2. Alampinge- ja ülempingejaotlate elektriskeemid 5.3. Ülempingejaotlate lihtsustatud elektriskeemid 5.4. Sõlmalajaamade elektriskeemid 5.5. Elektrijaamade jaotlate elektriskeemid 6. Voolujuhtivate osade arvutus 6.1. Voolujuht kestval voolul 6.1.1. Voolujuhi kuumenemine kestval voolul 6.1.2. Voolujuhi valik kestva voolu järgi 6.2. Voolujuht lühisel 6.2.1. Voolujuhi temperatuuri tõus lühisel 6.2.2. Lühisvoolu Joule'i integraal 6.2.2.1. Joule'i integraali definitsioon 6.2.2.2. Lühisvoolu perioodilise komponendi Joule'i integraal 6.2.2.3. Lühisvoolu aperioodilise komponendi Joule'i integraal 6.2.2.4. Lühisvoolu Joule'i integraali lihtsustatud arvutus 6.2.2.5. Aparaatide termilise taluvuse kontroll 6.3. Lühisvoolu elektrodünaamiline toime 6.3.1
50 0.05 38 20 5 10 9 0 1 0 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 U10 ,V Graafik 1 Tühijooksu katse karakteristikud 2. Lühisvoolu katse Valemid k U ZK ¿ I N Pk ¿ rk IN 2 Z 2k -r 2k XK ¿ ¿ ¿ r kI NS cos k = Z kI N , kus INS=2.16 A ja IN=3.77 A Uk U ¿k = U KN , kus UN=230 V Katse Uk, Pk, nr. V Ik, A W zk xk rk cos 0 u*k 1 3 1.15 5 1.38 0.885351 1.061819 0.4420 0
..... V, E3=....... V. 3. Koostada joonise 3. järgi elektriskeem ja mõõta patarei pinget Uv, voolu I ja takistus Rt. Takistuse Rt väärtuseks valida, et patarei klemmipinge väheneks nähtavalt. U1=......V, I1=......A, R1=......, U2=......V, I2=......A, R2=......, U3=......V, I3=......A, R3=...... 4. Mõõta ampermeetriga patareide lühisvoolu Ik joonis 2. Ik1=......A, Ik2=......A, Ik3=......A. 2 Ampermeetriga mõõtes valida alates suurimast voolupiirkonnast vähendades sobivamale tundlikumale väiksemale piirkonnale. Enne mõõtmise alustamist tuleb ampermeetri mõõtepiirkond valida suurim oletatavast toiteallika lühisvoolust.
Üliõpilase nimi___________________________ Õpperühm___________________ Kuupäev_____________ I. Millised kõrgepingeseadmed lülitavad välja lühisvoolu? 1. Lahklülitid; 2. Koormuslülitid; 3. Koormus- ja lahklülitid; 4. Lahklülitid ja sulavkaitsmed; 5. Koormuslülitid ja sulavkaitsmed; 6. Võimsuslülitid; 7. Võimsuslülitid ja sulavkaitsmed. 2.Millistel kõrgepingeseadmetel ei ole kaarekustutuskambreid: 1. Lahklülititel; 2. Koormuslülititel; 3. Võimsuslülititel; 4. Sulavkaitsmetel; 5. Koormuslülititel ja sulavkaitsmetel; 3. Millised vastused on õiged:
voolujuhtivate osade, elektriaparaatide jne. valikul põhiliselt sümmeetrilisest kolmefaasilisest lühisest. osa kunstliku ühenduse maaga; Kolmefaasilist lühisvoolu kasutatakse valitud elektriaparaatide ja voolu juhtivate osade kontrollimiseks 3 peaalajaama tranformaatorid, neid peab olema kaks tükki ja on koormatud 50...55% nimikoormusest. lühisvoolude termilisele ja dünaamilisele toimele. Kui tarbijad paiknevad toiteallikast üle 10. km. siis kasutatakse pinget 35...220 kV.
