3. Pramoniniai žemosios įtampos elektros įrenginiai 3. Pramoniniai žemosios įtampos elektros įrenginiai .......................................................................... 1

3.1. Įžanga ....................................................................................................................................... 1 3.2 Kištukiniai lizdai ir kištukai pramoniniuose įrenginiuose......................................................... 2 3.3 Vamzdiniai saugikliai ................................................................................................................ 4 3.4 Komutacinių aparatų paskirtis ir veikimas ................................................................................ 7 3.6 Kontaktoriai ............................................................................................................................. 13 3.7 Apsaugos nuo perkrovos tikslai............................................................................................... 17 3.8. Termobimetalinės relės .......................................................................................................... 18 3.9. Elektroninės viršsrovio relės .................................................................................................. 22 3.10 Srovės transformatorius, jo paskirtis ir veikimo principai .................................................... 23 3.11 Elektros energijos matavimo prietaisai.................................................................................. 24 3.12. Pramoninių skirstyklų paskirtis ir jų rūšys ........................................................................... 26 3.13. Skirstomosios dėžutės .......................................................................................................... 27 3.14. Pramonės laidų tiesimo bendrieji principai .......................................................................... 30 3.15 Rišamų į ryšulius laidų tiesimas ............................................................................................ 31 3.16. Laidų tiesimas ant kopėtėlių ................................................................................................. 32 3.17. Srovėlaidžių tiesimas grindyse ............................................................................................. 34 3.18. Komplektiniai šynlaidžiai..................................................................................................... 35 3.19 Pramonės įmonių elektros schemos....................................................................................... 37 3.20 Reaktyviosios galios kompensavimas ................................................................................... 42 3.21 Laidų skerspjūvio parinkimas pagal leistinąją srovę ............................................................. 44 3.23. Skaičiuojamosios apkrovos nustatymo metodai................................................................... 46 3.23 Trumpojo jungimo srovių skaičiavimas iki 1000 V įtampos elektros tinkluose ................... 47

3.1. Įžanga Pramonės įmonėse elektros energija varo mašinas ir įrenginius, pavyzdžiui: stakles, suvirinimo aparatus, šildytuvus, šildomuosius elektrocheminius įrenginius, malūnus, siurblius, kompresorius, orapūtes, kranus, konvejerius ir visiškai automatizuotas gamybos linijas. Elektros energiją vartoja taip pat ir pagalbiniai įrenginiai, tiekiantys gamybos įmonei garus, šiltą vandenį ir dujas. Be jos neišsiverčia apšvietimas ir pagal pareikalaujamą galią smulkesni, bet svarbūs objektai ir imtuvai: reguliavimo ir matavimo prietaisai, signalizacija ir saugos sistemos. Elektriko požiūriu, pramonės įmonėms reikia: 1) didelio pareikalaujamo galingumo, paprastai nuo kelių šimtų kilovatų iki keliasdešimties megavatų; 2) didelio apkrovos tankio, tenkančio ploto vienetui kW/m2; 3) įmonių didelio galingumo (nuo kelių šimtų kilovatų iki keliolikos ir daugiau megavatų) pavieniams imtuvams (varikliams, krosnims) maitinti; 4) kai kurios įmonės elektros energiją gauna tiesiogiai iš aukštosios įtampos (15, 110, net 220 kV) tinklų, todėl įmonės teritorijoje gali būti aukštosios įtampos (6 ar 15 kV) skirstomasis tinklas bei termofikacinė elektrinė; 5) nutrūkus energijos tiekimui, įmonė patiria didelius nuostolius, nes sustoja gamyba, kartais sugenda įrenginiai arba perdirbamos žaliavos, kyla grėsmė žmonių gyvybei; 6) elektros įrenginiams gali labai kenkti aplinka: didelė oro drėgmė, vanduo, dulkės, cheminiai teršalai, smūgiai ir virpesiai; 7) įrenginius prižiūri ir jų eksploatavimu rūpinasi kvalifikuoti darbuotojai. Panašios sąlygos būdingos ir įvairiems kitiems objektams, kurie nelaikomi pramonės įmonėmis, pavyzdžiui: didelėms statyboms, dideliems ir labai elektrifikuotiems žemės ūkiams, upių, jurų ir oro

uostams, geležinkeliams, didžiuliams administracijos pastatams, ligoninėms, mokymo ir tyrimo įstaigoms, vandentiekio stotims, katilinėms, pagalbiniams elektrinės įrenginiams. Šie objektai yra pramoninio tipo; jų elektros įrenginiai ir eksploatavimas tokie pat kaip ir pramonės įmonėse. 3.2 Kištukiniai lizdai ir kištukai pramoniniuose įrenginiuose Kištukiniams lizdams ir kištukams pramoniniuose įrenginiuose keliami jau minėti (žr. 1.5 sk.) reikalavimai dėl prisilietimo saugumo bei darbo ir saugos kontaktų veikimo. Pavyzdžiui, įkišus penkiapolį kištuką į lizdą, pirmiausia susijungia saugos kontaktai, paskui — neutralūs ir tik vėliau — faziniai; ištraukus — išsijungia atvirkštine tvarka. Remiamasi šiais argumentais: a) jeigu nutrūkus neutraliam laidui prie trifazio tinklo prijungtume vienfazį imtuvą, atsirastų fazių įtampos asimetrija, kuri būtų juo didesnė, juo nesimetriškesnė trijų fazių apkrova; b) prieš prijungiant kurį nors darbinį laidą (Ll, L2, L3, N) turi būti užtikrinta sauga nenutrūkstamais apsauginiais laidais. Pramoniniams įrenginiams reikia plataus kištukinių jungčių asortimento: — kai vardinė srovė 16, 32, 125 A ir didesnė; — dvipolių, tripolių, keturpolių ir penkiapolių; — įvairios vardinės įtampos ir įvairaus dažnio srovės (nuolatinės, 50/60 Hz kintamosios, aukštesnio dažnio) grandinėms. Šių jungčių negalima sukeisti, pavyzdžiui, kintamosios srovės 230 V lizdui neturi tikti nei 24 V kintamosios srovės, nei 220 V nuolatinės srovės imtuvo kištukas. Nesukeičiamumo reikalavimai pagal tarptautines taisykles pateikiami šitaip: • Lizdai ir kištukai turi darbo ir saugos kontaktus, tolygiai išdėstytus apskritimo perimetru; jų korpusai apvalūs; išsikišusi kištukų apykaklė uždengia kontaktus ir šitaip garantuoja saugumą nuo prisilietimo. • Lizdas turi išdrožą, o kištukas — iškyšą, telpančią į tą išdrožą, kad kištuką būtų įmanoma įkišti į lizdą tik tam tikra padėtimi. • Į lizdo kontaktus reikia žiūrėti kaip į laikrodžio ciferblatą, kad minėta išdrožą atsidurtų šeštos valandos vietoje. Laikrodis rodo dvyliktą valandą, o lizdo kontaktų srityje yra 12 galimų įvairių įtampos, srovės ir saugos kontaktų padėčių (3.2.1, 3.2.2 pav.). • Vidiniai ir išoriniai pagrindinių lizdo ir kištuko elementų skersmenys yra tiksliai apibrėžti (8 dydžių) atsižvelgiant į įtampą, vardinę srovę bei kontaktų skaičių. • Patartina, kad lizdo ir kištuko korpuso spalva rodytų vardinės įtampos vertę (pavyzdžiui, violetinė: 20 -e- 25 V, balta: 40 -e- 50 V, geltona: 100 -e-130 V, žydra: 200 H- 250 V, raudona: 380 H- 480 V, juoda: 500 H- 690 V). 3.2.1 pav. Pramoninių įrenginių saugos kontaktų padėtis kištukiniuose lizduose, esant didesnei kaip 50 V vardinei įtampai (kintamosios srovės dažnis 50 ir 60 Hz, jeigu jis nenurodomas)

Pavyzdys Vardinė srovė (A) Srovės rūšis Vardinė įtampa (V) Saugos kontakto padėtis

a 16, 32 vienfazė 220 + 240 6 h

b 380 -f 415 9 h

c trifazė 220/380 -f 240/415 6 h

d 63, 125 vienfazė 220 + 240 6 h

e

380 -f 415 9 h

f trifazė 3 x 380 + 3 x 415 6 h

g

220/380 -f 240/415 6 h

3.2.2 pav. Kontaktų išdėstymas kištukiniuose lizduose • Lizdais ir kištukais aprūpinti įrenginiai reikalauja juos apsaugoti nuo atsitiktinio atjungimo (užkabinimu, prisukamaisiais žiedais). Esant didesnei kaip 32 A vardinei srovei, reikalingas pagalbinis kontaktas, vadinamasis pilotas, kuris galėtų atjungti įtampą, jeigu atsitiktinai išsijungtų kištukas ir lizdas. Jis nepriskiriamas prie polių (kontaktų), apibrėžiančių lizdo ir kištuko rūšį. Siekiant apsaugoti lizdus ir kištukus nuo pažeidimų, jų izoliaciniai korpusai gaminami iš plastmasės (3.2.3 pav.).

3.2.3 pav. Pramoniniai kištukiniai sujungimai su izoliaciniu korpusu (230/400 V, 16 A, 6 h) — Walther Werke, Vokietija 1 — kilnojamasis kištukų lizdas, 2 — kištukas 3.3 Vamzdiniai saugikliai Didesnės srovės grandinėms naudojami vamzdiniai saugikliai. Juose tirpus įdėklas yra uždarame izoliaciniame tirptuko korpuse tarp kontaktinių peilių (3.3.1 pav.). Izoliacine rankena galima įdėti keičiamą įdėklą į stovą arba išimti iš jo esant įtampai, be apkrovos; grandinės srovę reikia būtinai išjungti (3.6 pav.)!

3.3.1 pav. Tirpusis įdėklas 160 A: a) srovės grandinė; b) bendras vaizdas 1 — kontaktinis peilis

2 — porcelianinis korpusas 5 — pagrindinis tirptukas 4 — signalinis tirptukas 5 — poveikio rodyklė 6 — izoliacinės rankenos kabiklis

3.3.2 pav. Saugiklio įdėklo pakeitimas su izoliacine rankena

3.3.3 pav. Atvejai, kai galima keisti žemosios įtampos saugiklių įdėklus: a) kai nėra įtampos; b) kai yra įtampa, bet nėra apkrovos Lenkijos pramonė gamina keturių dydžių tirptukų įdėklus ir jų stovus (3.3,4 pav.): — 00 dydžio įdėklai, kurių tirptuko vardinė srovė: 6, 10,16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 ir 160 A, tinkantys 160 A stovams; — 1-ojo dydžio įdėklai, kurių tirptuko vardinė srovė: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200 ir 250 A, tinkantys 250 A stovams; — 2-ojo dydžio įdėklai, kurių tirptuko vardinė srovė: 125, 160, 200, 250, 315 ir 400 A, tinkantys 400 A stovams; — 3-iojo dydžio įdėklai, kurių tirptuko vardinė srovė: 315, 400, 500 ir 630 A, tinkantys 630 A stovams.

3.3.4 pav. Saugiklių įdėklai WTN. Dydžiai: 00 (160 A), l (160 ir 250 A), 2 (400 A) ir 3 (630 A) —APENA, Bielsko-Biala

(gL/gG charakteristika, 500 V vardinė įtampa, trumpojo jungimo atjungimo srovė 100 arba 120 kA) 3-iojo dydžio įdėklų stovai yra vienpoliai, kiti gaminami ir vienpoliai, ir tripoliai (3.3.5 pav.). Parenkant tirptuko ilgį ir formą, galima jį įdėti į saugiklio įdėklą ir pasiekti norimą veikimo laiką perkrovai ir trumpajam jungimui. Galima padaryti įdėklus, kurie, esant tai pačiai vardinei srovei, turi skirtingas laiko ir srovės charakteristikas (3.3.7 pav.) ir įvairią išjungimo galią. Tarptautinis įdėklo paskirties žymėjimas turi du elementus; pirmasis nurodo atjungimo diapazoną: g — įdėklas visam atjungimo diapazonui, t. y. įdėklas, tiksliai atjungiantis kiekvieną trumpojo jungimo srovę, neviršijančią jo vardinės atjungimo galios; a — įdėklas ne visam atjungimo diapazonui, t. y. įdėklas, kuris nepajėgia atjungti mažų perkrovos srovių ir kuriam reikia galios skyriklio su apsauga nuo perkrovos, atliekančio šią užduotį. Antrasis žymėjimo elementas nurodo naudojimo paskirtį: G — bendrosios paskirties įdėklas, turintis laiko ir srovės charakteristiką, atitinkančią senus inercinius įdėklus laidų apsaugai; F — įdėklas su greita charakteristika; M — įdėklas variklių ir skirstomųjų įrenginių apsaugai; R — įdėklas puslaidininkių įrenginių apsaugai; Ir — įdėklas transformatorių apsaugai.

3.3.5 pav. Vienpoliai ir tripoliai saugiklio stovai: a) 00 dydžio; b) l dydžio —APENA, Biels-ko-Biala

3.3.6 pav. Saugiklių įdėklai WTN-1 (l dydžio, 250 A) tripoliame stove —APENA, Biehko-Biala l — prijungimo gnybtas, 2 — plieno spyruoklės, užtikrinančios kontaktinio peilio prispaudimą, 3 — izoliacinės pertvaros įdėklams saugiai pakeisti, kai yra įtampa

3.3.7 pav. Trijų saugiklio įdėklų, turinčių tą pačią vardinę srovę 7nF, bet skirtingus tirptukus, laiko ir srovės charakteristikų palyginimas l — gG (uždelsta), 2 — gF (greita), 3 — aR (labai greita) Įrenginiams ir tinklų laidams apsaugoti naudojami įdėklai gG (vokiškai žymimi gL arba gi). Tirptuko viduryje yra lydmetalio intarpas. Jeigu siekiant išvengti smūgio pavėlintai išjungiama nedidelė trumpojo jungimo srovė, ją gali atstoti greito veikimo įdėklai gF (gll). Jie greičiau veikia, kai turi mažesnį tirptuko skerspjūvį arba jo susiaurinimus. Variklių apsaugai reikalingi uždelsto veikimo įdėklai, nereaguojantys į paleidimo srovę, — aM arba gG. Transformatoriams, kurie prijungimo metu ima trumpiau, bet daugiau srovės negu varikliai, reikia gTr įdėklų. Priešingai — puslaidininkių įrenginiai, kurie jautriai reaguoja į nedidelių gabaritų silicio plokštelių perkaitimą, reikalauja saugiklių, labai greitai atjungiančių trumpojo jungimo sroves, — gR arba aR. Tai pasiekiama didele tirptuko perkrova (3.3.7 pav.). 3.4 Komutacinių aparatų paskirtis ir veikimas

Komutaciniai aparatai reikalingi elektros grandinei prijungti ir atjungti. Pagrindinė jungiklio dalis atviras kontaktas (3.4.1 pav.), kurio atidarymą ir uždarymą valdo pavaros mechanizmas. Skiriamos trys jungiklio veikimo būsenos: — kontakto uždarymas ir srovės įjungimas, — laidumo būsena ir srovės praleidimas, — kontakto atidarymas ir srovės nutraukimas.

