأخر في فصل الخط!

إن التوسع غير المدروس وإضافة الخطوط دون اتخاذ تدابير وقائية هو طريق مباشر إلى ماس كهربائي والحرائق. هذا مثال جيدشيء لا ينبغي القيام به أبدًا.

كثيرًا ما نسمع "يوجد ماس كهربائى"، "يوجد ماس كهربائى". من الواضح على الفور أن شيئًا سيئًا وغير مخطط له قد حدث. ولكن لماذا الدائرة قصيرة وليست طويلة؟ دعونا نضع حدًا لعدم اليقين ونكتشف ما يحدث بالضبط عندما يكون هناك ماس كهربائي في الدائرة الكهربائية.

ما هي الدائرة القصيرة (SC)

سمكة الراي اللساع الكهربائية تسبح في المحيط وهي ليست سعيدة دائرة مقصورة، مع الاستغناء التام عن المعرفة بقانون أوم. بالنسبة لنا، لفهم طبيعة وأسباب ماس كهربائي، فإن هذا القانون ضروري ببساطة. لذا، إذا لم تكن قد قرأت بالفعل، فلنقرأ عن قانون أوم والتيار والجهد والمقاومة وغيرها من المفاهيم الفيزيائية الرائعة.

والآن بعد أن عرفت كل هذا، يمكنك إعطاء تعريف الدائرة القصيرة من الفيزياء والهندسة الكهربائية:

دائرة مقصورة- هذا هو اتصال نقطتين من الدائرة الكهربائية ذات إمكانات مختلفة، وهو ما لا يوفره وضع التشغيل العادي للدائرة ويؤدي إلى زيادة حرجة في قوة التيار عند التقاطع.

يؤدي قصر الدائرة الكهربائية إلى تكوين تيارات مدمرة تتجاوز القيم المسموح بها وفشل الأجهزة وتلف الأسلاك. لماذا يحدث هذا؟ دعونا نفحص بالتفصيل ما يحدث في الدائرة أثناء حدوث ماس كهربائي.

دعونا نأخذ أكثر دائرة بسيطة. أنه يحتوي على مصدر التيار والمقاومة والأسلاك. علاوة على ذلك، يمكن إهمال مقاومة الأسلاك. مثل هذا المخطط يكفي لفهم جوهر الدائرة القصيرة.

في دائرة مغلقةينطبق قانون أوم: التيار يتناسب طرديا مع الجهد ويتناسب عكسيا مع المقاومة. بعبارة أخرى، كلما انخفضت المقاومة، زاد التيار .

بتعبير أدق، سيتم كتابة قانون أوم لدائرتنا بالشكل التالي:

هنا ص – المقاومة الداخليةالمصدر الحالي، والحرف اليوناني إبسيلونيدل على emf للمصدر.

ما المقصود بتيار الدائرة القصيرة؟إذا كانت المقاومة رفي دائرتنا لن يكون، أو سيكون صغيرًا جدًا، ثم ستزداد قوة التيار، وسوف يتدفق تيار ماس كهربائى في الدائرة:

بالمناسبة! لقرائنا هناك الآن خصم 10٪ على

أنواع الدوائر القصيرة وأسبابها

في الحياة اليومية، تحدث دوائر قصيرة:

• على مرحلة واحدة- عند قصر سلك الطور إلى الصفر. تحدث مثل هذه الدوائر القصيرة في أغلب الأحيان؛
• على مرحلتين- عندما تقترب مرحلة من مرحلة أخرى؛
• ثلاث مراحل– عندما يتم إغلاق ثلاث مراحل في وقت واحد. هذا هو النوع الأكثر إشكالية من ماس كهربائى.

على سبيل المثال، في صباح يوم الأحد، يقوم جارك خلف الجدار بتوصيل الطور والمحايد في المقبس عن طريق توصيل مثقاب المطرقة. وهذا يعني أن الدائرة مغلقة وأن التيار يتدفق عبر الحمل، أي من خلال الجهاز المتصل بالمأخذ.

إذا قام أحد الجيران بتوصيل الطور والأسلاك المحايدة في المقبس دون توصيل الحمل، فسوف يحدث ماس كهربائي في الدائرة، لكنك ستتمكن من النوم لفترة أطول.

بالنسبة لأولئك الذين لا يعرفون، لفهم أفضل، سيكون من المفيد قراءة ما هي المرحلة والصفر في الكهرباء.

تسمى الدائرة القصيرة ماس كهربائى، لأن التيار في مثل هذه الدائرة المغلقة يبدو أنه يتبع مسارًا قصيرًا، متجاوزًا الحمل. الدائرة التي يتم التحكم فيها أو الطويلة هي الدائرة المعتادة والمألوفة لدى الجميع والتي يتم توصيل الأجهزة بمقبسها.

حماية ماس كهربائى

أولاً، حول العواقب التي يمكن أن تسببها دائرة كهربائية قصيرة:

1. الأضرار التي لحقت بالشخص عن طريق الصدمة الكهربائية والحرارة المتولدة.
2. نار.
3. فشل الأجهزة.
4. انقطاع التيار الكهربائي وانعدام الإنترنت في المنزل. ونتيجة لذلك، هناك حاجة قسرية لقراءة الكتب وتناول العشاء على ضوء الشموع.

كما ترون، فإن ماس كهربائي هو عدو وآفة يجب محاربتها. ما هي طرق حماية الدائرة القصيرة؟

تعتمد جميعها تقريبًا على فتح الدائرة بسرعة عند اكتشاف خطأ. يمكن القيام بذلك باستخدام أجهزة حماية ماس كهربائى مختلفة.

تقريبا جميع الأجهزة الكهربائية الحديثة لديها الصمامات. يؤدي التيار العالي ببساطة إلى إذابة المصهر وتنقطع الدائرة.

تستخدم الشقق قواطع دوائر حماية الدائرة القصيرة. هذه قواطع دوائر مصممة لتيار تشغيل محدد. عندما يزيد التيار، يتم تشغيل الجهاز، مما يؤدي إلى كسر الدائرة.

