Напруга живлення 220 50 гц. Системний оператор єдиної енергетичної системи

Використання 60 Гц електродвигунів на 50 Гц. стандартиIECіNEMA.

NEMA - основний стандарт електрообладнання в Північній Америці. IEC стандарти існують, як би, «поверх» національних. Наприклад, в Німеччині діє VDE 0530; в Великобританії - BS 2613. Але вони паралельні стандарту IEC 34-1. В цілому, це ж можна сказати про більшість інших стандартів в світі. Вони схожі або на клонів IEC або, в кращому випадку, близькі похідні від нього.

Більш того: хоча NEMA і IEC і різні, вони істотно збігаються в встановлених номіналах і, для більшості поширених застосувань, в серйозній мірі взаємозамінні. В цілому, NEMA може бути оцінений, як більш консервативний, що дає велику свободу конструкторам і практикам, що дуже властиво інженерним підходам в США. Навпаки, IEC більш точний, більш впорядкований, побудований з істотно меншим «Запасом міцності».

В Європі і в більшій частині решти світу живлять мережі дотримуються стандартної частоти 50Гц, на відміну від Північної Америки, де стандартною частотою є 60Гц. Що станеться з мотором, якщо він сконструйований на одну частоту, а підключений до іншого? Чи можна їх безпечно експлуатувати?

Трифазні асинхронні електродвигуни: Електродвигун, розрахований на 60Гц, буде успішно працювати на номінальній потужності при 50Гц, якщо напруга живлення буде зменшено на 1/6. Тому, електродвигун номіналу 230 / 460В, 60Гц підключений на «зірку» 380В, 50Гц буде працювати цілком успішно на повну номінальне навантаження, хоча швидкість обертання і становитиме 5/6 від номінальної.

При підключенні на 50Гц / 230В, для трифазного асинхронного електродвигуна номіналу 230 / 460В, 60Гц, слід прийняти коефіцієнт зниження потужності 0.80 to 0.85 для запобігання перегріву на частоті 50Гц. Більшість виробників в Північній Америці або вказують в каталогах, або із задоволенням дадуть відповідь на запит про здатність двигуна працювати на частоті 50Гц і відповідної даній частоті номінальної потужності. Не лінуйтеся запитувати.

Будь ласка, запам'ятайте, що найбільшої шкоди завдає нагрів.

Однофазні асинхронні електродвигуни. Для однофазного асинхронного електродвигуна на 60Гц, відповіддю на питання «Чи можна використовувати його на 50Гц», в загальному випадку буде: НЕ ТРЕБА! Чому? Багато з однофазних моторів чутливі до частоти мережі при пуску. Для приватних застосувань, виробник електродвигунів іноді може запропонувати електродвигун, який буде працювати і на 50Гц і на 60Гц.

Висновок. По можливості, намагайтеся купити електродвигун на номінал Вашої мережі.

Під цим терміном "змінний електричний струм" варто було б розуміти струм, що змінюється в часі будь-яким чином, відповідно введеному в математику поняття "змінна величина". Однак в електротехніку термін "змінний електричний струм" увійшов в значенні електричного струму, при здоровому глузді у напрямку (на противагу), а отже, і за величиною, так як фізично не можна уявляти собі зміни електричного струму у напрямку без відповідних змін за величиною.

Рух електронів в проводі спочатку в одну сторону, а потім в іншу називають одним коливанням змінного струму. За першим коливанням слідують другі, потім третє і т. Д. При коливаннях струму в проводі навколо нього відбувається відповідне коливання магнітного поля.

Час одного коливання називають періодом і позначають буквою Т. Період висловлюють в секундах або в одиницях, що складають частки секунди. До них відносяться: тисячна частка секунди - мілісекунда (мс), що дорівнює 10 -3 с, мільйонна частка секунди - мікросекунда (мкс), що дорівнює 10 -6 с, і мільярдна частка секунди - наносекунд (нс), що дорівнює 10 -9 с.

Важливою величиною, що характеризує, є частота. Вона являє собою число коливань або число періодів в секунду і позначається буквою f або F. Одиницею частоти служить герц, названий на честь німецького вченого Г. Герца, який позначають скорочено літерами Гц (або Hz). Якщо в одну секунду відбувається одне повне коливання, то частота дорівнює одному Герцу. Коли протягом секунди відбувається десять коливань, то частота становить 10 Гц. Частота і період є зворотними величинами:

і

При частоті 10 Гц період дорівнює 0,1 с. А якщо період дорівнює 0,01 с, то частота становить 100 Гц.