— 3.4.1 pav. Pagrindinės automatinio jungiklio dalys l — nejudamasis kontaktas, 2 — judamasis kontaktas (l + 2 = sujungimas), 5 — elektros lanko gesinimo kamera, 4 — pavaros mechanizmas, 5 — gnybtas Pagrindinė būsena — laidumo būsena, kai kontaktas uždarytas ir praleidžia srovę. Jeigu stebėtume kontaktų susilietimo vietas labai padidintas, tai atrodytų, kad iš pažiūros lygus kontakto paviršius iš tikrųjų yra nelygus ir liečiasi daugelyje vietų (3.4.2 pav.). Srovė teka tik tikrosiomis susilietimo vietomis, dėl to atsiranda aktyvioji kontakto varža, lemianti galingumo nuostolius, dėl kurių kontaktas įkaista. Aktyviosios kontakto varžos vertė priklauso nuo kontaktų medžiagos ir kontaktų prispaudimo, kurį užtikrina kontakto spyruoklės. Padidėjus prispaudimui sumažėja kontaktų paviršiaus nelygumų, daugėja tikrųjų sąlyčio taškų ir mažėja aktyvioji kontakto varža. Didžiausia srovė, kurią įjungtas jungiklis gali ilgai praleisti per daug neįkaisdamas, vadinama vardine darbo srove .

3.4.2 pav. Labai padidintas kontakto paviršiaus vaizdas: a) kai silpnas kontakto prispaudimas; b) kai stipresnis kontakto prispaudimas Uždarant kontaktą ne iš karto visi kontaktų paviršiai susiliečia. Sąlyčio taškų pamažu daugėja; susiliesdami kontaktai dėl virpėjimo atšoka vieni nuo kitų. Įjungimo srovė, kurią jungiklis pajėgia įjungti, nėra itin didelė. Sunkiausios sąlygos susidaro atjungiant kontaktus ir išjungiant srovę. Tarp išsiskiriančių kontaktų susidaro jonizuotas įkaitintas dujų tiltas, praleidžiantis srovę ir vadinamas elektros lanku, kurį reikia greitai nutraukti, t. y. užgesinti. Kintamosios srovės jungikliuose paprastai lankas nutrūksta natūraliai, nes kas pusę periodo srovė teka per nulį ir lankas savaime gęsta. Kad srovės tekėjimas atsinaujintų, pakanka suteikti kontaktų tarpui izoliacinių savybių. Kad tai vyktų paplitusiuose magnetinio pūtimo jungikliuose, reikia (3.4.3 pav.): a) ištempti lanką greitai besiskiriančiais kontaktais ir lanko elektromagnetiniu pūtimu; b) suskaidyti lanką į kelias dalis įpūtus jį tarp keleto nuosekliai išdėstytų metalo plokštelių; c) intensyviai aušinti lanką dejonizuojančiomis metalo plokštelėmis arba izoliacinėmis kameros sienelėmis.

Juo tobulesnis lanko gesinimo sistemos būdas, juo didesnę srovę jungiklis gali išjungti. Didžiausia srovė, kurią jungiklis pajėgia tinkamai išjungti tam tikromis sąlygomis, vadinama vardine atjungimo srove

3.4.3 pav. Lanko gesinimo budai magnetinio pūtimo jungikliuose: a) dvigubas kontaktų tarpas ir lanko tempimas greitai besiskiriančiais kontaktais; b) lanko pūtimas tinkamai sudarytu srovės keliu; c) lanko pūtimas pūtimo elektromagnetu; d) lanko suskaidymas; e) lanko aušinimas plyšinėje kameroje l — pūtimo elektromagnetas; 2 — metalo plokštelės Jungiklio pavadinimas

Skyrikliai (skiriantys jungikliai)

Galios skyrikliai (darbo srovės jungikliai) Automatiniai jungikliai

(trumpojo jungimo srovių jungikliai)

skirstomieji

manevriniai (galios skyrikliai su rankine pavara bei kontaktoriai)

Pagrindinė paskirtis

Saugaus izoliacinio tarpo sudarymas (atjungimo būsena)

Energijos paskirstymas skirstomuosiuose tinkluose

Variklių ir kitų elektros energijos imtuvų valdymas

Automatinis trumpojo jungimo srovių atjungimas

3.4.4 pav. Jungiklių skirstymas pagal atjungiamąją galią Srovės (Inw), kurią jungiklis geba atjungti, ir srovės (Inc), kurią gali ilgai praleisti, santykis apibūdina jungiklio paskirtį. Skiriamos trys jungiklių grupės (3.4.4 pav.):

• Skyrikliai (atskiriantys jungikliai, Inw/ Inc ~ 0), kuriuos atjungus grandinėje atsiranda matomas saugus izoliacinis tarpas. Jie neturi lanko gesinimo sistemos. Skyriklius galima atjungti, kai grandinėje neteka srovė arba teka labai silpna. Per klaidą atjungus skyriklį esant apkrovai tarp kontaktų užsidega elektros lankas, kuris gali sugadinti pačią skirstyklą. Kadangi žemosios įtampos įrenginiai neapsaugoti nuo tokių klaidų, skyrikliai naudojami vis rečiau. • Galios skyrikliai (darbo srovės jungikliai, Inw/ Inc ^ 10), kurių paskirtis — sujungti ir atjungti tik tekančią darbo srovę. Jų lanko gesinimo sistema labai paprasta, todėl jie negali atjungti trumpojo jungimo srovės. Šiuolaikiški atviri galios skyrikliai grandinėje sudaro saugų izoliacinį tarpą; vadinasi, jie atlieka ir galios skyriklių, ir skyriklių funkcijas. • Automatiniai jungikliai (trumpojo jungimo srovių jungikliai, Inw/ Inc > 10) skiriami automatiškai atjungti trumpojo jungimo srovėms. Jų lanko gesinimo sistema tobula — jie gali atjungti stiprią srovę ir turi maksimalios srovės paleidiklius, kad galėtų atjungti srovę automatiškai. 3.5 Galios skyrikliai su rankine pavara Skirstomosiose linijose, maitinančiose paskirstymo spintas, nuo trumpojo jungimo apsaugotas saugikliais, o ne brangiais automatiniais jungikliais (3.4.4 pav.), jungimams naudojami galios skyrikliai. Prie jų esantys saugikliai gali būti atskirai sumontuoti. Tačiau geresnėmis laikomos nedidelių dydžių komplektinės konstrukcijos negu atskirai įrengti galios skyrikliai ir saugikliai (3.5.1 3.5.2 pav.): 1) galios skyriklis su saugikliais; 2) galios skyriklis-saugiklis pasižymi tuo, kad judamojo kontakto paskirtį atlieka saugiklio įdėklas; atidarius galios skyriklį pavaros rankena, iššoka saugiklio įdėklo kontaktai, dėl to lengviau pakeisti įdėklus. Galios skyrikliai yra atskiriantys jungikliai. Esama konstrukcijų, kurios tvirtinamos ant pagrindo, ir esama siaurų galios skyriklių, kurie tiesiogiai montuojami ant skirstyklos renkamųjų šynų (3.5.3, 3.5.4 pav.). Permatoma priekinė sienelė padeda stebėti ir kontroliuoti saugiklio įdėklų padėtį. Galima atjungti visus tris polius arba po vieną. Saugiklio įdėklai labai tinka kabelių spintoms. Galios skyrikliai su rankine pavara naudojami taip pat ir linijose, maitinančiose imtuvus, bei pagalbinėse grandinėse (reguliavimas, signalizacija, matavimai). Tuo tikslu naudojami manevriniai galios skyrikliai, kurie gali dirbti dideliu jungimo dažniu. Naudojami perjungiantys galios skyrikliai, sudaryti iš kontaktinių paketų, kurių kiekvienas turi vieną arba dvi srovės grandines su jungiamaisiais a)

3.5.1 pav. Atskiriantys galios skyrikliai-saugikliai —APENA, Bielsko-Biala: a) galios skyriklis RP-00 (660 V, 160 A) su 63 A įdėklais; b) galios skyriklis RB-2 (660 V, 400 A)

3.5.2 pav. Atskiriantys siaurieji galios skyrikliai — APATOR, Torunė: a) galios skyriklis su saugikliu SLM; b) galios skyriklis-saugiklis SLBM 3.5.3 pav. Siaurieji galios skyrikliai, montuojami ant renkamųjų šynų — polių išdėstymas: a) galios skyriklis; b) galios skyrikliai-saugikliai su įvairiais gnybtų išdėstymais

3.5.4 pav. Siaurieji galios skyrikliai-saugikliai RBS (690 V, 630 A) — APATOR, Toninė: a) vaizdas iš priekio (plotis 100 mm!); b) atviro vienpolio galios skyriklio vaizdas iš šono; c) atviro tripolio galios skyriklio vaizdas iš šono (I — pavaros svertas įjungtas, II — pavaros svertas atjungtas); l — išimamas saugiklio įdėklas

3.5.5 pav. Perjungiantysis galios skyriklis LUK-40: a) bendras vaizdas; b) konstrukcija I — nejudamųjų kontaktų prijungiamasis gnybtas, 2 — nejudamųjų kontaktų tiltelis, 5 — judamasis kontaktas, 4 — pasidabrinti kontaktų antdėklai, 5 — gesinimo kamera su dejo-nizuojančiomis plokštelėmis, 6 — lanksčių vario juostų jungtis, 7 — judamojo kontakto prijungiamasis gnybtas, 8 — kontakto spyruoklė, 9 — kreipiamoji, 10 — pavaros velenėlis, II — izoliacinis korpusas, 12 — pavaros rankena

3.5.6 pav. 4G (660 V) serijos perjungiantys galios skyrikliai — APATOR, Torunė l — galios skyriklis su cilindrine spyna, blokuojančia pavarą, 2 — žvaigždės-trikampio paleidikliai, 5 — tripolis 1-0-2 perjungiklis (matomi trys kontaktų paketai su prijungimo gnybtais)

3.5.7 pav. Galios skyriklio sudedamosios (4G — APATOR, Torunė) dalys l — pasukamoji rankena, 2 — priekinė plokštė, 5 — kontaktų paketas 3.6 Kontaktoriai Kontaktorius — tai manevrinis galios skyriklis paprastai su elektromagnetine pavara. Prijungus įtampą (3.6.1 pav.), elektromagnetas 4 pritraukia inkarą 5 su judamaisiais kontaktais 2, įveikdamas trintį, judamųjų elementų svorį ir suspausdamas grąžinamąsias spyruokles 6, o paskutinėje inkaro judėjimo fazėje — taip pat ir kontaktų spyruokles 3. Kontaktorius lieka tokioje padėtyje (čia — uždaroje padėtyje), kol maitinamas pavaros elektromagnetas.

3.6.1 pav. Kontaktoriaus su elektromagnetine pavara veikimo schema l — nejudamasis kontaktas, 2 — judamasis kontaktas, 3 — kontakto spyruoklė, 4 — elektromagnetas, 5 — judamasis inkaras, 6 — grąžinamoji spyruoklė, 7 — pagrindinės grandinės gnybtai Pakanka tik trumpam išjungti valdymo įtampą, ir tuoj pat dingsta elektromagneto traukos jėga, kontaktų spyruoklės 3 bei grąžinamosios spyruoklės 6 atstumia inkarą 5; kontaktorius atsidaro. Kontaktoriaus judamuosius kontaktus įjungtoje padėtyje palaiko elektromagneto jėgos, o kai tik ji išnyksta, kontaktai grįžta į pradinę padėtį, veikiami grąžinamųjų spyruoklių jėgos. Pagrindiniai magnetinio pūtimo kontaktoriaus kontaktai paprastai yra dviejų tarpų, o gesinimo kamera turi kelias dejonizuojančias plokšteles (3.6.2 pav.). Kontaktoriaus konstrukcijos schema parodyta 3.6.3 paveikslėlyje.

3.6.2 pav. Magnetinio pūtimo kontaktoriaus schema — KLOCKNER-MOELLER, Vokietija

l — kontaktoriaus korpusas, 2 — nejudamasis kontaktas, 5 — judamasis kontaktas, 4 — dejonizuojančios plokštelės

3.6.3 pav. Kontaktoriai SLA-ELESTER, Lodzė: a) kontaktorius SLA 7 I (mažiausias); b) kontaktorius SLA 85 (didžiausias) eg — elektromagneto gnybtai, pg — pagrindinių grandinių gnybtai, kg — pagalbinių kontaktų gnybtai, c) kontaktorių elektrinės schemos 3.6.3 pav. pateikiami nauji tarptautiniai kontaktorių gnybtų žymėjimai: — elektromagneto ritė: A1-A2; — pagrindinės grandinės: 1-2, 3-4, 5-6, 7-8 ir kt. — pagalbinės grandinės kiekvienas gnybtas žymimas dviem skaičiais XY-XZ, kurių pirmas skaičius X, toks pat abiem duotosios grandinės gnybtams, kartu yra ir pagalbinės grandinės eilės numeris, o vietoj antrųjų skaičių Y ir Z įrašomi kontakto paskirtį nurodantys numeriai: l, 2 — atjungiantis (normaliai uždaras) kontaktas; 3, 4 — sujungiantis (normaliai atviras) kontaktas; 5, 6 — atjungiantis uždelstas (normaliai uždaras) kontaktas; 7, 8 — sujungiantis uždelstas (normaliai atviras) kontaktas. Pavyzdžiui, 21-22 žymi antrą iš eilės pagalbinį kontaktą, kuris yra atjungiantis; 47-48 — ketvirtą iš eilės pagalbinį kontaktą, kuris sujungtas su uždelsimu.

