Как подключить электроприёмник к трёхфазной сети?
Бытовые однофазные приёмники подключают между одним из фазных проводов и нулевым проводом N. Для равномерной загрузки линии электропередачи, идущей по улице или по этажам многоквартирного дома, фазные провода, подводящие питание к домам или квартирам, чередуют.
На производстве однофазные потребители, например осветительные лампы, также подключают к фазному напряжению. Некоторые однофазные потребители (например сварочные трансформаторы) требуют повышенного напряжения питания 380 В. Такие устройства подключают между двумя фазными проводами, а их металлический корпус и сердечник соединяют с защитным нулевым проводом PE. Если однофазных потребителей несколько, то для равномерной загрузки линии их подключают к проводам разных фаз.
Большинство промышленных потребителей энергии подключают по трёхфазной схеме. Три одинаковых элемента трёхфазного потребителя, например обмотки двигателя, соединяют “звездой – Y” либо “треугольником – D”.
Металлические корпуса потребителей с целью электробезопасности соединяют с заземлённым нулевым защитным проводом PE.
Преимущества трёхфазной системы:
– простой по конструкции, дешевый и надежный трёхфазный асинхронный двигатель;
– увеличенная пропускная способность линии электропередачи;
– малые потери напряжения в линии;
– малые потери электроэнергии в проводах;
– возможность подключения однофазных потребителей с двумя значениями номинального напряжения питания (220 и 380 В);
– возможность подключения трёхфазных потребителей с двумя значениями фазного напряжения с соединением фаз по схеме U либо D;
– выпрямление переменного тока в постоянный с малыми пульсациями.
2.2 Воздушные линии электропередачи
Воздушные линии электропередачи (ВЛЭП) представляют собой провода, прикреплённые к опорам через изоляторы. Устройства и габариты ВЛЭП определяются значением напряжения между проводами. Различают линии низкого – до 1 кВ (чаще всего 0,4 кВ), среднего – 6; 10; 20; 35 кВ и высокого напряжения – 110; 220 кВ и выше.
Воздушные линии характеризуются промежуточными и анкерными пролётами.
Промежуточный пролёт – расстояние по горизонтали между двумя смежными промежуточными опорами. Длина промежуточных пролётов линий напряжением до 1 кВ составляет 30–50 м, а линий напряжением выше 1 кВ – от 100 до 250 и более метров. Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках трассы ВЛ. Эти опоры в нормальном режиме работы не должны воспринимать усилий, направленных вдоль и поперёк линии, они только поддерживают провода снизу.
Анкерный пролёт – это расстояние по горизонтали между опорами, на которых провода закреплены жёстко. Анкерные опоры воспринимают усилие тяжения проводов. Расстояние между анкерными опорами для линий до 35 кВ не должны превышать 10 км в районах с толщиной стенки гололёда до 10 мм (территория Беларуси удовлетворяет этим условиям), в районах с толщиной стенки гололёда 15 мм и более допустимые длины анкерного пролёта уменьшаются до 5 км. Для линий выше 35 кВ расстояние между анкерными опорами не нормируется и устанавливается в зависимости от условий трассы.
В ПУЭ определены наименьшие допустимые расстояния по вертикали и горизонтали от проводов ВЛ до поверхности земли, строений и зелёных насаждений, поверхности рек, автомобильных и железных дорог, а также проводов других линий. Для линий напряжением до 1кВ эти расстояния должны быть не меньше, м:
– по вертикали до земли – 6;
– по горизонтали до глухих стен – 1;
– до балконов, террас, окон – 1,5.
Для ВЛЭП напряжением выше 1 кВ эти расстояния значительно больше.
Пересечение линии напряжением до 1 кВ рекомендуется выполнять на перекрёстных опорах, а выше 1 кВ – в пролётах, при этом оговариваются допустимые расстояния между проводами. Пересечение линий напряжением до 1 кВ с линиями выше 1 кВ выполняют только в пролётах, причём провода высокого напряжения должны быть расположены сверху. Пересечение проводов ВЛ напряжением выше 1 кВ с воздушными линиями городской телефонной связи не допустимы, линии связи в пролёте пересечения с проводами ВЛ должны выполняться только подземными кабелями с соблюдением специальных требований, указанных в ПУЭ.
2.2.1 Опоры, изоляторы и провода воздушных ЛЭП
В зависимости от назначения линии, её напряжения, количества проводов и тросов, их расположения, климатических и других условий применяют различные конструкции деревянных, железобетонных или металлических опор.
Простейшей конструкцией деревянных опор являются одиночные столбы. Более сложными являются: А-, П- и А-П-образные. Для изготовления деревянных опор применяют древесину хвойных пород, при напряжении линии 6 кВ и выше брёвна пропитывают антисептиками заводским способом. Такие опоры служат 25–30 лет. Для крепления изоляторов в деревянные опоры ввинчиваются крюки.
Вертикальные расстояния между проводами равны 400 мм, а для IV и особого района по гололёду – 600 мм.
Деревянные опоры применяют совместно с железобетонными приставками. Опоры и приставки скрепляют в двух местах бандажом из мягкой стальной оцинкованной проволоки диаметром 4 мм, число витков – 12; диаметром 5 мм, число витков – 10; диаметром 6 мм, число витков – 8. Допускается крепление бандажом из неоцинкованной проволоки. Затяжку бандажей выполняют так, чтобы все витки проволоки плотно соприкасались друг с другом и были равномерно натянуты. Концы проволоки загибают и забивают в дерево на глубину 20–25 мм.
Если ВЛ проходит по лесам, сухим болотам и другим местам, где могут быть низовые пожары, то, во избежание загорания деревянных опор, в радиусе 2 м уничтожают траву и кустарник.
Железобетонные опоры получили широкое распространение из-за долговечности (более 50 лет), стойкости к коррозии, простоты эксплуатации, меньшего расхода металла и меньшей стоимости по сравнению с металлическими опорами.
По способу уплотнения бетона при изготовлении различают опоры вибрированные и центрифугированные. Стальная арматура может быть ненапряжённой, частично напряжённой и напряжённой. Предприятие-изготовитель снабжает опоры паспортом, в котором указывает тип опор, марку бетона, вид армирования, дату изготовления и отгрузки. При перевозке и разгрузке опор наблюдают за тем, чтобы они не подвергались ударам, резким толчкам и рывкам. Нельзя разгружать опоры сбрасыванием. Запрещается транспортировать опоры и детали опор по земле волоком. Их развозят по трассе специальными опоровозами, оборудованными приспособлениями для погрузки и выгрузки.
Металлические опоры применяются на ВЛ напряжением 110, 220 и 330 кВ в качестве анкерных и угловых, а на ВЛ напряжением 500 кВ и выше – во всех случаях. Металлические опоры изготавливают на заводах в виде набора отдельных секций с отверстиями для болтовых соединений и собирают на месте установки.
Изоляторы. На ВЛ применяют стеклянные и керамические (фарфоровые) изоляторы, штыревые и подвесные. При напряжениях до 35 кВ включительно применяют штыревые изоляторы, а при больших – подвесные, из которых изготавливают гирлянды. Изоляторы должны отличаться высокой механической и электрической прочностью, а также теплостойкостью, т. к. они подвергаются изменению температуры воздуха.