Как преобразовать систему TN-C в систему TN-C-S

В большинстве старых домов и квартир используется двухпроводная электрическая сеть (система TN-C). В такой системе нулевой рабочий и нулевой защитный проводники объединены в один по всей сети. Система TN-C не соответствует современным нормам и требованиям по электробезопасности. Эксплуатация электрических сетей, построенных по системе TN-C, связана с повышенным риском как для человека, так и для строения. Понятно, что полностью заменить все компоненты сети не всегда возможно. Как же обеспечить безопасную эксплуатацию электрических сетей с наименьшими потерями? Самым простым и практичным вариантом является преобразование системы TN-C в систему TN-C-S.

Система TN-C-S позволяет безопасно эксплуатировать современные приборы с трехконтактными вилками (евровилками), а также использовать современные средства защиты, такие как УЗО.

Общие понятия

Для более чёткого понимания и восприятия материала рассмотрим два типа электрических сетей. Внешняя питающая электросеть — линии электропередач (ЛЭП), по которым электроэнергия поступает к нам в дом.

На фото ниже показан фрагмент городской воздушной линии электропередачи, питающей жилые дома по моей улице. В типовом случае используют четыре изолятора (ролика) закреплённых на опоре. Три верхних изолятора используют для фазных проводников (обозначены L1, L2, L3) и нижний изолятор используют для нулевого рабочего проводника (обозначен буквой N). При однофазном питании в жилой дом электроэнергия поступает по двум проводам (на фото показана отходящая линия (L1 — N), при трёхфазном электроснабжении в жилой дом электроэнергия поступает по 4 проводам, т. е. используются все четыре провода.

Таким образом, городская воздушная линия (ВЛ) представляет собой четырёхпроводную систему (обозначаемую комбинацией букв TN-C), в которой проводник N (в современной терминологии PEN) совмещает в себе функции рабочего и защитного проводника. Данная система (TN-C), несмотря на её существенные недостатки, для внешних питающих сетей разрешена к применению. Но вот использовать её внутри жилых помещений согласно действующим нормативным документам нельзя.

Внутренняя (внутридомовая) электрическая сеть — лектрическая сеть, проложенная внутри дома, посредством которой обеспечиваются электроэнергией потребители в жилом доме и в хозяйственных постройках, а также освещение помещений дома и хозяйственных построек.

Как отмечалось выше, использовать систему TN-C внутри жилых строений запрещено. К использованию разрешена лишь система TN-C-S. Причин достаточно:

• Невозможность системы TN-C обеспечить требуемую электробезопасность для жильцов дома и безопасность самого строения.
• Невозможность использования (по крайней мере, полноценного) современных устройств защитного отключения.
• Невозможность правильного и безопасного подключения современных бытовых приборов (телевизор, стиральная машина, холодильник и т. д.).

Для наглядности рассмотрим подключение к внутридомовой электросети современной бытовой техники, имеющей трёхконтактную вилку (в обиходе называют евровилкой). При однофазном питании жилого дома в дом приходит два провода (фазный и нулевой), как показано на фото выше. Для правильного и безопасного подключения бытовой техники, оборудованной евровилкой, требуется три провода, фазный (L), нулевой рабочий (N) и защитный (PE). Что и показано на фото ниже слева.

Таким образом, в случае подключения бытовой техники к двухпроводной электропроводке оборудование работать будет. Такое подключение современной бытовой техники характерно для старых многоквартирных домов. Но в этом случае возникает реальная угроза поражения электрическим током. Почему? Если посмотреть на схему подключения внутри самого устройства (стиральная машина, холодильник и т. д.), то мы увидим, что третий защитный провод (PE), идущий от вилки, подключён к корпусу оборудования. На фото справа показано подключение защитного проводника внутри сварочного аппарата (обведено белым кругом). Аналогично подключаются и прочее электрооборудование (стиральная машина, холодильник и т. д.). За счет такого подключения корпус электроприбора всегда защищён от появления на нём высокого (фазного) напряжения. Так как в случае повреждения (пробоя) изоляции и появления фазного напряжения на корпусе прибора, сработает защитный автомат (либо по току короткого замыкания, либо по току утечки) и отключит неисправный прибор. Тем самым исключается возможность поражения человека электрическим током при неисправном оборудовании.

К сожалению, на практике ситуация такова:

• Люди мирятся (либо вынуждены мириться) с возможной опасностью поражения электрическим током при использовании в доме устаревшей (двухпроводной) электрической сети.
• Начинают пытаться «решать проблему» народными методами.

Так, например, в сети Интернет высказывается идея объединить (соединить между собой) контакты проводников N и PE в розетке. Тем самым, якобы, корпус электроприборов будет занулён, и будет обеспечена безопасность жильцов. Делать этого категорически нельзя, так как вероятность поражения электрическим током существенно возрастает. Чтобы понять почему, рекомендую посмотреть мою статью «Электромонтажные работы в доме — по британскому стандарту».

Таким образом, для правильного безопасного подключения электрооборудования в доме с возможностью использования современных защитных устройств (УЗО), требуется модернизация (реконструкция) электрической сети в жилом доме.

Преобразование системы TN-C в систему TN-C-S

Основные моменты по модернизации внутридомовой электросети представим следующим образом:

• При однофазном питании жилого дома (квартиры) необходимо перейти от двухпроводной внешней сети (проводники L, PEN) к трёхпроводной сети внутри дома (проводники L, N, PE).
• При трёхфазном питании и наличии в доме однофазных потребителей (что практически всегда имеет место) необходимо перейти от четырёхпроводной внешней сети (L1, L2, L3, PEN) к пятипроводной сети внутри жилого строения (L1, L2, L3, N, PE).

Для наглядности рассмотрим процесс разделения PEN проводника в виде следующей условной картинки:

Как видно из рисунка, процесс разделения проводника PEN на два раздельных проводника (PE и N), как при однофазном вводе, так и при трехфазном, по сути, одинаков. Хотя, нужно отметить, что при трёхфазном вводе в дом, подключение трёхфазных потребителей (например, циркулярной пилы или бетономешалки) будет отличаться от подключения однофазных потребителей (телевизор, холодильник и т. д.)