3.6.4 pav. Kontaktoriaus valdymo schemos: a) valdymas nuolatiniu įtampos padavimu naudojant jungiklį be automatinio grįžimo; b) valdymas nuolatiniu įtampos padavimu naudojant mygtuką; c) valdymas trumpalaikiu įtampos padavimu naudojant du mygtukus l — pavaros elektromagneto ritė, 2 — rankinis jungiklis, 3 — įjungiamasis mygtukas (prieš nuspaudžiant išjungtas), 4 — atjungiamasis mygtukas (prieš nuspaudžiant įjungtas), 5 — pagalbinis normaliai atidarytas kontaktas, F2 — pagrindinės grandinės saugikliai, F5 — valdymo įtampos grandinės saugiklis 3.6.4 pav. parodo kontaktoriaus valdymo schemas. Paduodant valdymo įtampą nuolat Įjungtu kontaktu (3.6.4 pav. a, b), kontaktorius laikomas įjungtas tol, kol tas kontaktas uždarytas (2 arba 3). Norint atjungti kontaktorių, reikia atjungti kontaktą 2 arba nuspausti mygtuką 3. Valdant kontaktorių trumpalaikiu impulsu (3.6.4 pav. c), pakanka trumpam nuspausti mygtuką ĮJ ir kontaktorius užsidaro, kartu uždarydamas ir pagalbinį normaliai atidarytą kontaktą 5. Užsidarydamas kontaktas 5 šuntuoja mygtuką ĮJ; nors jis ir atsidarė atleidus mygtuką, elektromagnetas ir toliau maitinamas. Norint atjungti kontaktorių, pakanka trumpam paspausti mygtuką IŠJ; pavaros elektromagneto įtampa išsijungia, atsidaro pagrindiniai kontaktai ir pagalbinis kontaktas 5. Nors po kurio laiko atsileis ir užsidarys mygtukas IŠJ, elektromagnetui įtampa nebus įjungta, nes valdymo įtampos grandinę nutraukia atviras mygtukas Įj ir atviras pagalbinis kontaktas 5. Kitos įtampos padavimo trumpalaikiu impulsu fazės parodytos 3.6.4 paveikslėlyje. Jeigu maitinimo grandinėje nors trumpam išnyks įtampa, tai jai grįžus: — kai įtampa paduodama nuolatiniu impulsu, kontaktorius įsijungs ir variklis pradės veikti; — kai įtampa paduodama trumpalaikiu impulsu, kontaktorius automatiškai neįsijungs. Jeigu dingusi įtampa netikėtai vėl atsiranda ir gali įjungti variklį, kuris kelia grėsmę aptarnaujančiam personalui bei varomiems įrenginiams, tai reikia taikyti maitinimo įtampos padavimo trumpalaikiu impulsu schemą. Valdymo grandinę tiesiogiai maitina pagrindinė grandinė, kurioje yra pagrindiniai kontaktoriaus kontaktai. Trifazėje su įžeminta neutrale grandinėje kontaktoriaus ritės vardinė įtampa turi būti lygi fazinei įtampai. Pavyzdžiui, 230/400 V tinkle kontaktorius privalo turėti ritę, kurios vardinė įtampa 230 V. Vienas kontaktoriaus ritės (ir kito vykdomojo arba signalizacinio elemento) gnybtas tiesiogiai prijungiamas prie įžeminto neutralaus laido N (3.6.4 pav.). Prijungus priešingai (3.6.4 pav.) gali atsirasti pavojingų komplikacijų: įvykus įžemėjimui taške l arba 2 uždaryto kontaktoriaus negalima atidaryti mygtuku IŠJ; arba dar blogiau — įžemėjimo 2 atveju ritė gauna maitinimą, ir variklis pradeda veikti. Kad kontaktorius tinkamai veiktų, ritės gnybtų įtampa turi būti jos vardinės įtampos Une ribose 0,85 - 1,1 (pvz., 230 V ritės gnybtų 196 - 253 V ribose). Esant žemesnei nei 0,85 Une įtampai, kontaktorius galėtų neužsidaryti, o uždarytame kontaktoriuje inkaras galėtų būti silpnai palaikomas. Jeigu inkaras

nekontaktuoja, elektromagneto induktyvumas mažėja, maitinimo srovė didėja (nors įtampa žemėja) ir ritė gali perkaisti. Kartu gali būti pažeisti pagrindiniai kontaktoriaus kontaktai, nes: a) mažėja kontaktų prispaudimas ir jie gali pradėti virpėti; b) įtampos žemėjimą dažnai lydi srovės padidėjimas pagrindiniuose kontaktuose (pavyzdžiui, variklio paleidimo metu arba esant ilgalaikiam trumpajam jungimui už kontaktoriaus).

3.6.5 pav. Kontaktoriaus valdymo grandinės darbo fazės (paryškinta linija žymi srovės tekėjimo kelią): a) parengiantis darbui; b) padėtis nuspaudus mygtuką ĮJ (kontaktorius dar neužsidarė); c) padėtis po sekundės (kontaktorius jau užsidarė); d) normali darbinė padėtis atleidus mygtuką ĮJ; padėtis vos tik nuspaudus mygtuką IŠJ (kontaktorius dar neatviras); f) padėtis po sekundės (kontaktorius jau atviras); g) pasirengimas darbinei padėčiai atleidus mygtuką IŠJ. Jeigu pagrindinė grandinė, kurios vardinė srovė ne didesnė negu 10 A, turi saugiklį (F2, 3.6.4 pav.), tai šis saugiklis kartu gali apsaugoti ir valdymo įtampos grandinę. Priešingu atveju valdymo įtampos grandinei reikia atskiro saugiklio (F5, 3.26 pav.) arba nedidelės, pvz., 6 A vardinės srovės jungiklio. Kontaktoriai dažniausiai skiriami variklių darbui valdyti. Jų jungimo geba pateikiama valdomo variklio didžiausios vardinės galios išraiška kontaktoriui dirbant tam tikromis sąlygomis. Kontaktoriaus vardinę jungimo gebą atitinka jo atsparumo jungimams (kontaktų ir gesinimo kamerų atsparumas) vardinė vertė (3.6.6 pav.). Kintamosios srovės kontaktoriaus — jeigu kitaip nepažymėta — atsparumo vardinė vertė galioja, kai jis valdo narvelinį indukcinį variklį (naudojimo kategorija AC-3), kurio veikimui būdinga: — apkrauto variklio tiesioginis paleidimas; — variklio išjungimas esant apkrovai.

3.6.6 pav. Tipinė kontaktoriaus jungiamosios gebos ir atsparumo jungimams priklausomybė (vardinė jungimo galia 45 kW, kai atjungimų skaičius iki l mln.; naudojimo kategorija AC-3, įtampa 400 V) Jeigu kontaktoriumi junginėjama galia mažesnė negu vardinė, tai jo atsparumas jungimams padidės atitinkamai pagal žemėjančią charakteristikos dalį (3.6.6 pav.). Vardinis atsparumas l mln. jungčių prie 45 kW gali padidėti iki 2 mln., prie 30 kW — iki 4 mln., prie 20 kW — iki 6 mln., prie 15 kW ir prie 11 kW — iki 10 mln. Prireikus įmanoma pratęsti kontaktų ir gesinimo kamerų tarnavimo laiką ne visiškai apkraunant kontaktorių. Žemėjančios brėžinio dalies (3.6.6 pav.), vaizduojančios kontaktų bei gesinimo sistemos atsparumo ir atjungiamosios galios teorišką priklausomybę, negalima per daug keisti: — nei aukštyn, nes variklio grandinėje, esant didesnei negu 45 kW galiai, kontaktorius negebėtų net kelis kartus išjungti variklio, jeigu atsirastų tokia būtinybė; — nei tolyn, nes nėra prasmės reikalauti jungimų skaičiaus, didesnio negu mechaninis kontaktoriaus atsparumas (10 mln., 3.6.6 pav.). Nesilaikant šio reikalavimo galima tikėtis, kad pradės trūkinėti spyruoklės ir neleistinai deformuosis kitos labiausiai apkrautos mechaninės dalys. Pabaigoje svarbu išvardyti svarbiausias kontaktorių savybes. Būtent tai yra manevriniai galios skyrikliai, kurie: • Gali būti uždaromi ir atidaromi per atstumą; mygtukai ir kiti įtampos valdymo jungikliai gali būti laisvai įtaisomi atokiai nuo kontaktoriaus ir variklio. • Pritaikomi veikti, esant dideliam jungimų dažniui, siekiančiam 600 - 1200 ar net 3600 h'1. • Jų didelis mechaninis atsparumas; mechaniškai susidėvi atlikę mažiausiai kelis milijonus uždarymo ir atidarymo operacijų. Veikiami elektros lanko, kontaktai gali anksčiau susidėvėti ir gali prireikti keliskart juos pakeisti kontaktoriaus tinkamumo laikotarpiu. • Naudojami apsaugai nuo viršįtampio, taip pat automatiškam atjungimui išnykus arba labai sumažėjus įtampai grandinėje. • Gali automatiškai atjungti grandinę, atsiradus ir kitiems sutrikimams (perkrova, srovės nuotėkis), jeigu turi atitinkamas reles. 3.7 Apsaugos nuo perkrovos tikslai Grandinėse, kurios maitina variklius, gali atsirasti perkrova. Perkrovos atsiradimo priežastis — per didelė variklio apkrova arba pažemėjusi įtampa. Ilgą laiką tekant didesnei srovei negu vardinė srovė, gali sugesti variklis bei linija. Variklio perkrova atsiranda dėl šių priežasčių: a) staklėmis drožiant per storas drožles; b) keliant didesnį svorį negu leistina; c) beriant į malūną per storą ir per kietą įkrovą;

d) netinkamai parenkant mažos galios variklį. Norint išvengti perkrovos padarinių, naudojama apsauga nuo perkrovos, kurios tikslas: — padėti automatiškai išsijungti perkrautam įrenginiui; — apie įrenginio perkrovą signalizuoti aptarnaujančiam personalui, kuris išjungs įrenginį arba pašalins priežastį; tai tinka tik prižiūrimiems įrenginiams, kurių netikėtas išsijungimas yra nepageidaujamas.

3.7.1 pav. Du apsaugos nuo perkrovos veikimo budai: a) variklio imamos srovės vertės kontrolė; b) variklio apvijų temperatūros kontrolė 1 — termobimetalinė arba elektroninė relė, 2 — temperatūros jutiklis Apsauga nuo perkrovos gali būti taikoma laikantis vienos iš šių taisyklių (3.7.1 pav.): 1. Apsauga reaguoja į įrenginio imamos srovės vertę ir pradeda veikti, jei srovė viršija leistiną vertę, o veikimo laikas juo mažesnis, juo didesnė perkrovos srovė. Šitaip veikia įjungtos į variklio grandinę termobimetalinės relės ir elektroninės apkrovos relės. 2. Apsauga reaguoja į saugomo įrenginio temperatūrą ir tuoj pat suveikia, jeigu temperatūra viršija leistiną vertę. Šitaip veikia apsauga su temperatūros jutikliais, įrengtais variklio viduje. 3.8. Termobimetalinės relės Termobimetalinė relė (3.8,1 pav.) veikia panašiai kaip ir jungiklis. Atsiradus perkrovai, tekanti srovė įkaitina termobimetalinį elementą (3.8.2 pav.) ir jis išsilenkia taip, kad atidaro relės kontaktą 5. Šis kontaktas yra įjungtas į kontaktoriaus valdymo grandinę ir ją nutraukia, vadinasi, automatiškai atjungia kontaktorių.

3.8.1 pav. Termobimetalinės relės TSA-ELESTER, Lodzė: a) relė TSA 11-16 veikia kartu su kontaktoriumi SLA16 (nustatytas diapazonas 7,3 -r 11 A, naudotinas saugiklis gG 25 A); b) relė su distanciniu mechanizmu TSA 85 P veikia kartu su kontaktoriumi SLA 85 (nustatytas diapazonas 63 -r 90 A, naudotinas saugiklis gG 160 A) l — reguliuojamasis diskas, 2 — atstumiamasis mygtukas, reikalingas kontaktui grąžinti į pradinę padėtį

3.8.2 pav. Termobimetalinės relės konstrukcija l — termobimetalinis elementas, kaitinamas juo tekančios srovės, 2 — judesio perdavimo strypelis, 3 — kompensuojamasis termobimetalinis elementas, kompensuojantis aplinkos temperatūros įtaką, 4 — judamojo kontakto stūmiklis, 5 — atjungiamasis kontaktas (rodyklės rodo judėjimo kryptį poveikio metu)

3.8.3 pav. Kontaktoriaus su termobimetaline rele valdymo trumpalaikiu įtampos impulsu schema l — termobimetaliniai elementai, 2 — relės kontaktas

3.8.4 pav. Automatinis kontaktorius BSLA-7 — ELESTER, Lodzė: a) korpusas atidarytas; b) uždarytas skardiniu dangteliu l — kontaktorius, 2 — termobimetalinės relės, 3 — angos laidams įvesti Laikas, per kurį termobimetalinė relė atidaro kontaktą, priklauso nuo perkrovos srovės vertės (3.8.5 pav.). Vardinė grandinės srovė Ivard neduoda impulso veikti. Esant didesnės srovės apkrovai, anksčiau neįkaitusi relė veikia šitaip: 1,05 Ivard — relė turi išsilaikyti neveikdama mažiausiai 2 h; 1,15 Ivard — relė turi pradėti veikti po 20 min. 6 Ivard — relė turi pradėti veikti po tiek sekundžių, kiek siekia jos atjungimo klasė (po 5, 10, 15, 20, 25 arba 30).

3.8.5 pav. Perkrovos relės, kurios atjungimo klasė nuo 5 iki 30, veikimo charakteristikos (visų polių apkrova esant šaltam būviui) Relės atjungimo (angį. tripping class) klasė yra svarbus parametras, apibrėžiantis, kaip relė tinka variklių, kurių paleidimas trunka ilgiau, grandinėse. Relės, kurių kontroliuojamoji srovė maža, termobimetaliniai elementai tiesiogiai įjungti į apsaugomą grandinę; tai pirminės relės. Relės, kurių kontroliuojamoji srovė didelė, įjungtos per srovės transformatorių. Jos vadinamos antrinėmis. Paprastai jos turi vieną srovės transformatorių visame galimų apkrovos srovių diapazone ir nedaro įtakos relės

laiko srovės (t-l) charakteristikai. Tokių termobimetalinių relių atjungimo klasė 5-oji, o daugiausia — 10-oji. Iš laiko-srovės charakteristikos eigos matyti, kad termobimetalinei relei reikia nustatyti srovę, lygią variklio arba kito apsaugomo įrenginio vardinei srovei. Jeigu paaiškėtų, kad šitaip nustačius relės srovę ji be reikalo suveikia, tada paleidžiamam varikliui galima nustatyti truputį didesnę — daugiausia 10 % — srovę. Jeigu ir tai nepadėtų, reikia panaudoti antrinę relę su greitai prisisotinančiu srovės transformatoriumi arba elektrinę viršsrovio relę.

