Phương pháp tính toán và đo lường của vòng không pha

Với sự đa dạng hiện có của các thiết bị điện được lắp đặt trong các mạch điện, điều quan trọng là phải học cách vận hành hệ thống cung cấp điện đúng cách và giữ cho chúng hoạt động bình thường. Vi phạm yêu cầu này dẫn đến giảm hiệu suất và khả năng gây hư hỏng cho các thiết bị được kết nối với nó. Kiểm tra đường dây dẫn điện bao gồm việc tổ chức thử nghiệm, bao gồm việc đo các thông số điện phân bố. Khi thực hiện các thử nghiệm định kỳ, tất cả các thiết bị bảo vệ và dây dẫn điện, cũng như cái gọi là "vòng không pha", nhất thiết phải được kiểm tra.

Định nghĩa khái niệm

Bất kỳ thiết bị nào được kết nối với nguồn điện đều được trang bị vòng nối đất bảo vệ. Thiết bị này được trang bị dưới dạng kết cấu kim loại đúc sẵn, đặt bên cạnh đối tượng được điều khiển hoặc tại trạm biến áp. Trong trường hợp khẩn cấp (ví dụ, nếu cách điện của dây dẫn bị hỏng), điện áp pha rơi vào vỏ nối đất, và sau đó chảy vào đất.

Để khả năng lan truyền nguy hiểm xuống đất một cách đáng tin cậy, điện trở của dây xích không được vượt quá một định mức nhất định (đơn vị Ohm).

Vòng không pha được hiểu là mạch có dây được hình thành khi lõi pha được đóng vào vỏ dẫn của thiết bị kết nối với mạng. Trong thực tế, nó được hình thành giữa pha và trung tính nối đất (không), đó là lý do cho cái tên này. Biết điện trở của nó là cần thiết để giám sát trạng thái của các mạch nối đất bảo vệ, đảm bảo dòng điện khẩn cấp chạy vào đất. Sự an toàn của người sử dụng thiết bị và đồ dùng gia đình phụ thuộc vào trạng thái của mạch điện này.

Phương pháp xác định pha-0 của điện trở vòng lặp

Phù hợp với các yêu cầu của PTEEP, trong quá trình vận hành các thiết bị điện công nghiệp và gia dụng, cần phải theo dõi liên tục trạng thái của các thiết bị bảo vệ. Theo yêu cầu của các tài liệu quy định, trong các hệ thống lắp đặt lên đến 1000 Volts có trung tính nối đất chắc chắn, chúng được thử nghiệm về sự cố nối đất một pha. Trong các phương pháp thử đã biết, trước hết phải tính đến cơ sở kỹ thuật, được thể hiện bằng các mẫu dụng cụ đo đặc biệt.

Thiết bị được sử dụng

Để đo chuỗi pha-không, các thiết bị điện tử được sử dụng, chúng khác nhau cả về khả năng của chúng (cụ thể là phương pháp lấy số đọc và sai số của chúng) và mục đích của chúng. Các loại máy đo phổ biến nhất bao gồm:

• Các thiết bị M417 và MSC300, cho phép xác định giá trị mong muốn, sau khi hoàn thành các phép đo, dòng sự cố đất được tính toán dựa trên kết quả thu được.
• Thiết bị EKO-200, nhờ đó chỉ có thể đo dòng sự cố.
• Thiết bị EKZ-01 được sử dụng cho các mục đích tương tự như EKO-200.
• IFN-200 mét.

Thiết bị M417 cho phép đo trong mạch 380 Volt với trung tính được nối đất kiên cố mà không cần phải loại bỏ điện áp cung cấp. Khi thực hiện các phép đo, phương pháp rơi của nó được sử dụng ở chế độ mở mạch điều khiển trong khoảng thời gian 0,3 giây.Những nhược điểm của thiết bị này bao gồm việc phải hiệu chỉnh hệ thống trước khi bắt đầu làm việc.

Thiết bị MSC300 thuộc loại sản phẩm mới chiết rót điện tử, được xây dựng trên bộ vi xử lý hiện đại. Khi làm việc với nó, phương pháp giảm tiềm năng được sử dụng khi kết nối điện trở cố định 10 ôm. Điện áp hoạt động là 180-250 Volts và thời gian đo của thông số được kiểm soát là 0,03 giây. Thiết bị được kết nối với đường thử nghiệm tại điểm xa nhất của nó, sau đó nút “Bắt đầu” được nhấn. Kết quả của các phép đo được hiển thị trên màn hình kỹ thuật số tích hợp trong thiết bị.