5.1.3. Rõngasskeemid 5.2. Alampinge- ja ülempingejaotlate elektriskeemid 5.3. Ülempingejaotlate lihtsustatud elektriskeemid 5.4. Sõlmalajaamade elektriskeemid 5.5. Elektrijaamade jaotlate elektriskeemid 6. Voolujuhtivate osade arvutus 6.1. Voolujuht kestval voolul 6.1.1. Voolujuhi kuumenemine kestval voolul 6.1.2. Voolujuhi valik kestva voolu järgi 6.2. Voolujuht lühisel 6.2.1. Voolujuhi temperatuuri tõus lühisel 6.2.2. Lühisvoolu Joule'i integraal 6.2.2.1. Joule'i integraali definitsioon 6.2.2.2. Lühisvoolu perioodilise komponendi Joule'i integraal 6.2.2.3. Lühisvoolu aperioodilise komponendi Joule'i integraal 6.2.2.4. Lühisvoolu Joule'i integraali lihtsustatud arvutus 6.2.2.5. Aparaatide termilise taluvuse kontroll 6.3. Lühisvoolu elektrodünaamiline toime 6.3.1. Elektrodünaamilised jõud voolujuhtivate osade vahel 6.3.2
määramine sõltuvalt voolutugevusest ning välis- ja lülitiga. ja sisetakistuse suhtest. Skeem Töö käik. 1. Protokollige mõõteriistad. 2. Koostage skeem vastavalt joonisele. 3. Paluge juhendajal kontrollida skeem ning anda tööülesanne. 4. Reostaatide liugkontaktid asetage selliselt, et r oleks maksimaalne ning R1 ja R2 minimaalsed. 5. Sulgege lüliti K ning reguleerige reostaadi r abil lühisvoolu tugevus ahelas juhendaja poolt antud väärtustele. Edasise katse käigus aga jätke reostaadi r liugkontakti asend muutumatuks. 6. Vähendage reostaatide R1 ja R2 abil voolutugevust juhendaja poolt etteantud sammu kaupa (2 5 mA) peaaegu nullini, registreerides iga kord volt- ja ampermeetri näidud. Tulemused kandke tabelisse. 7. Avage lüliti K ning registreerige voltmeetri näit, mis on sel juhul meie töö jaoks piisava
2. Avutame ankrumähise takistuse. Un 220 Ra = 0,5 (1 - n ) = 0,5 (1 - 0,860) = 0, 208 In 74 3. Leiame konstruktsiooniteguri ja nimimagnetvoo korrutise U -I R 220 - 74 0, 208 K =c= n n a = = 0, 652 V s n 314 4. Leiame mootori lühisvoolu U 220 I a , k ,l = n = = 1057 A Ra 0, 208 5. Arvutame ideaalse tühijooksu punkti nurkkiiruse loomuliku tunnusjoone korral U 220 0,l = n = = 337 s -1 kn 0, 652 6. Leiame mootori konstruktsiooni teguri ja magnetvoo korrutised k 1 = 0, 75k n = 0, 75Cn = 0, 75 0, 652 = 0, 489 V s
vooluallikal, mille sisetakistus on väiksem. 4. Töökäik. 1. Protokollime mõõteriistad 2. Tutvume allpool joonisel toodud skeemiga. Punktiiriga piiratud kast kujutab endast uuritavat vooluallikat. 3. Lüliti K avatud olekus registreerime voltmeetri näidu, mis on sel juhul ligikaudu võrdne vooluallika elektromotoorjõuga. Ɛ= 9,42 V 4. Sulgeme lüliti K ning reguleerime reostaadi r abil lühisvoolu tugevus ahelas juhendaja poolt antud väärtusele. 5. Vähendame reostaadi R abil voolutugevust ahelas 10 mA kaupa kuni 10 mA-ni, registreerides iga kord volt- ja ampermeetri näidud. Tulemused kanname tabelisse. Täidame tabeli kasutades eespool toodud valemeid. Seejuures: Tabel: N1 ε-U Jrk.nr. I (mA) U (V) (mW) η (%) (V) r (Ω) R (Ω) R/r (Ω)
4. Töö käik a. Protokollime mõõteriistad. Tutvume allpool joonisel toodud skeemiga. Punktiiriga piiratud kast kujutab endast uuritavat vooluallikat. 4 b. Lüliti K avatud olekus registreerige voltmeetri näit, mis on sel juhul ligikaudu võrdne voolualiika elektromotoorjõuga. =8,95 V c. Sulgeme lüliti K ning reguleerime reostaadi r abil lühisvoolu tugevuse ahelas juhendaja poolt antud väärtustele. Edasises katusekäigus aga jätame reostaadi r väärtuse muutumatuks d. Vähendame reostaadi R abil voolutugevust ahelas 10mA kaupa kuni 10mA'ni, registreerides iga kord volt- ja ampermeetri näidud. Tulemused kanname tabelisse vastavatesse veergudesse. Täidame tabeli ülejäänud osa kasutades eespool toodud valemeid. Seejuures:
Protokollige mõõteriistad. 2. Koostage skeem vastavalt joonisele. 3. Paluge juhendajal kontrollida skeem ning anda tööülesanne. 4. Elementide patarei 1 , 2 sisetakistuse kunstlikuks suurendamiseks on nendega järjestikku lülitatud reostaat R1 ja R2 välises vooluahelas on ette nähtud voolu tugevuse sujuvaks muutmiseks laias piirkonnas. Reostaatide liugtakistid asetage nii, et r oleks maksimaalne ja R1, R2 minimaalsed. 5. Sulgege lüliti K ning reguleerige reostaadi r abil lühisvoolu tugevus ahelas juhendaja poolt antud väärtustele. Edasise katse käigus aga jätke reostaadi r liugkontakti asend muutumatuks . 6. Vähendage reostaatide R1 ja R2 abil voolutugevust ahelas 5 mA kaupa kuni voolutugevuseni 5 mA, registreerides iga kord volt- ja ampermeetri näidud. Tulemused kandke tabelisse. 7. Avage lüliti K ning registreerige voltmeetri näit, mis on sel juhul ligikaudu võrdne elektromotoorjõuga. 8
elektromagneetilise jõu kasutamine kontaktide lahutamiseks. • Milleks on vaja erinevate rakendumistunnusjoontega kaitselülitid ja milles seisneb nende erinevus? Erinevatele seadmetele on ohtlikud erineva suurusega voolud. Erinevad rakendumistunnusjooned asuvad aeg-voolutugevus skaalal erinevates kohtades. Mõni rakendub madalama voolu korral ja mõni kõrgema puhul, mõni aeglasemalt ja mõni teine jälle kiiremini. • Mida tuleb kasutada kaitselülitites, et piirata lühisvoolu kasvu? Kaarekustutuskambreid ja võresid. • Mis põhjustab kaitseaparaatide rakendumistunnusjoonte hajuvuse? Kaitseaparaatide tunnusjoonte hajuvuse põhjustab materjalide tunnusjoonte hajuvus ning valmistamise täpsus. • Kuidas liigpingepiirikud peavad piirama pinget? Selliselt, et transientliigpingeimpulsi amplituudväärtus ei ületaks kaitstava seadme impulsitaluvust. • Mis on trafo? Kuidas liigitatakse trafosid otstarbe järgi?