3.8.6 pav. Pagrindinė siurblio variklio valdymo grandinės schema l — slėgio relės kontaktas (uždarytas, kai rezervuare mažai vandens), 2 — termobimetalinės relės uždarytas kontaktas, 3 — kontaktoriaus ritė, 4 — saugiklis, 5 — valdymo mygtukas, galintis įjungti ir atjungti valdymo įtampą Termobimetalinei relei pradėjus veikti, atsiveria kontaktas, o po akimirkos atsidaro kontaktorius. Perkrovos srovė nutraukiama, relė aušta, ir termobimetaliniai elementai grįžta į pradinę padėtį. Dabar galimos dvi situacijos: — Ataušusios relės kontaktas lieka atidarytas, ir tik aptarnaujantysis personalas gali jį uždaryti. Tik šitaip pagaminta relė su užsklęstu kontaktu gali būti naudojama valdymo įtampos ilgalaikiu impulsu schemoje. Tai neleidžia daug kartų junginėti perkrauto (pavyzdžiui, sustabdyto) variklio. — Ataušusios relės kontaktas užsidaro. Šitokia relė su neužsklęstu kontaktu tinka tik valdymo įtampos trumpalaikiu impulsu schemai. Naujesnės relės konstruojamos taip, kad vartotojas galėtų jas nustatyti „uždelstam" ir „neuždelstam" veikimui. Įvykus grandinėje trumpajam jungimui už pirminės relės , trumpojo jungimo srovė taip pat teka termobimetaliniais elementais ir ant jų apvyniotomis šildomosiomis varžomis. Todėl jie gali lengvai perkaisti ir sugesti. Kataloge, net ir relės vardinių duomenų lentelėje, nurodoma didžiausia leistina apsaugančio saugiklio vardinė srovė. Grandinėje įrengtas saugiklis, turintis didesnę vardinę srovę, gali neapsaugoti nuo šilumos, kurios matas — Džaulio integralas Termobimetalinės relės nelaikomos tobula apsauga nuo perkrovos dėl šių priežasčių: 1. Ilgainiui dėl sudedamųjų dalių smulkaus deformavimosi ir termobimetalinių elementų perkaitimo keičiasi relės charakteristika t-l. 2. Termobimetalinė relė reaguoja tik į variklio imamos srovės vertę. Ji pradės veikti, jeigu leistinoji variklio temperatūra viršijama dėl kitos priežasties: per daug pakilus aplinkos temperatūrai, užpylus variklį arba užkimšus ventiliacijos vamzdžius. 3. Termobimetalinė relė yra daug mažesnė negu variklis, greičiau negu variklis įkaista ir greičiau ataušta. Tinkamai nustatyta, be reikalo išsijungia dažnai paleidžiant ir nekenksmingai perkraunant variklį. Termobimetalinės relės netinka nei dažnai paleidžiamų, nei kintamąją apkrovą turinčių variklių apsaugai. 4. Trifaziai varikliai veikia kaip vienfaziai, jeigu nutrūksta vienas iš tiekimo laidų, pavyzdžiui, perdegus saugikliui. Tada variklis varomas linijine įtampa , imama srovė didėja, o termobimetalinės relės kaitina tik du polius (3.8.7 pav). Dėl to įprastos relės veikimo laikas ilgėja, ir ji gali per vėlai išsijungti1). Variklio veikimas nutrūkus vienai fazei — dažna jų gedimo priežastis.

3.8.7 pav. Trifazis indukcinis variklis, apkrautas vardiniu momentu: a) normalaus veikimo metu; b) nutrūkus vienai maitinimo fazei 3.9. Elektroninės viršsrovio relės Elektroninių viršsrovio relių (3.9.1 pav.) įeinamieji signalai — trifazė srovė ir trifazė įtampa. Srovės transformatoriaus signalai keičiami jiems proporcingais įtampos signalais. Ta įtampa išlyginama, keičiama skaitmeniniais signalais ir analizuojama mikroprocesoriumi: — ar variklio apkrovos srovė atitinka perkrovos elemento nustatytą laiko ir srovės charakteristiką įvertinant ankstesnį variklio apkrovos laipsnį; — ar variklio apkrovos srovė atitinka nustatytą mažesnę negu jo vardinė apkrovą, jeigu to reikia technologiniam procesui; — ar atsiradusi fazių srovės asimetrija neviršija to lygio, kai variklis pradeda gesti; — ar nedingo kurios nors fazės įtampa, o to neturėtų būti normaliai veikiant varikliui.

3.9.1 pav. Variklio su elektronine viršsrovio rele (APATOR, Torune) maitinimo ir valdymo grandinių schema

S3 — trumpojo jungimo elemento atblokavimas, S4 — trumpojo jungimo elemento bandomasis paleidimas Įtampos keitiklių signalai paduodami paeiliui: — elementui, kontroliuojančiam maitinimo įtampos dingimą; — elementui, kontroliuojančiam maitinimo įtampos pažemėjimą daugiau negu 0,8 Ua. Elektroninė viršsrovio relė yra tobulesnė negu termobimetalinė relė, bet daug brangesnė dėl dviejų priežasčių: iš srovės signalų ji gauna įtampos signalus, o mikroprocesorius gali įvairiopai apdoroti visus tuos signalus. Nepalyginamai efektyvesnė apsauga. Pavyzdžiui, 3.9.2 pav. parodyta relė leidžia vartotojui pasirinkti ir nustatyti norimą atjungimo klasę bei norimą laiko ir srovės charakteristiką iš šešių, pateiktų 3.8.5 pavyzdyje.

3.9.2 pav. Elektroninė viršsrovio relė — SIEMENS, Vokietija 1 — prijungimo gnybtai, 2 — reguliuojamasis srovės 7vard (relė, kurios reguliuojamasis

diapazonas 1,25- 6,3 A, nustatyta 2 A) varžtas, 3 — perjungiklis atjungimo klasei nuo 5 iki 30 nustatyti

3.10 Srovės transformatorius, jo paskirtis ir veikimo principai

Srovės transformatorius - tai elektros įrenginys, skirtas srovės matavimui. Jis galvaniškai

atskiria pirminę ir antrinę grandinę, tokiu būdu galima saugiai naudoti matavimo aparatūrą aukštos įtampos grandinėse, taip pat dideles sroves žemose įtampose.

Za

I l ITA

TA

Za≈0

Za - matavimo elemento varža. Schemos perdavimo koeficientas

nII

constTl

TA= = .

Paprastai antrinės apvijos srovė būna standartinė, lygi 5A. Pirminės apvijos srovė yra tokio didumo, kad ji indukuoja antrinėje apvijoje vardinio dydžio srovę, o transformacijos koeficientas

nurodomas srovių santykiu, pvz. 100

5.

3.11 Elektros energijos matavimo prietaisai Elektros energija matuojama elektros energijos skaitikliais. Plačiausiai iš visų skaitiklių sistemų paplitę elektrodinaminiai skaitikliai nuolatinės srovės grandinėms ir indukciniai skaitikliai kintamosios ir trifazės srovės grandinėms. Elektros skaitikliai — tai sumuojantieji prietaisai. Pagrindinis dalykas, kuo jie skiriasi nuo rodančiųjų prietaisų, yra tai, kad jų judamosios dalies pasisukimo kampo neriboja spyruoklė. Laikui bėgant, pasisukimo kampas didėja, skaitiklio parodymai sumuojasi; be to, kiekvieną jo judamosios dalies apsisukimą atitinka tam tikra matuojamojo dydžio reikšmė.

3.11.1 pav. Indukcinio skaitiklio konstrukcijos ir jungimo schema Vienfazį indukcinį skaitiklį sudaro aliumininis diskas, pritvirtintas ant ašies, ir du elektromagnetai: nuoseklusis A ir lygiagretusis B. Vartotojo srovė I, tekėdama elektromagneto A apvija, sukuria magnetinį srautą Φi, proporcingą srovei I. Srovė lygiagrečiojo elektromagneto apvijoje sužadina magnetinį srautą Φu, proporcingą tinklo įtampai U. Šie magnetiniai srautai, verdami diską, indukuoja jame sūkurines sroves IA ir IB Srovė IA→ Φi→I, o srovė Iu→ Φu→U. Srovei IA veikiant tarpusavyje su srautu Φu ir srovei IB— su srautu Φi, sukuriamas sukimo momentas, proporcingas vartotojo galingumui:

PkUIkM s 11 cos*** == ϕŠis momentas ima sukti skaitiklio diską. Sukantis diskui nuolatinio stabdančiojo magneto M lauke, diske indukuojasi sūkurinės srovės (3.11.1 pav.), kurių sąveika su to paties magneto M lauku sukuria stabdymo momentą, proporcingą skaitiklio disko sukimosi greičiui n:

nkM st 2= Pastovų apkrovimą atitinka ir pastovus skaitiklio sukimosi greitis, nes sukimo ir stabdymo momentai yra lygūs: Ms=Mst, vadinasi,

nkPk 21 = iš čia

knnkkP ==

1

2

t. y. skaitiklio sukimosi greitis proporcingas vartotojo galingumui. Kai vartotojo galingumas P, per laiką t jo sunaudota energija

kNkntPtW === Tuo būdu, sunaudotoji energija proporcinga skaitiklio disko apsisukimų skaičiui N. Sunaudotą energiją registruoja skaičiavimo mechanizmas, kurį suka sliekinė pavara (arba krumpliaratis) B, pritvirtinta ant skaitiklio ašies. Disko judesys perduodamas penkiems ritinėliams, ant "kurių šonų surašyti skaitmenys nuo O iki 9. Ritinėliai laisvai užmauti ant ašies A. Pirmasis (3.11.2 paveiksle dešinysis) sutvirtintas su krumpliaračiu; jis, judant skaitiklio diskui, visą laiką sukasi. Per viena pirmojo ritinėlio apsisukimą antrasis ritinėlis pasisuka 1/10 apsisukimo. Per vieną antrojo ritinėlio apsisukimą trečiasis ritinėlis pasisuka taip pat 1/10 apsisukimo ir t. t. Ritinėliai uždengti aliumininiu skydeliu, pro kurio angeles matyti tik po vieną kiekvieno ritinėlio skaitmenį. Pro skydelio angeles matomas skaičius rodo energijos dydį, kurį užregistravo skaitiklis per visą jo veikimo laiką nuo to momento, kai jo parodymai atitiko nulinę reikšmę.

3.11.2 pav. Skaičiavimo mechanizmo schema Šiuolaikiniai elektros skaitikliai veikia mikroprocesorinės technikos pagalba. Vienas pavyzdžių – ATMEL firmos vienfazis elektros skaitiklis AVR465

Lygtys, kurių pagrindu atliekami elektros energijos sąnaudų bei įtampos verčių apskaičiavimai, sudarytos apdorojant diskretines momentines išmatuotas įtampos ir srovės reikšmes, per vieną kintamosios srovės periodą atliekama N matavimų.

Skaitiklis sukurtas mikrokontrolerio pagrindu, jame didelis dėmesys skirtas apsaugai nuo elektros grobstymo. Srovė matuojama dviem srovės transformatoriais T1 ir T2, matuojama tiek fazinio laido, tiek neutralės srovė, taip pat lyginamos jų reikšmės, ska,itiklis matuoja elektros energiją pagal didesniąją srovę. Jei srovės abiejuose laiduose skiriasi daugiau 5 procentų, užsidega indikatorinė lemputė „EARTH“, taip skaitiklis signaliuoja apie atsiradusį sujungimą su žeme už skaitiklio, kur jo būti neturi. Jei galios kryptis skaitiklyje keičiasi, ko normaliai neturi būti, užsidega signalinė lemputė „REVDIR“. 3.12. Pramoninių skirstyklų paskirtis ir jų rūšys Tam tikrose elektros tinklo vietose skirstoma elektros energija; šį darbą atlieka skirstyklos. Skirstykla — tai įrenginys, kurį pasiekia viena arba daugiau maitinimo linijų ir iš kurio išeina paskirstymo linijos. Jos įrengiamos tokiu būdu, kad jungimo, saugumo, matavimo, valdymo ir signalizacijos įrenginiai, aptarnaujantys šias linijas, kartu su sujungimais ir pagalbiniais įrenginiais sudarytų konstrukcijos visumą. Skirstyklų konstrukcijos yra įvairių rūšių, atsižvelgiant į įrengiamų aparatų dydį, skirstyklos veikimo sąlygas bei į kitus veiksnius. Skiriamos dvi pagrindinės pramoninių tinklų skirstyklų rūšys: skirstomoji dėžutė ir skirstomoji spinta. Skirstyklų vidaus schema parodyta paveikslėlyje. Ji susideda iš ateinančių linijų, išeinančių linijų, šynų ir srovės matavimo transformatorių.

0,4kV

Iš pastotės

2 3 4 1

3.13. Skirstomosios dėžutės Nedidelės skirstomosios dėžutės, maitinančios vartotojo grandines, naudojamos gyvenamųjų namų , biurų ir viešbučių (3.13.1 pav.) tinkluose. Maitinimo grandinių ir imtuvų grandinių aparatai montuojami skardinėse arba plastmasinėse dėžutėse; dažniausiai jie tvirtinami ant šynų laikiklių. Skirstomųjų dėžučių sistemos modulis grindžiamas tuo, kad didesnę skirstyklą (nuo kelių iki keliasdešimt dėžučių) sudaro ribotas kelių dėžučių tipų asortimentas (3.13.2 pav.). Jų dydžiai suderinti taip, kad jos labai tinka viena prie kitos. Atskiroje dėžutėje telpa vienas didesnis arba keli mažesni aparatai (3.13.2 pav.). Kad konstrukcijos būtų tvirtesnės, dėžutės sujungiamos tarpusavyje, o didesni rinkiniai papildomai pritvirtinami prie stovo. Jeigu tarp gretimų dėžučių paliekama anga laidams nutiesti, tai dėžutės sujungiamos tik uždėjus tarpiklius. Dėžučių gylis neviršija 200 mm; tačiau galima jį padidinti pritvirtinus vidinius rėmus tarp atitinkamos dėžutės ir dangtelio arba pritaikius iškilius dangtelius. Tinkamai parinktas dėžutes mechaniškai sutvirtinus bei sujungus elektros aparatus, gaunama norimos schemos ir aprūpinimo skirstyklą (3.13.3 pav.). Eksploatuojamą skirstomąją dėžutę lengva papildyti naujomis dėžutėmis.

