Łącznik-urządzenie do łączenia obw el(łączenie,przełączanie, załączanie) -izolacyjne(odłączniki) -robocze -zwarciowe
Odłącznik I<0,3Inł, Rozłącznik I=(2÷3)Inł, wyłączniki - prądy robocze+prądy zwarciowe
Sposoby gaszenia łuku elektr w łącznikach:
1.szybkie rozdzielanie styków
2.naturalne wydłużanie łuku przez odpowiednie otwieran styków
3.wydłużenie łuku przez wydmuch elektromagnetyczny
4.stosowanie kilku przerw miedzystykowych na 1 biegun łącznika
5.podział łuku na szereg krótkich części palących się między metalowymi płytkami dejonizującymi
6. w oleju
rys
Napięcie do wywołania łuku jest małej wartości(piece łukowe)-niekoniecznie w liniach WN
Bezpiecznik-łącznik 1-krotnego użycia, w którym elem zabezpieczającym jest element topikowy.
(element topikowy powinien być czymś pokryty aby się nie utleniał-najlepiej gdyby był srebrny)
I2R=ΔP- strata mocy na bezpiecznikach (przed licznikiem -cena strat wliczona w cenę energii)
Bezpiecznik wyłączy obwód jeśli zdolność wyłączalna > niż prąd wyłączalny który pojawi się w bezpieczniku
2rysunki
Ch-ka prądowo-czasowa bezpiecznika przedst. zależność czasu wyłączenia bezpiecznika tw w funkcji prądu płynącego przez bezpieczników
tw-czas wył bezp - czas od momentu pojawienia się pradu który powoduje wyłączenie, zapalenie się łuku i czasu definitywnego zgaszenia łuku IFN-znam prąd bezpiecznika
tw=tp+tł tp-czas przedłukowy, tł-czas palenia łuku
!!!Bezpiecznik chroni przed wystapieniem prądu udarowego w obwodzie (ogranicza działanie prądu zwarciowego)!!!
iu-√2·kp·Ip gdzie ku=1,8-współ udaru kumax=2,0
Ip=1,1·Un/√3·Z
prąd udarowy-największy jaki może wyst w obwodzie
prąd ograniczony bezpiecznika-to największa wart prądu zwarciowego wystepujaca podczas dzialania bezpiecznika, gdy czas przedłukowy jest taki krótki, że prąd nie zdąży osiągnąć wart szczytowej. Im większa wart szczyt do której zdąża tym szybciej przepala się elem topikowy i wydatniejsze jest ograniczające działanie bezpiecznika.
Warunek jest aby prąd zwarciowy nie przekraczał wart prądu wyłączalnego bezpiecznika.
Ch-ka prądów ograniczonych bezpiecznika w funkcji Ip
Ch-ka
B+R≡W -bezpiecznik(prądy zwarciowe)+rozłącznik(nie przerywa zwarć, rozłącza prądy obwodu) ≡wyłącznik(2w1)
OŚWIETLENIE ELEKTRYCZNE
λ-długość fali prądu
λ=c/f , c=3·108 m/s-predkosc swiatla
f=50Hz→λ=6000km
- podst wielkością świetlną jest strumień świetlny
φ=dQ/dt [lm]
1W=680lm(teoret)
Świetlówka LF40- P=40W ma φ=2500lm
Żarówka P=100W ma φ≅1700lm
- światłość - stosunek strumienia świetlnego do kąta bryłowego pod którym pada strumień
I=dφ/dω[cd] ω[srd]steradian→kąt płaski
dω=ds/r2
rysunek mały
o tym jak strumień świetlny jest rozsyłany ze źródła w różnych kierunkach mówi bryła fotometryczna
bryła fotometryczna jest miejscem geometrycznym kątów wektora światłości danego źródła
Krzywa krs(krzywa rozsyłu światłości) stanowi przekrój płaszczyzną bryły fotometrycznej. Dla źródeł punktowych krzywa rozsyłu światłości jest symetryczna i zbliżona do kręgu natomiast dla źródeł np. świetlówka ma krs niesymetryczne
krzywe rozsyłu światłości dla świetlówki:
Rys
Irz=Iwyk·φrz/1000 Irz-światłość rzeczywista, Iwyk-światłość odczyt z wykr, φrz-strumień rzeczywisty, 1000-lumeny
Krzywe rozsyłu światłości wykreślane dla umownej wart strumienia(np.1000lm)
- Natężenie oświetlenia- stos strumienia świetlnego padającego na elementarne pole powierzchni otaczające wybrany punkt do wielkości tego pola:
E=dφ/ds[lx] 1lx=1lm/1m2 , I=dφ/dω→dφ=Iα·dω=Iα·(ds/r2)
E= dφ/ds =Iα·(ds/r2)/ds=Iα/r2 czyli E= Iα/r2
h-wys zawieszenia oprawy nad polem pracy
r=h/cosα, EA= (Iα·cosα)/h2; Epion=E·cosα , Epion=(Iα/h2)·cos3α
rys
- luminacja(jaskrość w danym punkcie powierzchni)- stosunek światłości w danym kier elementarnego pola powierzchni otaczającej dany punkt do pola rzutu prostokątnego tego elementu na płaszczyznę prostopadłą do obranego kierunku
L=(d·Iα)/(ds·cosα)[nt](nit)-duża jednostka 1nt=1cd/1m2=10-4 sb
Rys mały
Luminacja dla żarówki matowej - kilkanaście stilbów
Luminacja dla żarówki przeźroczystej - kilkaset Sb
Luminacja dla żarówki świetlówki kilkaset - 1 stilb
ELEKTRYCZNE ŹRÓDŁA ŚWIATŁA
-żarowe (światło powst w skutek wysokiej temp żarnika)
-luminacyjne
-elektroluminescencyjne
-fotoluminescencyjne
I=k·U3,6 Światłość żarówki zależy od napięcia prawie w 4-tej potędze (najbardziej wrażliwe źródło na zmiany napięcia)
TPN=1000h
T=k·U-14
Żarówki wrażliwe na napięcie-na temp jest niewrażliwa
Lampy fluorescencyjne (żywotność T=9000h)
cosϕ-wsp mocy, cosϕ=P/S lub cosϕ-przesunięcie I wzgl U, U=-L di/dt
świetlówka jest wrażliwana zmiane temp (poniz -30st może się nie zapal)
40W-moc świetlówki,48W-moc oprawy(8W na osprzęt świetló)
taśma nad nią obniża U zapłonu
Lampy rtęciowe (skuteczność: kilka %) T=9000h
Wada: za długo się rozświeca (do 5min), przy krótkich przerwach długi czas oczekiwania na zapalenie na nowo (stos się dlatego żarowo-rtęciowe)
Żarowo rtęciowe T=9000h Zaletą ich jest natychmiastowe zapalenie, wadą stosunkowo mała skuteczność świetlna.
Sodowe - trwałość ich wynosi ok. 4000h.
OPRAWY OŚWIETLENIOWE
Klasa oprawy oświetlenia mówi o tyn jak strumień świetlny jest rozsyłany z góry w dół. Wyróżnia się:
-kl I (hale fabryczne)- 90% światła wysyłanego przez źródło
φ(w góre)≥90%φ0(str całkow), φ(w doł)<10%φ0
-kl V (galerie, muzea, w domu),(do ośzetlenia białych sufitów, zalety - nie ma cienia, nie razi, bb\rak widocz źr światła)
φ(w dół)≥90%φ0 , φ(w góre)<10%φ0
-kl III φ(w dół)=(40÷60)%φ0 , φ(w góre) =(40÷60)%φ0
-kl II - pomieszczenia czyste o dobrej przejrzystości
KRYTERIA DOBREGO OŚWIETLENIA
1) Natężenie średnie naświetlenia powinno być większe od natężenia minimalnego (określonego przez PN) dla danego oświetlenia Eś≥EPN
2)Równomierność oświetlenia δ δ≥δPN
δ>0,65-równomierność dobra
δ>0,4-dostateczna (dla niektórych pomieszczeń-korytarze)
δ>0,3-pomieszczenia o użytku dorywczym
Rozkład luminacji
- Luminacja źródła-jak duży strumień wychodzi ze źródła
- Luminacja powierzchni-jak duży strumień pada na powierzchn
Lp>Lt>Lo Lp/Lt≥3 Lp/Lo≥(10÷100)(bliższe-dalsze)
Lp-lumin. przedmiotu, Lt-tła , Lo-otoczenia
3) kontrastowość K=(L1-L2)/L1 - współcz kontrastowości