Частота - найважливіша характеристика змінного струму.Електричні машини і апарати змінного струму можуть нормально працювати тільки на тій частоті, на яку вони розраховані. Паралельна робота електричних генераторів і станцій на загальну мережу можлива тільки на одній і тій же частоті. Тому у всіх країнах частота змінного струму, виробленого електростанціями, стандартизуется законом.

В електричної мережі змінного струму частота дорівнює 50 Гц. Струм п'ятдесят разів в секунду йде в одну сторону і п'ятдесят разів у зворотний. Сто раз в секунду він досягає амплітудного значення і сто раз стає рівним нулю, т. Е. Сто раз змінює свій напрямок при переході через нульове значення. Лампи, включені в мережу, сто раз в секунду притухають і стільки ж раз спалахують яскравіше, але очей цього не помічає, завдяки зорової інерції, т. Е. Здатність зберігати отримані враження близько 0,1 с.

При розрахунках зі змінними струмами користуються також кутовий частотою, вона дорівнює 2піf або 6,28f. Її слід висловлювати не в герцах, а в радіанах в секунду.

При прийнятої частоті промислового струму 50 гц максимально можливе число обертів генератора - 50 об / сек (р \u003d 1). На таке число обертів будуються турбогенератори, т. Е. Генератори, що наводяться паровими турбінами. Число оборотів гідротурбін і наведених ними гідрогенераторів залежить від природних умов (перш за все від напору) і коливається в широких межах, знижуючись іноді до 0,35 - 0,50 об / сек.

Число оборотів дуже впливає на економічні показники машини - габаритні розміри і вага. Гідрогенератори з декількома оборотами в секунду мають зовнішній діаметр в 3 - 5 разів більший і вага у багато разів більший, ніж турбогенератори тієї ж потужності з n \u003d 50 об / сек. У сучасних генераторах змінного струму обертається їх магнітна система, а провідники, в яких індукується е.р.с., розміщуються в нерухомої частини машини.

Змінні струми прийнято розділяти по частоті. Токи з частотою менше 10000 Гц називають струмами низької частоти (струмами НЧ). У цих струмів частота відповідає частоті різних звуків людського голосу або музичних інструментів, і тому вони інакше називаються струмами звукової частоти (за винятком струмів з частотою нижче 20 Гц, які не відповідають звукових частот). У радіотехніці струми НЧ мають велике застосування, особливо в радіотелефонного передачі.

Однак головну роль у радіозв'язку виконують змінні струми з частотою більше 10000 Гц, звані струмами високої частоти, або радіочастоти (струми ВЧ). Для вимірювання частоти цих струмів застосовують одиниці: кілогерц (кГц), рівний тисячі герц, мегагерц (МГц), що дорівнює мільйону герц, і гігагерц (ГГц), що дорівнює мільярду герц. Інакше кілогерц, мегагерц і гігагерц позначають kHz, MHz, GHz. Токи частотою в сотні мегагерц і вище називають струмами надвисокої або ультрависокої частоти (СВЧ і УВЧ).

Радіостанції працюють за допомогою змінних струмів ВЧ, що мають частоту від сотень кілогерц і вище. У сучасній радіотехніці для спеціальних цілей застосовуються струми з частотою в мільярди герц і є прилади, що дозволяють точно вимірювати такі надвисокі частоти.

Поштовх у розвитку електрики припав на другу половину XIX століття. Саме в цей час вчені зробили ряд відкриттів в цій області, які дозволили знайти електрики практичне застосування. Тома Едісона винайшов першу електричну лампочку і, пообіцявши всім дуже дешеве освітлення, взявся за будівництво електростанцій.

Перші лампи були дугові, в них розряд відбувався на відкритому повітрі між двома вугільними стрижнями. В цей час емпірично було встановлено, що найбільш підходящим для горіння дуги є напруга 45 В. Щоб зменшити струми короткого замикання, які виникали в момент запалювання ламп (при зіткненні вугілля), і для більш стійкого горіння дуги включали послідовно з дугового лампою баластовий резистор. Так само було знайдено, що опір баластного резистора повинно бути таким, щоб падіння напруги на ньому при нормальній роботі становило приблизно 20 В. Таким чином, загальне напруження в установках постійного струму спочатку становила 65 В, і це напруга застосовувалося довгий час. Однак часто в один ланцюг включали послідовно дві дугові лампи, для роботи яких потрібно 2x45 \u003d 90 В, а якщо до цього напрузі додати ще 20 В, що припадають на опір баластного резистора, то вийде напругу 110 В.