Khi không có sẵn một mẫu thiết bị đo nào (và nếu cần thiết phải thực hiện các thao tác lặp lại), thì phương pháp đo sử dụng vôn kế và ampe kế được sử dụng để thực tế xác định giá trị mong muốn.

Các kỹ thuật đo lường hiện có

Các kỹ thuật đã biết bao gồm phần tính toán, được trình bày dưới dạng công thức. Một công cụ thiết kế được chấp nhận chung cho phép bạn tìm ra tổng trở vòng lặp bằng công thức sau:

Zpet = Zp + Zt / 3, trong đó

• Zп là tổng trở của các dây dẫn trong đoạn ngắn mạch;
• Zт - giống nhau, nhưng đối với máy biến áp nguồn của trạm biến áp (nguồn hiện tại).

Đối với dây duralumin và dây đồng, Zpet trung bình là 0,6 Ohm / km. Theo điện trở đã tìm được, dòng điện của sự cố chạm đất một pha được tìm thấy: Ik = Uph / Zpet.

Nếu kết quả của các phép tính trên, giá trị của tham số mong muốn không vượt quá một phần ba giá trị cho phép (xem PUE), bạn có thể tự giới hạn trong tùy chọn tính toán này. Nếu không, các phép đo dòng điện một chiều được thực hiện bằng thiết bị EKO-200 hoặc EKZ-01. Trong trường hợp không có chúng, phương pháp ampe kế-vôn kế có thể được sử dụng.

Quy trình chung để tiến hành các thử nghiệm sử dụng các dụng cụ đo lường của các nhãn hiệu được chỉ định:

• Thiết bị được giám sát bị ngắt kết nối khỏi mạng.
• Nguồn cung cấp của vòng thử nghiệm được tổ chức từ một máy biến áp bước xuống.
• Cần cố ý đóng pha vào thân máy thu điện, sau đó đo giá trị Zpet do đoản mạch.

Khi đo bằng phương pháp ampe kế - vôn kế, sau khi đặt điện áp vào mạch điều khiển và tổ chức ngắn mạch, các giá trị của dòng điện I và hiệu điện thế U. được xác định, giá trị đầu tiên của các giá trị này không được vượt quá 10 - 20 Ampe.

Tính toán và trình bày kết quả

Điện trở của vòng dây được thử nghiệm được tính theo công thức: Zpet = U / I. Giá trị thu được từ kết quả tính toán được cộng vào trở kháng của một trong 3 cuộn dây của máy biến áp trạm, bằng Rtr. / 3.

Sau khi hoàn thành các phép đo tuyến tính phù hợp với các tiêu chuẩn áp dụng, chúng phải được lập thành văn bản. Đối với điều này, báo cáo thử nghiệm được lập theo mẫu quy định, trong đó các dữ liệu sau nhất thiết phải được ghi lại:

• Loại đường, đặc điểm chính của nó.
• Thiết bị đo lường dùng để thử nghiệm.
• Các giá trị của điện trở quá độ của chính nó và các cuộn dây của máy biến áp trạm.
• Tổng của chúng, là kết quả của các phép đo được thực hiện.

Theo các quy định chính của PUE, tần suất kiểm tra các mạch nguồn là 6 năm một lần. Đối với các vật dễ nổ - hai năm một lần.

Tính toán theo bảng

Giá trị đầy đủ của giá trị yêu cầu phụ thuộc vào các yếu tố sau:

• Thông số máy biến áp trạm biến áp nguồn.
• Các phần của dây dẫn pha và không được chọn trong thiết kế của mạng điện.
• Điện trở của các kết nối chéo luôn có trong bất kỳ mạch nào.

Độ dẫn điện của dây dẫn được sử dụng có thể được thiết lập ngay cả ở giai đoạn thiết kế của hệ thống điện, với điều kiện được lựa chọn chính xác, sẽ tránh được nhiều rắc rối.

Theo PUE, chỉ số này phải tương ứng với ít nhất một nửa giá trị tương tự đối với dây dẫn pha. Nếu cần, nó có thể được tăng lên cùng một giá trị.Các yêu cầu của Chương 1.7 của PUE quy định các giá trị này và bạn có thể làm quen với chúng trong Bảng 1.7.5, được đưa ra trong Phụ lục của Quy tắc. Theo đó, tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn bảo vệ được chọn (tính bằng milimét vuông).