L1-luminacja przedmiotu oświetleniowego
L2- lumin. Tła na którym obserwujemy przedmiot (stół)
jeżeli K<0,2 to mowimy ze kontrast jest mały
0,2≤K≤0,5-sredni kontrast K>0,5 -duży kontrast
4)Cienistość ogolna oświetlenia Cmin(0,2)<C<Cmax(0,8)
Cienistość jest związ z natężeniem oświetlenia C=(E-Ezac)/E=Eb/E
E -ogólne natężenie oświetl w danym punkcie
Ezac-ogolne natęż ośw w pkcie przy zaciemnieniu obserwow pktu, tj.natężenie pochodzące od stum rozproszenia
Eb -składowa bezpośrednia natęż ośw tj,pochodz od bezpośr padającego na ten pkt strumienia świetlnego
METODY OBLICZENIA OŚWIETLENIA
Metoda strumieniowa(met sprawności):
φc-strum całkowity, E-min wymag natęż oświetl w danym pomieszcz, k-współczyn zapasu, η-sprawn oświetl odczyt dla danego pomieszcz i dla danej oprawy
Metoda punktowa- zaleca się ja stosować tam gdzie nie mamy do czynienia ze strumieniem odbitym np. oświetlenie placów, terenów otwartych, boisk, dróg. Zaleca się ja w klasie I lub II. W metodzie punktowej przyjmuje się że źródło przyjmujemy jako punktowe gdy jego odległość od płaszczyzny pracy jest najmniej 5 razy większe od odległości źródła- dotyczy świetlówki
TOK POSTEPOWANIA W METODZIE PUNKTOWEJ:
1)Ustalenie wg normy wymaganego oświetlenia
2)założenie wstępne liczby lamp i ich równomierne rozmieszczenie
3)Ustalenie odległości opraw od płaszczyzny pracy (np.stołu)
4)Dobranie kilku punktów charakterystycznych (min 4) na płaszczyźnie pracy
5)Określenie kąta α dla poszczególnych punktów
6)Z krzywej rozsyłu światłości wyznaczenie światłości dla danego kierunku od danej lampy Iα (dla 1000 lm)
7)obliczenie natężenia oświetlenia w wybranym punkcie
K-współcz rezerwy n-ilość opraw, m-ilość wybranych pktów np4-5
Metoda mocy jednostkowej:
P=Spi pi=[W/m2] - moc jednostkowa
ODBIORNIKI ENERGII ELEKTRYCZNEJ dzielimy na 3 gr
1) oświetleniowe ≈20% 2)siłowe ≈60% 3)grzejne ≈20%
inne≈5%
istotnymi parametrami dla odbiorników są:
-U znamion i jego rodzaj
-dopuszczalne odchylenie i wahania napięcia
-P znamion(parametr informacyjny-do projektowania instalacji)
-symetria zasilania i obciążenia odbiornika
-charakter pracy -P przy rozruchu
-współczynnik mocy -stopień niezawodności pracy
Zniekształcenie przebiegu nap. spowodowane małym sygnałem o małej częstotl - nakłada się na sinusoide i zniekształca
SILNIKI ELEKTRYCZNE
kr=Iroz/In, ns=60f/p[obr/min]-krotność Irozr podczas rozruchu silnika
Poślizg-troche mniejsza wart predkosci obrotowej (1,5÷3%) prędkości znamionowej (opóźnienie predk obrot rzeczywistej od znamion)
Przy doborze zasilania układu napędowego interesującymi wielkościami są:
-P pobierana z sieci -cosϕ -Mr oraz szczytowy
-I rozruchowy przy określonym sposobie rozruchu
Mroz=2,2Mn
W zależności od wielkości momentu hamującego rozróżnia się nast. Rodzaje rozruchu:
-lekki-Mh<0,3Mn(małe obciążenie)
-średni-0,3≤Mh≤0,6Mn(śr obc)
-ciężki-Mh≥0,6Mn(duże obc silnika)
Czas trwania rozruchu zależy od rodzaju rozruchu (dla cieżkiego trwa tmax=15s)
kr=4,7÷7,2 (zależy od cech konstrukcyjnych silnika, rodzaj materiału wykonania-szczelina, rodzaj blachy)-nie zależy od rodzaju rozruchu