لحماية المحركات الكهربائية الصناعية من الدوائر القصيرة، يتم استخدام المرحلات الخاصة.

الآن يمكنك بسهولة تحديد دائرة كهربائية قصيرة، وفي نفس الوقت تعرف على قانون أوم، وكذلك الطور والصفر في الكهرباء. نتمنى من الجميع عدم التسبب في حدوث دوائر كهربائية قصيرة! وإذا كنت عالقًا في رأسك وليس لديك أي طاقة على الإطلاق للقيام بأي عمل، فستساعدك خدمة الطلاب لدينا دائمًا على التعامل معها.

وأخيرًا، فيديو حول كيفية عدم التعامل مع التيار الكهربائي.

أهلاً بكم. أنا سعيد جدًا لأنك قمت بزيارة موقعي. واليوم سنتحدث عن ماهية الدائرة القصيرة وما هي أنواع الدوائر القصيرة الموجودة.

الدائرة القصيرة عبارة عن اتصال (اتصال) لنقطتين أو أكثر (الموصلات) لدائرة كهربائية ذات قيم محتملة مختلفة.

تكون الإمكانات المختلفة عندما يكون الطور والصفر في الشبكة التيار المتناوبأو زائد وناقص في الشبكة التيار المباشر.

الآن دعونا نلقي نظرة على أنواع الدوائر القصيرة الموجودة.

في شبكة أحادية الطور يمكن أن يكون هناك نوعان فقط من الدوائر القصيرة:

1. الطور والصفر - يحدث هذا النوع من الدوائر القصيرة غالبًا في الظروف اليومية البسيطة. على سبيل المثال، مع بداية فصل الشتاء، يصبح الجو باردا، ويحاول الكثير من الناس الاحماء بمساعدة السخانات الكهربائية.

لكن قلة من الناس ينتبهون إلى المقابس التي يتم توصيل هذه السخانات نفسها بها. غالبًا ما يحدث أن المقابس غير مصممة للتيارات التي تستهلكها السخانات، أو غالبًا ما يكون اتصال المقابس ضعيفًا.

لهذا السبب، تبدأ المقابس والمقابس في التسخين. نتيجة للتدفئة لفترات طويلة، يتم تدمير عزل الأسلاك. وفي إحدى اللحظات الدقيقة الثانية، المكشوفة بالفعل، قد تتلامس الموصلات، وينتج عن ذلك حدوث ماس كهربائي.

2. الطور والتأريض - يحدث هذا عندما يبدأ سلك الطور بطريقة أو بأخرى في الاتصال بالجسم المؤرض لأي جهاز كهربائي. سواء كان ذلك سخان مياه كهربائي، أو مصباحًا، أو أداة آلية، وما إلى ذلك.

ويحدث أيضًا أن الجسم قد يكون صفرًا، ومن ثم يمكن أن يعزى هذا القصر إلى الحالة الأولى.

ولكن في المواقف التي يحدث فيها ماس كهربائى، يمكن أن يكون الأمر أكثر من ذلك بكثير:

1. دائرة أحادية الطور - الطور والصفر. لقد سبق أن وصفت هذا النوع أعلاه، لذلك دعونا ننتقل إلى النوع التالي.

2. مرحلتين - وذلك عندما تكون المرحلتان متصلتين ببعضهما البعض. غالبا ما يحدث على خطوط الكهرباء العلوية. ربما شاهد هذه الظاهرة كل شخص في حياته. عندما تكون هناك رياح قوية بالخارج وتبدأ في فك الأسلاك، ولا يتم استقبال الكثير من الألعاب النارية. في المؤسسات الصناعية، غالبا ما تحدث مثل هذه الدائرة القصيرة في دوائر الطاقة.

3. مرحلتين والأرض - وهذا، بالطبع، يحدث في كثير من الأحيان أقل، لكنه لا يزال يحدث. مثال عندما يمكن لمرحلتين الاتصال ببعضهما البعض، وفي نفس الوقت أيضًا الاتصال بالأرض.

4. ثلاث مراحل - وذلك عندما يتم إغلاق المراحل الثلاث معًا بطريقة ما. سوف تحدث مثل هذه الدائرة القصيرة عندما يسقط جسم موصل أو يلامس المراحل الثلاث في نفس الوقت.

ماذا يمكن أن تكون عواقب تيارات الدائرة القصيرة؟

أثناء ماس كهربائى، يزداد التيار على الفور، مما يؤدي إلى تسخين قوي وذوبان المعادن. وتتناثر بقع هذا المعدن في كل الاتجاهات، وكل هذا مصحوب بوميض ساطع ونار. الأمر الذي يمكن أن يؤدي بسهولة إلى نشوب حريق وعواقب خطيرة للغاية.

في ظروف المنزل العادية، إذا لم تختر الحماية المناسبة من الدائرة القصيرة، فقد تخسر الكثير حقًا. بدءًا من منزلك وأثاثك، وانتهاءً بحياتك وحياة الأشخاص الذين يعيشون معك تحت نفس السقف.

في المؤسسات، يمكن أن تؤدي تيارات الدائرة القصيرة إلى حالات طارئة، تلف المعدات، ويمكن أن يعاني الأشخاص أيضًا من هذا. لكن الشركات عادة ما تستخدم العديد من وسائل الحماية في وقت واحد، مما يلغي عمليا حدوث دوائر قصيرة.

هذا كل ما أردت أن أقوله. إذا كان لديك أي أسئلة، اطرحها في التعليقات. إذا كانت المقالة مفيدة لك، قم بمشاركتها مع أصدقائك على في الشبكات الاجتماعيةوالاشتراك للحصول على التحديثات. حتى المرة القادمة.

مع خالص التقدير، الكسندر!

لجهد 220 فولت أو أطوار متقابلة فيما بينها أو مع صفر غير المنصوص عليها في تصميم الدائرة الكهربائية أو الأجهزة الكهربائية مما يخالف العمل العاديالشبكات الكهربائية.