Возвращаясь к нашему рисунку, отметим следующее:

Для того чтобы правильно выполнить преобразование системы TN-C в систему TN-C-S, необходимо выполнить и учесть ряд требований:

1. Правильно выбрать место разделения PEN проводника в электроустановке.
2. Не допускать присоединения проводников N и PE (в точке разделения) под один болт.
3. После разделения проводника PEN на проводники PE и N в электроустановке, последние не должны иметь электрического контакта между собой.
4. Защитный проводник PE ни при каких обстоятельствах не должен иметь разрывов в цепи или установленных в этой цепи коммутационных аппаратов.

Важно также понимать и учитывать, что система TN-C-S является комбинацией систем TN-C и TN-S.

Т. е. на участке до точки разделения в электроустановке (на рисунке точка разделения обозначена шинкой) она сохраняет все недостатки, присущие системе TN-C.

Практическое выполнение работ

Выбор места разделения PEN проводника в электроустановке

Наиболее оптимальным местом разделения PEN проводника являются:

1. Во вводном шкафу на фасаде дома.
2. В учётно-распределительном шкафу внутри жилого дома.

Кроме того, при выполнении работ нужно учитывать тот факт, что в зависимости от материала, из которого сделан шкаф (токопроводящий или диэлектрический), выполнение работ будет несколько отличаться. Поэтому мы рассмотрим выполнение работ для обоих случаев (в металлическом шкафу и в пластиковом боксе).

Разделение PEN проводника в учетно-распределительном металлическом шкафу

С учётом удобства выполнения работ, экономии материалов (четырёхжильный кабель был в наличии, пятижильный кабель необходимо было покупать), я разделение PEN проводника делал в учётно-распределительном шкафу внутри дома.

Основные фрагменты выполнения работ представлены на фото ниже, как и краткие к ним пояснения.

Основание, на котором выполнен монтаж оборудования, представляет собой металлическую (стальную, токопроводящую) конструкцию, которая крепится в стальном шкафу посредством четырёх (токопроводящих) шпилек.

Пояснение к фото:

1. — место присоединения проводника PEN, который заводится в дом в составе силового медного кабеля (4×10 мм2) и крепится к стальному основанию учетно-распределительного шкафа.

2. — медный монтажный провод (сечением 10 мм2), который обеспечивает электрическое присоединение проводника PEN к шинке (4).

3. — присоединение монтажного провода 2 должно быть надёжным и тщательно выполненным. В данном случае в точке 3 оно выполнено винтом, а в точке 1 присоединяется посредством опресованного наконечника, закреплённого на шпильке стального основания шкафа под гайку.

4. — главная заземляющая шинка (4). Из особенностей отмечу следующее. К стальному основанию шинка прикреплена двумя винтами. Основание в месте присоединения шинки должно быть зачищено от заводской краски (для лучшего контакта). Количество свободных винтов (мест) у главной заземляющей шинки для подключения защитных PE проводников групповых потребителей лучше взять с запасом (на фото ниже показаны места 1-11 для подключения).

Кроме того, для надёжного присоединения стального корпуса учетно-распределительного шкафа к заземляющему контуру, я использовал отдельный дополнительный проводник (заводится в шкаф снизу и крепится к нижней шпильке основания шкафа) от основной системы уравнивания потенциала, что более детально показано на фото ниже.

Присоединение дополнительного PE проводника в нижней части шкафа выполнено аналогично вышеописанному.

Момент разделения общего PEN проводника на два раздельных самостоятельных проводника N и PE показан в фотоподборке ниже. На что важно обратить внимание?

Стальное токопроводящее основание соединено с проводником PEN. Для разделения мы использовали:

• правую верхнюю шпильку шкафа — для защитного проводника PE (фото слева)
• левую верхнюю шпильку шкафа — для нулевого (рабочего) проводника N (фото справа)

Таким образом, соблюдено требование о недопустимости использования в месте разделения общего болта

5. — шинка нулевого (рабочего) проводника.

Как мы знаем, после разделения проводники PE и N не должны пересекаться (иметь электрический контакт) между собой. Чтобы обеспечить выполнение данного условия, использовалась шинка нулевого проводника, выполненная на диэлектрическом основании, с креплением на динрейку.

После разделения PEN проводника, для подключения потребителей мы будем использовать:

Для подключения однофазных потребителей — три проводника:

• Фазный проводник (L), который берём с отходящего группового автомата.
• Нулевой (рабочий) проводник (N), который берём с нулевой шинки.
• Защитный проводник (PE) берём с главной заземляющей шинки.

Особенности подключения трёхфазных потребителей

При трёхфазном вводе, после выполнения разделения мы получили 5-проводную систему. Но, в отличие от однофазных потребителей, мы используем не все проводники из возможных, а только четыре проводника из пяти: три фазных проводника (L1, L2, L3) и защитный проводник PE.

Ниже на фото наглядно показано, откуда и как можно запитать однофазные и трёхфазные потребители.

Разделение PEN проводника в пластиковом боксе

Ниже на фото показан пример разделения PEN проводника в пластиковом боксе. Из особенностей отмечу следующее. Шинка 1 и шинка 2 предустановленны в боксе заводом изготовителем. В принципе, их достаточно для того, чтобы выполнить разделение. Дополнительная шинка 3 использована с целью удобства выполнения работ при распределении нагрузок по групповым потребителям.

Перечень основного оборудования, установленного на динрейку (слева — направо):

• 1 — двухполюсный автомат
• 2 — однофазный счётчик
• 3 — устройство защиты многофункциональное (УЗМ-50) для защиты от перенапряжений
• 4 — групповое УЗО в количестве 2 единиц. Первое УЗО и два отходящих автомата (4, 6) используются для защиты потребителей в жилом доме. Второе УЗО и отходящий автомат (7) используются для защиты потребителей в хозяйственных постройках

Для подключения групповых потребителей, например в жилом доме, будем использовать:

• С отходящего автомата 5 (или 6) берём фазу (L).
• С шинки 1 получим рабочий (нулевой) проводник (N).
• С шинки 3 возьмём защитный проводник (PE).

Важный момент: для подключения потребителей, расположенных вне дома, будем использовать следующее подключение:

• С отходящего автомата 7 берём фазу (L).
• С шинки 1, как и выше, получим рабочий (нулевой) проводник (N).
• А вот защитный проводник (PE) будем брать со второго УЗО (4), крайний справа на фото.