3.13.1 pav. Modulinės skirstyklos, tvirtinamos išorėje ant sienos ar stovo ir įleidžiamos į sienos nišą — SPELSBERG, Vokietija (plastmasinė vidaus konstrukcija, aliumininis korpusas)

3.13.2 pav. Modulinės sistemos penkios pagrindinės izoliacinės dėžutės — SPELSBERG,

3.13.3 pav. Modulinė skirstykla (a, b) — KLOCKNER-MOELLER, Vokietija l — šynų dėžutės, 2 — aparatų dėžutės, 3 — rezervinės dėžutės, 4 — prijungimo dėžutės, 5 — kabelių lankas, 6 — loveliai Dangteliai turi tarpiklius, kuriuos uždaromi dangteliai prispaudžia; tarpikliai taip pat dedami prie angų, esančių šoninėse dėžučių sienelėse. Nepaisant to, skirstyklos vidus ir išorės atmosfera susisiekia dėl neišven giamų plyšių ir oro judėjimo bei temperatūros kitimo. Dėžučių viduje gali kauptis vandens garai. Kad lašai nesikauptų, žemiausiose skirstyklos dalyse daromos nedidelės angos lašams nutekėti.

Skirstomosios spintos yra paprastos spintos pavidalo, apie 2 m aukščio (3.13.4 pav.). Jos tinka net didžiausiems ir sunkiausiems aparatams įtvirtinti. Atsižvelgiant į vidaus konstrukciją, spintos skirstomos į du tipus: 1. Spintos su stacionariai įmontuotais aparatais. Aparatai montuojami ant sienelių, pertvarų ir profiliuotos skardos atramų. Jų gaubtai gali būti skardiniai, tačiau per silpni aparatams tvirtinti (išskyrus mažus ir lengvus, pavyzdžiui: matavimo prietaisus, mygtukus, lemputes). 2. Spintos su ištraukiamu pagrindiniu aparatu. Jų konstrukciją sudaro atitinkamai profiliuotas karkasas ir fasonine geležimi sutvirtinti skardiniai apvalkalai. Jos dailesnės, bet dėl technologinių ypatumų išleidžiamos serijinėje gamyboje.

3.13.4 pav. Modulinė skirstomoji spinta Mrnn — ELESTER, Lodzė (2 m aukščio, plonasienės fasoninės geležies konstrukcijos, įvadas ir renkamosios šynos vardinei 3600 A srovei) 1 — jungiklių sekcija, 2 — galios skyriklių sekcija. Paprasčiausioje skirstomojoje spintoje aparatai stabiliai pritvirtinami ir prijungiami. Norint apžiūrėti, pataisyti arba pakeisti kurį nors aparatą, reikia išjungti visos skirstyklos arba didesnės jos dalies įtampą. Nutrūksta daugelio imtuvų (įrenginių) darbas. Šito trūkumo neturi dviejų dalių skirstykla, kurioje jungtuvus ir kitus aparatus reikia dažnai prižiūrėti ir taisyti. Jie pritvirtinti specialiame vežimėlyje, vadinamame ištraukiamuoju elementu (3.13.5 pav.). Ištraukiamasis elementas gali užimti vieną iš trijų padėčių, kurias aiškiai fiksuoja strektė: DARBAS — ištraukiamasis elementas yra visiškai įkištas, o jo pagrindinės ir pagalbinės grandinės kištukiniais jungtuvais sujungtos su atitinkamomis skirstyklos nejudamųjų elementų grandinėmis. Tai normali padėtis. BANDYMAS — ištraukiamasis elementas yra iš dalies ištrauktas (3.13.5 pav.); ištraukiamojo elemento ir nejudamųjų elementų pagrindinės grandinės nutrauktos, o pagalbinės — sujungtos. Pagalbinių grandinių veikimą įmanoma patikrinti uždarant bei atidarant kontaktorius ir nejunginėjant pagrindinės grandinės. ATJUNGIMAS — ištraukiamasis elementas yra visiškai ištrauktas, o jo elektros grandinės atjungtos nuo nejudamųjų elementų grandinių sudarant izoliacinį tarpą. Esant tokiai padėčiai, galima saugiai prižiūrėti, tikrinti ir taisyti atjungtus aparatus.

3.13.5 pav. Dviejų dalių skirstyklos ištraukiamasis elementas (kontaktorius su saugikliais) esant BANDYMO padėčiai Kištukiniai jungikliai, jungiantys ištraukiamojo elemento ir nejudamųjų elementų elektros grandines, atlieka skyriklių paskirtį, todėl negali prijungti arba išjungti srovės. Ištraukiamąjį elementą ištraukti ir įstumti (tarp DARBO ir BANDYMO padėčių) reikia atjungus jo jungiklį arba galios skyriklį. Jeigu žmogus to nepastebi, jungiklis automatiškai atsidaro veikiamas atitinkamos blokuotės. Sugedusį ištraukiamąjį aparatą galima tuoj pat pakeisti atsarginiu. Šiuo atveju trumpam pertraukiamas pavienės grandinės maitinimas, todėl nereikia išjungti įtampos visoje skirstykloje. Tai dviejų dalių skirstyklos (3.13.6 pav.) pranašumas. Vis dėlto dviejų dalių skirstyklos brangesnės negu vienos dalies; jos įrengiamos tuose objektuose, kuriuose reikia patikimesnio maitinimo.

3.13.6 pav. Skirstomoji dviejų dalių spinta (vidurinėje sekcijoje jungiklis ištrauktas esant ATJUNGIMO padėčiai) 3.14. Pramonės laidų tiesimo bendrieji principai Pramoniniuose tinkluose naudojami izoliuotieji linijų laidai, kabeliai ir šynos.

Iš izoliuotųjų laidų dažniausiai tiesiami paprastesnės rūšies laidai: viengysliai su polivinito (DY, LY, ALY) izoliacija bei kabeliai su polivinito (YDY) izoliacija ir apvalkalu. Jei pastarųjų skerspjūvis nepakankamas, naudojami panašios konstrukcijos kabeliai su polivinito izoliacija ir apvalkalu. Linijose, kurios maitina nedaug mažo galingumo imtuvų, tiesiami viengysliai laidai plastmasiniuose vamzdžiuose arba kabeliai, tvirtinami laikikliais. Tiesiami ir kitų rūšių laidai, pavyzdžiui, armuoti laidai, apipinti plieninėmis cinkuotomis vielomis (YDYu). Jie gali būti tiesiami be vamzdžių ir kitų apvalkalų tose vietose, kuriose gresia pavojingi mechaniniai pažeidimai, pavyzdžiui, ant gamybos mašinų korpusų ar ant kranų konstrukcijų. Pramonės objektuose yra daug imtuvų bei valdymo, signalizacijos ir apsaugos įrenginių. Bendroje trasoje tenka ne kartą tiesti dešimtis įvairių grandinių laidų. Jeigu jie būtų klojami vienu sluoksniu — dešimtys vamzdžių bei dešimtys kabelių ant atskirų gnybtų, — tai laidams reikėtų didelio paviršiaus. Siekiant šito išvengti, laidai grupuojami į ryšulius, tvirtinamus ant kopėtėlių bei klojamus loveliuose. Dėl to juos sunku aušinti, jų ilgalaikė apkrova mažesnė, negu laisvai tiesiant atskirai kiekvieną laidą. Galima laisvai formuoti laidų trasas, nes ryšuliai, kopėtėlės ir loveliai gali būti kabinami įvairiose vietose, nebūtinai prie sienų ir lubų. Tai svarbu, nes šiuolaikinių didelių pramoninių salių vidinės stiklo sienos nelabai tinka laidams tiesti. Pasitaiko, kad laidų ryšulio, kopėtėlių bei lovelių apskritai neįmanoma pakabinti dėl per didelio atstumo tarp gretimų kilnojamųjų atramų ir keltuvų. Atstumas iki kranų ir kitų keliamųjų įrenginių taip pat gali tapti kliūtimi. Tada laidai tiesiami vamzdžiuose ir loveliuose po grindimis. Pramonės įmonėse taip pat tiesiamos ir šynos. Apsaugotos šynų linijos klojamos išilgai salės ir prie jų prijungiami priimantys įrenginiai. Jei imtuvai perstatomi ar įvyksta kitokių rimtų technologinių permainų, galima lengvai ir greitai prijungti imtuvus prie šynų visai nekeičiant jų buvusios padėties. Šynų linija nesunkiai pritaikoma pasikeitus apkrovos sąlygoms. Tinkama tose įmonėse, kuriose periodiškai keičiasi gamybos pobūdis ir/arba technologinis aprūpinimas. 3.15 Rišamų į ryšulius laidų tiesimas Bendroje trasoje tiesiami laidai izoliacinėmis juostelėmis rišami į ryšulius, kuriuose yra nuo kelių iki maždaug 30 laidų. Horizontaliose trasose ryšuliai dedami į laikiklius (3.15.1 pav., a), kurie gali būti: — pritvirtinti tiesiai prie lubų, sienos arba prie kitos pastato konstrukcijos; — pakabinti ant kilnojamojo troso (kelių laidų ryšulys); — pakabinti ant dviejų kilnojamųjų trosų (keliolikos laidų ryšulys).

3.15.1 pav. Rišamų į ryšulius laidų tiesimas: a) rišamų juostele; b) tvirtinamų perforuota juostele prie fasoninės geležies l — tvirtinimo laikiklis, palaikantis ryšulį horizontalioje trasoje, 2 — tvirtinimo laikiklis, pritvirtinantis ryšulį vertikalioje trasoje, 5 — izoliacinė juostelė Atstumas tarp gretimų kilnojamųjų laikiklių gali būti juo didesnis, juo didesnis ryšulio skersmuo ir juo didesnis laidų skerspjūvis bei kietesnis ryšulys. Tinkamas atstumas horizontaliose trasose siekia 0,4 - l m. Šiose trasose atstumas tarp laikiklių gali būti 50 % didesnis, jei jose laidų ryšuliai pritvirtinami. Tarp gretimų laikiklių laidai turi būti per vidurį arba net dviejose vietose surišti izoliacinėmis juostelėmis. Mažesnius ryšulius galima tiesiogiai pritvirtinti izoliacinėmis juostelėmis prie laikiklių (3.15.1 pav., b). 3.16. Laidų tiesimas ant kopėtėlių Kopėtėlės turi lovio pavidalo plieninės skardos kraštus (surenkamųjų konstrukcijų) bei profiliuotos plieninės skardos skersinius. Jų plotis 200, 400 arba 600 mm. Atitinkamai parinktos ir varžtais sujungtos, kopėtėlės (linijinės, kampinės, atsišakojusios) padeda sumontuoti įvairias trasas — horizontalias ir vertikalias — laidams tiesti. Kopėtėles reikia tvirtinti arba kabinti prie laikiklių, išdėstytų ne didesniu kaip 3 m atstumu. Jos palengvina tiesti kabelius patalpose bei kabelių tuneliuose ir kanaluose. Perforuotų kopėtėlių skersiniai palengvina pritvirtinti laidus ir laidų ryšulius naudojant laikiklius bei juosteles, taip pat — kitų linijų atšakų dėžutes (3.16.1 pav.).

3.16.1 pav. Laidai ant vertikalios sienos l — montažinė dėžutė 3.16.1. Laidų tiesimas loveliuose Jeigu bendroje trasoje reikia nutiesti keliolika ar daugiau laidų, dažniausiai naudojami loveliai. Kaip ir kopėtėlės, loveliai tvirtinami ne didesniais kaip 3 m tarpais, o reikiama laidų trasa gaunama sujungus elementus — paprastus, kampinius, kryžminius ir atšakų (3.16.1 pav.). Į numatomose trasose pritvirtintus lovelius klojami laidai (3.16.1 pav.).

3.16.1 pav. Laidų tiesimas loveliuose l — linijinių elementas, 2 — posūkio elementas, 5 — kampinis elementas, 4 — sujungimo elementas, 5 — atsišakojimo elementas, 6 — vidinė pertvara Izoliaciniai loveliai gaminami iš viniduro arba popieriaus-stiklo laminato. Jie turi nuolatines pertvaras arba griovelius pertvaroms įdėti (3.16.2 pav.); dėl to įmanoma atskirti įvairių grandinių (galios, apšvietimo, valdymo, informacinės) laidus. Lovelių antdėklai uždedami ir nuimami be įrankių. Dėl didelio viniduro profilių ir dydžių asortimento loveliai naudojami ir pramoniniuose tinkluose, ir smulkiuose dirbtuvių, laboratorijų, biurų ir panašių objektų tinkluose (3.16.3 pav.). Tiesiai loveliuose galima tvirtinti kištukinius lizdus, viršsrovio jungiklius bei tinklo valdymo elementus.

3.16.2 pav. Laidų tiesimo loveliuose fragmentas — TEHALIT, Vokietija l — viniduro lovelis, 2 — pertvara, 5 — plokščias 5 x 2,5 mm2 laidas, padedantis įjungti naujų grandinių įtampą, 4 — plokščio laido atsišakojimo gnybtų dėžutė, 5 — kištukiniai lizdai, pritvirtinti prie lovelio ir prijungti atsišakojimo dėžute 4

3.16.3 pav. Viniduro lovelių trasa palangėje — TEHALIT, Vokietija Plieninės skardos lovelis naudojamas tada, kai linijai reikia didelio atsparumo arba lovelis turi būti labai atsparus karščiui. 3.17. Srovėlaidžių tiesimas grindyse Po grindimis, laisvuose statybiniuose tarpuose, specialiuose kanaluose, loveliuose bei vamzdžiuose tiesiami skirstomųjų ir priėmimo linijų laidai (3.17.1, 3.17.2 pav.). Apskritai stačiakampio bei pusiau apskrito pjūvio loveliai dedami po grindimis, kai jos dar tik klojamos. Lovelių eilės dedamos išilgai būsimo elektros energijos imtuvų išdėstymo, o jeigu išdėstymas dar tiksliai nežinomas arba gali keistis, — loveliai klojami taip, kad sudarytų tankų tinklą. Maždaug 3 m tarpais įtaisomos atšakų dėžutės, o dar tankiau (maždaug l m) kai kurie loveliai turi išėjimo angas, kurias prireikus galima užaklinti.

