Для студентів, які навчаються за галуззю знань

1. Призначення розрядника низької напруги, будова.

Розрядники вентильні РВН призначені для захисту від атмосферних перенапруг ізоляції електрообладнання змінного струму частотою 50 і 60 Гц. Виготовляються для мереж з будь-якою системою заземлення нейтралі.

Розрядники РВН призначені для експлуатації в районах з помірним і тропічним кліматом при температурі навколишнього середовища:

від -45 до +40° С - для виконання У1;

від -10 до +50° С - для виконання Т1.

- Висота встановлення над рівнем моря не більше 1000 м.

- Відносна вологість повітря:

при температурі +25° С до 100% - для виконання У1;

при температурі +35° С до 100% - для виконання Т1.

Конструкція і робота розрядника РВН-0,5 1

Конструктивно розрядник РВН на напругу 0,5 кВ складається із одного іскрового проміжку і робочого нелінійного резистора (1), який поміщений в герметичний пластмасовий корпус (2).

Іскровий проміжок утворений двома фасонними латунними електродами (3), що розділені ізоляційною прокладкою (4) і закритий фарфоровою кришкою

Герметизація розрядника виконується заливанням пазу в корпусі клеєм на основі епоксидної смоли. Іскровий проміжок 3 підібраний так, що він пробивається кожний раз, як тільки напруга на захищаємій ділянці перевищує допустимий рівень.

Принцип дії:

Захисна дія розрядника обумовлена тим, що при появі небезпечної для обладнання напруги виникає пробій іскрового проміжка розрядника, а імпульсний струм, що протікає через розрядник внаслідок не лінійності робочого резистора 4 не утворює небезпечної для обладнання напруги. Наступний за пробоєм іскрового проміжка розрядника струм, який протікає під дією напруги промислової частоти переривається іскровим проміжком при першому переході струму через нульове значення.

2 Обмежувачі перенапруг, призначення, будова.

Обмежувачі перенапруг ОПН на сьогодні є одним із найбільш ефективних засобів захисту електрообладнання мереж ліній електропередач, тому що вони мають високу надійність та високу експлуатаційну здатність.

Нелінійні ОПН використовуються як основні засоби захисту ізоляції пристроїв електричних мереж від комутаційних та грозових перенапруг.

На відміну від стандартних вентильних розрядників ОПН не мають іскрових проміжків та складаються із одного або декількох модулей ( колонки варисторів – нелінійних резисторів на основі окису цинку або метало оксидної кераміки, які поміщені в полімерний або фарфоровий корпус). Завдяки використанню в ОПН оксидно-цинкових резисторів їх можна використовувати для більш ефективного обмеження перенапруг в порівнянні з вентильними розрядниками і в зв’язку з цим ОПН витримують робочу напругу без обмежень в часі. Полімерний або фарфоровий корпус забезпечує надійний захист варисторів (резисторів) від дії навколишнього середовища та безпечну експлуатацію. Розміри та вага ОПН також значно менші вентильних розрядників. Крім того ОПН пожежо- та вибухобезпечний для приміщень та споруд та може використовуватись в сейсмоактивних районах.

Враховуючи нелінійність варисторів, при появі комутаційних або грозових перенапруг через обмежувач перенапруг ОПН протікає великий імпульсний струм. Резистори ОПН переходять в активний (провідний) стан и значення перенапруг зменшується до безпечного для ізоляції обладнання Коли напруга знижується до нормального рівня ОПН повертається неактивний (непровідний) початковий стан. Обмежувачі перенапруг в полімерному корпусі: ОПН-0,38 УХЛ1; ОПН-П-0,38/125 УХЛ1; ОПН-П-0,38/300 УХЛ1;ОПН-П-0,66/300 УХЛ1.

Обмежувачі перенапруги (ОПН) типу ASA застосовуються в низьковольтних лініях електропередачі змінного струму, від низьковольтного ізолятора трансформатора ВН/НН до ввідного пристрою споживача, для відводу в землю надлишкового електричного заряду, що виникає під час грози чи комутаційних перевантажень.