Т. е. использовать в качестве защитного проводника подключение с шинки 3, как в предыдущем случае, для потребителей расположенных вне дома — недопустимо, так как данные потребители защищены своим УЗО и своим автоматом.

Выводы

После выполнения работ по преобразованию системы TN-C в систему TN-C-S в частном доме, домовладелец получает следующие преимущества:

1. Можно правильно и безопасно подключить все современные электробытовые приборы в доме.
2. При правильном применении и использовании устройств защитного отключения (УЗО), в частности:

• Использования пожарного УЗО на вводе в дом.
• Использование отдельных УЗО для групповых и отдельных потребителей и розеточных групп.

Мы можем получить почти идеальную с точки зрения безопасности систему электроснабжения жилого дома.

1. Последний, очень важный момент, на который мало кто обращает внимание. Только после преобразования системы TN-C в систему TN-C-S, возможно использование системы уравнивания потенциалов в электроустановке жилого дома в целях безопасности жильцов дома и самого строения. При этом отметим следующий момент. Защитный проводник PE, который мы использовали для безопасного подключения бытовой техники, помимо своей основной функции в случае использования системы уравнивания потенциалов внутри дома, дополнительно выполняет функцию уравнивания потенциалов между естественными токопроводящими частями дома (строительными конструкциями, инженерными коммуникациями) и токопроводящими частями электроприборов (корпус стиральной машины, холодильника и т. д.).

Система заземления TN-C | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые гости и читатели сайта «Заметки электрика».

Начинаю серию статей про системы заземления. И сегодня Вашему вниманию я представляю статью на тему системы заземления TN-C.

Для чего же нужно знать про системы заземления?

Да все очень просто. Когда мы приобретаем квартиру, дачу или дом (коттедж), мы сталкиваемся с многочисленными вопросами в области электричества. В ответ же слышим разносторонние ответы от специалистов. Кто-то советует провести монтаж контура заземления, другие дают совет по занулению электрооборудования, а третьи вообще говорят все оставить как есть.

Как же понять — кто прав, а кто нет? Какого мнения стоит придерживаться?

Впредь чтобы не возникало подобных вопросов, мы с Вами подробно и поочередно познакомимся со всеми системами заземления.

Система заземления TN-C

Самая старая и распространенная система заземления, которая существовала в нашей стране очень долгое время и, к сожалению, продолжает существовать — это система TN-C.

Заземление в такой системе выполнено следующим образом: контур заземления (другими словами заземляющее устройство ЗУ) выполнен на трансформаторной подстанции ТП, питающей наш дом.

Нулевой проводник соединен с контуром заземления и приходит к потребителю одним проводом (PEN) в качестве защитного и рабочего проводника. Нулевой проводник в данной системе так и называется — PEN проводник.

Для наглядности приведу схему этажного щита на 3 квартиры на примере жилого дома.

 

Электропроводка в таком случае выполняется кабелями с двумя жилами (фаза, PEN) при однофазном питании квартиры или с четырьмя жилами (А,В,С, PEN) при трехфазном питании.

В розетках отсутствуют контакты защитного заземления. Если корпус электрооборудования (электрический прибор, корпус щитка или сборки) соединим с PEN проводником, то такая защита будет называться занулением.

 

Достоинства системы TN-C

Система TN-C обладает всего одним достоинством — электромонтаж такой системы относительно прост и является дешевым.

Недостатки системы заземления TN-C

А вот про недостатки поговорим подробнее.

В этой системе заземления существует угроза поражения людей электрическим током, что приводит к плачевным ситуациям. Вот пример несчастного случая на производстве, можете ознакомиться с ним.

Если Вам специалист-электрик рекомендует провести электромонтаж с системой заземления TN-C, то сразу же отказывайтесь от такого электрика.

Система заземления TN-C. Что делать? Как исправить?

Уважаемые, потребители электрической энергии. В данной ситуации отчаиваться не стоит, т.к. при реконструкции (модернизации) и вновь монтируемых объектах устанавливать систему TN-C строго запрещено!!!

Энергоснабжающим организациям, обслуживающим электрические сети наших домов, необходимо (рекомендовано) систему TN-C перевести на систему заземления TN-C-S или  TN-S, путем модернизации схем электроснабжения. Но в связи с отсутствием финансовых средств, энергоснабжающие организации делают проще. Они на вводе в дом устанавливают повторное заземление нулевого проводника. А далее производят разделение PEN проводника на два отдельных проводника:

• нулевой рабочий проводник N
• защитный проводник PE

Более подробно об этом Вы можете прочитать в статье про разделение PEN проводника.

Если Вы не представляете как самостоятельно определить систему заземления Вашей квартиры или дома, то пригласите специалистов электролаборатории.

P.S. А у Вас какая система заземления используется в Вашей квартире?

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Нулевой защитный проводник | Все про ремонт квартиры

В этой статье речь пойдет о  заземлении в квартире , а именно, что такое система заземления квартиры и нулевой защитный проводник. Рассмотрим системы заземления  TN-C, TN-S, TN-C-S.

Как обозначается нулевой защитный проводник

Электропитание  квартиры осуществляется переменным током с напряжением, номиналом 220-230 Вольт.

1. При этом один рабочий проводник является фазным (или просто «Фаза»), а второй  рабочий проводник является нулевым (иначе «рабочий ноль»). На схемах «Фаза» обозначается -L,»Ноль» обозначается-N. Такая электропроводка называется двухпроводная.
2. Помимо двухпроводной электропроводки квартиры, применяется трехпроводная . Третий провод  является нулевым защитным проводом (или «Земля»), обозначается-PE. Цвет жилы заземления в кабеле желто-зеленый.

На схеме и приборах нулевой защитный проводник (ЗЕМЛЯ) обозначается так.

Назначение нулевого защитного проводника

Предназначен нулевой защитный проводник  для создания кратковременного тока короткого замыкания и срабатывания защитного отключения поврежденного электроприбора  от питающей сети, с целью обеспечения вашей  электробезопасности .

Система питания и система заземления

В жилых зданиях  электропитание осуществляется от электроустановок в которых нейтраль(Ноль) источника питания глухозаземленна, а открытые проводящие части электроустановки присоединены  к этой глухозаземленной нейтрали. Обозначается эта система электропитания-TN.