3.17.1 pav. Tinklo grindyse elementai — ELEKTRA-UNTERFLUR, Vokietija l — betono pamatas, 2 — pagrindas po parketu, 3 — parketas, 4 — kištukiniai lizdai grindyse, 5 — kištukiniai lizdai virš grindų, 6 — lovelis, 7 — tvirtinimo laikiklis, 8 — atsišakojimo dėžutė, 9 — prijungimo dėžutė, 10 — vamzdžiai pavienėms linijoms tiesti

3.17.2 pav. Tinklo grindyse montavimas (a, b) — ELEKTRA-UNTERFLUER, Vokietija Grindų lovelių aukštis siekia 10 - 75 mm. Seniau jie buvo gaminami iš plieninės skardos, dabar — iš viniduro. Išilginės lovelių pertvaros atskiria įvairių tinklų laidus ir padidina lovelių mechaninį atsparumą. Dėl atsparumo loveliai turi būti uždengti pakankamai storu (mažiausiai 20 mm) statybiniu sluoksniu po grindimis. 3.18. Komplektiniai šynlaidžiai Renkamosios šynos tiesiamos šitaip: plikos arba izoliuotos šynos, atskirtos izoliacinėmis pertvaromis ir pritvirtintos ant izoliacinių laikiklių, įtaisomos skardiniuose arba tinkliniuose korpusuose. Paprasti 3 m ilgio elementai bei atšakų ir kampiniai elementai padeda nutiesti reikiamą linijų trasą (3.18.1 pav.). Paprastai šynos tiesiamos 3 m aukštyje nuo grindų, paremiant jas arba kabinant ne didesniais kaip 3 m tarpais. Jeigu įmanoma, turint galvoje kranų darbą, jos tvirtinamos žemiau ant specialių laikiklių arba tiesiamos po lubomis (3.18.2 pav.).

3.18.1 pav. Šynlaidžių tinklas l — skirstykla, 2 — magistralinė šyna, 5 — skirstomoji šyna, 4 — atsišakojimo dėžutė

3.18.2 pav. Šynų tvirtinimo budai: a) prie statinio konstrukcinių elementų; b) prie specialių laikiklių; c) po perdengimu Paprastuose, daugiau negu 40 m ilgio ruožuose, varinėms šynoms, o 20 m ilgio — aliumininėms šynoms reikia šiluminės kompensacijos, pavyzdžiui, sujungus tinkamus gretimų šynų elementus (tos pačios medžiagos, iš kurios pagamintos šynos, folijos paketu). Svarbiausios yra šios šynų rūšys: • Magistralinės šynos (3.18.2 pav.), kurių vardinė darbo srovė 1000, 1600, 2500 ir 4000 A. Jos taikomos pagrindinėse maitinimo linijose, transformatoriams su pagrindine skirstykla sujungti, kelioms skirstykloms sujungti bei skirstomosioms šynoms arba tiesiogiai didelio galingumo imtuvams maitinti. Synos būna varinės, aliumininės arba duraliumininės (mechaniškai labai atsparios). Siekiant sumažinti reaktyviąją varžą, šynos gali būti skaidomos, tada pavienės linijos išdėstytos taip, kad sumažėtų keičiamasis nuotolis tarp fazių. Šynos gali būti izoliuojamos nuo karščio besitraukiančia polivinito žarna, kuri kaitinama 100 - 150 °C temperatūroje traukiasi, sudarydama gerai priglundantį izoliuotąjį apvalkalą. • Skirstomosios šynos (3.18.1 pav.), kurių vardinė darbo srovė 160, 250, 400 ir 630 A. Jos tiesiamos išilgai numatytos imtuvų išdėstymo linijos. Kas 0,5 m prie šynų galima prijungti atsišakojimo saugiklių dėžutę, kuri maitina imtuvus. Imtuvas prijungiamas laidu, tiesiamu vamzdyje, arba laisvai pakabinamu laidu, turinčiu apvalkalą. Atsišakojimo dėžutė turi atskiriamąjį jungiklį (3.18.4 pav.), kuris sukonstruotas taip, kad atvėrus dureles išsijungtų įtampa saugikliuose ir priėmimo grandinėje.

3.18.3 pav. Skirstomųjų šynų PR skersiniai pjūviai: a) 60 x 7 mm varinės šynos PR-630; b) 16 x 7 mm varinės šynos PR-250 l — šyna, 2 — izoliacinis laikiklis, 3 — plieninės skardos korpusas, 4 — kniedė su vamzdine anga atsišakojimo maitinimo dėžutei pritvirtinti

3.18.4 pav. Skirstomosios šynos atsišakojimo dėžutė l — atskiriamasis jungiklis, atjungiantis atsišakojimo liniją atidarius dureles • Mažagabaritės galios šynos (63 A), skirtos nedidelio galingumo trifaziams imtuvams maitinti bei apšvietimo šynos (25 A) lempoms maitinti ir kabinti. 3.19 Pramonės įmonių elektros schemos

Elektros energijos paskirstymas pramonės įmonėje turi būti atliktas radialine, magistraline ar mišria schema, atsižvelgiant į apkrovos teritorinį išsidėstymą ir dydį, maitinimo patikimumą ir kitas charakteringas įmonės savybes. Magistralinėms schemomis reikėtų suteikti pirmumo teisę kaip ekonomiškesnėms.

Schemos turi būti vienos pakopos ir dviejų pakopų, daugiau negu dviejų pakopų schemos leistinos modernizuojant įmonę su jau sumontuotu elektros tinklu.

Mažose įmonėse turi būti naudojamos viens pakopos paskirstymo schemos, antrą pakopą leistina naudoti tik nutolusiems nuo paskirstymo punkto vartotojams.

Schemos turi būti sudaromos taip, kad visi jos elementai būtų pastoviai apkrauti, o avarijos atveju likę tinklo elementai užtikrintų elektros tiekimą, paskirstydami sugedusių grandžių apkrovą kitoms grandims, įvertinant galimą perkrovą.

Specialių rezervinių linijų ir transformatorių, kurie normaliame režime neveikia, naudoti nerekomenduojama.

Elektros tiekimo schemose, skirtose maitinti 1 ir 2 kategorijos vartotojus, reikalinga sekcionuoti šynų sistemas visose elektros paskirstymo grandyse nuo pagrindinės pastotės iki žemos įtampos šynų paskirstymo punktuose

Kai kuriose įmonėse būna grupė vartotojų, užtikrinančių saugų įrenginių sustabdymą. Jie turi būti maitinami iš trijų nepriklausomų šaltinių.

Schema turi būti parinkta taip, kad būtų užtikrinta pagrindinių agregatų savilaida ir tuo metu

būtų atjungti nesvarbūs elektros imtuvai. Magistralinis kabelinis 10kV įtampos tinklas turi būti naudojamas: Kai pastotės išdėstytos vienoje linijoje; Grupei technologiškai susijusių agregatų maitinti, jei sustojus vienam būtina stabdyti visą grupę

Magistralinės schemos su dviem ar daugiau lygiagrečių magistralių gali būti naudojamos bet kurios kategorijos imtuvams maitinti

Dvigubos magistralės gali būti naudojamos kai pastotėje yra dvi šynų sekcijos ar kai yra dvi

pastotės be bendrų pirminės įtampos šynų.

Viengubos magistralės gali būti naudojamos maitinti 3 kategorijos imtuvams. Šiuo atveju

maitinti magistralėms labai patogi schema transformatorius-magistralė. Jei tokioje įmonėje yra 15 – 20 procentų 1 ir 2 kategorijos imtuvų, gretimas pastotes reikia maitinti iš atskirų magistralių, rezervuojant žemos įtampos pusėje.

Viengubos ir dvigubos magistralės su dvipusiu maitinimu naudojamos kai reikia užtikrinti

maitinimą iš dviejų nepriklausomų maitinimo šaltinių dėl patikimumo ir tuomet, kai vartotojai išdėstyti tarp abiejų pastočių ir toks maitinimas yra paprasčiausias.

Žiedinės magistralės naudojamas kai maitinami 3 kategorijos vartotojai, o transformatorių galia

ne didesnė kaip 630kVA Radialinės schemos naudojamos, kai apkrovos išdėstytos įvairiomis kryptinis nuo maitinimo

šaltinio

Vienos pakopos radialinės schemos naudojamos maitinti didelėms koncentruotoms apkrovoms. Dviejų pakopų radialinės schemos naudojamos didelėse įmonėse, kur per paskirstymo punktus

maitinami kartu ir aukštesnės įtampos imtuvai ir cechų 10/0,4kV pastotės

Atsižvelgiant į numatomą maksimalią elektros linijų apkrovą, pramonės įmonėms elektros energija tiekiama: a) iš žemosios įtampos tinklo — įmonėms, kurių apkrova neviršija keliasdešimties kilovatų, pavyzdžiui, mažoms dirbtuvėms; b) iš vidutinės įtampos tinklo, 6-30 kV, — įmonėms, kurių apkrova siekia nuo keliasdešimties kilovatų iki keliolikos megavatų (šiai grupei priklauso dauguma pramonės įmonių); c) iš aukštosios įtampos tinklo, 110 arba 220 kV, net 400 kV, — įmonėms, kurių apkrova — mažiausiai keliolika megavatų, pavyzdžiui, chemijos ir metalurgijos kombinatams, kasykloms. Renkantis tiekimo tinklo įtampą, reikia atsižvelgti į tiekimo patikimumą. Prijungimas prie aukštosios įtampos tinklo sutrumpina kelią nuo energijos šaltinių iki priėmimo punktų, užtikrina patikimesnį tiekimą (su mažesnėmis energijos tiekimo pertraukomis ir trumpesne jų trukme).

Pasitaiko, kad įmonė, atsižvelgdama į maksimalią elektros linijų apkrovą, galėtų gauti tiekimą iš 15 kV tinklo, bet gauna iš 110 kV tinklo, kad tiekimas būtų patikimesnis. Juo didesni tiekimo patikimumo reikalavimai, juo daugiau linijų jungia įmonės tinklą su energetikos sistema. Išimtiniais atvejais apsiribojama viena tiekimo linija, tačiau paprastai ryšys su sistema palaikomas mažiausiai dviem linijomis. Įmonė gali veikti ir tuomet, kai viena tiekimo linija yra sugedusi arba išjungta dėl planinio remonto. Įmonės, kurios netikėtai nutrūkus tiekimui patiria daug materialinės žalos arba kyla pavojus žmonėms, su energetikos sistema sujungtos keliomis linijomis. Dažniausiai tokios linijos prižiūrimos ir taisomos neišjungus įtampos, nes siekiama išvengti neplaninio išjungimo. Kai kurios pramonės įmonės turi termofikacinę elektrinę, kuri patenkina dalį elektros galios poreikių ir užtikrina patikimesnį tiekimą. Termofikacinės elektrinės generatoriai įprastai dirba lygiagrečiai su elektroenergetine sistema, o atskirti nuo jos — maitina išskirtą įmonės tinklą. Termofikacinė elektrinė statoma tose įmonėse, kuriose:

technologijos procesui reikia daug šiluminės energijos garų ar karšto vandens; technologijos procese susidaro daug šilumos, kurią galima panaudoti garams arba turbinoms varyti (egzoterminės reakcijos chemijos pramonėje).

Iš pagrindinės pastotės 3 , tiesiogiai susijusios su elektroenergetikos sistema, maitinamos cechų pastotės 4, kuriose vidutinės įtampos energija (20, 15 arba 6 kV) transformuojama į žemosios įtampos energiją (400 V arba 690 V). Cechų pastotės išdėstytos kelių šimtų metrų atstumu viena nuo kitos, kiekviena iš jų maitina 50-300 m spinduliu plotą. Varikliai bei kiti aukštosios įtampos (paprastai 6 kV) imtuvai gali būti dar labiau nutolę nuo energijos transformavimo punktų.

3.19.1 pav. Pramonės įmonės skirstomasis 15 kV tinklas (3 maitinimo linijos, 10 skirstomųjų transformatorių pastočių) l — pramonės įmonės skirstomoji pastotė, 2 — maitinimo linija, 3 — pagrindinė skirstomoji transformatorių pastotė, 4 — cecho skirstomoji transformatorių pastotė Įmonės vidutinės ir žemosios įtampos skirstomųjų tinklų sistema gali būti spindulinė, magistralinė arba žiedinė (3.19.1 pav.). Maitinimo patikimumą, kurį užtikrina atskiros sistemos, lengva palyginti pažeidžiant pagrindinę liniją. Paaiškėja, kad mažiausiai patikimą maitinimą garantuoja magistralinė sistema, o patikimiausią — žiedinė sistema. Be šių veiksnių, sistemos pasirinkimas priklauso nuo investicinių kaštų, energijos nuostolių , galimybės užtikrinti atitinkamą įtampos lygį vartojimo taškuose. Vidutinės įtampos įmonės tinkle plačiai taikoma žiedinė sistema. Paprastai žiedas yra atviras pasirinktoje vietoje, todėl tinklas nuolat veikia kaip magistralinis. Sugedusi kuri nors linija atjungiama iš abiejų pusių, o perjungtas tinklas toliau veikia kaip magistralinė, tačiau jau kitokia sistema.

3.20 Reaktyviosios galios kompensavimas Pramonės įmonėse svarbesni yra imtuvai, kurie, be aktyviosios galios, ima ir reaktyviąją galią; pirmiausia tai indukciniai varikliai. Tokių imtuvų galios koeficientas apskritai yra mažas, jeigu jie ne visai apkraunami, o dar blogiau, jeigu jie veikia tuščiai. Jei nebūtų taikoma jokių apsauginių priemonių, tokių imtuvų grupės maitinimo linijų galios koeficientas išlaikytų lygį cos φ = 0,5-0,7. Tokia padėtis labai nenaudinga lyginant tik su aktyviosios galios (cos φ = 1) perdavimu. Papildoma apkrova reaktyviąja galia, mažinančia galios koeficientą iki lygio cos φ = 0,5, sukelia: a) dvigubą srovės (ir tariamosios galios S = P/cos φ ) padidėjimą, dėl to reikėtų naudoti dvigubai didesnės vardinės srovės laidus ir aparatus; b) keturgubai didesnius aktyviosios galios PR bei reaktyviosios galios PX apkrovos nuostolius, kaip ir ganėtinai kritusią įtampą nagrinėjamame tinklo ruože (žr. B priedo B 2 pav.). Siekiant pašalinti šiuos nenaudingus reiškinius, reikia išlaikyti bent jau pagrindinių skirstomųjų linijų ir įmonės maitinimo linijų aukšto lygio (apie 0,96) galios koeficientą. Elektros energijos mokesčių tarifuose numatomos didelės priemokos, jeigu iš išorinio tinklo gaunamos energijos galios koeficientas yra žemesnis negu nustatyta vertė. Galios koeficientą įmanoma pagerinti apribojus reaktyviosios galios suvartojimą: atjungus tuščiai dirbančius, neapkrautus variklius, suvirinamuosius aparatus ar transformatorius arba įrengiant naujesnius, geresnių parametrų įrenginius. Svarbiausias galios koeficiento gerinimo šaltinis — reaktyviosios galios kompensavimas kondensatorių baterijomis. Kondensatoriaus baterija — reaktyviosios galios šaltinis, ji pagerina galios koeficientą nuo jos įrengimo vietos iki energijos šaltinio.