Mida kõrgem on temperatuur, seda kiiremini liiguvad elektronid ja takistus suureneb. 3. Voolutugevus ahelas on võrdeline elektromotoorjõuga ja pöördvõrdeline ahela kogutakistusega: I= / R+r (r-sisetakistus) Vooluallika emj näitab, kui suure töö teevad kõrvaljõud selleks, et toimetada vooluringi suvalises punktis paiknev positiivne laeng läbi kogu vooluringi samasse punkti tagasi. Vooluallika sisetakistus - takistuse suurus, mis arvuliselt võrdub elektromotoorjõu ja lühisvoolu tugevuse suhtega. 4. Elektrivoolu töö - füüsikaline suurus, mis arvuliselt võrdub juhi otstele rakendatud pinge, voolutugevuse ja töö sooritamiseks kulunud aja korrutisega. A=UIt A-töö, U-pinge, I-voolutugevus, t-aeg Elektrivoolu võimsus - füüsikaline suurus, mis võrdub elektrivoolu tööga ajaühikus. Elektrivoolu võimsus on võrdne pinge ja voolutugevuse korrutisega. N=A/t=IU N-elektrivoolu võimsus, A-töö, t-aeg, I-voolutugevus, U-pinge
Reostaati R välises vooluahelas on ette nähtud voolutugevuse sujuvaks muutmiseks. 4. Töö käik. 1. Tutvuge allpool joonisel toodud skeemiga. Punktiiriga piiratud kast kujutab endast uuritavat vooluallikat. Joonis 1. Vooluallika kasuteguri määramiseks kasutatava katseseadme skeem. 2. Lüliti K avatud olekus registreerige voltmeetri näit, mis on sel juhul ligikaudu võrdne vooluallika elektromotoorjõuga. 3. Sulgege lüliti K ning reguleerige reostaadi r abil lühisvoolu tugevus ahelas juhendaja poolt antud väärtusele (100mA). Edasises katsekäigus aga jätke reostaadi r väärtus muutumatuks. 4. Vähendage reostaadi R abil voolutugevust ahelas 10 mA kaupa kuni 10 mA ni, registreerides iga kord volt- ja ampermeetri näidud. Tulemused kandke tabelisse vastavatesse veergudesse. Täitke tabeli ülejäänud osa kasutades eespool toodud valemeid. Tabel 1. N1
(oom). Takistuse tõttu esineb elektrivoolu soojuslik toime. Ülijuhtivus on nähtus, kus ained madalal temperatuuril ei oma elektrilist takistust. Vooluallika elektromotoorjõud on võrdne kõrvaliste jõudude tööga ühikulise laengu ümberpaigutamisel kogu suletud vooluringi ulatuses. Voolutugevus suletud vooluringis on võrdne vooluallika elektromotoorjõu ja vooluringi kogutakistuse suhtega. Lühisvoolu tugevus on määratud vooluallika elektromotoorjõu ja sisetakistuse suhtega 2. ELEKTRIVOOL KESKKONDADES Elektrolüüt on aine, milles laengukandjateks on ioonid. Elektrolüütiliseks dissotsiatsiooniks nim protsessi kui näiteks vaskkloriidi lahustada vees, siis veemolekulide toimel laguneb sool ioonideks CuCl 2 = Cu2+ + 2Cl- Elektrolüüsiks nim elektrivoolu toimel kulgevaid redoksreaktsioone. Elektrivool elektrolüütides on ioonide suunatud liikumine
leidnud. TN-juhistik Kaitsejuhi ühendamine neutraaljuhiga tagab rikkesilmuse väikese takistuse, mis tekitab liigvoolukaitseseadmete kiire väljalülitumise rikete ja lühiste korral. Kaitsejuhti on vaja kaitseaparaatide rakendumiseks. · Rikkevoolukaitselüliti kaitseb isolatsioonirikke korral. Eesmärgiks on kaitsta inimesi elektrilöögi eest. · Automaatkaitselüliti kaitseb lühiste ja liigkoormuste korral juhtmeid sulamise eest katkestades lühisvoolu rikkesilmuses. Juhtmete ristlõige ja kaitseseaparaadid peavad olema omavahel sobitatud. TN-C-juhistik. TN-C-juhistikus talitleb neutraaljuht nii töö- kui kaitsejuhina ja seda nimetatakse PEN-juhiks. Iga kereühendus on ühefaasiline lühis ja toob kaasa liigvoolukaitse rakendumise. TN-C-juhistiku põhieelis teiste juhistike ees seisneb lihtsuses ja odavuses. Kuid samuti on tal ka olulisipuudusi, näiteks tähtsamateks puudusteks on juhtide liiga väikesed ristlõiked,
Sular kinnitatakse kesta külge vedru abil. Sulavkaitsme rakendumisaja lühendamine 4. Kasutatakse metallurgilist efekti Metallurgiline efekt avaldub selles, et mõni kergsulav metall, näiteks tina või plii vedelas olekus lahustab mõnda raskelt sulavat metalli, näiteks vaske või hõbedat. Selle lahuse elektriline takistus on suurem ja sulamistemperatuur väiksem. Nii põleb sular sama ajaga läbi väiksema vooluga või sama voolu puhul kiiremini. Sel viisil valmistatud sularid lahutavad lühisvoolu 2...5 korda madalama voolu juures. Sulavkaitsme rakendumisaja lühendamine Lühendatud rakendumisajaga sulareid kasutatakse "aeglastes" sulavkaitsmetes (ingl. k slow blow fuse). Seejuures on kiirendatud suurema ristlõikega sulari läbipõlemise aega, et saavutada aeglasema rakendumistunnusjoonega sulavkaitset. Selliseid sulavkaitsmeid kasutatakse suurte käivitusvooludega tarbijate kaitseks. Sulavkaitsme ehitus ja tüübid Sulavkaitsmeid vaadeldakse tavaliselt kolmes rühmas:
9 Töö käik 1. Protokollige mõõteriistad. 2.Tutvuge allpool joonisel toodud skeemiga. Punktiiriga piiratud kast kujutab endast vooluallikat. 3.Lüliti K avatud olekus registreerige voltmeetri näit, mis on sel juhul ligikaudu võrdne vooliallika elektromootorjõuga. =3,29V 4.Sulgege lüliti K ning reguleerige reostaadi r abil lühisvoolu tugevus ahelas juhendaja poolt antud väärtusele. Edasises katsekäigus aga jätke reostaadi r väärtus muutumatuks. 5.Vähendage reostaadi R abil voolutugevust ahelas 10 mA kaupa kuni 10 mA ni, registreerides volt- ja ampermeetrinäidud. Tulemused kandke tabelisse vastavatesse veergudesse. Täitke tabeli ülejäänud osa kasutades eespool toodud valemeid. Seejuures: Tabel 4 Jrk
lühiste korral. Võimsuslüliti ülesanne on ahela lahutamisel tekkiv elektrikaar kustutada. Olenevalt sellest, millises keskkonnas elektrikaart kustutatakse, liigitatakse võimsuslüliteid järgmiselt: õlivaesed lülitid elegaas (SF6) võimsuslülitid vaakumlülitid õlirikkad lülitid suruõhkvõimsuslülitid tahkegaaslülitid. Keskpingevõrkudes kasutatakse neist kolme esimest. Võimsuslülititele seatakse olulisi nõudeid. Nad peavad olema kiired, taluma lühisvoolu termilist ja elektrodünaamilist toimet, ennekõike aga olema võimelised lahutama lühisvoolu. Rekonstrueeritavatesse või uutesse keskpingealajaamadesse seatakse üles elegaas- või vaakumlülitid. Seni veel kasutatavad õlilülitid vajavad pidevat hooldust ja nende töökindlus on madalam kui nüüdisaegsetel lülititel. Eesti jaotusvõrkude võimsuslüliteid näeb joonisel 5.27. Joonis 5.27 Eesti jaotusvõrkude võimsuslüliteid
2. Koostage skeem vastavalt joonisele. 3. Paluge juhendajal kontrollida skeem ning anda tööülesanne. 4. Elementide patarei 1 , 2 sisetakistuse kunstlikuks suurendamiseks on nendega järjestikku lülitatud reostaat R1 ja R2 välises vooluahelas on ette nähtud voolu tugevuse sujuvaks muutmiseks laias piirkonnas. Reostaatide liugtakistid asetage nii, et r oleks maksimaalne ja R1, R2 minimaalsed. 5. Sulgege lüliti K ning reguleerige reostaadi r abil lühisvoolu tugevus ahelas juhendaja poolt antud väärtustele. Edasise katse käigus aga jätke reostaadi r liugkontakti asend muutumatuks. 6. Vähendage reostaatide R1 ja R2 abil voolutugevust ahelas 5 mA kaupa kuni voolutugevuseni 5 mA, registreerides iga kord volt- ja ampermeetri näidud. Tulemused kandke tabelisse. 7. Avage lüliti K ning registreerige voltmeetri näit, mis on sel juhul ligikaudu võrdne elektromotoorjõuga. 8
Tühijooksul on vooluallikas siis, kui seda ei kasutata. Välistakistuseks R on vooluallika klemmide vahele jääva kuiva õhu takistus. Seega, . Tühijooksul mõõdetakse vooluallika emj. Lühisega on tegemist siis, kui välistakistus on lähedane nullile, ehk . Lühis: + Heal vooluallikal on sisetakistus väga väike, seega voolutugevus on väga tugev. Pikaajalist lühistamisest tuleb hoiduda!!! Kuid just lühisvoolu mõõtmise teel saab määrata elemendi sisetakistus ja hinnata elemendi kasutamiskõlblikust. ÜLESANDED 1. Autoaku elektromotoorjõud on 12,4 V ja sisetakistus 0,02. Käivitamisel langeb pinge aku klemmidel 10 voldini. Kui suurt voolu tarbib käiviti ja milline on tema võimsus? 2. Aku tekitab voolu tugevusega 10A, kusjuures tema klemmipinge on 12V. Millise aja jooksul teeb see aku ära töö 1 kWh? Milline on selle
sellel vooluallikal,mille sisetakistus on väiksem. 4.Töö käik. 1. Tutvuge allpool joonisel toodud skeemiga. Punktiiriga piiratud kast kujutab endast uuritavat vooluallikat. 2. Lüliti K avatud olekus registreerige voltmeetri näit, mis on sel juhul ligikaudu võrdne vooluallika elektromotoorjõuga. ε = 9,45 (V) 3. Sulgege lüliti K ning reguleerige reostaadi r abil lühisvoolu tugevus ahelas juhendaja poolt antud väärtusele (100mA). Edasises katsekäigus aga jätke reostaadi r väärtus muutumatuks. 4. Vähendage reostaadi R abil voolutugevust ahelas 10 mA kaupa kuni 10 mA –ni, registreerides iga kord volt- ja ampermeetri näidud. Tulemused kandke tabelisse vastavatesse veergudesse. Täitke tabeli ülejäänud osa kasutades eespool toodud valemeid. Seejuures: ε−U U