Система электропитания TN  для вашей квартиры может быть одной из трех видов.

1.Система заземления TN-C

с и с т е м а TN-С — это система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении линии от источника до квартиры.

Система электропитания квартиры TN-C

Важно! Эта система электропитания применяется во всех старых домах. С 2007 года согласно ПУЭ (правила Устройства Электроустановок) схема проводки TN-C во вновь строящихся домах запрещена.

При серьезном ремонте квартиры необходимо перевести схему электропроводки TN квартиры на систему TN-C-S (смотри ниже).

2.Система заземления TN-S

с и с т е м а электропитания TN-S -это измененная система электропитания TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении линии от источника до квартиры.

Система электропитания квартиры TN-S

Важно! Не путать на протяжении всей электропроводки квартиры проводники PE (Земля) и N (ноль).

3.Система заземления TN-C-S

с и с т е м а электропитания TN-C-S — это измененная система электропитания TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания.

Система электропитания квартиры TN-C-S

То есть  в квартире проводники PE (Земля) и N (Ноль) разделены, а в этажном щите совмещены и присоединены к одной клемме (смотри схему выше).

Эта схема заземления особенно актуальна при серьезном ремонте квартиры с системой питания  TN-C  и переходе электропроводки на систему электропитания TN-C-S.

Правила при монтаже трехпроводной  системы электропитания квартиры

1. Нулевой защитный проводник  не должен прерываться никакими предохранителями и автоматами защиты.
2. При наличии в щите УЗО (устройство защитного отключения) нулевой защитный провод(Земля) не должен нигде ,на линии электропитания,иметь контакта с N проводником(Ноль). В противном случае будет срабатывать УЗО (устройство защитного отключения).
3. Нулевой защитный проводник   в квартире, должен иметь сечение равное сечению рабочих проводников.
4. Нулевой защитный проводник  должен прокладываться в непосредственной близости от рабочих проводников.Иными словами в одном кабеле.
5. Прокладка нулевого защитного проводника отдельно от рабочих проводов Запрещена!
6. Нельзя использовать для заземления электропроводки квартиры коммуникации общего назначения(трубы отопления,водоснабжения, арматуру в стенах)
7. Нельзя подключать нулевой защитный проводник  к независимым («чужим») шинам заземления. Если такие есть у вас на лестничной площадке.
8. Сопротивление изоляции должно соответствовать данным таблице ниже:

Согласно ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей), Приложение 3; 3.1 (часть таблицы 37), минимально допустимые значения сопротивления изоляции электроустановок напряжением до 1000 В :

Наименование элемента	Напряжение мегомметра, В	Наименьшее допустимое значение сопротивления изоляции, МОм
Распределительные устройства, щиты и токопроводы	1000-2500	1,0
Электропроводки, в том числе осветительные сети	1000	0,5
Стационарные электроплиты	1000	1,0
Силовые кабельные линии	2500	0,5
Обмотки статора синхронных электродвигателей	1000	1,0

Специально для сайта: Все про ремонт квартиры

Другие статьи сайта близкие по теме

55.61953237.741349

Поделись ссылкой:

5 Системы электроснабжения

5 Система электроснабжения

Система электроснабжения – это совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией.

Система электроснабжения предприятий состоит из электрических сетей напряжением до 1000 В и выше,преобразовательных устройств, дополнительных автономных источников питания и электроприемников. Она предназначена для обеспечения потребителей электрической энергией в необходимом количестве и соответствующего качества в виде однофазного или трехфазного переменного тока различных частот и напряжений и постоянного тока.

Режимом работы системы электроснабжения называется некоторое ее состояние, определяемое значениями напряжений, нагрузки, токов, частоты и других физических переменных величин, характеризующих процесс получения и преобразования энергии и называемых параметрами режима.

Различают следующие режимы работы: 1) нормальный установившийся режим с параметрами, находящимися в нормированных пределах; 2) нормальный переходный режим, связанный с эксплутационными изменениями схемы электроснабжения предприятия или схемы питающей энергосистемы; 3) аварийный переходный режим с резким изменением параметров вследствие аварийного изменения в схеме питающей энергосистемы или в схеме электроснабжения предприятия; 4) послеаварийный установившийся режим, возникающий после аварийного отключения части элементов схемы энергосистемы или схемы электроснабжения предприятия.

Применяемые в схемах электроснабжения электрические аппараты выполняют следующие основные функции: защиту электроустановок от токов короткого замыкания и перегрузок, управление электроприемниками, автоматическую работу элементов электроустановок. Защита электроустановок от токов короткого замыкания (КЗ) может осуществляться плавкими предохранителями и автоматическими выключателями. Защита от перегрузок в электроустановках осуществляется при помощи тепловых реле, встроенных в магнитные пускатели и контакторы, отрегулированных на расчетный ток срабатывания. Управление электроприемниками осуществляется коммутационными аппаратами: автоматическими выключателями, контакторами и магнитными пускателями.

Автоматическая работа элементов электроустановок обеспечивается релейно-контакторной аппаратурой или логическими элементами, которые быстро реагируют на изменение режима работы и подают команду на отключение или включение соответствующих цепей. Например, при коротком замыкании, когда ток увеличивается в десятки и сотни раз, необходимо немедленно отключить поврежденный участок, чтобы не нарушить работу смежных неповрежденных частей системы электроснабжения. Такая команда может быть подана только автоматическим устройством – электромагнитным реле, реагирующим на изменение тока и замыкающим цепи управления соответствующих выключателей. Автоматическое отключение элементов системы при коротком замыкании должно быть избирательным (селективным). Избирательность действия защитных аппаратов можно обеспечить, например, за счет соответствующего выбора времени срабатывания защит смежных участков цепи.

