Метод за изчисляване и измерване на фазовия нулев контур

Със съществуващото разнообразие от електрическо оборудване, инсталирано в електрически вериги, е важно да се научите как да управлявате правилно системите за захранване и да ги поддържате в изправност. Нарушаването на това изискване води до намаляване на производителността и възможността за повреда на устройства, свързани към него. Проверката на електропроводимите линии включва организиране на изпитване, което включва измерване на разпределените електрически параметри. При извършване на периодични тестове задължително се проверяват всички защитни устройства и електрически проводници, както и така нареченият "фазов нулев контур".

Определение на понятието

Всяко оборудване, свързано към електрическата мрежа, е оборудвано със защитен заземителен контур. Това устройство е оборудвано под формата на сглобяема метална конструкция, разположена или до контролирания обект, или в трансформаторна подстанция. В случай на авария (ако изолацията на проводниците е повредена например), фазовото напрежение пада върху заземения корпус и след това се влива в земята.

За надеждно разпространение на опасния потенциал в земята, съпротивлението на веригата не трябва да надвишава определена норма (ома единици).

Фазовият нулев цикъл се разбира като жична верига, образувана, когато фазовото ядро ​​е затворено към проводящия корпус на оборудването, свързано към мрежата. Всъщност той се формира между фазата и заземената неутрална (нула), което е причината за това име. Познаването на неговото съпротивление е необходимо, за да се следи състоянието на защитните заземителни вериги, които гарантират, че аварийният ток тече в земята. Безопасността на лицето, което използва оборудването и битовите уреди, зависи от състоянието на тази верига.

Метод за определяне на фаза-нула на съпротивлението на контура

В съответствие с изискванията на PTEEP, по време на експлоатацията на промишлено и битово електрическо оборудване е необходимо постоянно наблюдение на състоянието на защитните устройства. Съгласно изискванията на нормативните документи, в инсталации до 1000 волта със стабилно заземена неутрала те се тестват за еднофазна земна повреда. При известните методи за изпитване на първо място се взема предвид техническата база, представена от проби от специални измервателни уреди.

Използвана апаратура

За измерване на фазово-нулевата верига се използват електронни устройства, които се различават както по своите възможности (по-специално метода за отчитане и тяхната грешка), така и по предназначението си. Най-често срещаните видове измервателни уреди включват:

• Устройства M417 и MSC300, позволяващи да се определи желаната стойност, след завършване на измерванията, токовете на земната повреда се изчисляват въз основа на получените резултати.
• Устройство EKO-200, с помощта на което е възможно да се измери само тока на повредата.
• Устройство EKZ-01, използвано за същите цели като EKO-200.
• IFN-200 метър.

Устройството M417 позволява измервания в 380-волтови вериги със стабилно заземена неутрала, без да е необходимо да се премахва захранващото напрежение. При извършване на измервания се използва методът на неговото падане в режим на отваряне на контролираната верига за интервал от време от 0,3 секунди.Недостатъците на това устройство включват необходимостта от калибриране на системата преди започване на работа.

Устройството MSC300 принадлежи към нов тип продукти с електронно пълнене, изградени върху модерни микропроцесори. При работа с него се използва методът на потенциален спад при свързване на фиксирано съпротивление от 10 ома. Работното напрежение е 180-250 волта, а времето за измерване на контролирания параметър е 0,03 сек. Устройството е свързано към тестваната линия в най-отдалечената й точка, след което се натиска бутонът „Старт“. Резултатите от измерванията се показват на цифровия дисплей, вграден в устройството.

Когато няма налична нито една проба от измервателно устройство (а също и ако е необходимо да се дублират операции), методът на измерване с помощта на волтметър и амперметър се използва за практически определяне на желаната стойност.

Съществуващи техники за измерване

Известните техники включват изчислителната част, представена под формата на формули. Общоприет инструмент за проектиране ви позволява да разберете общото съпротивление на контура, като използвате следната формула:

Zpet = Zp + Zt / 3, където

• Zп е общото съпротивление на проводниците в секцията за късо съединение;
• Zт - същото, но за трансформатора на подстанцията (източник на ток).

За дуралуминиеви и медни проводници Zpet е средно 0,6 Ohm / km. Според намереното съпротивление се установява токът на еднофазна земна повреда: Ik = Uph / Zpet.

Ако в резултат на горните изчисления се окаже, че стойността на желания параметър не надвишава една трета от допустимата стойност (вж. PUE), можете да се ограничите до тази опция за изчисление. В противен случай измерванията на постоянен ток се извършват с помощта на устройства EKO-200 или EKZ-01. При тяхно отсъствие може да се използва методът амперметър-волтметър.

Общата процедура за провеждане на тестове с помощта на измервателни уреди на посочените марки:

• Наблюдаваното оборудване е изключено от мрежата.
• Захранването на тествания контур е организирано от понижаващ трансформатор.
• Необходимо е умишлено да се затвори фазата към тялото на електрическия приемник и след това да се измери стойността на Zpet в резултат на късо съединение.

При измерване по метода амперметър-волтметър, след подаване на напрежение към управляваната верига и организиране на късо съединение се определят стойностите на тока I и потенциала U. Първата от тези стойности не трябва да надвишава 10-20 ампера.