Помилка Томаса Едісона була в тому, що він для вироблення струму використовував генератори постійного струму, і намагався передавати по проводах постійний струм. Радіус електропостачання не перевищував декількох сотень метрів і мав величезні втрати. Спроби розширити межі району електропостачання привели до народження так званої трехпроводной системи постійного струму (110x2 \u003d 220 В).

Одночасно Нікола Тесла вів розробку і впровадження генераторів і систем змінного струму. Застосування змінного струму напругою в кілька тисяч Вольт дозволило спростити і здешевити електричну мережу і збільшити радіус електропостачання (більше 2 км при втраті до 3% напруги в магістральних проводах замість 17-20% в мережах постійного струму). А при виході до споживачів через трансформатори напруга знижувалося до 127 вольт (3 фази \u003d 220 вольт, 1 фаза \u003d 127 вольт по формулі √220 / 3).

Так тривало до 60-x років минулого століття і в СРСР, поки кількість електроприладів НЕ обігнало кількість на селища. Щоб якось знизити навантаження потрібно було або потовщувати дроти в кабельних лініях або збільшити напругу (I \u003d U / R). Вибрали менше з лих і збільшили напругу в мережі до тих же 220 вольт тільки на кожну фазу.

Російський учений Доливо-Добровольський першим запропонував розкласти ток на активну і пасивну состовляющие і рекомендував прийняти в якості основної форми кривої струму синусоїду. Відносно частоти струму він висловився за 30-40 Гц. Пізніше в результаті критичного відбору отримали застосування лише дві частоти промислового струму: 60 Гц в Америці і 50 Гц в інших країнах. Ці частоти виявилися оптимальними, бо підвищення частоти веде до надмірного зростанню швидкостей обертання електричних машин (при тому ж числі полюсів), а зниження частоти несприятливо позначається на рівномірності освітлення.

Ось тому у нас в розетках 220 В 50 Гц

Напругу живлення 220/230 В однофазне і 380/400 В трифазного в РФ. Чому 220 і 230 В, 380 В і 400В це одне і те ж. 50Гц / 60Гц. Чому напругу живлення в електричних мережах пременися? Чому передають мережі (лінії електропередач, ЛЕП) мають дуже високу напругу (високовольтні)? Чому в в мережах споживачів напруга нижче? Чому так. Жаргон електриків і здоровий глузд.

По-перше, чому напругу живлення в електричних мережах пременися, а не постійне ? Перші генератори в кінці 19-го століття видавали постійна напруга, поки хто-то (розумний!) Не зрозумів, що робити змінне при генерації і випрямляти при необхідності його в точках споживання простіше, ніж виробляти постійне при генерації і народжувати змінне в точках споживання.

По-друге, чому 50 Гц? Так просто у німців так вийшло, на початку 20 століття. Немає тут особливого сенсу. У США і деяких інших країнах 60 Гц. ()

По-третє, чому передають мережі (лінії електропередач) мають дуже високу напругу? Тут сенс є, якщо згадати, то: втрати потужності при транспортуваль рівні d (P) \u003d I 2 * R, а повна передана потужність дорівнює P \u003d I * U. Частка втрат від загальної потужності виражається як d (P) / P \u003d I * R / U. Мінімальна частка втрат загальної потужності, таким чином буде при максимальній напрузі. Трифазні мережі, що передають великі потужності, мають такі класи напруги:

• від 1000 кВ і вище (1150 кВ 1500 кВ) - ультрависокої
• 1000 кВА, 500 кВ, 330 кВ - надвисокий
• 220 кВ, 110 кВ - ВН, висока напруга
• 35 кВ - СН-1, Перша дата напруга
• 20 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 1 кВ - СН-2, середнє другий напруга
• 0,4 кВ, 220 В, 110 В і нижче - НН, низька напруга.

По-четверте: що таке номінальне позначення В \u003d "Вольт" (А \u003d "Ампер") в ланцюгах змінного напруги (струму)? Це чинне \u003d ефективне \u003d среднеквадратическое \u003d середньоквадратичне значення напруги (струму), тобто таке значення постійної напруги (струму), яке дасть таку-ж теплову потужність на аналогічному опорі. Показують вольтметри і амперметри дають саме це значення. Максимальні амплітудні значення (наприклад з осцилографи) по модулю завжди вище чинного.