Prąd rozruchu jest stały dla wszystkich rodzaji rozruchu
Q=c·I2·Rt
Q=c1·I2-ciepło proporcjonalne do kwadratu prądu
Qn=c1·In2-ciepło znamion wytworzone w war.pracy znamionowej
Qroz=c1Iroz2=c1·In2·kr2
Prąd silnika pobierany z sieci:In=Pn/(√3·Un·cosϕ·ηn)
Silnik pobiera z sieci więcej niż nam oddaje (bo ma jakąś sprawność) P=√3·U·I·cosϕ
P≅c·U2-moc silnika proporcjonalna do kwadratu napięcia silnika
Rozruch ciężki
Jeżeli częstość załączan>15/h to dopuszczalny spadek U δUr≤10%
Jeżeli częstość załączan≤15/h to dopuszczalny spadek U δUr<15%
rozruch średni δUr<35% rozruch lekki δUr<40%
δU=√3(I·R·cosϕ-I·X·sinϕ)-dla układów NN
cosϕ (dla silnika cosϕn=0,86)
ch-ka
cosϕ silnika zależy w dużym stopniu odobciążenia momentem hamującym tego silnika
zależność współ mocy przy rozruchu od jego parametrów, najczęściej ustalana jest w sposób empiryczny
Sn-poslizg znam silnika, k-krotność prądu znamion przy rozruchu k=Iroz/In(4,7÷7,2)
γ-stos podziału strat między uzwojeniami i rdzeniem-miedzią a żelazem γ=(0,25÷0,4)
ηn-sprawność znam silnika
Z tego wzoru korzystamy do obl projektowych
Ch-ka
przebieg prądu dla przełącznika gw/tr (tr-3x<)
METODA DWUCZŁONOWA (LIWSZYCA):
1)Dzielimy odbiorniki na grupy o podobnym poziomie obc, charakterze pracy (silniki,piece,wentylatory) Pg=c·Pm·b·Pn
2)Z tablic wartości do projektowania odczytujemy współczynnik c,b,m Pn-moc znamionowa wszystkich odbiorników w grupie
Pm-moc znamionowa m- największych odbiorników w grupie
c,b- współczynniki określone na podstawie badań statycznych.
wzór z pkt 1.jest słuszny dla dowolnej grupy odbiorników.
Przypadki szczególne:
1) n<m to należy przyjąć m=n
2) n<m oraz n<3 wtedy należy przyjąć że moc grupy
Moc obliczeniowa dla wszystkich grup:
Po=(c·Pm)max+∑b·Pn
Moc bierna obliczeniowa określona jako: Qo=∑Pg·tgϕg
Z tablic materiału do projektowania dla każdej grupy odczytujemy cosϕg→tgϕg
Pg= c·Pm+b·Pn -dla grupy gdzie (cPm)max
{ b·Pn -dla pozostałych grup
METODA ZASTĘPCZEJ LICZBY ODBIORników (ZLO):
Metoda ta polega na tym, że rzeczywistą ilość n-odbiorników zastępuje się liczbą nż odbiorników o jednakowej mocy i o jednakowym programie pracy dla których moc szczytowa jest z założenia=mocy rzeczywistej grupy odbiornikow
-Obliczenia liczby zastępczej odbiorników
-Obliczenia wskaźnika wykorzystania mocy
-Obliczenia wskaźnika mocy obliczeniowej
-Obliczenia mocy czynnej odbiorników
- Obliczenia mocy czynnej gniazdek (suma mocy wszystkich gniazdek)
- Obliczenia mocy czynnej obliczeniowej: Pobl=Po+0,5Pg
- Obliczenia mocy biernej obliczeniowej: Qobl=Po·tgϕobl
- Obliczenia mocy pozornej obliczeniowej
- Obliczenia prądu obliczeniowego dla rozdzielnicy RS1 i RS2
Iobl=Sobl/(√3·Un)
W celu określenia obciążeń zakładów przemysłowych wykorzystuje sie oprócz wymienionych metod, nastepujace:
-metodę mocy jednostkowej
-metodę jednostkowego zużycia en. Elektrycznej
-metodę współczynnika (wskaźnika) zapotrzebowania
metoda mocy jednostkowej:
Jest zalecana do ustalania obciżenia szczytowego w zakładach o częstej wymianie wyposażenia maszynowego.