P2+j(Q2-QK)

-jQK

P2+jQ2

KĮ

∼

U1 U2

3.20.1 Kompensavimo įrenginių veikimo principas KĮ - kompensavimo įrenginys (kondensatorių baterija arba sinchroninis kompensatorius

ΔUU

P R Q Q XKN

L K= + −1

2 2( ( ) L ).

Jei U1 fiksuota, U2 reikšmė priklausys nuo ΔUK, ir tuo metu nuo QK. Kompensavimas vykdomas taip, kad Q2>QK, jei ši sąlyga netenkinama, prie minimalios apkrovos U1<U2, o tai yra neleistina. Dėl to QK reikia reguliuoti pagal apkrovos didumą. Kompensavimo įrenginiai būna valdomi taip:

Pagal apkrovos srovę; Pagal naudojamą reaktyviąją galią; Pagal cosϕ. Kadangi kondensatoriaus talpos sklandžiai keisti negalima, reikia naudoti keletą baterijų. Jų

talpos parenkamos pagal santykius 1:1:1:….1; 0.5:1:1:1:….1; 1:2:4:8….. Kondensatorių baterijos įrengiamos cechų pastotėse (centralizuota kompensacija) ir prie atokių skirstyklų (grupinė kompensacija). Daugialaipsnė baterija (3.20.2 pav.) turi kelis elementus, kurie prijungiami ir išjungiami, atsižvelgiant į aktualų reaktyviosios srovės poreikį. Tai daro automatinis galios koeficiento reguliatorius. Jis matuoja tam tikros linijos, skirstyklos arba visos pastoties apkrovą, galios koeficiento vertę ir prijungia arba atjungia kondensatorius, atitinkamus baterijos elementus. Reguliavimo tikslumą lemia mažiausio elemento galia, pavyzdžiui, 3.20.3 pav. baterija

turi penkis elementus, bet devynis reguliavimo laipsnius: 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225 kvar. Kondensatoriai irgi būna nuolat prijungti prie reaktyviosios galios imtuvo — išlydžio lempų, variklio, transformatoriaus — gnybtų (individuali kompensacija). Tada jie neturi nei atskirų jungiklių, nei saugiklių.

3.20.2 pav\. Pareikalaujamosios reaktyviosios galios nuostolių kompensavimo 400 V tinkle pavyzdys: a) padėtis iki kompensavimo; b) padėtis įrengus kondensatorių baterijas skirstykloje Rl-1 (dvigubu brūkšniu pažymėtos linijos, kurių apkrovą reaktyviajai galiai perduoti baterija iš dalies sumažino)

3.20.3 pav. Daugialaipsnė 5 elementų (4 x 50 + 25 kvar) 2 m aukščio kondensatorių baterija BKD-96 225/25 — OLMEX įmonė, Olštynas: a) uždaryta; b) atidaryta l — galios koeficiento reguliatorius, 2 — kondensatorius 25 kvar, 3 — kondensatorius 50 kvar, 4 — saugikliai, 5 — kontaktorius, 6 — aušinimo ventiliatoriai

3.20.4 pav. Statinis 5 elementų kompensatorius — OLMEX įmonė, Olštynas: a) uždarytas; b) atidarytas l — puslaidininkių jungikliai, 2 — kondensatorius CAM, 50 kvar, 3 — reguliatorius Įprastos baterijos galios koeficiento reguliatorius prijungia ir išjungia elementus per keliasdešimt sekundžių, kad išvengtų laikinų reaktyviosios energijos perdavimo pertrūkių ir kad kontaktoriai nebūtų be reikalo dažnai junginėjami. Pasitaiko, kad kiekvienos fazės baterijos elementus reikia kuo greičiau prijungti ir išjungti nepaisant kitų fazių. 3.21 Laidų skerspjūvio parinkimas pagal leistinąją srovę Dėl apkrovos srovės, tekančios laidininkais, ir juose atsirandančių nuostolių, virstančių šiluma, laidininkų temperatūra didėja. Patikimą ilgalaikį laidų, kabelių ir šynų darbą lemia ilgalaikės leistinosios jų įšilimo temperatūros, kurios priklauso nuo izoliacijos. Ilgalaikė srovė, kuriai esant nusistovi leidžiama įšilimo temperatūra, vadinama ilgalaike leistinąja pagal įšilimą srove . Leistinąsias ilgalaikes sroves įvairių markių ir skerspjūvio laidams bei kabeliams, atsižvelgiant į jų klojimo būdus, reglamentuoja Taisyklės. Lentelėse pateikiamos leistinosios ilgalaikės srovės, kai gyslų temperatūra +65° C, aplinkos temperatūra-+25° C ir dirvos temperatūra-+15° C (70 cm gylyje). Leistinosios ilgalaikės srovės kitų rūšių kabeliams, izoliuotiems ir neizoliuotiems laidams, lanksčioms ir standžioms šynoms bei įvairiems jų klojimo būdams nurodytos Taisyklėse pateiktose lentelėse. Faktinė leistinoji ilgalaikė srovė apskaičiuojama koreguojant lentelėse pateiktas srovių vertes, atsižvelgiant į faktinę vietos aplinkos temperatūrą, lygiagrečiai esančių grandinių skaičių ir jų skerspjūvius bei laidininkus supančios aplinkos šilumos laidį. Faktinė leistinoji srovė apskaičiuojama dauginant leistinąją ilgalaikę srovę (esant vienai viengyslių kabelių (laidų) grandžiai arba vienam daugiagysliam kabeliui, bazinei aplinkos temperatūrai bei baziniam supančios aplinkos šilumos laidžiui) iš atitinkamų pataisos koeficientų, pateiktų Taisyklėse. Renkant laidų skerspjūvį pagal įšilimą, t.y. pagal leistinąją ilgalaikę srovę, tereikia palyginti skaičiuojamąją srovę Isk su lentelėse pateikiama pasirinktų rūšių laidų srove, atsižvelgiant į jų klojimo būdą ir kitas sąlygas:

lsk II ≤ Kartotinio trumpalaikio darbo režimo imtuvų, kai naudojamų varinių laidų skerspjūvio plotas S < 6 mm2, aliumininių laidų S < 10 mm2, ilgalaikė leistinoji srovė priimama kaip ir ilgalaikio darbo režimo imtuvų. Kartotinio trumpalaikio darbo režimo imtuvų, kai naudojamų varinių laidų skerspjūvio plotas S > 6 mm2, aliumininių laidų S > 10 mm2, ilgalaikė leistinoji srovė turi būti perskaičiuojama ilgalaikiam darbo režimui pagal Taisyklėse nurodytą formulę:

875.0ε

tsk II =

čia: It - kartotinio trumpalaikio darbo režimo srovė, A; e - santykinė jungimo trukmė. Trumpalaikio darbo režimo imtuvų, kai darbo trukmė td < 4 min, o pauzės trukmės pakanka, kad laidininkas atauštų iki aplinkos temperatūros, leistinosios ilgalaikės srovės nustatomos kaip ir kartotinio trumpalaikio darbo režimo imtuvų. Kai darbo trukmė td > 4 min, arba pauzė nepakankama, kad laidininkas atauštų iki aplinkos temperatūros, leistinosios ilgalaikės srovės nustatomos kaip ir ilgalaikio darbo režimo imtuvų. Kai aplinkos temperatūra yra didesnė arba mažesnė negu +25° C, o dirvos +15° C, Taisyklėse nurodyta ilgalaikes leistinąsias sroves perskaičiuoti, įvedant atitinkamus koeficientus, kurių dydžiai priklauso ir nuo leidžiamos laidų bei kabelių gyslų temperatūros. Pavyzdžiui, lentelėse pateiktos leistinosios srovės, kai leidžiama gyslų temperatūra +65° C, turi būti perskaičiuotos įvedant koeficientus, pateiktus 3.21.1 lentelėje. 3.21.1 lentelė Leistinosios srovės perskaičiavimo koeficientai, kai aplinkos temperatūra nelygi +25° C,o dirvos nelygi +15° C

Koeficientas, kai aplinkos temperatūra ° C Santykinė temperatūra -5 0 +5 +10 +15 +20 +25 +30 +35 +40 +45 +50 +15° C 1,18 1,14 1,10 1,05 0,95 0,89 0,84 0,77 0,71 0,63 0,55 +25° C 1,32 1,27 1,22 1,17 1,12 1,06 0,94 0,87 0,79 0,71 0,61

3.22. Šynų parinkimas Magistraliniams vidaus tinklams įrengti dažnai naudojami šynlaidžiai, sudaryti iš plieninių įvairaus profilio (dažniausiai - stačiakampio) šynų. Šynos taip pat parenkamos, atsižvelgiant į ilgalaikę apkrovos srovę, tačiau plieninėse šynose pasireiškia paviršinis efektas, t.y. srovės išstūmimas į paviršinius laidininko sluoksnius. Tyrimais nustatyta, kad leistinoji apkrova kintamąja srove priklauso ne nuo šynos skerspjūvio ploto, o nuo skerspjūvio perimetro, todėl kintamosios srovės šynlaidžiams skaičiuoti taikoma kita skaičiavimo metodika: • nustatoma vardinė šynlaidžio apkrova, priimant vienai šynos juostai In < 400 A; • nustatomas leistinasis linijinis srovės tankis Δj A/mm (amperai vienam šynos perimetro mm); Δj priklauso nuo leidžiamos perkaitimo temperatūros τleidz. aukštesnės nei aplinkos temperatūra τapl Δj = 0,0215 (τleidl + τapl) • kai šynos sujungiamos varžtais, rekomenduojama priimti τleidz - +40° C, kai šynos suvirinamos - τleidz - +55° C; • jeigu standartinė aplinkos temperatūra TapL = +35 ° C, leidžiamas linijinis srovės tankis: kai šynos sujungiamos varžtais - Δj - l ,61 A/mm; kai šynos suvirinamos - Δj =1,94 A/mm; nustatomas būtinas šynos perimetras:

jI

p n

Δ=

parenkamos standartinės šynos: p=2(h + b)

3.23. Skaičiuojamosios apkrovos nustatymo metodai

Skaičiuojamoji apkrova dažnai nustatoma paklausos koeficiento kpakl metodu. Paklausos koeficientai apskaičiuojami randami specialiuose žinynuose kiekvienai imtuvų grupei (staklėms, kėlimo mechanizmams ir t.t.). Šis metodas yra labai apytikslis ir naudojamas ankstyvojo projektavimo stadijoje, kai nežinoma atskirų vartotojų galia.

Elektros energijos imtuvų elektros apkrovų rodikliai IMTUVAI Kn KP cos φ tgφ

Nedidelės metalo apdirbimo staklės (tekinimo, drožimo, frezavimo, gręžimo, galandimo, karuselinės ir kt.), kai gamyba vienetinė arba smulki serijinė.

0,12 0,14 0,4 2,30

Nedidelės metalo apdirbimo staklės, kai gamyba stambi serijinė.

0,16 0,2 0,5 1,73

Stambios tekinimo, ištekinimo, frezavimo, drožimo, karuselinės, revolverinės staklės, presai.

0,17 0,25 0,65 1,17

Automatinės metalo apdirbimo linijos. 0,55 0,55 0.7 1,0

Štampavimo - kalimo - presavimo įrenginiai. 0,2 0,35 0,65 1,17

Siurbliai, kompresoriai, mašininiai keitikliai. 0,7 0,75 '0,8 0,75

Ventiliatoriai. 0,65 0,7 0,8 0,75

Elevatoriai, transporteriai, konvejeriai, šnekai (nesublokuoti).

0,4 0,5 0,75 0,88

Elevatoriai, transporteriai, konvejeriai, šnekai (sublokuoti).

0,55 0,65 0,75 0,88

Kranai, telferiai, kai s = 0,25. 0,05 0,1 0,5 1,73

Kranai, telferiai, kai e. = 0,4. 0,1 0,2 0,5 1,73 Rankinio lankinio suvirinimo transformatoriai. 0,3 0,35 0,35 2,58

Vieno posto suvirinimo varikliai-generatoriai. 0,3 0,35 0,6 1,39

Kelių postų suvirinimo varikliai-generatoriai. 0,5 0,7 0,7 1,0

Suvirinimo automatai. 0,35 0,5 0,5 1,73

Varžinės krosnys, džiovyklos (kai džiovinamos medžiagos pakraunamos automatiškai).

0,7 0,8 0,95 0,33

Varžinės krosnys, džiovyklos (kai džiovinamos medžiagos pakraunamos periodiškai).

0,5 0,6 0,85 0,62

Indukcinės krosnys, grūdinimo įrenginiai. 0,7 0,8 0,35 2,58

Smulkūs kaitinimo įrenginiai. 0,6 0,7 1,0 0

Apšvietimas: Nedidelės gamybinės, administracinės patalpos Stambios gamybinės patalpos Sandėliai Avarinis ir išorinis apšvietimas.

0,9 0,95 0,6 1,0

0,96-1,0

Kiekvieno vartotojų įrengta (vardinė) reaktyvioji galia randama: ini tgp ϕ=niq . Sumuojant randama kiekvienos grupės vartotojų aktyvioji ir reaktyvioji galia: ∑=

inin pP ;

. ∑=i

nin qQ

Skaičiuojamoji grupės vartotojų aktyvioji galia: ;npaklsk PkP = čia ;k pakl mgi kk=

;∑∑

=

ini

inini

gi p

pkk ( )( ) ;

01.01

2.114.11m

−−

−+=

gief

gi

kn

kk .2

2

∑∑ ⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛

=

ini

ini

ef p

pn

Skaičiuojamoji grupės vartotojų reaktyvioji galia: ;nsksk tgPQ ϕ= čia n

n

PQ

=ntgϕ .