23. LÜHISPROTSESSI ISELOOMUSTUS Lühise tekkimisel vooluringi parameetrid (r ja L) muutuvad. Lühisvooluringis toimuva protsessi iseloom sõltub reast teguritest: generaatori tüübist ja automaatse pingeregulaatori olemasolust; generaatoris indutseeritud pinge hetkväärtusest lühise tekkemomendil; lühisvooluringi resulteerivast induktiiv- ja aktiivtakistusest ehk lühispunkti kaugusest toiteallika suhtes. Lühisprotsessis esinevat lühisvoolu vaadeldakse koosnevana perioodilisest ja aperioodilisest voolukomponendist. Perioodiline voolukomponent muutub generaatori vahelduvvoolu sagedusega, kuna aperioodiline voolukomponent lühise protsessis sumbub eksponentsiaalseaduse kohaselt. Aperioodilise voolukomponendi sumbumise kiirus sõltub lühisvooluringi ajakonstandist T = L / r. Mida suurem on lühisvooluringi induktiivsus L ja väiksem aktiivtakistus r, seda aeglasemalt aperioodiline vool sumbub. 24
mahutavuse sõltuvus tühjendusvoolust vastupinge taluvus (V) - akupakis teistest väiksema mahutavusega element saab mõnikord vastupinget (Seda laetakse vale polaarsusega) ning see võib elementi rikkuda. Ka alalisvoolumootor genereerib akule vastupinget oma töö ajal, aga see ei tohiks reeglina rikkeid põhjustada. laadimise kasutegur (%) - näitab akusse laetud laengu ning laadimiseks kulunud laengu suhet salvestatud laengu sõltuvus ajast ehk isetühjenemise kiirus lühisvoolu talumise aeg (s) PLII- e. HAPPEAKU Üks tuntumaid akusid on pliiaku, mida kutsutakse ka happeakuks. Aku negatiivne elektrood on poorse pealispinnaga pliist; Positiivne elektrood sisaldab pliisõrestikku pressitud pliidioksiidi (PbO2). Kui aku täita paraja kanguse ja tihedusega väävelhappe lahusega, hakkab negatiivsel elektroodil olev plii väävelhappega reageerima ning seetõttu väävelhappe kontsentratsioon väheneb.
kontrollmõõtmisi korralise kontrolli teostamiseks ettenähtud tähtaegadel (vt kirjanduse loetelust nr 18). Puidutöötlemisettevõttes tohib kasutada standardset elektriseadet, mille paigaldamisel, kasutamisel ja hooldamisel tuleb juhinduda tootja kasutusjuhendist ning selle paigaldamist, kasutamist ning hooldamist käsitlevast õigusaktist. Kõik elektriseadmed peavad kaitseaparatuuri abil olema kaitstud lühisvoolu ja muude tulekahjusid põhjustada võivate ebanormaalsete töörežiimide eest. Tuleohtliku üleminekutakistuse vältimiseks peavad elektriseadmete ja juhtide vahelised liited tagama töökindla elektrilise kontakti. Keelatud on: Kasutada ajutist elektrijuhistikku (v.a. ehitus-, remondi- või ajutise töökoha juhistik); kasutada vigastatud- või riknenud isolatsiooni- ning muu tulekahju- või plahvatust
I e = U /( Re + re ) , mis ongi genereeritava emj vähenemise põhjuseks koormuse kasvamisel. Generaatori kaitse seisukohalt on vaadeldud olukord soodne, sest lühisvool ei kujune suuremaks I nimivoolust. Tõesti, kui lühisel ( RT = 0 ) pinge 0 Inom Il Ikriit U = 0 , siis põhjustab lühisvoolu vaid jääkelektromotoorjõud: I l = e jääk / Ra . Maksimaalne Joonis 10. e kriitiline vool I kriit » 3 I nom . 10 · Kompaundgeneraator (joonis 6D) 1. Tühijooksukarakteristik ei erine rööpergutusgeneraatori karakteristikust ja ka endaergutus toimub samuti nagu rööpergutusgeneraatoris. U
laengukandjate ümberpaikenemine vooluahelas, mitte nende pidev liikumine. A=kõrvaljõudude kogu töö q=elektrilaeng · Vooluallika sisetakistus (+ valem) Sisetakistus on elektrienergia allika, näiteks keemilise vooluallika iseenda takistus laengukandjate liikumisele ehk elektrivoolule. Vooluallika sisetakistuseks r nim. takistuse dimensiooniga suurust, mis arvuliselt võrdub elektromotoorjõu ja lühisvoolu tugevuse suhtega. I=voolutugevus =elektromotiirjõud · Üldistatud Ohm'I seadus ja Ohm'I seadus kogu vooluringi kohta (+ valemid) Üldistatud Ohmi seadus e Ohmi seadus vooluahela lõigul 1-2, kus toimib elektromotoorjõud 12 (e mittehomogeensel ahelalõigul). või 1 ja 2=potensiaalid lõigu otstel I=voolutugvus R ja r =välis-ja sisetakistus 12=elektromotoorjõud Ohmi seadus kogu vooluringi kohta:
Asünkroonmootori tööpõhimõte: Asünkroonmootroi vektordiagramm Aluseks on magnetvoog (fii). Magnetvoog tekitatakse I (müü) poolt tekitatud magneetimisvool). Kui esinev vahelduv magnetvoog, siis tekitatakse U1 terassüdamikus teraskaod, mille tõttu võetakse võrgust voolu Ia. (Ia+I(müü)=I0 ) tühijooksul. Magnetvoog indutseerib magnetvoo E, mis jääb 90 kraadi maha. Rootori ahelal on elektromotoorjõu ja kinnine (lühisvoolu ahel) ja tekib vool I2. Rootori mähis omab aktiiv ja induktiivtakistust, millel voolu I2 libisemisel tekivad pingekaod (I2*r2 ja jI2*r2). On teada et I1=I0-I2`. On teada U1=-E+I1*r1 +jI1*xl1. I1*r1 on paraleelne I1. jI1xl1 risti I1 nende võrrandite liitumisel saadakse pinge U1 ja vool Ia on paraleelne U-ga, kuna on aktiivkadu. Asünkroonmootori kaod ja kasutegur Energiamuundamisel asünkroonmootoris tekivad magnetilised, elektrilised ja mehaanilised kaod
1) 40 kA võrgu suurima talitluspinge puhul 420 kV; 2) 31,5 kA võrgu suurima talitluspinge puhul 245 kV; 3) 20 kA madalamatel pingetel. − Kontrollimisel kasutatavad lühisvoolud peavad vastama alajaama seadmete poolt lubatavale nivoole (isegi, kui need pole ülekandevõrgu käesolevas arengustaadiumis saavutatud), et võimaldada võrgu edasist arengut. − Kontrollida tuleks alajaama lähedasi maste, arvestades lühisvoolu vähene- mist tänu liini näivtakistusele. Mastide kontroll katkestatakse seal, kus lühis- vool on vähenenud allapoole eelpool sätestatud nivoodest. Selle reegli kohaselt tuleks kontrollida 5 kuni 10 visangut alajaamast arva- tes. Tavaliselt on ülemäärasest võnkumisest mõjutatud ainult üks visang ja lühisvooludest tingitud mehaanilised ülekoormused mõjuvad ainult ühele või kahele alajaamaga külgnevale mastile.
ärajuhtimise võimega. Kui elektriseadmetes satuvad pingestatud juhtmed või erinimelised klemmid omavahel või mõne metalleseme kaudu ühendusse, siis muutub vooluringi takistus väga väikeseks. Seda nimetatakse lühiseks. Voolutugevus kasvab kümneid kordi ning ületab kaugelt juhtmetele lubatava väärtuse. Eralduv soojushulk on võrdeline voolu ruuduga. Juhtmed kuumenevad tugevasti ja võivad põhjustada isolatsiooni kui ka ümbritsevate esemete süttimist. Lühisvoolu väljalülitamiseks kasutatakse näiteks sulavkaitsmeid. Sulavkaitsme põhiosaks on sular kergestisulavast metallist kalibreeritud traat või riba mis liigkoormuse korral kuumeneb ja sulab, katkestades nii vooluahela ja lülitades kaitstava ahelaosa välja. 16 1.10 Kirchhoffi esimene seadus Vooluahelasse ühendatakse tavaliselt palju tarviteid. Üks lihtsam näide on auto või mootorratas, mille rööbiti ühendatud generaatori ja aku klemmidele
ärajuhtimise võimega. Kui elektriseadmetes satuvad pingestatud juhtmed või erinimelised klemmid omavahel või mõne metalleseme kaudu ühendusse, siis muutub vooluringi takistus väga väikeseks. Seda nimetatakse lühiseks. Voolutugevus kasvab kümneid kordi ning ületab kaugelt juhtmetele lubatava väärtuse. Eralduv soojushulk on võrdeline voolu ruuduga. Juhtmed kuumenevad tugevasti ja võivad põhjustada isolatsiooni kui ka ümbritsevate esemete süttimist. Lühisvoolu väljalülitamiseks kasutatakse näiteks sulavkaitsmeid. Sulavkaitsme põhiosaks on sular kergestisulavast metallist kalibreeritud traat või riba mis liigkoormuse korral kuumeneb ja sulab, katkestades nii vooluahela ja lülitades kaitstava ahelaosa välja. 16 1.10 Kirchhoffi esimene seadus Vooluahelasse ühendatakse tavaliselt palju tarviteid. Üks lihtsam näide on auto või mootorratas, mille rööbiti ühendatud generaatori ja aku klemmidele
ärajuhtimise võimega. Kui elektriseadmetes satuvad pingestatud juhtmed või erinimelised klemmid omavahel või mõne metalleseme kaudu ühendusse, siis muutub vooluringi takistus väga väikeseks. Seda nimetatakse lühiseks. Voolutugevus kasvab kümneid kordi ning ületab kaugelt juhtmetele lubatava väärtuse. Eralduv soojushulk on võrdeline voolu ruuduga. Juhtmed kuumenevad tugevasti ja võivad põhjustada isolatsiooni kui ka ümbritsevate esemete süttimist. Lühisvoolu väljalülitamiseks kasutatakse näiteks sulavkaitsmeid. Sulavkaitsme põhiosaks on sular kergestisulavast metallist kalibreeritud traat või riba mis liigkoormuse korral kuumeneb ja sulab, katkestades nii vooluahela ja lülitades kaitstava ahelaosa välja. 16 1.10 Kirchhoffi esimene seadus Vooluahelasse ühendatakse tavaliselt palju tarviteid. Üks lihtsam näide on auto või mootorratas, mille rööbiti ühendatud generaatori ja aku klemmidele