Moc szczytowa pozorna: Ss=s·Sj gdzie: s-powierzchnia zakładu [m2] hali , Sj-jednostkowe obciżenie siłowe [kV·A/m2]
metoda jednostkowego zużycia en. elektr:
Opiera się na danych statystycznych uzyskiwanych w eksploatacji istniejących zakładów przemysłowych. Stosuje się w zakładach o zamkniętym cyklu produkcyjnym i bywa stosowana jako druga z metod dla kontroli i korekty obliczeń.
Przewidywane obciążenie szczytowe czynne określa się z zależności:Ps=(aj·n)/Ts gdzie: aj- jednostkowe zużycie en.czynnej, n-wielkość produkcji w jednostkach produkcji
Ts-czas uzytkowania mocy szczytowej
Ss=Ps/cosϕs , Io=S/(√3·Un)
metoda wskażnika zapotrzebowania mocy:
Polega na wykorzystaniu współczynników zapotrzebowania mocy określonych na podstawie badań statystycznych dla różnych grup odbiorników. Przewidywalne obciążenie grupy odbiorników o podobnym charakterze pracy określa się wg. Zależności:
dla i-tej grupy: Qsi=Psi·tgϕsi
kz-współ. zapotrzebowania mocy, n-ilość odbiorników w grupie
k-liczba grup, kj-współ. jednoczesności grup, kj=0,8÷1(w zależności od wielkości zakładu)
nie sumuje się mocy pozornej S-bo cosϕ różne. Dodaje się PiQ
Poprawa współ. mocy (w instalacjach niskonapięciowych):
PF(Power Factor)-współczynnik mocy PF=P/S
cosϕ=cos⊄(U,J)tylko dla jednej, podstawowej wart.f harmoniczn
U1,I1→P,Q,S
skutki niskiego współczynnika mocy
-zmienność przepustowość elem. Instalacji elektrycznej
S→ I=S/(√3·Un)
ΔP=I2·R
P-moc użyteczna, Q-straty (Qmin)
Nie można kompensować mocy Q.
-spadek napięcia i strata napięcia przy przesyłaniu dużej mocy biernej
δU=√3(I'R-I”X) ≡ δU=√3·I·R·cosϕ
-przewymiarowane są urządzenia
dla uzyskania dużej S ogranicza się Q aby było większe P.
SPOSOBY KOMPENSACJI MOCY BIERNEJ:
a)NATURALNE-nie wymagają dodatkowych urządzeń
b)SZTUCZNE-wymagają zainstalowania dodatkowych urządzeń
NATURALNE:
1)Właściwy dobór poszczególnych urządzeń odbiorczych (głównie silników, transf)
2)Praca silników małoobciążonych przy poł. w gwiazdę (o ile to jest możliwe)
3)ograniczenie jałowej pracy odb. z mocą bierna
4)jeżeli możliwe- stosowanie silników synchronicznych w miejsce asynchronicznych
ad 1,2 gwiazda-małe obc. Δ-duże obc
SZTUCZNE:
1)Stosowanie baterii kondensatorowej
2)Stosowanie kompensat. synchronicznych (silnik przewzbudzony- jak kondensator)
Ad 1
Rys
kompensacja parametryczna-uzyskanie cosϕ bez wzgl na koszty
kompensacja optyczna-(koszt/uzyskanie cosϕ.
Ic=ω·C·U, I=U/X=U/(1/ωC)= ωC·U
ΔPc=I2·Rc=ω2·C2·U2·Rc - dla wyższych hormon C bardzo się nagrzewa gdzie ω=2πf
Nagrzewanie kondensatora ΔP=0,5%Qn
0,1%Qn
f=50Hz±0,05Hz - w układach rzeczywistych harmoniczne do 50-go rzędu
USTALANIE MOCY BIERNEJ URZĄDZEŃ KOMPENSUJĄCYCH:
Moc baterii kondensatorowych poprawiających wartość do wartości cosφN (żądaniej).
Q=P·(tgφ-tgφk)
cosφśr=Ecz/(T·S)=[Ecz·(tgφśr-tgφk)]/T
T-czas użytkowania mocy (średni czas) , Ecz-energia czynna
S-moc pozorna
tgφ=Q/P=Eg/Ecz
Kondensatory energetyczne-moc bierna kondensatorów.