تحدث دائرة كهربائية قصيرة بسبب فشل العزل أسلاك كهربائيةأو الكابلات أو العناصر الحاملة للتيار في الأجهزة الكهربائية، وكذلك أثناء التلامس الميكانيكي مع العناصر غير المعزولة، لذلك من المهم دائمًا عزل الأطراف العارية للأسلاك الكهربائية بشكل منفصل عن بعضها البعض باستخدام شريط كهربائي أو شريط كهربائي ذو سلك كهربائي جسم عازل، أي غير موصل للكهرباء كهرباء.

عند حدوث ماس كهربائي في الدائرة الكهربائية فإن قيمة التيار تزداد بشكل فوري ومتكرر مما يؤدي إلى توليد حرارة عالية ونتيجة لذلك تذوب الأسلاك الكهربائية مما يتسبب في اشتعال الأسلاك الكهربائية وانتشار الحريق في الغرفة التي فيها حدثت الدائرة القصيرة.
نتيجة لحدوث ماس كهربائى، لا يتم انتهاك الأداء الطبيعي لشقتك فحسب، بل أيضًا لشقتك لجيرانك بسبب انخفاض جهد الإمداد، مما يؤدي غالبًا إلى تعطل الأجهزة الكهربائية والأجهزة المنزلية.

في الشقق التي تعمل بجهد 220 فولت، تحدث دائرة قصر أحادية الطور فقط (دائرة قصر طور للموصل المحايد أو إلى)، وفي بعض المنازل الخاصة أو المرائب التي تحتوي على مدخلات ثلاثية الطور تبلغ 380 فولت، تكون الدائرة الثنائية الأكثر خطورة بكثير قد تحدث دائرة الطور (دائرة قصر من مرحلتين لبعضهما البعض + إلى "الأرضي") أو ثلاثية الطور (دائرة قصيرة من ثلاث مراحل لبعضهما البعض + إلى "الأرضي")

في محركات كهربائيةوالأجهزة في حالة حدوث عطل، من الممكن أيضًا حدوث دوائر قصيرة داخلية:
على سبيل المثال، اللفات البينية، والتي تحدث عندما تكون اللفات في الجزء الثابت أو الدوار للمحرك الكهربائي متصلة ببعضها البعض، أو بين اللفات في لف المحولات.

وإذا كان الجهاز الكهربائي يحتوي على غلاف معدني، فمن الممكن حدوث انهيار عازل وقصر في الغلاف المعدني. في هذه الحالة، فإن السكن فقط هو الذي يحمي الشخص من الصدمة الكهربائية.

انتبه، الأسلاك المصنوعة من البولي إيثيلين، وخاصة الغلاف المطاطي، تكون أكثر عرضة للحريق. لذلك، باعتباري كهربائيًا محترفًا لسنوات عديدة، أعمل في مجال التركيبات الكهربائية في مينسك، أوصي بشدة باستخدام كابل VVG Ng، مع عزل غير قابل للاحتراق، في الشقق والمنازل والجراجات، وما إلى ذلك، لوضعه مخفيًا تحت الجص، واستخدام كابل VVG Ng الأكثر تكلفة مفتوحًا على قاعدة مقاومة للحريق، والتي لا تدخن حتى أثناء حدوث ماس كهربائي.

غالبًا ما يتم العثور على التحميل الزائد على الشبكة الكهربائية في المنزل أو المرآب أو الشقة في الحياة اليومية وهو أيضًا خطير جدًا وحالة طوارئ. وكما أظهرت الممارسة، فهي أكثر خطورة من تيارات الدائرة القصيرة. لأن الأسلاك الكهربائية محمية بشكل موثوق أو.

سبب الحمل الزائد هو توصيل أو ضم عدد كبير من الأجهزة الكهربائية على مجموعة واحدة من المنافذ الكهربائية أو إتلاف مستهلكي الكهرباء، حيث يتجاوز إجمالي التيار المار عبر الكابل أو الأسلاك الكهربائية القيمة المقدرة التي صممت من أجلها. للمنزل أو الشقة حيث يتم وضع الكابلات أو الأسلاك ذات المقطع العرضي 1.5 ملم مربع بشكل أساسي التصنيف الحاليلا ينبغي أن يكون أعلى 16 أمبيرأو لا أكثر 3.5 كيلووات.

من المهم معرفة واستخدام المفاتيح أو المقابس فقط لتوصيل الإضاءة الكهربائية أو المعدات الكهربائية بما لا يقل عن قيم الجهد والتيار الموضحة على السكن مخرج كهربائيأو التبديل. على سبيل المثال، يقول المقبس "10 أ؛ 250 فولت"، مما يعني أنه مصمم لـ شبكة أحادية الطور 220 فولت، و القيمة القصوىيجب ألا يزيد التيار المار عبر المنفذ عن 10 أمبير أو لا يزيد عن 2 كيلووات تقريبًا في الطاقة. لا يمكنك توصيل جهاز كهربائي قوي بمثل هذا المنفذ، على سبيل المثال، بقوة 2.5-3 كيلووات، الأمر الذي سيؤدي إلى نضوب جهات اتصال المنفذ.

سبب رئيسي دائرة مقصورة- انتهاك عزل معدات التركيبات الكهربائية، بما في ذلك الكابلات والنفقات العامة خطوط الكهرباء. فيما يلي بعض الأمثلة على الدوائر القصيرة التي تحدث بسبب فشل العزل.

عند إجراء اعمال الارضتعرض كابل الجهد العالي للتلف، مما أدى إلى حدوث ماس كهربائي من مرحلة إلى مرحلة. في في هذه الحالةحدث تلف في العزل نتيجة للتأثير الميكانيكي على خط الكابل.

حدث خطأ أرضي أحادي الطور في مجموعة المفاتيح الكهربائية المفتوحة لمحطة فرعية نتيجة لانهيار عازل الدعم بسبب تقادم الطبقة العازلة.