При токах короткого замыкания за время действия защитной аппаратуры в электрических аппаратах выделяется большое количество тепла. Поэтому аппараты должны обладать термической стойкостью, т.е. способностью выдерживать в течение заданного промежутка времени ток короткого замыкания без нарушения работоспособности аппарата. Кроме того, при замыканиях возникают значительные электродинамические силы, которые могут повредить электрооборудование. Способность электрооборудования выдерживать механические нагрузки при токах КЗ называется электродинамической стойкостью. Правильный выбор коммутационной и защитной аппаратуры, учитывающий как нормальные, так и аварийные режимы работы, позволяет наряду с другими мероприятиями повысить надежную работу электрооборудования предприятий связи. Для удобства практического применения в пособии приводятся таблицы с основными параметрами коммутационного и защитного оборудования напряжением до 1000 В и даются примеры электротехнических расчетов.

Cистемы распределения энергии на судах.

Судовые электрические сети представляют совокупность устройств, с помощью которых осуществляется передача электроэнергии от источников к приёмникам. В состав этих устройств входят кабель, провода, электрораспределительные устройства и арматура (щиты, соединительные ящики, крестовые коробки, штепсельные разъёмы и т.п.) Судовые электрические сети подразделяются на силовые, аварийные и сети приёмников.

Силовые сети предназначены для распределения электроэнергии от ГРЩ основной электростанции до преобразователей или приёмников электроэнергии. На судах внутреннего плавания распространение получили радиальная, магистральная и смешанная системы.

При радиальной или фидерной системе канализации мощные и обычно ответственные приёмники получают питание непосредственно от ГРЩ, а остальные от электрораспределительных щитов по отдельным фидерам. РРРФ установил перечень приёмников, которые должны получать питание по отдельным фидерам:

— ЭП рулевого устройства;

— якорного устройства;

— пожарных насосов;

— щиты основного освещения;

— и т. д.

Преимущества данной системы канализации электроэнергии – надёжность работы и независимость приёмников один от другого. Недостатки – повышенный расход кабеля, значительный объём электромонтажных работ, относительно большое число проходов через переборки.

При магистральной системе канализации электрической энергии все приёмники получают питание по одной или нескольким магистралям через включенные в них щиты или магистральные коробки.

Преимущества такой системы – меньший расход кабеля, меньший объём электромонтажных работ и минимальное число проходов через переборки. Недостатки – меньшая надёжность и взаимная зависимость приёмников одной магистрали. Магистральная система применяется для питания неответственных приёмников.

По смешанной магистрально-фидерной системе одна часть приёмников получает питание по фидерам, а другая – по магистралям. Эта система позволяет учесть достоинства и недостатки вышеуказанных систем и обеспечить достаточную надёжность работы при уменьшении расхода кабеля объёма электромонтажных работ.

Аварийные электрические сети служат для подачи и распределения электроэнергии от аварийного или кратковременного аварийного источника до аварийных приёмников, перечень которых оговаривается РРРФ.

Электрическая сеть приёмников предназначается для распределения электроэнергии от определённого электрораспределительного щита или преобразователя до одноимённых приёмников.

Электрические сети различаются так же по роду тока, значению напряжения, числу проводов.

По роду тока – постоянного и переменного токов.

По значению напряжения – до 1000 В и свыше 1000 В

По числу проводов постоянного тока:

1. Однопроводная система.

Позволяет экономить до 50% кабелей. РРРФ разрешает применять однопроводную систему при напряжении не выше 24 В и только после специального рассмотрения.

2. Двухпроводная изолированная система.

Требует большого расхода кабелей для её реализации. РРРФ как и другие органы надзора, разрешают применение двухпроводной системы распределения без всяких ограничений.

3. Трёхпроводная изолированная система.

По сравнению с двухпроводной позволяет иметь на судне два значения напряжения, отличающиеся одно от другого в 2 раза.

По числу проводов переменного тока:

1. Однофазная двухпроводная изолированная система.

Обычно используется как часть трёхфазной системы и служит для передачи энергии однофазным приёмникам. Может использоваться самостоятельно для распределения электрической энергии для переносного освещения 12 В, переносного инструмента и т. д.

2. Трёхфазная трёхпроводная изолированная система.

Применяется для питания трёх- и однофазных приёмников, когда номинальные напряжения у них одинаковы. РРРФ допускается к применению без ограничений.

3. Трёхфазная четырёхпроводная изолированная система.

Для питания трёх- и однофазных приёмников в том случае, когда номинальное напряжение однофазных приёмников в раз меньше номинального напряжения трёхфазных, например, 220 и 380 В. Руководящий технический материал требует, чтобы при этой системе у генератора отключались все четыре провода.

4. Трёхфазная четырёхпроводная неизолированная система.

С нейтральной точкой источника, электрически соединённой с корпусом судна. В этой системе нарушение изоляции в какой-либо фазе приводит к короткому замыканию, срабатыванию аппаратуры защиты и отключению повреждённого участка. РРРФ разрешается только для судов, у которых основным источником электроэнергии является береговая энергосистема.

Переход с двухпроводной системы электропроводки на трехпроводную

Если ваш дом советской постройки, и вы затеяли сделать ремонт в своей квартире, то с вопросом перехода с двухпроводной системы электропроводки на трехпроводную вы столкнетесь обязательно.

В зависимости от системы заземления, которая установлена в вашем доме, количество проводников, приходящих к вам в квартиру, может быть разным.

1. Система заземления TN-C — такая система устанавливалась в домах старого жилого фонда и в ней применялись функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводника, которые совмещались в одном кабеле. Если система работаем в нормальном состоянии, то никакой опасности в ней нет, хотя она и считается устаревшей. Другой вопрос, если системе приходится работать в аварийном режиме, например, если износилась или нарушилась изоляция проводника. При наступлении такой ситуации самым оптимальным будет перейти на новую систему заземления TN-C-S.
2. Система заземления TN-C-S — современная и более безопасная система заземления, созданная, как раз для жителей домов старого жилого фонда. Принцип работы этой системы сводится к PEN проводнику, который в заранее выбранном месте разделяется на проводники PE и N. При таком варианте, если вдруг, например, перетрется изоляция и корпус вашего холодильника окажется под напряжением, а  вы прикоснетесь к нему рукой, то ток потечет не по вашему телу, а по проводнику PE. Разделение проводника PEN лучше делать в ГРЩ (ВРУ) дома. Однако, стоит отметить, что такой способ разделения довольно затратный (в денежном эквиваленте) и требует дополнительных согласований с владельцем дома (ТСЖ, ЖСК, управляющая компания).