Q=I2·Xc=(U2/Xc2)·Xc=U2/Xc=ωCU2
Qrz=Qn·(Urz/Un)2
Sposób łączenia baterii kondensatorowych.
Q= ωCU2 Qgw= ωCU2 Q∆= ωCU2 Q∆= 3Qgw
W momencie załączania kondensatora do sieci prąd ładowania może osiągać wartości większe od prądu znamionowego kondensatora - zależy to od relacji między elementami R, L, C. W przypadku:
10 gdy R2/4L2>1/LC to prąd załączania ma charakter nieokresowy (aperiodyczny) i sięga max 2Inc.
20 R2/4L2<1/LC to prąd ma charakter okresowy i jego wartość może osiągać 6Inc
W celu ograniczenia prądu załączenia kondensatora należy stosować oporniki wstępne Rw, tak aby uzyskać warunek 20
(R+Rw)2/4L2>1/LC Rw=(0,1-0,3)Un2/Qg
Bezpieczeństwo użytkowania baterii kondensatorowych.
Um=230√2
Ub=50V - napięcie bezpieczne dla prądu przemiennego
Dla celów bezpieczeństwa wymagane jest aby napięcie na kondensatorze po jego odłączeniu obniżyło się do wartości bezpiecznej w ciągu 1 minuty.
u(t)=U·e-t/RC u(t)=Um·e-t/RC=√2 U·e-t/RC
Ub=√2 U·e-t/RC Ub/√2·U= e-t/RC
ln(Ub/√2U)=-t/RC t/(RC)=ln(√2U/Ub)
R=t/[C·ln(√2U/Ub)]
Lokalizacja baterii kondensatorowych.
1.kompensacja indywidualna (odciąża od przesyłu mocy biernej całą instalację)
2.kompensacja grupowa (częściowo odciąża układ zasilający od przesyłu mocy biernej) lepsze wykorzystanie baterii kondensatorowych
3.kompensacja centralna (baterie kondensatorowe w rozdzielni głównej - odciążają sieć zasilającą zakładu o przesyłu mocy biernej
DOBÓR KONDZIORA
Współczynnik mocy dla zakładu:
gdy wartość cosφnat nie mieści się w wymaganym przedziale (cosφ=(0,89÷0,95)), konieczne jest stosowanie kompensacji mocy biernej przy pomocy baterii kondensatorów.
Qk = moc bierna kondziora
Qk=QZ-Q=PZ·tgφnat-PZ·tgφen=PZ·(tgφnat-tgφen)
cosφen = (0,89 - 0,95) (narzucony przez zakład energ)
cosφen=0,89→tgφ(cosφ=0,89)=0,51 , cosφen=0,95→tgφ(cosφ=0,95)=0,32
Qk (cosφ = 0,89) = PZ · (tgφnat - tgφen (cosφ = 0,89))
Qk (cosφ = 0,95) = PZ · (tgφnat - tgφen (cosφ = 0,95))
Qk (cosφ = 0,89) < Qk < Qk (cosφ = 0,95)
OBCIĄŻALNOŚĆ PRĄDOWA PRZEWODÓW ELEKTROENERGETYCZNE
Bilans cieplny przewodu od płynącego prądu ma następującą postać:
p·dt=s·l·c·dυ+k·S·l·(υ-υo)dt p=kd·I2·ρl/S
p- chwilowa moc tracona w przewodzie [W]
s-przekrój poprzeczny przewodu [mm2]
l-długość rozpatrywanego odcinka przewodu [m]
c-ciepło właściwe materiału przewodowego
k- współczynnik oddawania powierzchniowego ciepła
S-obwód żyły przewodu 2Πr [mm]
υ- temperatura żyły [oC]
υo- temperatura otoczenia [oC]
t-czas
Rozwiązaniem zależności temperatury od czasu jest krzywa wykładnicza. Narastanie temperatury jest ze stałą czasową T wynoszącą od kilku do kilkudziesięciu minut.
Iddp1=Iddp√(∆υ1/∆υdop)
Obciążalność przewodów w warunkach zwarciowych
p·dt=s·l·c·dυ -w warunkach zwarciowych
kd·Ictz2·(ρl/S)·tz=s·l·c·∆υz
Ictz=s·√[(c·∆υz)/(kd·S· tz)] ∆υz=(200-250) oC
Dobór przekroju przewodu ze względu na warunki robocze.