مثال آخر شائع إلى حد ما هو سقوط فرع أو شجرة على أسلاك خط كهرباء علوي، مما يؤدي إلى انقطاع الأسلاك أو كسرها.

طرق حماية المعدات من الدوائر القصيرة في التركيبات الكهربائية

كما ذكرنا أعلاه، فإن الدوائر القصيرة تكون مصحوبة بزيادة كبيرة في التيار، مما يؤدي إلى تلف المعدات الكهربائية. لذلك حماية معدات التركيبات الكهربائية من ذلك وضع الطوارئ– المهمة الرئيسية للطاقة.

للحماية من الدوائر القصيرة كعملية طارئة للمعدات، يتم استخدام أجهزة حماية مختلفة في التركيبات الكهربائية لمحطات التوزيع الفرعية.

الغرض الرئيسي من جميع أجهزة حماية التتابع هو فتح قاطع الدائرة (أو عدة قاطعات) التي تزود قسم الشبكة حيث حدث قصر الدائرة.

في التركيبات الكهربائية ذات الجهد 6-35 كيلو فولت، يتم استخدام حماية التيار الزائد (MCP) لحماية خطوط الكهرباء من دوائر القصر. لحماية خطوط 110 كيلو فولت من الدوائر القصيرة، يتم استخدام الحماية التفاضلية للطور كحماية للخط الرئيسي. بالإضافة إلى ذلك، لحماية خطوط نقل 110 كيلو فولت، يتم استخدام حماية المسافة وحماية الأرض (TZNP) كوسائل حماية احتياطية.

3 نقل الكهرباء

نقل الكهرباءمن محطات توليد الطاقة إلى المستهلكين هي واحدة من أهم مهام قطاع الطاقة. تنتقل الكهرباء في المقام الأول عن طريق الجو خطوط الكهرباء(خطوط الكهرباء) ذات التيار المتردد، على الرغم من وجود ميل نحو الاستخدام الواسع النطاق لخطوط الكابلات وخطوط التيار المباشر. ضرورة P. ه. على مسافة يرجع ذلك إلى حقيقة أن الكهرباء يتم توليدها بواسطة محطات توليد طاقة كبيرة ذات وحدات قوية، وتستهلكها أجهزة استقبال كهربائية منخفضة الطاقة نسبيًا موزعة على مساحة كبيرة. العمل يعتمد على المسافة أنظمة الطاقة الكهربائية الموحدةتغطي مناطق واسعة.

واحدة من الخصائص الرئيسية نقل الطاقةهي إنتاجيتها، أي أكبر قوة يمكن نقلها عبر خطوط الكهرباء، مع الأخذ في الاعتبار العوامل المقيدة: الطاقة القصوى في ظل ظروف الاستقرار، وفقدان الهالة، وتسخين الموصلات، وما إلى ذلك. ترتبط الطاقة المنقولة عبر خطوط طاقة التيار المتردد بطولها واعتمادها على الجهد

أين ش 1 و ش 2 - الجهد في بداية ونهاية خط الطاقة، Z c هي الممانعة المميزة لخط الطاقة، وهو معامل تغير الطور الذي يميز دوران ناقل الجهد على طول الخط لكل وحدة طوله (بسبب طبيعة الموجة انتشار المجال الكهرومغناطيسي)، ل- طول خطوط الكهرباء، د- الزاوية بين متجهات الجهد في بداية الخط ونهايته، والتي تميز وضع نقل الطاقة واستقراره. يتم تحقيق الحد الأقصى من الطاقة المرسلة عند د= 90 درجة عند الخطيئة د= 1. بالنسبة لخطوط طاقة التيار المتردد العلوية، يمكن الافتراض تقريبًا أن الحد الأقصى للطاقة المرسلة يتناسب تقريبًا مع مربع الجهد، وأن تكلفة إنشاء خط كهرباء تتناسب مع الجهد. ولذلك، في تطوير نقل الطاقة هناك ميل إلى زيادة الجهد كوسيلة رئيسية لزيادة قدرة نقل خطوط الكهرباء.

تفتقر عمليات نقل طاقة التيار المستمر إلى العديد من العوامل الكامنة في عمليات نقل طاقة التيار المتردد والتي تحد منها الإنتاجية. الحد الأقصى للطاقة المنقولة عبر خطوط طاقة التيار المستمر أكبر من خطوط طاقة التيار المتردد المماثلة:

أين ه الخامس - الجهد الناتج المعدل, ر å - إجمالي المقاومة النشطة لنقل الطاقة، والتي تشمل، بالإضافة إلى مقاومة أسلاك خطوط الكهرباء، مقاومة المقوم والعاكس. يرجع الاستخدام المحدود لنقل الطاقة بالتيار المستمر بشكل أساسي إلى الصعوبات التقنية في إنشاء أجهزة فعالة وغير مكلفة لتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر (في بداية الخط) والتيار المباشر إلى تيار متردد (في نهاية الخط). يعد نقل الطاقة بالتيار المستمر واعدًا لتوصيل أنظمة الطاقة الكبيرة البعيدة عن بعضها البعض. وفي هذه الحالة ليست هناك حاجة لضمان استقرار هذه الأنظمة.

يتم تحديد جودة الكهرباء من خلال التشغيل الموثوق والمستقر لنقل الطاقة، والذي يتم ضمانه، على وجه الخصوص، من خلال استخدام أجهزة التعويض وأنظمة التنظيم والتحكم الأوتوماتيكية (انظر. التحكم التلقائي في الإثارة, تنظيم الجهد التلقائي, تنظيم التردد التلقائي).