По-п'яте, чому в в мережах споживачів напруга нижче? Тут сенс теж є. Практично допустимі напруги визначалися доступними ізоляційними матеріалами та їх. А потім вже нічого було не міняти.

Що таке "трифазну напругу 380/400 В і однофазну напругу 220/230 В"? Тут увагу. Строго кажучи, в більшості випадків (але не у всіх) під трифазної побутової мережею в РФ розуміють мережу 220 (230) / 380 (400) В (зрідка зустрічаються побутові мережі 127/220 В і промислові 380/660 В !!!). Неправильні, але зустрічаються позначення: 380 / 220В; 220/127 В; 660/380 В !!! Отже, далі говоримо про звичайну мережі 220 (230) / 380 (400) Вольт, для роботи з іншими - краще б Вам бути електриком. Отже для такої мережі:

• Наша домашня (РФ, та й СНД ...) мережу 230 (220) / 400 (380) В-50 Гц, в Європі 230 / 400В-50Гц (240 / 420В-50Гц в Італії та Іспанії), в США - частота 60Гц , а номінали взагалі інші
• До Вас прийде як мінімум 4 дроти: 3 лінійних ( "фази") і один нейтральний (зовсім не обов'язково з нульовим потенціалом !!!) - якщо у Вас тільки 3 лінійних дроти, краще кличте інженера-електрика.
• 220 (230) В - це діюча напруга між будь-який з "фаз" \u003d лінійний провід і нейтраллю (фазна напруга) .Нейтраль - це не нуль!
• 380 (400) В - це діюче значення між будь-якими двома "фазами" \u003d лінійними проводами (лінійна напруга)

В шосте, чому 220В і 230В це одне і те ж, чому 380В і 400В - це одне і те-ж? Та тому, що ПУЕ та ДСТУ на якість напруги живлення приймають за якісне напруга +/- 10% від номіналу. Та й електрообладнання розраховано на це.

Проект сайт попереджає: якщо Ви не маєте уявлення про заходи безпеки при роботі з електроустановками (), краще самі і не починайте.

• Нейтраль (всіх видів) не обов'язково має нульовий потенціал. Якість напруги живлення на практиці не відповідає жодним стандартам, а мало б відповідати ГОСТ 13109-97 "Електрична енергія. Сумісність технічних засобів. Норми якості електричної енергії в системах електропостачання загального призначення" (ніхто не винен ...)
• Захисні автомати (теплові та КЗ) захищають ланцюг від перевантаження і пожежі, а не Вас від удару струмом
• Заземлення зовсім не обов'язково має низький опір (тобто рятує від удару струмом).
• Точки з нульовим потенціалом можуть мати нескінченно великий опір.
• УЗО встановлене в подає щиті не захищає нікого, хто отримує удар струмом з гальванічно розв'язаної ланцюга, живиться від цього щита.

«Яким має бути напруга в розетці домашньої електромережі?» - на це питання більшість помилково відповість: «220 Вольт». Мало хто знає, що введений в 2015 році ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038: 2009) встановлює на території Російської Федерації величину стандартного побутового напруга не 220 В, а 230 В. В даній статті ми зробимо невеликий екскурс в історію електричної напруги в Росії і з'ясуємо з чим пов'язаний перехід до нової нормі.

В СРСР аж до 60-х років XX століття еталоном побутового напруги вважалися 127 В. Це значення зобов'язане своєю появою талановитому інженеру російсько-польського походження Михайлу Доливо-Добровоольскому, який розробив в кінці XIX століття трифазну систему передачі і розподілу змінного струму, відмінну від раніше запропонованої Ніколою Тесла - двухфазной. Спочатку в трифазній системі Добровольського лінійна напруга (між двома фазними провідниками) становило 220 В. Фазна напруга (між нейтральним і фазним провідником), яке ми використовуємо в побутових цілях, менше лінійного на «корінь з трьох» - відповідно для даного випадку отримуємо зазначені 127 В:

Подальші розвиток електротехніки і поява нових електроізоляційних матеріалів призвели до підвищення зазначених значень: спочатку в Німеччині, а потім і у всій Європі був прийнятий стандарт 380 В - для лінійної напруги і 220 В - для фазного (побутового). Зроблено це було з метою економії - при зростанні напруги (зі збереженням встановленої потужності) в ланцюзі знижується сила струму, що дозволило використовувати провідники з меншою площею перетину і скоротити втрати в кабельних лініях.