Iddp≥In(Iobc) Idd= IddpΠ·kt·Π·kg
DZIAŁANIE PRĄDU NA ORGANIZM LUDZKI
-fizyczne(poparzenia)
-chemiczne(przepływ prądu przez płyny ustrojowe -rozkład cieczy w organizmie)
-biologiczne(to co związane z fizjologią człowieka bóle głowy, kłopoty z pamięcią arytmia pracy serca)
Prąd który płynie przez organizm człowieka nazywamy prądem rażenia Ir. Spadek napięcia na rezystancji ciała podczas przepływu Ir nazywamy napięciem rażenia
Ur=Ir·Rc
Napięcie dotykowe:
Ud=Ur+ΔUprzejść
Ud>Ur
Ud=50V-w warunkach normalnych
Ud=25V-waruki szczególnie niebezpieczne
dał f=50Hz
Ir<0,5mA-dopuszczalny prąd rażenia(prawie niewyczuwalny)
Ir=(10-12)mA-prąd wyczuwalny, ale człowiek może się sam uwolnić
Ir=25mA-prąd po przekroczeniu którego człowiek nie może się uwolnić.
Oddziaływanie prądu na organizm ludzki jest zależne od częstotliwości tego prądu.
RODZAJE UZIOMÓW:
-pionowe(zakopane w ziemi)
-rurowe
-prętowe
Element będący uziomem powinien być niekorozyjny R=0,84ρ/lr
Uziomy płytowe: R=0,35ρ/√S
ρ-rezystywność gruntu S-powierzchnia płyty
Uziomy poziome-wokół budynków, stacji (wykonane stalowym płaskownikiem otaczającym budynek)
R=1,8ρ/lr (wartość tego uziomu <1Ω)
RODZAJE UZIEMIEŃ:
Uziemienie to celowo wykonane metaliczne połączenie przewodzącego przedmiotu z uziomem.
Uziemienia dzielimy na:
-ochronne(środek ochronny przed dotykiem pośrednim)
-robocze -odgromowe
-pomocnicze(wyrównanie potencjałów przy pracy przekształtników prądowych i napięciowych)
UZIEMIENIE ROBOCZE polega na celowym połączeniu metalicznym z uziomem określonego punktu obwodu elektrycznego( pkt gwiazdowy uzwojeń transformatora po stronie NN, najczęściej dolnego napięcia.
UZIEMIENIE ROBOCZE PKT NEUTRALNEGO TRANSF. SPEŁNIA ZADANIE:
-zabezpiecza obwody niskiego napięcia przed skutkami przerzutu napięcia wysokiego na stronę uzwojeń dolnego napięcia w przypadku uzwojeń transf.
-nie dopuszcza do długotrwałego utrzymania się asymetrii napięć poszczególnych faz względem ziemi.
-zapewnia prawidłową pracę zabezpieczeń elektroen. w sieci. Wartość rezystancji uziemienia roboczego musi spełniać warunki:Rr≤5Ω, R≤50/Iz
Iz jest równe 2,5 krotnej wartości In po stronie średniego napięcia albo 1,2 krotnej wartości prądu nastawczego zabezpieczenia nadmiarowo-prądowego umieszczonego po stronie SN, albo wartość pojemnościowego prądu zwarciowego po stronie SN w przypadku gdy sieć SN jest izolowana od ziemi albo 0,2 Ic po stronie SN w przypadku sieci skompensowanej.
OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA:
-szybki wyłączenie prądu wrażeniowego
Rr≤5Ω
Rr≤50/Iz rezystancja uziemienia roboczego
Sn=630kV
Przyjąć, żę transformator zabezpiecza bezpiecznik topikowy po stronie SN
taki prąd przy obciążeniu znamionowym popłynie po stronie wtórnej
IFN=25A bezpiecznik
Tranzystor projektowany jest z przewymiarowaniem (uwzględniane są wzrosty napięcia w sieci)
Iz=kw·IFN=2,5·25=62,5A
Rr≤5Ω
Rr≤50/62,5=0,8Ω
Nie można stosować dwóch sposobów ochrony przeciwporażeniowej dla jednej sieci.