ونتيجة للعمل البحثي تم تطوير ما يلي:

مخططات نقل الطاقة بالتيار المباشر التي تسمح بالاستخدام الأكثر عقلانية لميزات التصميم للخطوط الهوائية ذات التيار المتردد ثلاثية الطور المخصصة للنقل طاقة كهربائيةعلى ثلاثة أسلاك

منهجية لحساب جهد التشغيل للتيار المباشر لخطوط الكهرباء العلوية المبنية على أساس التصميمات القياسية لأعمدة التيار المتردد ثلاثية الطور لفئات الجهد 500-750 كيلو فولت ؛

منهجية لحساب قدرة الخطوط الهوائية للتيار المتردد ثلاثي الطور بجهد تشغيل يتراوح بين 500-750 كيلو فولت بعد تحويلها إلى تيار مباشر وفقًا للمخططات التي اقترحها المؤلف؛

طريقة لحساب موثوقية الخطوط الهوائية ذات التيار المتردد ثلاثية الطور بجهد تشغيل يتراوح بين 500-750 كيلو فولت بعد تحويلها إلى تيار مباشر وفقًا للمخططات التي اقترحها المؤلف.

تم إجراء حساب للطول الحرج للخط، بدءًا من نقل الطاقة بالتيار المباشر وفقًا للمخططات التي طورها المؤلف سيكون أكثر ربحية اقتصاديًا من نقل الطاقة بالتيار المتردد بجهد 500،750 كيلو فولت.

بناءً على نتائج البحث العلمي تم صياغة التوصيات:

عن طريق اختيار نوع العوازل القرصية المعلقة المتضمنة في المعلقات العازلة لخطوط كهرباء التيار المستمر العلوية؛

عن طريق حساب مسافة الزحف للتعليق العازل لخطوط كهرباء التيار المستمر العلوية؛

عند اختيار دائرة نقل الطاقة بثلاثة أسلاك، فيما يتعلق بخطوط التيار المباشر العلوية، المصنوعة على أساس تصميمات موحدة لدعامات التيار المتناوب ثلاثية الطور؛

بشأن استخدام التصميمات الموحدة لدعامات التيار المتردد ثلاثية الطور على خطوط التيار المباشر العلوية؛

لتحديد جهد التشغيل للتيار المباشر، فيما يتعلق بخطوط الطاقة ذات التيار المباشر العلوية المصنوعة على أساس تصميمات موحدة لدعامات التيار المتردد ثلاثية الطور؛

لحساب قدرة خط كهرباء DC بثلاثة أسلاك.

تظهر نتائج الحسابات أنه يمكن زيادة إنتاجية خطوط الكهرباء الحالية ذات التيار المتردد ثلاثية الطور بشكل كبير عن طريق تحويلها إلى تيار كهربائي مباشر باستخدام نفس الدعامات وأكاليل العوازل والأسلاك. يمكن أن تتراوح الزيادة في الطاقة المنقولة في هذه الحالة من 50% إلى 245% للخط الهوائي 500 كيلو فولت ومن 70% إلى 410% للخط الهوائي 750 كيلو فولت، اعتمادًا على العلامة التجارية والمقطع العرضي للأسلاك المستخدمة و القدرة المركبة للخط العلوي للتيار المتردد. إن تحويل خطوط التيار المتردد الحالية ثلاثية الطور إلى تيار مباشر وفقًا للمخططات المقترحة سيؤدي أيضًا إلى تحسين مؤشرات موثوقيتها بشكل كبير. وفي الوقت نفسه، سيؤدي استخدام الدوائر المطورة إلى زيادة الموثوقية بنسبة 5-30 مرة، اعتمادًا على فئة الجهد للخط العلوي. في حالة التصميم الجديد للخطوط الهوائية DC وفقًا للمخططات المذكورة أعلاه، ستكون مؤشرات موثوقيتها متكافئة.

وبشكل عام، فإن إمكانية تحويل الخطوط الهوائية الحالية إلى تيار متردد ثلاثي الطور أمر ممكن تماما. قد يكون مثل هذا الحل التقني مناسبًا لزيادة قدرة الخطوط الهوائية العاملة مع الحفاظ على تكوينها، وسيعمل أيضًا على توسيع نطاق تطبيق نقل الطاقة بالتيار المستمر. لا يمكن استبعاد إمكانية إنشاء خطوط كهرباء جديدة للتيار المستمر باستخدام تصميمات موحدة لأعمدة التيار المتردد ثلاثية الطور.

4 قوة رد الفعل –عنصر القوة الكاملة، والتي، اعتمادًا على المعلمات والدائرة وطريقة تشغيل الشبكة الكهربائية، تسبب خسائر إضافية في الطاقة الكهربائية النشطة وتدهورًا في جودة الطاقة الكهربائية.

الطاقة الكهربائية التفاعلية –التداول الضار تقنيًا للطاقة الكهربائية بين مصادر الطاقة ومستقبلات التيار الكهربائي المتناوب الناجم عن عدم التوازن الكهرومغناطيسي في التركيبات الكهربائية.

المستهلكين الرئيسيين لل الطاقة النشطةفي الأنظمة الكهربائية هي المحولات، والخطوط الكهربائية العلوية، المحركات غير المتزامنةومحولات الصمامات والأفران الكهربائية الحثية ووحدات اللحام والأحمال الأخرى.

يمكن توليد الطاقة التفاعلية ليس فقط عن طريق المولدات، ولكن أيضًا عن طريق تعويض أجهزة المكثفات أو المعوضات المتزامنة أو المصادر الإحصائية قوة رد الفعل(IRM)، والتي يمكن تركيبها في المحطات الفرعية للشبكة الكهربائية.

لتطبيع تدفقات الطاقة التفاعلية، عند حل مشاكل تعويض الطاقة التفاعلية باستخدام قواتنا وجهود المستهلكين، لتعزيز عملية حل مشاكل الطاقة التفاعلية ومهام تحسين تدفقاتها، وتطبيع مستويات الجهد، وتقليل فقد الطاقة النشطة في الكهرباء شبكات التوزيع وزيادة موثوقية إمدادات الطاقة للمستهلكين، يجب إجراء فحص لمرافق فرع IDGC في شمال القوقاز، JSC - Stavropolenergo لحالة مصادر الطاقة التفاعلية، وحالة الطاقة التفاعلية و أجهزة قياس القدرة لوظيفة مراقبة توازن الطاقة التفاعلية والطاقة.