Khi kết thúc giai đoạn tính toán vòng pha không pha, họ tiến hành kiểm tra bằng cách tính dòng ngắn mạch bằng các công thức. Giá trị tính toán của nó sau đó được so sánh với các kết quả thực tế thu được trước đó bằng các phép đo trực tiếp. Với việc lựa chọn tiếp theo các thiết bị bảo vệ ngắn mạch (cụ thể là bộ ngắt mạch tuyến tính), thời gian đáp ứng của chúng được gắn với thông số này.

Các phép đo được thực hiện khi nào?

Phép đo điện trở của đoạn mạch không pha nhất thiết phải được tổ chức trong các trường hợp sau:

• khi đưa vào vận hành các công trình lắp đặt điện mới, chưa hoạt động;
• khi nhận được đơn đặt hàng từ các dịch vụ năng lượng kiểm soát để thực hiện chúng;
• theo ứng dụng của các doanh nghiệp và tổ chức kết nối với mạng điện dịch vụ.

Khi hệ thống điện được đưa vào vận hành, các phép đo thử nghiệm của điện trở mạch vòng là một phần của tập hợp các biện pháp để xác minh tính năng của nó. Trường hợp thứ hai liên quan đến các tình huống khẩn cấp thường xảy ra trong quá trình vận hành các mạch nguồn. Đơn đăng ký từ một số người tiêu dùng nhất định, do một doanh nghiệp hoặc tổ chức đại diện, có thể đến trong trường hợp thiết bị được bảo vệ không đạt yêu cầu (ví dụ: theo khiếu nại từ những người dùng cụ thể).

Ví dụ tính toán

Hai phương pháp được coi là ví dụ của các phép đo như vậy.

Ảnh hưởng của sự sụt giảm điện áp trong phần được điều khiển của mạch nguồn

Khi mô tả phương pháp này, điều quan trọng là phải chú ý đến những khó khăn khi thực hiện nó trong thực tế. Điều này là do nó sẽ mất một số bước để có được kết quả cuối cùng. Đầu tiên, bạn sẽ phải đo các thông số mạng ở hai chế độ: với tải ngắt kết nối và tải kết nối. Trong mỗi trường hợp này, điện trở được đo bằng cách lấy số đo dòng điện và điện áp. Hơn nữa, nó được tính toán theo các công thức cổ điển phát sinh từ định luật Ohm (Zп = U / I).

Trong tử số của công thức này, U đại diện cho sự khác biệt giữa hai điện áp - khi tải được bật và khi tải được tắt (U1 và U2). Dòng điện chỉ được tính đến trường hợp đầu tiên. Để có kết quả chính xác, sự khác biệt giữa U1 và U2 phải đủ lớn.

Trở kháng có tính đến trở kháng của cuộn dây máy biến áp (điều này được thêm vào kết quả).

Ứng dụng của nguồn điện độc lập

Cách tiếp cận này liên quan đến việc xác định tham số mà các chuyên gia quan tâm bằng cách sử dụng nguồn điện áp cung cấp độc lập. Khi thực hiện, bạn cần lưu ý những điểm quan trọng sau:

• Trong quá trình đo, cuộn sơ cấp của máy biến áp trạm cung cấp bị ngắn mạch.
• Từ một nguồn độc lập, điện áp nguồn được cung cấp trực tiếp cho vùng ngắn mạch.
• Điện trở không pha được tính theo công thức quen thuộc Zp = U / I, trong đó: Zp là giá trị của thông số yêu cầu tính bằng Ohms, U là điện áp thử nghiệm đo được tính bằng Volts, I là giá trị của dòng điện đo tính bằng Ampe .

Tất cả các phương pháp được xem xét không tuyên bố là chính xác tuyệt đối trong các kết quả thu được từ kết quả của chúng. Chúng chỉ đưa ra một ước tính sơ bộ về trở kháng của vòng lặp pha-0. Đặc tính này được giải thích là do không thể đo được tổn hao cảm ứng và điện dung, những tổn thất này luôn hiện diện trong các mạch công suất với các tham số phân tán, trong khuôn khổ của các phương pháp đề xuất. Nếu cần tính đến bản chất vectơ của các đại lượng đo (cụ thể là sự dịch pha), các hiệu chỉnh đặc biệt sẽ phải được đưa ra.

Trong điều kiện hoạt động thực tế của những người tiêu dùng mạnh mẽ, giá trị của các điện trở phân tán không đáng kể đến mức chúng không được tính đến trong những điều kiện nhất định.