Przykład:
IFNS=kw·IFN=2,5·20=50V
Jeśli płynie prąd Iz=40A i R=1Ω to U=40V więc urządzenie nadal pracuje.
Jeśli Rr>Ro i wynosi np. 3Ω to 40A·3Ω=120V
Jeśli transformator Sn=40kVA I=40/(√3·15)=0,8A
Jeśli jest duży Tr to mała rezystancja uziemienia roboczego Rr
STRATY MOCY PRZY OBCIĄŻENIU NIESYMETRYCZNYM
Silnik jest obcowzbudny symetryczny (bo ma 3 fazy i równomiernie obciążają sieć)
10-niesymetria obciążenia
20 -przebiegi odkształcone
10 - ∆P=R(IA2+IB2+IC2+βIO2)
β=Ro/R gdzie: Ro-rez. przewodu N, R-rez. przewodu fazowego
β=(1÷2)
Załóżmy, że moduły prądów poszczególnych faz wynoszą:
IA=IMAX IB=IPOŚREDNI IC=IMIN
k1= IPOŚREDNI/ IMAX k2= IMIN/ IMAX
Zakładamy, że asymetria dotyczy modułu prądów w poszczególnych fazy (bo może być asymetria kątowa - różne φ między fazami)
IA=IA=IMAX IB=a2IPOŚR IC=aIMIN
a=-0,5+j√3/2 a2=-0,5-j√3/2
IO=IA+ IB+ IC= IMAX + a2IPOŚR + aIMIN= IMAX(1+k1a2+k2a)
IO=IMAX*√(1-k1-k2-k1k2+k12+k22)
Straty w układach niesymetrycznych:
∆Pns=R*IMAX2[1+k12+k22+β(1-k1-k2-k1k2+k12+k22)]
Straty przy obciążeniu symetrycznym:
∆Ps=S·R·I2
Najczęściej rozpatruje się dwa przypadki:
10 moc całkowita przesyłana linią jest taka jak by była przesyłana przy obciążeniu symetrycznym
I=1/3*( IMAX + IPOŚR +IMIN)= IMAX/3*(1+k1+k2)
Psym=Pnsym (tak trzeba rozłożyć obciążenie 3 faz aby wszystkie były możliwie jednakowo obciążone)
20 moc czynna jest przyłączona tak, jakby wszystkie fazy były obciążone prądem maksymalnym
Psym>Pnsym
Ad. 10
Wskaźnik porównania wartości strat
δP=∆Pnsym/∆Psym=3·[1+k12+k22+β(1-k1-k2-1k2+k12+k22)]/(1+k1+k2)2
1) zakładamy pełną symetrię
IA=IB=IC k1=1 k2=1
β=Ro/R β=1 wtedy δP=1
2) przypadek bardziej niekorzystny:
IA=IMAX k1=1 k2=0 Ro=R β=1
IB=IMAX
IC=0 δP=3·[1+1+(1-1+1)]/4=2,25 przyrost strat mocy jest ponad 2-krotny
3) przypadek najbardziej niekorzyst(nie powinien mieć miejsca)
IA=IMAX
IB=0 k1=0 k2=0 β=1
IC=0 δP=3·[1+1]/1=6 straty mocy 6-krotnie większe przy max obciążeniu tylko jednej fazy a reszta nie obciążona.
WPŁYW JAKOŚCI ENERGII NA PRACĘ URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH
Jakość energii określają następujące parametry:
1) odchylenie napięcia (Un +5%, -10%)
2) wachanie napięcia
3) kształt krzywej U i I (powinny być idealnie sinusoidalne)
4) symetria napięć i prądów w układzie 3-fazowym
5) częstotliwość (50Hz +0,2Hz, -0,5Hz)
Ad.4)
ku2<2% δU=(U-Un)/Un*100%
U-napięcie rzeczywiste, Un-napięcie znamionowe
Wachania napięcia- to zmiany wartości skutecznej napięcia >2% wartości znamionowej w ciągu sekundy(czyli szybkie zmiany U)
Element liniowy - żarówka, suszarka (rezystor) - mało wrażliwe na odchylenia napięć
Element nieliniowy - urządzenia z cewką (histereza, magnesowanie) - nie jest liniowa zależność między U a I