Обмежувачі в низьковольтній мережі монтуються:

- на початку та кінці повітряної лінії,

- на всіх відгалуженнях кабелю з повітряної лінії,

- на відгалуженнях від основної лінії більш ніж 200 м,

- на основній лінії кожні 500 м,

- в місцях з'єднання ізольованої та неізольованої ліній,

- на приєднаннях до споживача.

Будова.

В конструкції обмежувача перенапруги типу ASA застосовується

активний елемент – варистор, виготовлений на високотехнологічному обладнанні з керамічного матеріалу наоснові окису цинку (ZnO), з додаванням інших окисів металів.

Напівпровідниковий шар, що утворюється на поверхні кристалів

окису цинку стабілізує вольт-амперну характеристику варистора.

З обох боків варистора знаходяться електроди. Корпус обмежувача

(виготовлений з поліаміду методом безпосереднього вприскування

на варистор.

Обмежувачі типу ASA-ВО мають в своїй конструкції роз'єднувач, який спрацьовує при безпосередньому чи близькому від місця встановлення ОПН удару блискавки, що приводить до виходу з ладу варистора.

Після спрацювання обмежувача роз'єднувач відмикає заземлюючий електрод. Це запобігає короткому замиканню на землю і сприяє швидкому виявленню пошкодженого пристрою.

Обмежувач ASA з роз'єднувачем.

Нормальна робота.

Обмежувач ASA з роз'єднувачем

після спрацювання (пошкодження варистора)

В повітряній мережі низької напруги стандартно можна застосовувати обмежувачі перенапруги типу ASA з номінальним розрядним струмом 5 кА і максимальним розрядним струмом 30 кА. В районах з великою грозовою активністю рекомендується застосовувати обмежувачі перенапруги типу ASA

з номінальним розрядним струмом 10 кА і максимальним розрядним струмом 40 кА. В окремих випадках, коли обмежувачі застосовуються для захисту пристроїв, які можуть накопичувати велику кількість енергії (наприклад конденсаторні батареї), необхідно індивідуально підходити до вибору

пристроїв захисту від перенапруги.

В повітряних лініях на кожні 500 м довжини лінії необхідно передбачати один комплект обмежувачів перенапруги

3. Призначення та поділ стабілізаторів напруг.

Стабілізатори напруги призначені для автоматичного підтримання в електричній мережі заданої напруги (220/380 В). Стабілізатори забезпечують:

- повний захист електричних приладів та обладнання побутового і промислового призначення від раптової зміни напруги в електричній мережі;

- стабільне електричне живлення обладнання в умовах тривалого зниження або підвищення напруги в електричній мережі;

- можливість безвідмовної і правильної роботи електричного обладнання в умовах нестабільної напруги електричної мережі;

- контроль напруги на вході і виході;

- фільтрацію мережевих перешкод і відсутність відхилень.

- автоматичне регулювання вихідної напруги з високою точністю.

В залежності від мережі живлення і приєднаного навантаження стабілізатори напруги поділяються на однофазні і трифазні, в залежності від принципу дії – на електромеханічні та електронні. а принципом дії стабілізатори змінного струму можна класифікувати таким чином:

ступінчасті коректори напруги (стабілізатори із ступінчастим регулюванням);

ферорезонансні стабілізатори;

електромеханічні стабілізатори з електроприводом;

стабілізатори з підмагнічуванням трансформатора;

системи з подвійним перетворенням енергії;

високочастотні транзисторні регулятори (стабілізатори з дискретним ВЧ регулюванням).

БЕЗТРАНСФОРМАТОРНІ СТАБІЛІЗАТОРИ НАПРУГИ .

ЛЕГАТ-8 (800 ВА), ЛЕГАТ-20 (2000 ВА), ЛЕГАТ-40 (4000 ВА), ЛЕГАТ-70 (7000 ВА).

Плавна, безступінчата стабілізація вихідної напруги. Точність стабілізації вихідної напруги не гірше 1%. Можливість регулювання величини вихідної напруги в діапазоні 180В – 240В з кроком 1В. Можливість регулювання часу пуску в діапазоні 3-999 сек. Швидкість реакції на різку зміну вхідної напруги менше 0,05 сек. Наявність вхідного і вихідного фільтрів, що ефективно згладжують перешкоди в мережі. Індикація вхідної/вихідної напруги, а також ступеню завантаження стабілізатора. Захист від перевантаження, короткого замикання, перегріву.