لدى Stavropolenergo 866 بنكًا من أجهزة التعويض (BSDs) بسعة متاحة تبلغ 38.66 ميجا فولت أمبير (الحمل الفعلي عند الحد الأقصى من الطاقة التفاعلية هو 25.4 ميجا فولت أمبير). في الميزانية العمومية للمستهلك، تبلغ السعة المركبة 25.746 ميجا فولت أمبير (الحمل الفعلي عند الحد الأقصى للطاقة التفاعلية هو 18.98 ميجا فولت أمبير)

بالتعاون مع OJSC Stavropolenergosbyt، تم إجراء دراسات استقصائية حول طبيعة حمل المستهلكين مع زيادة استهلاك الطاقة التفاعلية (tg ?> 0.4). بعد نشر "إجراء حساب نسبة استهلاك الطاقة النشطة والمتفاعلة لأجهزة استقبال الطاقة الفردية لمستهلكي الطاقة الكهربائية"، وفقًا لمرسوم حكومة الاتحاد الروسي رقم 530، سيتم تنظيم العمل مع المستهلكين كليا. شروط العمل مع المستهلكين وفق "الإجراء..." الجديد مدرجة في نص عقود إمداد الكهرباء التي يتم إعادة التفاوض بشأنها حالياً.

عندما يتقدم المستهلكون بطلب للاتصال بالشبكات الكهربائية لشركة Stavropolenergo أو لزيادة الطاقة المتصلة بمقدار 150 كيلوواط وما فوق، يتم تضمين متطلبات الحاجة إلى التعويض عن الطاقة التفاعلية في عقود توصيل المستهلكين بالشبكة الكهربائية بمبلغ يضمن الامتثال للقيم الحدية المحددة لعوامل الطاقة التفاعلية.

تم تنظيم توقيع اتفاقيات إضافية لعقود تقديم خدمات نقل الطاقة الكهربائية مع OJSC Stavropolenergosbyt وOJSC Pyatigorsk Electric Networks وLLC RN-Energo وKT CJSC RCER وK وOJSC Nevinnomyssky Azot، مما يضمن للموردين شروط الحفاظ على من قبل المستهلكين الذين لديهم طاقة متصلة تبلغ 150 كيلووات أو أكثر من عوامل الطاقة التفاعلية التي أنشأتها الهيئة التنفيذية الفيدرالية التي تمارس وظائف تطوير سياسة الدولة في مجال مجمع الوقود والطاقة ومتطلبات ضمان قياس الطاقة التفاعلية.

ومن المتوقع أن يتم تشغيل قدرات صناعية جديدة في السنوات المقبلة، مما سيحدد نمو الاستهلاك بنسبة تصل إلى 3٪ أو أكثر سنويا. وهذا يجعل مهمة توازن القوى التفاعلية إحدى المجالات ذات الأولوية، والتي ستحظى باهتمام متزايد.

تعويض الطاقة التفاعلية- التأثير المستهدف على توازن الطاقة التفاعلية في عقدة نظام الطاقة الكهربائية من أجل تنظيم الجهد، وفي شبكات التوزيع من أجل تقليل فاقد الكهرباء. يتم تنفيذها باستخدام أجهزة التعويض. وللمحافظة على مستويات الجهد المطلوبة في عقد الشبكة الكهربائية، يجب ضمان استهلاك الطاقة التفاعلية من الطاقة المولدة المطلوبة، مع مراعاة الاحتياطي اللازم. تتكون الطاقة التفاعلية المولدة من الطاقة التفاعلية المولدة بواسطة مولدات محطات توليد الطاقة والطاقة التفاعلية للأجهزة التعويضية الموجودة في الشبكة الكهربائية وفي التركيبات الكهربائية لمستهلكي الطاقة الكهربائية.

يعد تعويض الطاقة التفاعلية ذا أهمية خاصة بالنسبة للمؤسسات الصناعية، حيث يكون المستهلكون الكهربائيون الرئيسيون هم المحركات غير المتزامنة، ونتيجة لذلك فإن عامل الطاقة دون اتخاذ تدابير التعويض هو 0.7-0.75. تتيح لك إجراءات تعويض الطاقة التفاعلية في المؤسسة ما يلي:

تقليل الحمل على المحولات، وزيادة عمر الخدمة،

تقليل الحمل على الأسلاك والكابلات، واستخدامها مع مقطع عرضي أصغر،

تحسين جودة الكهرباء في أجهزة الاستقبال الكهربائية (عن طريق تقليل تشويه شكل موجة الجهد)،

تقليل الحمل على معدات التبديل عن طريق تقليل التيارات في الدوائر،

تجنب العقوبات المترتبة على تقليل جودة الكهرباء بسبب انخفاض عامل الطاقة،

تقليل تكاليف الطاقة.

مستهلكو الطاقة التفاعلية اللازمة لإنشاء مجالات مغناطيسية هم وحدات نقل الطاقة الفردية (المحولات والخطوط والمفاعلات) وأجهزة الاستقبال الكهربائية التي تحول الكهرباء إلى نوع آخر من الطاقة، والتي، وفقًا لمبدأ عملها، تستخدم مجالًا مغناطيسيًا (غير متزامن المحركات والأفران الحثية وغيرها). يتم استهلاك ما يصل إلى 80-85٪ من إجمالي الطاقة التفاعلية المرتبطة بتكوين المجالات المغناطيسية بواسطة المحركات والمحولات غير المتزامنة. ويأتي جزء صغير نسبيًا من إجمالي رصيد الطاقة التفاعلية من مستهلكين آخرين، على سبيل المثال، أفران الحث، محولات اللحام، وحدات التحويل، إضاءة الفلورسنت، الخ.