Skaičiuojamoji grupės vartotojų pilnoji galia: 2 2sk skS P Q= + sk

Jei imtuvų skaičius grupėje didelis, galima naudotis lentelėje pateiktu koeficientu Kp. Tuomet skaičiavimas supaprastėja ir kiekvienai grupei pakanka vienos formulės

;npsk PkP =

3.23 Trumpojo jungimo srovių skaičiavimas iki 1000 V įtampos elektros tinkluose Iki 1000 V įtampos įmonių elektros energijos tiekimo tinkluose dėl jų didelio ilgio ir išsišakojimo įvyksta daugiausia trumpųjų jungimų, todėl tokių tinklų komutacinė ir apsaugos aparatūra, srovėlaidžiai ir kt. turi patikimai dirbti trumpųjų jungimų režimų metu. Trumpųjų jungimų srovių skaičiavimo metodikos aukštos įtampos tinkluose pagrindiniai teiginiai tinka ir tinklams iki 1000 V, tačiau yra keletas ypatumų: 1. Įmonių transformatorių, iš kurių maitinami žemos įtampos tinklai, galia dažniausiai būna gerokai mažesnė už suminę vardinę generatorių, maitinančių elektros energijos tiekimo sistemą, galią. Todėl maitinančioji sistema tokiu atveju yra pastovaus dydžio elektrovaros šaltinis, turintis nulinę vidaus varžą. Ta išlyga galioja visada, jeigu žeminančiųjų transformatorių, maitinančių trumpojo jungimo vietą, instaliuotoji galia:

čia: Ss- maitinančiosios sistemos galia. Taigi trumpojo jungimo srovės periodinė dedamoji laikui bėgant nesikeičia. 2. Sudarant ekvivalentines schemas, įvertinama trumpai jungtos grandinės, kurią sudaro transformatoriai, šynos, srovės transformatoriai, automatiniai jungikliai, aparatų kontaktai ir t.t.

aktyviųjų varžų įtaka. Pereinamųjų kontaktų varžos gali būti įvertintos, įvedant į skaičiavimo schemą aktyviąją varžą: pastočių skirstomiesiems punktams -15 mΏ; cechų pirminiams skirstomiesiems punktams ir įrenginiams, maitinamiems radialinėmis linijomis iš transformatorinių arba magistralių -20 mΏ; cechų antriniams skirstomiesiems punktams ir įrenginiams, maitinamiems iš pirminių skirstomųjų punktų -25 mΏ; aparatūrai, įrengtai prie pat imtuvų, gaunančių maitinimą iš antrinių skirstomųjų punktų - 30 mΏ. Nurodytos pereinamųjų kontaktų varžų vertės gali būti naudojamos atliekant cechų tinklų skaičiavimus, maitinamus iš transformatorių, kurių galia neviršija 1600 kVA. 3. Dažnai įvertinamas laidininkų aktyviosios varžos pasikeitimas dėl jų įšilimo tekant trumpojo jungimo srovėms:

čia: ro - pradinė laidininko varža, t.y. varža iki trumpojo jungimo, mΏ; Θo - pradinė laidininko įšilimo temperatūra, °C; s - laidininko skerspjūvio plotas, mm2; - Ik- trumpojo jungimo srovė, apskaičiuota neįvertinus laidininko įšilimo, kA; m - temperatūrinis koeficientas, variui - 22, aliuminiui - 5; t - trumpojo jungimo trukmė, s. Formule rekomenduojama naudotis jeigu t > 3 s. Taisyklės reikalauja, kad skaičiuojant trumpojo jungimo srovę iki 1000 V įtampos elektros įrenginiuose, būtų vertinamos induktyviosios ir aktyviosios visų tinklo elementų varžos bei aktyviosios pereinamosios kontaktų varžos. Tačiau, jei trumpai jungtos grandinės suminė reaktyvioji varža nedidelė (x < 0,3 r), nedidelė bus ir jos įtaka trumpojo jungimo srovės dydžiui. Sudarant trumpojo junginio skaičiavimo schemą reikia įvertinti visų schemos elementų reaktyviąsias ir aktyviąsias varžas: įmonės galios transformatorių xtg rtg ; automatinių jungiklių atkabiklių srovės ričių xaj, raj ;. srovės transformatorių rts ,xts ; kabelių ir laidų rl, xlpereinamųjų kontaktų xpk, rpk. Įvertinant galimą elektros energetikos plėtrą, suminę sistemos varžą xsΣ rekomenduojama priimti lygią nuliui. Iki 1000 V įtampos tinkluose trumpojo jungimo sroves patogiau skaičiuoti ne santykiniais, bet realiais dydžiais, išreiškiant įtampą kilovoltais (kV), srovę - kA, galią- kVA, varžą -mQ. Transformatoriaus aktyvioji varža, perskaičiuota trumpojo jungimo taško įtampai:

čia: ΔPtr- transformatoriaus trumpojo jungimo nuostolių galia, kW; Un - transformatoriaus antrinės apvijos vardinė linijinė įtampa, kV; Snt - transformatoriaus vardinė galia, kVA. Transformatoriaus reaktyvioji varža:

čia: utr- transformatoriaus trumpojo jungimo įtampa, %. 3.23.1 lentelė. Transformatorių 10/0,4 kV duomenys Galia, kVA ΔPtr,

kW Utr, %

rtg, mΏ xtg mΏ ztg

(l)

mΏ

100 1,97 4,5 31,5 64,7 779 160 2,65 4,5 16,6 41,7 487 250 3,7 4,5 9,4 27,2 312 400 5,5 4,5 5,5 17,1 195 630 7,6 5,5 3,1 13,6 129 1000 12,2 5,5 2,0 8,5 81 1600 18,0 5,5 1,0 5,4 54 Transformatorių duomenys pateikiami kataloguose ir žinynuose. 3.23.1 lentelėje pateikti dažniau įmonėse naudojamų transformatorių duomenys, perskaičiuoti antrinei įtampai 0,4/0,23 kV, kai apvijų jungimo schema - Y/Yo, pirminė įtampa - 10 kV. Laidų ir kabelių aktyviosios bei induktyviosios varžos pateiktos 3.23.2 lentelėje. Apytiksliam skaičiavimui induktyviąsias varžas galima priimti oro linijoms - 400 mΏ/km, kabelių linijoms -70 mΏ/km. Srovės transformatorių pirminių apvijų vidutinės varžos pateiktos 3.23.3 lentelėje, o automatinių jungiklių atkabiklių srovės ričių ir pereinamosios kontaktų varžos - 3.23.4 lentelėje. 3.23.2 lentelė. Laidų ir kabelių aktyviosios bei induktyviosios varžos

Varža, mΏ/m

Aktyvioji Induktyvioji

Gyslų skerspjūvis, mm2

Aliuminis

Varis Atvirai pakloti laidai

Laidai vamzdžiuose, kabeliai

1,5 22,2 13,35 _ 0,11 2,5 13,3 8 — 0,09 4 8,35 5 0,33 0,1 6 5,55 3,33 0,32 0,09 10 3,33 2 0,31 0,07 16 2,08 1,25 0,29 0,07 25 1,33 0,8 0,27 0,07 35 0,95 0,57 0,26 0,06 50 0,67 0,4 0,25 0,06 70 0,48 0,29 0,24 0,06 95 0,35 0,21 0,23 0,06 120 0,28 0,17 0,22 0,06 150 0,22 0,13 0,21 0,06 185 0,18 0,11 0,21 0,06 240 0,15 0,08 0,2 0,06 300 0,12 0,07 0,19 0,06 Trifazio trumpojo jungimo periodinės srovės dedamosios pradinė vertė:

čia: UVid.n - vidutinė vardinė linijinė įtampa tos tinklo dalies, kurioje nagrinėjamas trumpasis jungimas, rΣ- suminė aktyvioji trumpai jungtos grandinės varža;

xΣ - suminė reaktyvioji trumpai jungtos grandinės varža:

Suminė maitinančios sistemos, kurioje įtampa aukštesnė kaip 1000 V, reaktyvioji varža xΣ turi būti perskaičiuota trumpojo jungimo taško įtampai. Smūgio srovė skaičiuojama kaip ir aukštesnės negu 1000 V įtampos tinkluose pagal smūgio koeficientą p, randamą remiantis kreive (10.7 pav.), pagal reaktyviosios ir aktyviosios varžų santykį. Jeigu smūgio srovę galima apskaičiuoti tik apytiksliai, galima priimti: p = 1,3, kai trumpasis jungimas yra skirstomuosiuose skyduose, kurie maitinami iš 630-1000 kVA galios transformatorių; p = 1,2, kai transformatorių galia - 100-400 kVA; kai trumpasis jungimas vyksta tolimesniuose taškuose, smūgio koeficientas gali būti priimtas p=l. 3.23.3 lentelė Srovės transformatorių pirminių apvijų varžos

Varža, mΏ Transformacijos koef. r X 50/5 7 11 75/5 3 4,8 100/5 1,7 2,7 200/5 0,42 0,67 300/5 0,2 0,3 400/5 0,11 0,17 600/6 0,05 0,07 Asinchroninių variklių įtaka trumpojo jungimo srovei vertinama tik tuo atveju, jeigu jie prijungti tiesiogiai prie trumpojo jungimo taško. Apytiksliai trumpojo jungimo srovė nuo asinchroninių variklių gali būti apskaičiuota taip:

(10-49) čia: In.av- variklio vardinė srovė; xd - tiesioginės sekos reaktyvioji varža. Priėmus xd = 0,2 Ik.av=4.5* In.av Smūgio srovė dėl asinchroninio variklio poveikio:

Trumpojo jungimo srovės iš maitinančio tinklo ir asinchroninių variklių, prijungtų prie trumpoj o jungimo taško:

čia: In.avΣ- visų asinchroninių variklių vardinių srovių suma.

3.23.4 lentelė. Komutacinių aparatų varžos Automatinių jungiklių atkabiklių varža, mΏ

Pereinamosios kontaktų varžos, mΏ

Vardinė srovė, A

r X Aut. jungiklių Kirtiklių Skyriklių

50 5,5 2,7 1,3 — — 70 235 1,3 1,0 — — 100 1,3 0,85 0,75 0,5 — 140 0,74 0,55 0,65 — — 200 0,36 0,28 0,6 0,4 — 400 0,15 0,1 0,4 0,4 0,2 600 0,12 0,084 0,25 0,15 0,15 1000 - — - 0,08 0,08 Dvifazio trumpojo jungimo žemos įtampos tinkle srovė sudaro 87% trifazio trumpojo jungimo srovės, apskaičiuotos neįvertinant asinchroninių variklių. Vienfazis trumpasis jungimas skaičiuojamas, kai reikia patikrinti apsaugos aparatų veikimą, trumpojo jungimo tinkle esant minimalioms galimoms srovių vertėms. Vienfazio trumpojo jungimo srovė skaičiuojama: "

čia: rk, xk - kilpos fazė - nulis aktyvioji ir reaktyvioji varža. Ją sudaro šynų, laidų, kabelių, aparatų, kontaktų ir kt. varžos; Ztg

(1) - galios transformatoriaus pilnutinė vienfazio trumpojo jungimo varža. Kai kurių transformatorių pilnutinės varžos pateiktos 10.3 lentelėje. Pavyzdys Apskaičiuoti trumpojo jungimo srovę taške K schemai, kuri pateikta 3.23.1 paveiksle: T - transformatorius (630 kVA, 10/0,4 kV), maitinamas neribotos galios sistema (xs~ 0). Š - varinės šynos, skerspjūvis 60 x 8 mm, l = 10 m, atstumas tarp šynų a = 200 mm. L - linija, paklota variniais laidais atvirai sienomis, skerspjūvis S = 35 mm, l = 50 m. A - vamzdžiuose pakloti variniai variklius maitinantys laidai, S=16mm2; L=25m

3.23.1 pav. Trumpojo jungimo srovės skaičiavimo schema

Ml, M2, M3 - asinchroniniai varikliai, kiekvieno jų P = 120 kW, Un= 380 V, η = 0,9, cosφ =0.85 . 3.23.5 lentelė. Plokščiųjų šynų aktyviosios ir induktyviosios varžos

Varža, mΩ/m

r, kai 65°C x, kai vidutinis atstumas tarp fazių (mm)

Synų matmenys, mm

Varis Aliuminis 100 150 200 300 25x3 0,268 0,457 0,179 0,200 0,295 0,244 30x3 0,223 0,394 0,163 0,189 0,206 0,235 30x4 0,167 0,296 0,163 0,189 0,206 0,235 40x4 0,125 0,222 0,145 0,170 0,189 0,214 40x5 0,100 0,177 0,145 0,170 0,189 02,14 50x5 0,080 0,142 0,137 0,156 0,180 0,200 50x6 0,067 0,118 0,137 0,156 0,180 0,200 60x6 0,056 0,099 0,119 0,145 0,163 0,189 60x8 0,042 0,074 0,119 0,145 0,163 0,189 80x8 0,031 0,055 0,102 0,126 0,145 0,170 80x10 0,025 0,044 0,102 0,126 0,145 0,170 100x10 0,020 0,035 0,090 0,113 0,133 0,157

Randamos trumpojo jungimo grandinės elementų varžos: transformatoriaus (iš 3.23.1 lentelės): rt= 3,1 mΩ, xt= 13,6 mΩ; šynų (iš 3.23.5 lentelės): rs= 0,042*10 = 0,42 mΩ; xs= 0,163*10=1,63 mΩ; Linijos L Rl= 0,57*50 = 28.5 mΩ; xl= 0.26*50=13,0 mΩ; Atšakos A ra =1,25 *25 = 31,2 mΩ; xa = 0,07*25= 1,7 mΩ. Suminė trumpojo jungimo grandinės varža: rΣ =3,1 +0,42 + 3 -28,5 + 31,2 = 120 mΩ; xΣ =13,6 +1,63 +3 -13 + 1,7 = 55,8 mΩ. Trumpojo jungimo srovė:

Induktyviosios ir aktyviosios varžų santykis 0,47, todėl smūgio koeficientas p=1; Skaičiuojant smūgio srovę įvertinama tik asinchroninio variklio M3 įtaka. To variklio vardinė srovė:

kAI nav 24.085.0*9.0*380*3

120==

Smūgio srovė Ip= l,74+ 6,5*0,24 = 3,3 kA.