Переваги:

- Безтрансформаторна схема (захищена патентами РФ).

- Робочий діапазон вхідної напруги 100В – 280В (для LEGAT-8 – 90В – 420В).

- Збереження 100% вихідної потужності у всьому діапазоні вхідної напруги.

- Малі вага та габарити.

- Відсутня гальванічна розв'язка з мережею. Загальний нульовий дріт на вході і виході.

- Можливість трикратного перевантаження.

100% Вихідна потужність у всьому діапазоні стабілізації Основні технічні характеристики:

Плавна, безступінчата стабілізація вихідної напруги. Точність стабілізації вихідної напруги не гірше 1%. Можливість регулювання величини вихідної напруги в діапазоні 180В – 240В з кроком 1В. Можливість регулювання часу пуску в діапазоні 3-999 сек. Швидкість реакції на різку зміну вхідної напруги менше 0,05 сек. Наявність вхідного і вихідного фільтрів, що ефективно згладжують перешкоди в мережі. Індикація вхідної/вихідної напруги, а також ступеню завантаження стабілізатора. Захист від перевантаження, короткого замикання, перегріву.

Однофазний стабілізатор напруги ЛЕГАТ-5 призначений для забезпечення стабільним електроживленням різних споживачів

Технічні характеристики:

- Діапазон робочих напруг, 90-280В;

- Максимальний вихідний струм, 2,2 А;

- Максимальна вихідна потужність 500 ВА;

- Максимальна вихідна потужність при нижньому значенні вхідної напруги, 240 ВА;

- Точність стабілізації вихідної напруги, 1,5 %;

- Діапазон вхідних напруг при збереженні працездатності, 90-380В ;

- Частота мережі 50/60 Гц;

- Кількість фаз - однофазний

- Макс. час спрацьовування при різкому відхиленні вхідної напруги на 40В,0,05 сек;

- ККД при 160 В <Uвх <240В, не менш 91% ;

- Коефіцієнт потужності на вході стабілізатора;

- Вага, 2к;г

- Габаритні розміри, 230 × 90 × 120мм.

Стабілізатори напруги із ступінчастим регулюванням являють собою найбільш широкий клас пристроїв, які забезпечують підтримку вихідної напруги з певною точністю. Принцип стабілізації оснований на автоматичній комутації (перемиканні) секцій (обмоток) автотрансформатора (або трансформатора) за допомогою силових ключів (реле, тиристорів, сімісторів). В силу ряду переваг, ступінчасті коректори напруги набули найбільшого поширення.

Переваги:

- швидкодія;

- широкий діапазон вхідної напруги;

- можливість роботи при холостому ході;

- відсутність спотворення форми вихідної напруги;

- високе значення ККД.

Недоліки:

- ступеневу зміна вихідної напруги, що обмежує точність стабілізації.

Ферорезонанасні стабілізатори напруги побудовані на основі використання ферорезонансу в нелінійному контурі трансформатор - конденсатор, який забезпечує безперервне регулювання вихідної напруги у визначених межах зміни навантаження. В даний час знаходять обмежене застосування через низку недоліків.

Переваги:

- висока швидкодія;

- стійкість до перевантажень по напрузі і широкий діапазон температур;

- великий ресурс роботи.

Недоліки:

- спотворення форми вхідної напруги;

- неприпустимість роботи в режимах холостого ходу і при перевантаженнях;

- залежність вихідної напруги від частоти живильної мережі;

- низьке значення ККД.

Електромеханічні стабілізатори напруги являють собою стежачу систему з використанням електродвигуна, автотрансформатора та системи керування двигуном. Такі стабілізатори дозволяють безперервно і плавно регулювати вихідну напругу без спотворення синусоїдальної форми.

Переваги:

- висока точність регулювання;

- відсутність перешкод;

- висока перевантажувальна здатність;

- широкий діапазон регулювання.