Есть еще один способ разделения проводника, который является не дорогостоящим и доступным — это разделение в этажном щитке.

Но, чтобы его осуществить, важно неукоснительно соблюсти два правила:

• площадь сечения PEN проводника должна быть 10 мм2 и более по меди и 16 мм2 по алюминию на отрезке линии от места разделения до источника питания.
• прежде чем производить какие-либо действия, их обязательно надо согласовать с владельцем электросетей вашего дома.

Процесс расщепления проводника

В самом щитке нужно предусмотреть две шины PE и N, затем понадобится завести PEN проводник на шину PE, от которой ставится перемычка на шину N. Далее, к шине PE подсоединить проводник повторного заземления. 

 

Система электропитания переменным током | elesant.ru

class=»eliadunit»>

 

Линии электропередач, повышающие и понижающие трансформаторы

Основные бытовые и промышленные электроприёмники питаются от переменного тока. Вырабатывается переменный ток электростанциями при помощи генераторов напряжения переменного тока. 

На электростанциях вырабатывается трехфазный переменный ток, низкого напряжения. До потребителя переменный трехфазный ток доставляется по линиям электропередачи. Для того чтобы доставить выработанный ток до потребителя нужно повысить его амплитудное напряжение. Читать: Как получает электроэнергию потребитель низкого напряжения 380 Вольт

Для этого перед линиями электропередач напряжение электрического тока повышается. Непосредственно перед потребителем напряжение переменного тока понижается. Понижается напряжение в трансформаторных подстанциях.

Понижается напряжение при помощи понижающих трансформаторов. Так как переменный ток трехфазный, то трансформаторы тоже трехфазные. Понижается напряжение до стандартного значения 380 вольт. Напряжение между фазами переменного электрического тока называется линейным. Каждая линия трехфазного переменного тока обозначается L1;L2;L3 или А; В; С. Напряжение 380 Вольт обозначается соответственно: АВ; СА; ВС.

Нейтраль и нулевой рабочий проводник в системе электропитания переменным током

Соединяются три понижающих трансформатора по типу звезда или треугольник.

При соединении по типу звезда концы фаз обмоток трех трансформаторов соединяются в одну точку. Точка соединения называется нейтралью. Проводник, отходящий от глухозаземленной нейтрала, называется нулевой рабочий проводник или попросту «ноль». На схеме ноль обозначается латинской буквой N. Напряжение между фазой и нейтралью составляет 220 Вольт. Такое напряжение называется фазным или сетевым. Номинал сетевого напряжения сети составляет 220 вольт при частоте 50 Гц (Герц).

Каждая энергоустановка, в том числе и трансформаторная подстанция, имеют специально сделанный контур заземления. Нейтраль трех трансформаторов может быть соединена с заземлением или нет. В первом случае нейтраль будет глухозаземленной, во втором случае нейтраль будет изолированной.

Провод самого заземления называется защитный проводник. На схеме он обозначается PE.

В зависимости от вариантов соединения (или отсутствия такового) N-рабочего нулевого (нейтрального) проводника и проводника PE-заземленного защитного проводника различают три основных и две редко всречающихся систем заземления электрических сетей. Системы заземления, в некоторых схемах, называют системами зануления.

Рассмотрим системы заземления электрических линий электропитания подробнее

Линии электропитания включают нулевой рабочий проводник (N), нулевой защитный проводник (PE) и фазный проводник (L1;L2;L3).

Линия электропитания с системой заземления TN-C

class=»eliadunit»>

Система заземления TN-C предполагает, что нулевой рабочий проводник(N),  нулевой защитный проводник(PE) совмещены в одном проводнике во всей линии электропитания. Обозначается такой проводник (PEN).

Линия электропитания с системой заземления TN-C-S

Эта система заземления предполагает, что нулевой рабочий проводник(N), нулевой защитный проводник (PE) объединены от нейтрали трансформатора до промежуточного распределительного устройства. Например, этажного щитка. В этом устройстве проводники N и PE разделяются.

Линия электропитания с системой заземления TN-S

Cсистема заземления TN-S предполагает, что нулевой рабочий проводник (N), нулевой защитный проводник (PE) разделены во всей линии электропитания от трансформатора до потребителя.

Системы заземления TN-C;TN-C-S;TN-S по определению предполагают, что нейтраль питающих трансформаторов глухозаземлена. По-другому дело обстоит с системами заземления IT и TT.

Линия электропитания с системой заземления IT

Эта система заземления предполагает, что нейтраль питающего трансформатора изолирована от заземления или соединена сеим через аппараты высокого сопротивления. Заземлены же открытые токопроводящие элементы электроустановок.

Линия электропитания с системой заземления TT

Эта система заземления предполагает, что нейтраль питающего трансформатора глухозаземлена. Также заземлены открытые токопроводящие элементы электроустановок, но их система заземления независима от системы заземления трансформатора.

Системы заземления IT и TT применяются в специальных электрических сетях и не имеют бытового назначения. Основными системами заземления для жилых квартир, домов и бытовых помещений являются системы TN-C и TN-C-S.

Нормативные ссылки

ПУЭ(Правила Устройства Электроустановок) изд.7

Другие статьи раздела: Электрические сети

 

 

class=»eliadunit»>

Способ и трехпроводная система электроснабжения постоянного тока (варианты)

Область техники

Изобретение относится, в общем, к системам электроснабжения постоянного тока, стационарных и подвижных, преимущественно распределенных вдоль линий электроснабжения, предназначенных, в частности, для освещения автодорог, тягового электроснабжения.

Уровень техники

Известные способы электроснабжения и системы их реализующие, заключаются в том, что они передает энергию от источников напряжения на опорной станции через электрические линии на нагрузку. Вдоль этих линий распределены нагрузки, в виде стационарных электроприемников, например осветительных, промышленных. Эти системы выполнены на переменном токе, как наиболее универсальном виде тока. Их недостатком является наличие индуктивной составляющей тока самой линии, которая ограничивает токовую нагрузку на линию и возможную длину линии, часто требуя устройств компенсации реактивной мощности. С ростом токовых нагрузок появляются ограничения в передаче энергии.

Известны способы электроснабжения постоянного тока для дальних линий электропередач и для транспортных нагрузок. У этих систем нет индуктивной составляющей тока в стационарных режимах и поэтому нет недостатков, характерных для линий электропередач переменного тока.