إجمالي الطاقة التي توفرها المولدات للشبكة:

(1)

حيث P وQ هما القدرة النشطة والمتفاعلة للمستقبلات، مع مراعاة فقدان الطاقة في الشبكات؛

cosφ هو عامل الطاقة الناتج لمستقبلات الكهرباء.

تم تصميم المولدات لتعمل عند عامل القدرة المقدر لها والذي يتراوح بين 0.8-0.85، حيث تكون قادرة على توفير الطاقة النشطة المقدرة. يمكن أن يؤدي الانخفاض في cosφ للمستهلكين أقل من قيمة معينة إلى حقيقة أن cosφ للمولدات ستكون أقل من القيمة المقدرة وستكون الطاقة النشطة التي تنتجها بنفس الطاقة الإجمالية أقل من الطاقة المقدرة. وبالتالي، مع انخفاض عوامل الطاقة بين المستهلكين، ومن أجل ضمان نقل طاقة نشطة معينة إليهم، من الضروري استثمار تكاليف إضافية في بناء محطات طاقة أكثر قوة، وزيادة القدرة الإنتاجية للشبكات والمحولات، وكذلك ونتيجة لذلك، تحمل تكاليف تشغيل إضافية.

منذ في الحديث الأنظمة الكهربائيةمتضمنة عدد كبير منالمحولات والخطوط الهوائية الطويلة، فإن مفاعلة جهاز الإرسال تكون كبيرة جدًا، وهذا يسبب خسائر كبيرة في الجهد والقدرة التفاعلية. يؤدي نقل الطاقة التفاعلية عبر الشبكة إلى فقد جهد إضافي، من التعبير:

(2)

يمكن ملاحظة أن الطاقة التفاعلية Q المنقولة عبر الشبكة ومفاعلة الشبكة X تؤثر بشكل كبير على مستوى جهد المستهلكين.

يؤثر حجم الطاقة التفاعلية المرسلة أيضًا على فقدان الطاقة النشطة والطاقة في نقل الطاقة، والذي يتبع من الصيغة:

(3)

الكمية التي تميز القدرة التفاعلية المرسلة هي عامل القدرة
. باستبدال قيمة القدرة الإجمالية المعبر عنها بدلالة cosφ في صيغة الخسارة، نحصل على:

(4)

وهذا يدل على أن اعتماد قوة بنوك المكثفات يتناسب عكسيا مع مربع جهد الشبكة، وبالتالي فإنه من المستحيل تنظيم القوة التفاعلية بسلاسة، وبالتالي جهد التثبيت. وبالتالي، يتناقص cos (φ) عندما يزيد استهلاك الطاقة التفاعلية للحمل. من الضروري أن نسعى جاهدين لزيادة cos (φ)، لأن انخفاض كوس (φ) يسبب المشاكل التالية:

مقالات لها صلة:التعويض عن الاضطرابات والتداخلات أثناء المراقبة كائن خطيعند الخروج

فقدان الطاقة العالية في الخطوط الكهربائية (تدفق تيار الطاقة التفاعلية)؛

انخفاضات كبيرة في الجهد في الخطوط الكهربائية؛

الحاجة إلى زيادة الطاقة الإجمالية للمولدات ومقاطع الكابلات وقدرة محولات الطاقة.

من كل ما سبق يتضح أن تعويض القدرة التفاعلية ضروري. يمكن تحقيق ذلك بسهولة باستخدام وحدات التعويض النشطة. المصادر الرئيسية للطاقة التفاعلية المثبتة عند نقطة الاستهلاك هي المعوضات المتزامنة والمكثفات الثابتة. الأكثر استخدامًا هي المكثفات الثابتة بجهد يصل إلى 1000 فولت و6-10 كيلو فولت. يتم تركيب المكثفات المتزامنة بجهد 6-10 كيلو فولت في المحطات الفرعية للمنطقة.



الشكل 1: مخططات نقل الطاقة

أ- لا تعويض؛ ب - بالتعويض.

جميع هذه الأجهزة هي مستهلكة للطاقة التفاعلية الرائدة (السعوية)، أو ما هو نفسه، مصادر الطاقة التفاعلية المتأخرة التي تزودها بالشبكة. ويوضح هذا الرسم البياني في الشكل. 1. لذلك، في الرسم البياني في الشكل. يوضح الشكل 1 أ نقل الكهرباء من محطة الطاقة A إلى محطة المستهلك الفرعية B. الطاقة المرسلة هي P + jQ. عند تركيب مكثفات ثابتة بقدرة Q K عند المستهلك (الشكل 1 ب)، ستكون الطاقة المنقولة عبر الشبكة P + j(Q - Q K)

نرى أن الطاقة التفاعلية المرسلة من محطة توليد الكهرباء قد انخفضت أو، كما يقولون، تم تعويضها بمقدار الطاقة المولدة من بنك المكثف. يتلقى المستهلك الآن جزءًا كبيرًا من هذه الطاقة مباشرةً من التركيب التعويضي. عندما يتم تعويض الطاقة التفاعلية، يتم أيضًا تقليل فقد الجهد في خطوط نقل الطاقة. إذا كان لدينا قبل التعويض فقدان الجهد في شبكة المنطقة

(5)

فإذا كان هناك تعويض، فإنه سيتم تخفيض المبلغ

(6)

حيث R و X هما مقاومة الشبكة.

نظرًا لأن طاقة المكثفات الفردية صغيرة نسبيًا، فعادةً ما يتم توصيلها بالتوازي مع البطاريات الموضوعة في خزائن كاملة. غالبًا ما يتم استخدام التركيبات التي تتكون من عدة مجموعات أو أقسام من بنوك المكثفات، مما يجعل من الممكن تنظيم قوة المكثفات تدريجيًا، وبالتالي جهد التثبيت.