Недоліки:

- низька швидкодія;

- обмежений термін служби при наявності вимоги по проведенню періодичних регламентних робіт;

- наявність відкритого ковзного електричного контакту, що обмежує середу використання.

Стабілізатори напруги з підмагнічуванням трансформатора засновані на компенсації зміни напруги мережі шляхом регулювання коефіцієнта трансформації за рахунок локального підмагнічування стрижнів автотрансформаторів із спеціально виконаним магнітопроводом і системою обмоток. Підмагнічування здійснюється за допомогою тиристорного регулятора. Такі стабілізатори характеризуються високими перевантажувальними здатностями, але мають обмежений діапазон регулювання і істотний коефіцієнт спотворення синусоїдальної форми вихідної напруги в порівнянні зі східчастими коректорами напруги.

Стабілізатори напруги з подвійним перетворенням енергії містять випрямляч і транзисторний інвертор з ШІМ керуванням, що забезпечує стабільне синусоїдальна напруга з частотою 50 Гц. В даний час знаходяться в стадії промислового освоєння.

Стабілізатори напруги з високочастотним транзисторним регулюванням засновані на використанні швидкодіючих силових транзисторів, комутованих з високою частотою на кожному періоді мережевої напруги. Є перспективним напрямком у розвитку стабілізаторів. В даний час перебувають на стадії розробок, в промисловому виробництві відсутні.

4.Регулятори напруги, призначення, типи.

Регулятори «РЕНАП»(ТУ У16396847.005-00) - силові напівпровідникові пристрої на базі тиристорних модулів і швидкодіючих драйверів. Працюють в ручному і в автоматичному режимах регулювання струму, напруги, потужності навантаження, в системах автоматичного регулювання технологічних параметрів на переробних підприємствах, заводах.

Регулятори «РЕНАП» призначені для живлення однофазним(до 100А) або трьохфазним (до 500А) струмом активних, активно-індуктивних навантажень, які допускають фазо імпульсне або часоімпульсне регулювання напруги (ТЕНи, лампи, обмотки електромагнітів, трансформатори, асинхронні двигуни).

РЕНАП-1В – (до 25 А) однофазний (двохфазний) регулятор з фазоімпульсним регулюванням випрямленого струму (потужності) в активному або активно-індуктивному навантаженні, наприклад, в обмотках електромагніту вібродвигуна для регулювання продуктивності вібродозаторів і вібротранспортерів.

РЕНАП-1Д – (до 25А) – однофазний регулятор з фазо-імпульсним регулюванням струму в обмотках однофазного двигуна для регулювання продуктивності вентиляторів;

РЕНАП-1Т – (до 100А) – однофазний (двохфазний) регулятор з фазоімпульсним регулюванням струму (потужності) в активному або активно-індуктивному навантаженні, наприклад, в первинній обмотці трансформатора для обладнання по виготовленню будівельних і полімерних матеріалів.

РЕНАП-1Е – (до 100А) – однофазний регулятор з фазоімпульсним регулюванням струму (потужності) в активному або активно-індуктивному навантаженні, наприклад в секціях ТЕН для обладнання нагріву.

РЕНАП-3В – (до 500А) – трьохфазний регулятор з фазоімпульсним регулюванням струму (потужності) в активному або активно-індуктивному навантаженні, наприклад, в обмотці електромагнітного сепаратора.

РЕНАП-3Е – (до 500А) –, трьохфазний регулятор з часоімпульсним регулюванням струму (потужності) в активному або активно-індуктивному навантаженні, наприклад в секціях ТЕН для обладнання нагріву.

РЕНАП-3Т – (до 500А) – трьохфазний регулятор з фазоімпульсним регулюванням струму (потужності) в активному або активно-індуктивному навантаженні, наприклад, в первинній обмотці трансформатора для плавильного обладнання, в секціях ТЕН для обладнання нагріву.

Контрольні запитання:

1.Призначення та місце встановлення розрядників.

2.Основне призначення стабілізаторів напруги та поділ.

3.Поясніть призначення реле та їх поділ.

4.Поясніть поділ та призначення регуляторів.

для студентів, які навчаються за галуззю знань

0305 «Економіка та підприємництво»