Известен способ двухпроводной системы электроснабжения постоянного тока для электротранспорта (В.В. Шевченко, Н.В. Арзамасцев, С.С. Бодрухина «Электроснабжение наземного городского электрического транспорта» Москва «Транспорт» 1987, с. 10 рис. 1.2б), состоящий в том, что нагрузки питают через контактные линии обоих путей, причем эти линии периодически соединяют перемычками, то есть контактные линии обоих путей включают параллельно. При неравномерном движении на обоих путях это дает эффект уменьшения падения напряжения и потерь энергии в контактных линиях, при равномерной нагрузке этого эффекта нет. Кроме того, этот способ не влияет на токи в рельсовой цепи.

Дальние линии электропередач постоянного тока бывают двухпроводными и трехпроводными. В трехпроводной линии используются одна линия с положительным напряжением относительно общей линии, другая линия с отрицательным напряжением относительно общей линии. Общую линию часто образуют соединением с землей общих выводов источников постоянного напряжения обоих знаков. Напряжения источников постоянного напряжения равны по модулю. Такие линии называют также биполярными. Эти линии электропередач обладают большей пропускной способностью, чем двухпроводные линии. На начальной станции биполярных линий имеются источники постоянного напряжения обоих знаков, к которым подключают одну и другую линии. На конечной станции биполярных линий имеются два преобразователя постоянного тока в вид тока, удобный для дальнейшего использования, каждый для своей полярности напряжения (http://lib.rosenergoservis.ru/sovremennaya-elektroenergetika?start=78 рис. 11.5б) При несимметрии нагрузок биполярных линий возникают блуждающие токи, с известными последствиями для токопроводящих конструкций в земле в виде коррозии. Отдаленные экологические последствия протекания больших токов в земле на тысячи километров не исследованы.

В биполярных линиях электропередач возможен промежуточный отбор мощности. Для этого используют параллельное включение промежуточных подстанций к обоим линиям с противоположным напряжениям. Обязательным требованием является симметричная нагрузка в конце линии. (http://lib.rosenergoservis.ru/sovremennaya-elektroenergetika?start=78, рис. 11.6). Такое подключение промежуточной подстанции обеспечивает симметричность нагрузок обоих биполярных линий, в этом случае отсутствует ток в общей линии, т.е. в земле. Подключение промежуточных подстанций широкого распространения не получило. Недостатком их является обязательность симметрии нагрузок по линиям, а также подключение нагрузок на полное напряжение между обеими линиями, которое вдвое больше, чем напряжение одной линии. Это затрудняет подключение множества нагрузок. Такие линии являются уникальными.

Известны способы и устройства трехпроводных систем тягового электроснабжения. У них сравнительно невысокое напряжение, по сравнению с дальними линиями электропередач, что позволяет подключать к линии множество нагрузок, распределенных вдоль линии.

Известен способ электроснабжения тяговой сети постоянного тока (Т.П. Третьяк, «Система энергоснабжения электрических железных дорог постоянного тока», А.С. СССР №152 894, 1963 г.), состоящий в том, что питание электроподвижного состава постоянного тока осуществляют от тяговых станций постоянным током непосредственно через контактную линию, питаемую от положительного вывода источника постоянного напряжения тяговой станции. Это питание дополняют энергией от другой линии, проложенной вдоль пути с контактной линией. Другая линия получает напряжение постоянного тока от второго источника постоянного напряжения на тяговой станции, причем положительной полярности, отрицательный вывод отдельного выпрямителя может быть связан с контактной линией или с рельсовой цепью. Дополнительная энергия от питающей линии к контактной линии поступает через питающие пункты, расположенные на линии, сами питающие пункты включают между питающей и контактной линиями. В этом способе использована трехпроводная система электроснабжения с двумя линиями постоянного тока одной полярности, но разного напряжения относительно общей линии — рельсовой цепи. В этом способе величина добавляемой энергии зависит от колебаний напряжения в контактной линии и сложно добиться рациональной передачи энергии по отдельным элементам системы электроснабжения. Кроме того, такой способ не снижает ток в рельсовой цепи, являющейся общей линией.

Известен способ усиления электроснабжения тяговой сети постоянного тока (С.Н. Засорин и А.П. Сухогузов «Система энергоснабжения электрических железных дорог постоянного тока», А.С. СССР №488736, 1976 г.), состоящий в том, что питание нагрузки осуществляют от тяговых станций постоянным током непосредственно через контактную линию, питаемую от положительного вывода выпрямителя тяговой станции, дополнено энергией от питающей линии, проложенного вдоль пути с контактной линии, получаемой от отдельного выпрямителя на тяговой станции, причем питающий провод получает положительную полярность от отдельного выпрямителя, отрицательный вывод отдельного выпрямителя питает контактную линию. Контактная линия получает дополнительную энергию от питающей линии через импульсные преобразователи, расположенные на линии, сами импульсные преобразователи включены между питающей и контактной линиями. Недостатком схемы является отсутствие гальванической развязки между контактной и питающей линиями, что может привести к попаданию на контактную линию повышенного напряжения от питающей линии, в случае пробоя в импульсном преобразователе. Такой способ не снижает ток в рельсовой цепи, а следовательно потери в них и блуждающие токи.

Известен способ усиления электроснабжения тяговой сети постоянного тока (Марикин А.Н., Бурков А.Т., Система электроснабжения железных дорог постоянного тока, ПМ РФ №34905, 2003 г.), состоящий в том, что питание нагрузки постоянного тока осуществляют от тяговых станций непосредственно через контактную линию и дополняют энергией от питающей линии, проложенной вдоль пути с контактной линией, получаемой от отдельного выпрямителя на тяговой станции, причем питающая линия получает напряжение от отдельного выпрямителя с положительной полярности, относительно рельсовых цепей. Энергию от питающей линии к контактной линии передается через питающие пункты с трансформатором и инвертором, расположенные вдоль пути, сами питающие пункты по входам включают между питающей линией и рельсовой цепью. В этом способе также использована трехпроводная система электроснабжения с двумя линиями постоянного тока одной полярности напряжения относительно общей линии — рельсовой цепи. Такой способ не снижает ток в общей линии.