У Радянському Союзі, незважаючи на наявність прогресивного стандарту 220/380 В, при реалізації плану масової електрифікації, будували мережі змінного струму переважно за застарілою методикою - на 127/220 В. Перші спроби перейти на напругу європейського зразка були зроблені в нашій країні ще в 30 -х роках XX століття. Однак масовий перехід був початий лише в повоєнний час, його причиною стала зростаюча навантаження на енергосистему, яка поставила інженерів перед вибором - або збільшувати товщину кабельних ліній, або підвищувати номінальну напругу. У підсумку зупинилися на другому варіанті. Певну роль в цьому зіграв не тільки фактор економії матеріалів, а й залучення до роботи німецьких фахівців, які мали прикладний досвід використання електричної енергії з напругою 220/380 В.

Перехід розтягнувся на десятиліття: нові підстанції будували вже під номінал 220/380 В, а більшість старих переводили лише після планової заміни після закінчення їхнього терміну трансформаторів. Тому в СРСР довгий час паралельно співіснували два стандарти для мереж загального користування - 127/220 В і 220/380 В. Остаточне перемикання на 220 В деяких однофазних споживачів, за свідченнями очевидців, сталося тільки в кінці 80-х - початку 90-х років .

Споживання електричного струму постійно зростала і в кінці ХХ століття в Європі було прийнято рішення про подальше збільшення номінальних напруг у трифазній системі змінного струму: лінійного з 380 В до 400 В і, як наслідок, фазного з 220 В до 230 В. Це дозволило підвищити пропускну здатність існуючих ланцюгів харчування і уникнути масової прокладки нових кабельних ліній.

З метою уніфікації параметрів електричних мереж нові загальноєвропейські стандарти були запропоновані Міжнародної електротехнічної комісією і іншим країнам світу. Російська Федерація погодилася їх прийняти і розробила ГОСТ 29322-92, який наказував би електропостачальної організації перейти на 230 В до 2003 року. ГОСТ 29322-2014, як уже вище згадувалося, встановлює значення номінального напруги між фазою і нейтраллю в трифазної чьотирьох або трехпроводной системі рівним 230 В, однак допускає застосування і систем з 220 В.

Варто зазначити, що не всі країни перейшли на загальний стандарт напруги. Наприклад, в США встановлений напруга однофазної побутової мережі - 120 В, при цьому до більшості житлових будинків підводяться НЕ фаза і нейтраль, а нейтраль і дві фази, що дозволяють в разі необхідності живити потужних споживачів лінійною напругою. Крім того, в Сполучених Штатах відмінна і частота - 60 Гц, в той час як загальноєвропейський стандарт - 50 Гц.

Повернемося до вітчизняних електромереж. П'ятивідсоткове зміна їх номіналу не повинно позначитися на функціонуванні звичних побутових електроприладів, так як вони мають певний діапазон допустимих значень напруги живлення. Обидві величини - 220 і 230 В, в більшості випадків, входять в цей діапазон. Однак певні труднощі при переході на європейські стандарти все-таки можуть виникнути. Вони, в першу чергу, торкнуться роботи освітлювального обладнання з лампами розжарювання, розрахованими на 220 В. Збільшення вхідного напруги викличе перенакал вольфрамової нитки, що негативно позначиться на її довговічності - такі лампи будуть частіше дмухнути. Тому покупцям слід бути уважнішими і вибирати електролампи, що допускають включення в мережу 230 В (номінальна напруга зазвичай вказується в маркуванні приладу).

На закінчення слід сказати, що різні нештатні ситуації, що виникають у вітчизняних електромережах (різкі перепади напруги або припинення подачі електрики), представляють для електроустаткування набагато більшу небезпеку, ніж плановий перехід на європейські стандарти електроживлення. Крім того, енергопостачальні компанії часто не дотримуються вимоги до якості електроенергії, допускаючи сильні відхилення від встановлених номінальних значень.

Захистити сучасну техніку від згубних впливів різних мережевих коливань можуть спеціальні пристрої - стабілізатори напруги і джерела безперебійного живлення. Група компаній «Штиль» випускає дане обладнання з різними значення вихідної напруги: 220 В, 230 В або 240 В.