Изчисления и представяне на резултатите

Съпротивлението на тествания контур се изчислява по формулата: Zpet = U / I. Стойността, получена от резултатите от изчисленията, се добавя към импеданса на една от 3-те намотки на станционния трансформатор, равна на Rtr. / 3.

След приключване на линейните измервания в съответствие с приложимите стандарти, те трябва да бъдат документирани. За това се изготвят протоколи от изпитвания в предписаната форма, в които задължително се записват следните данни:

• Тип линия, основните й характеристики.
• Измервателно оборудване, използвано за изпитване.
• Стойностите на собственото преходно съпротивление и намотките на трансформатора на станцията.
• Тяхната сума, която е резултат от направените измервания.

В съответствие с основните разпоредби на PUE, честотата на проверките, извършвани в силовите вериги, е веднъж на всеки 6 години. За взривни предмети - на всеки две години.

Изчисления по таблици

Пълната стойност на необходимата стойност зависи от следните фактори:

• Параметри на трансформатора на подстанция.
• Секции от фазови и нулеви проводници, избрани при проектирането на електрическата мрежа.
• Съпротивлението на кръстосаните връзки винаги присъства във всяка верига.

Проводимостта на използваните проводници може да бъде настроена дори на етапа на проектиране на енергийната система, което при условие, че е правилно избрано, ще избегне много проблеми.

Според PUE този показател трябва да съответства на поне половината от същата стойност за фазовите проводници. Ако е необходимо, той може да бъде увеличен до същата стойност.Изискванията на глава 1.7 от PUE определят тези стойности и можете да се запознаете с тях в таблица 1.7.5, дадена в приложението към правилата. Съгласно него се избира най-малката секция на защитните проводници (в квадратни милиметри).

В края на табличния етап на изчисляване на фазово-нулевия контур те продължават да го проверяват, като изчисляват тока на късо съединение, използвайки формулите. След това изчислената му стойност се сравнява с практически резултати, получени преди това чрез директни измервания. С последващия избор на устройства за защита от късо съединение (по-специално линейни прекъсвачи), времето за реакция е свързано с този параметър.

Кога се правят измерванията?

Измерването на съпротивлението на фазово-нулевата секция на веригата се организира задължително в следните ситуации:

• при въвеждане в експлоатация на нови, все още неработещи електрически инсталации;
• когато е получена заповед от контролиращите енергийни служби за тяхното провеждане;
• според приложението на предприятия и организации, свързани към обслужваната електрическа мрежа.

Когато енергийната система е пусната в експлоатация, тестовите измервания на съпротивлението на контура са част от набор от мерки за проверка на нейните характеристики. Вторият случай е свързан с аварийни ситуации, които често се случват по време на работа на силови вериги. Заявление от определени потребители, представлявано от предприятие или организация, може да дойде в случай на незадоволителна защита на оборудването (например според жалби от конкретни потребители).

Примери за изчисление

Два метода се разглеждат като примери за такива измервания.

Ефектът от спада на напрежението в контролираната секция на силовата верига

Когато описвате този метод, е важно да обърнете внимание на трудностите при практическото му прилагане. Това е така, защото ще са необходими няколко стъпки за получаване на крайния резултат. Първо, ще трябва да измерите мрежовите параметри в два режима: с изключени и свързани товари. Във всеки от тези случаи съпротивлението се измерва чрез отчитане на ток и напрежение. Освен това се изчислява съгласно класическите формули, произтичащи от закона на Ом (Zп = U / I).

В числителя на тази формула U представлява разликата между две напрежения - при включване на товара и при изключване на товара (U1 и U2). Токът се взема предвид само за първия случай. За правилни резултати разликата между U1 и U2 трябва да е достатъчно голяма.

Импедансът отчита импеданса на намотката на трансформатора (това се добавя към резултата).

Прилагане на независимо захранване

Този подход включва определяне на параметъра, който представлява интерес за специалистите, използващи независим източник на захранващо напрежение. Когато го провеждате, ще трябва да вземете предвид следните важни моменти:

• По време на измерванията първичната намотка на трансформатора на захранващата станция е късо съединение.
• От независим източник захранващото напрежение се подава директно в зоната на късо съединение.
• Фазово-нулевото съпротивление се изчислява по вече познатата формула Zp = U / I, където: Zp е стойността на необходимия параметър в Ома, U е измереното тестово напрежение във Волта, I е стойността на измерващия ток в Ампера .

Всички разгледани методи не твърдят, че са абсолютно точни в резултатите, получени от техните резултати. Те дават само груба оценка на импеданса на фазово-нулевия контур. Този характер се обяснява с невъзможността за измерване на индуктивни и капацитивни загуби, които винаги присъстват в силови вериги с разпределени параметри, в рамките на предложените методи. Ако е необходимо да се вземе предвид векторната природа на измерените величини (по-специално фазови отмествания), ще трябва да се въведат специални корекции.

В реални експлоатационни условия на мощни консуматори стойностите на разпределените реактанти са толкова незначителни, че при определени условия те не се вземат предвид.