generaatori ja süsteemi pingete faasinurgad ei tohi erineda enam kui 15°. Tavaliselt kasutatakse varianti, kus generaatori pinge sagedus on kõrgem kui süsteemisagedus. Toodud tingimustest on kõige kriitilisem pingete vaheliste nurkade tingimus (kolmas tingimus), kuna just pingete faasidevaheline nurk põhjustab suuri voolutõukeid staatoris ja momente generaator-turbiin võllil. Vastasfaasis sisselülitusel staatoris tekkiv löökvool ületab mitmekordselt generaatori kolmefaasilise lühisvoolu. Isesünkroniseerimisel lülitatakse generaator elektrisüsteemi ilma ergutuseta, st, et sisselülitamisel generaatori ergutusmähis on lühistatud üle väljakustutustakistuse. Generaatori ja elektrivõrgu sagedused ei tohi erineda üle 2%. Generaatori ergutus lülitatakse sisse kohe pärast generaatori võrku lülitamist ja generaator läheb sujuvalt sünkronismi. Sünkroniseerimisaeg isesünkroniseerimisel on tavaliselt 2-3 sekundit
[ H] L * di E=- dt Vooliuallika elektromotoorjõud, lühisvool ja sisetakistus Elektromotoorjõud on suurus, mis on võrdne positiivse ühiklaengu kohta tuleva kõrvaljõudude tööga ( laengu nihutamine mööda ahelat ), arvuliselt võrdne avatud klemmide pingega. [ J/C ] Lühisvool on vool, kus välisahela takistus läheneb nullile. Vooluallika sisetakistuseks nim. takistuse dimensiooniga suurust, mis arvuliselt võrdub elektromotoorjõu ja lühisvoolu tugevuse suhtega. I= R+r [vaata | 2. Seos pinge ja voolu vahel lineaarses ja mittelineaarses ahelas. muuda] Lineaarne ahel. Ohmi seadus. Mittelineaarne ahel. Diferentsiaalne ja integraalne takistus. Lineaarne ahel. Lineaarne ahel on selline vooluahel, kus vool on võrdeline rakendatud pingega. i=g*v
Märkus. Need andmed on vajalikud, et arvutada kaitselülitite lahutusaega jms.; ka suurima hetkvõimsuse leidmiseks näiteks mootori- käivitusseadmete või keevitusseadmete kasutamisel, et pingekvaliteet säiluks. Eelpool toodud näitajaid tuleb rakendatavuse piires silmas pidada ka juhul, kui toide tuleb oma vooluallikast. See võib toimuda näiteks generaatori, muunduri, reserv- või hädatoiteallika või häirekaitsetrafo abil. Andmeid nende seadmete võimsuse, takistuse ja lühisvoolu kohta võib saada seadme tarnijalt. Häda- või varutoiteallika nõutavate omaduste vajadus tehakse kindlaks koos seadme tellija ja tarbijaga. Näiteks võib osutuda vajalikuks arvestada, et käit varutoiteallikast põhjustab suuri lühisvoole ning seetõttu ei võimalda võimsamate mootorite otsekäivitust või et ühendatud seadmestikult lubatakse vähem kõrgemaid harmoonilisi. Turva- ja varutoitesüsteemid. Kui tuleohutuse, inimeste evakuatsiooni vms
ärajuhtimise võimega. Kui elektriseadmetes satuvad pingestatud juhtmed või erinimelised klemmid omavahel või mõne metalleseme kaudu ühendusse, siis muutub vooluringi takistus väga väikeseks. Seda nimetatakse lühiseks. Voolutugevus kasvab kümneid kordi ning ületab kaugelt juhtmetele lubatava väärtuse. Eralduv soojushulk on võrdeline voolu ruuduga. Juhtmed kuumenevad tugevasti ja võivad põhjustada isolatsiooni kui ka ümbritsevate esemete süttimist. Lühisvoolu väljalülitamiseks kasutatakse näiteks sulavkaitsmeid. Sulavkaitsme põhiosaks on sular kergestisulavast metallist kalibreeritud traat või riba mis liigkoormuse korral kuumeneb ja sulab, katkestades nii vooluahela ja lülitades kaitstava ahelaosa välja. 16 1.10 Kirchhoffi esimene seadus Vooluahelasse ühendatakse tavaliselt palju tarviteid. Üks lihtsam näide on auto või mootorratas, mille rööbiti ühendatud generaatori ja aku klemmidele