يجب أن يكون بنك المكثف مزودًا بمقاومة تفريغ متصلة بإحكام بأطرافه. مقاومة التفريغ لبنوك المكثفات بجهد يصل إلى 6-10 كيلو فولت هي محولات الجهد VT، وبالنسبة لبنوك المكثفات بجهد يصل إلى 380 فولت - المصابيح المتوهجة. يتم تحديد الحاجة إلى مقاومات التفريغ من خلال حقيقة أنه عند فصل المكثفات عن الشبكة، تبقى شحنة كهربائية فيها ويتم الحفاظ على قيمة جهد قريبة من جهد الشبكة. نظرًا لإغلاقها (بعد الانفصال) أمام مقاومة التفريغ، تفقد المكثفات طاقتها بسرعة الشحنة الكهربائية، ينخفض ​​​​الجهد أيضًا إلى الصفر، مما يضمن الصيانة الآمنة للتركيب. تختلف وحدات المكثفات عن أجهزة التعويض الأخرى في بساطتها في التصميم والصيانة، وغياب الأجزاء الدوارة، وانخفاض فقدان الطاقة النشطة.



الشكل 2: مخطط اتصال بنك مكثف.

عند اختيار قوة الأجهزة التعويضية، من الضروري أن نسعى جاهدين للتوزيع الصحيح لمصادر الطاقة التفاعلية والتحميل الأكثر اقتصادا للشبكات. هناك:

أ) عامل القدرة اللحظية، محسوبًا بالصيغة.

(7)

بناءً على قراءات متزامنة لمقياس الواط (P) والفولتميتر (U) والأميتر (I) لـ بهذه اللحظةالوقت أو من قراءات عداد المرحلة،

ب) متوسط ​​معامل القدرة، وهو المتوسط ​​الحسابي لعوامل القدرة اللحظية لفترات زمنية متساوية، تحدده الصيغة:

• حيث n هو عدد الفواصل الزمنية؛

  ج) متوسط ​​معامل القدرة المرجح، والذي يتم تحديده من قراءات أجهزة قياس Wa النشطة ومقاييس Wr للطاقة التفاعلية لفترة زمنية معينة (يوم، شهر، سنة) باستخدام الصيغة:

  (9)

  يجب أن يضمن اختيار النوع والطاقة وموقع التثبيت وطريقة التشغيل لأجهزة التعويض أكبر قدر من الكفاءة، مع مراعاة ما يلي:

  أ) شروط الجهد المسموح به في شبكات الإمداد والتوزيع؛

  ب) الأحمال الحالية المسموح بها في جميع عناصر الشبكة؛

  ج) أوضاع تشغيل مصادر الطاقة التفاعلية ضمن الحدود المقبولة؛

  د) احتياطي الطاقة التفاعلية المطلوبة.

  معيار فعالية التكلفة هو الحد الأدنى من التكاليف المحددة، عند تحديد ما يلي يجب أن يؤخذ في الاعتبار:

  أ) تكلفة تركيب أجهزة التعويض و معدات إضافيةلهم؛

  ب) تقليل تكلفة المعدات محطات المحولات الفرعيةوإنشاء شبكات التوزيع والإمداد، فضلا عن خسائر الكهرباء فيها و

  ج) انخفاض القدرة المركبة لمحطات الطاقة بسبب انخفاض فقد الطاقة النشطة.

  من كل ما سبق يمكننا أن نستنتج أن تعويض الطاقة التفاعلية في الشبكات الإقليمية باستخدام بنوك المكثفات سيزيد من سعة الخط دون تغيير المعدات الكهربائية. وبالإضافة إلى ذلك، فمن المنطقي من وجهة نظر اقتصادية.

5 بالمعنى الدقيق للكلمة، تم تطوير طرق اختيار المقاطع العرضية على أساس فقدان الجهد المسموح به للموصلات المصنوعة من المعادن غير الحديدية في الشبكات ذات الفولتية التي تصل إلى 35 كيلو فولت. تم تطوير الطرق بناءً على الافتراضات المقبولة في الشبكات ذات هذا الجهد.

تعتمد طرق تحديد المقطع العرضي بناءً على فقدان الجهد المسموح به على حقيقة أن قيمة مفاعلة الموصلات س 0 عمليا لا يعتمد على المقطع العرضي للسلك F:

لخطوط الكهرباء العلوية س 0 = 0.36 - 0.46 أوم/كم؛

· لخطوط الكهرباء الكابلية جهد 6 – 10 ك.ف س 0 = 0.06 - 0.09 أوم/كم؛

· لخطوط الكهرباء الكابلية جهد 35 ك.ف س 0 = 0.11 - 0.13 أوم/كم.

يتم حساب مقدار فقدان الجهد المسموح به في خطوط نقل الطاقة بناءً على قوة ومقاومة الأقسام باستخدام الصيغة:

ويتكون من مكونين - فقدان الجهد في المقاومات النشطة وفقدان الجهد في المفاعلات.

مع الأخذ في الاعتبار حقيقة ذلك س 0 عمليا لا يعتمد على المقطع العرضي للسلك؛ يمكن حساب القيمة قبل حساب المقطع العرضي للموصل، نظرا لمتوسط ​​قيمة المفاعلة س 0av في النطاقات المحددة لتغييره:

بناءً على القيمة المعطاة للجهد المسموح به في خط نقل الطاقة، يتم حساب نسبة فقدان الجهد في المقاومات النشطة:

في التعبير لحساب فقدان الجهد في المقاومات النشطة

المعلمة تعتمد على المقطع العرضي،

أين هي موصلية مادة السلك.

إذا كان خط الطاقة يتكون من مقطع واحد فقط، فيمكن تحديد قيمة المقطع العرضي من التعبير لـ:

مع وجود عدد أكبر من أقسام خطوط نقل الطاقة، هناك حاجة إلى شروط إضافية لحساب المقاطع العرضية للموصل. هناك ثلاثة منهم:

· تناسق الأقسام في جميع المجالات F = ثابت;

· الحد الأدنى من استهلاك المواد الموصلة دقيقة;

· الحد الأدنى من خسائر الطاقة النشطة دقيقة.