Tegelikkuses hakkab vooluahela takistuse vähenemisel mõju avaldama kõrvaljõudude võimsuse piiratus: ka nullilähedase takistuse korral ei saa voolutugevus lõpmata suureks, vaid läheneb mingile piirile . Et Ohmi seadus oleks rakendatav ka väikeste takistuste puhul, tuuakse sisse vooluallika sisetakistuse mõiste. Vooluallika sisetakistuseks nim. takistuse dimensiooniga suurust, mis arvuliselt võrdub elektromotoorjõu ja lühisvoolu tugevuse suhtega. Väikeste takistuste korral saab Ohm'i seadus kuju: kus on sisetakistus. Tuleb endale aru anda, et tegelikult pole vooluallika sees mingit "laengute liikumist takistavat" jõudu. Küll on aga piiratud selle "pumba", mis laetud osakesi välja suunale vastupidises suunas liikuma sunnib, võimsus. Nagu igal veepumbal on teada maksimaalne kõrgus (maksimaalne potentsiaalne energia!), kuhu pump "vett lüüa" suudab, nii on ka igal vooluallikal maksimaalne potentsiaalide vahe -
Tegelikkuses hakkab vooluahela takistuse vähenemisel mõju avaldama kõrvaljõudude võimsuse piiratus: ka nullilähedase takistuse korral ei saa voolutugevus lõpmata suureks, vaid läheneb mingile piirile . Et Ohmi seadus oleks rakendatav ka väikeste takistuste puhul, tuuakse sisse vooluallika sisetakistuse mõiste. Vooluallika sisetakistuseks nim. takistuse dimensiooniga suurust, mis arvuliselt võrdub elektromotoorjõu ja lühisvoolu tugevuse suhtega. Väikeste takistuste korral saab Ohm'i seadus kuju: kus on sisetakistus. Tuleb endale aru anda, et tegelikult pole vooluallika sees mingit "laengute liikumist takistavat" jõudu. Küll on aga piiratud selle "pumba", mis laetud osakesi välja suunale vastupidises suunas liikuma sunnib, võimsus. Nagu igal veepumbal on teada maksimaalne kõrgus (maksimaalne potentsiaalne energia!), kuhu pump "vett lüüa" suudab, nii on ka igal vooluallikal maksimaalne potentsiaalide vahe -
transistor sulgub. GTO türistoride kasautamisel tuleb ajahetkel T2 formeerida täiendav sulgemisimpulss. Eelnimetatud dioodid on tavaliselt IGBT moodulitesse sisse ehitatud. On ilmne, et vaadeldud ümberlülitid peavad töötama nii, et naad ei lülituks sisse kunagi üheaegselt sest taolisel juhul tekib meil lühis. Selle vältimiseks kasutatakse kaitselülitusi, mis võivad olla ümberlülitumismoodulitele sisse lülitatud. Lühisvoolu piiramiseks kasutatakse türistoride või transistoridega järjestiku induktiivsusi. Peale blokkjuhtimisi võidakse kasutada ka pulssjuhtimist. Sel juhul lülitatakse pooljuhtlüliteid ühe põhiharmoonilise perioodi vältel korduvalt sisse ja välja nii et pinge keskväärtus muutuks ligilähedaselt siinusele taolisel juhul on harmooniliste toime väiksem kuid lülitite töösagedus on palju kordi suurem.
Eelised: maandusjuhi ühendamine neutraal juhiga tagab väikese takistuse, mis tekitab kaitseseadmetel kiire rakendumise(välja lülitamise) rikete ja lühiste korral. Maandust on vaja kaitse aparaatide rakendamiseks. Rikkevoolu kaitselüliti kaitseb isolatsiooni rikke korral, eesmärgiks on kaitsta inimese elektrilöögi eest. Automaat kaitselüliti kaitseb lühiste korral juhtmeid sulamise eest katkestades lühisvoolu rikkesilmustes. Juhtmed ja kaitseaparaadid peavad olema omavahel sobitud. Maandatud süsteemi puudus võrreldes täielikult isoleeritud süsteemidega: kui inimene puutub ainult ühte faasi juhet siis ta moodustab kondensaatori maaga ja saab elektrilöögi reaktiivtakistuse tõttu(oomi seaduse järgi). Samal põhimõttel töötab ka pinge indikaator, selle ohu tõttu kasutatakse haiglates maast isoleeritud IT süsteemid. TN-C süsteem
Joonis 2.8 Jõupooljuhtmuundurid, mootorid ja kogu süsteem peab olema kaitstud liigkoormuste poolt põhjustatud kahjustuste eest. Muunduri sisemiste avariide põhjuseks on türistoride, transistoride ja nende juhtseadmete rikked. Liigpinged ja liigkuumenemine tekitavad suuri liigvoolusid ja faasidevahelise lühise, mis rikub pooljuhtlüliteid, trafosid ning teisi samasse toitevõrku lülitatud seadmeid. Reeglina võib lühisvoolu maksimaalnse amplituudväärtus ületada nimivoolu amplituudväärtuse kahekordselt või rohkem. Seetõttu on pooljuhtseadiste voolu piiramine muunduri esmane kaitseviis. Elektriajamite jõupooljuhtmuundurid peavad vastama järgmistele rahvusvahelistele standarditele: · EN 60204 Safety of machinery. Electrical equipment of machines. General requirements, · EN 60146 Semiconductor converters. General requirements and line commutated
annaabi.ee 