Известен способ трехпроводной троллейбусной системы электроснабжения постоянного тока (В.Н. Попеляш «Трехпроводная система электроснабжения троллейбусов», «Электричество», 1951 г. №12, с. 20) для распределенных нагрузок — троллейбусов. В этом способе трехпроводной системы электроснабжения постоянного тока, состоящий в том, что питание нагрузок подают от первого источника постоянного напряжения через необщую линию относительно общей линии, питание нагрузок от второго источника постоянного напряжения подают на другую линию относительно общей линии так, что напряжение в другой линии противоположно по знаку напряжению в необщей линии, оставшиеся свободными разноименные выходы обоих источников постоянного напряжения объединены и подключают к общей линии. Общая линия образуется соединением между собой перемычками контактных линий, не ставшими необщей и другой линиями.

Примечание по терминам. Под необщей линией в описании имеется в виду контактная линия первого пути, подключенная к выходу первого источника постоянного напряжения, под общей линией имеется в виду контактные линии первого и второго пути, объединенные между собой и с общим выходом обоих источников постоянного напряжения. Под другой линией в прототипе понимается контактная линия второго пути, подключенная к необъединенному выходу второго источника постоянного напряжения. Напряжение в другой линии противоположно по знаку напряжению в необщей линии.

Если первичная энергия поступает от внешней системы электроснабжения, тогда объект с источниками напряжения постоянного тока является подстанцией. Если первичная энергия поступает от внешней системы энергоснабжения, например в виде газа, и преобразуется генераторами на станции в электрическую энергию, тогда объект с источниками напряжения постоянного тока является тяговой электростанцией. Тяговые электростанции существовали у первых трамвайных систем и сегодня возможны («Тяговая электростанция», заявка РФ на изобретение №2016132167 от 04.08.2016 г.). Чтобы объединить эти два сходных объекта в формуле изобретения в один объект, введен термин станция.

Трехпроводная система электроснабжения по способу содержит общую линию, необщую и другую линию, первый и второй источники постоянного напряжения, общая линия подключена к общему выводу обоих источников постоянного напряжения, образованному объединением разноименных выводов источников постоянного напряжения, необщая линия подключена к необщему выводу первого источника постоянного напряжения, другая линия подключена к другому выводу второго источника постоянного напряжения, напряжения источников постоянного напряжения равны по абсолютной величине. Причем величины напряжения обоих источников постоянного напряжения одинаковы, поскольку они питают нагрузку одного вида, с одним и тем же напряжением питания.

Известны способ и устройство электроснабжения трехпроводной трамвайной системы электроснабжения постоянного тока (Тарнижевский М.В., Томлянович Д.К. «Проектирование устройств электроснабжения трамвая и троллейбуса» — Москва.: «Транспорт», 1986 г., с. 145 рис. 526). В нем питание нагрузок осуществляют аналогично троллейбусной трехпроводной системы. Различие в выполнении общей линии, представляющая собой рельсовую цепь, вследствие чего появляются блуждающие тока.

В этом способе трехпроводной системы электроснабжения постоянного тока, питание нагрузок подают от первого источника постоянного напряжения через необщую линию относительно общей линии, питание нагрузок от второго источника постоянного напряжения подают на другую линию относительно общей линии так, что напряжение в другой линии противоположно по знаку напряжению в необщей линии, оставшиеся свободными разноименные выходы обоих источников постоянного напряжения объединяют и подключают к общей линии. Общую линию создают соединением между собой перемычками контактных линий, подключенных к общему выводу источников постоянного напряжения.

Система электроснабжения по способу содержит общую линию, необщую и другую линию, первый и второй источники постоянного напряжения на тяговой подстанции, причем одна пара их разноименных выходов по полярности объединена, а именно отрицательный выход первого источника постоянного напряжения объединен с положительным выходом второго источника постоянного напряжения, образуя тем самым общий выход. К положительному выходу первого источника постоянного напряжения подключена необщая линия. Другая линия подключена к отрицательному выходу второго источника постоянного напряжения. К общему выходу источников постоянного напряжения подключена общая линия.

Напряжения в этих контактных линиях противоположно по знаку друг другу относительно рельсовой цепи. Напряжения обоих источников постоянного напряжения одинаковы, поскольку они питают нагрузку одного типа — трамваи, с одним напряжением питания. Контактные линии обоих путей в совокупности с общей линией — рельсовой цепью представляют собой трехпроводную линию. В общей линии имеет место частичная компенсация тока в общей линии, при множестве нагрузок. Это приводит к уменьшению блуждающих токов, как это показано в указанной книге Тарнижевского М.В., на с. 149, 3-й абзац сверху. В аналогах такого решения нет.

В этом способе и устройстве трехпроводной системы электроснабжения постоянного тока наибольшее совпадение признаков и особенностей работы, характеризующих прототип и предлагаемое изобретение.

Недостатки прототипа

1. Компенсация токов общей линии возможна только при одновременности нагрузок на необщей и другой линиях, что трудно реализуемо. Нагрузки на разных путях не связаны между собой. Встречно направленные токи в общей линии создаются независимыми друг от друга нагрузками по величине, одновременности и места приложения. Эффект компенсации носит случайный характер и поэтому имеет небольшую величину. При малом числе нагрузок на линии компенсация отсутствует.

2. Неравномерность загрузки обоих источников постоянного напряжения станции. Их нагрузки не связаны между собой по времени и величине, так как они определяются нагрузками на необщей и другой линиях, принадлежащих разным направления движений нагрузок. Неравномерность загрузки ухудшает температурные условия работы оборудования и, тем самым, сокращает срок жизненного цикла оборудования станции.

3. Затруднена оперативная коммутация на станции для перехода на работу по классической двухпроводной схеме в аварийных режимах.

4. Введение второй контактной линии с противоположным напряжением, по отношению к первой контактной линии несколько уменьшает нагрузку на общую линию, уменьшая тем самым потери энергии и напряжения в ней. Однако увеличить число нагрузок или ввести новые типы нагрузок с повышенным потреблением мощности, невозможно из-за недопустимого падения напряжения в конце линий или в середине линий при двустороннем питании. Требуются увеличить число станций и/или ввести усиливающие провода.

5. Невозможно повысить энергетическую нагрузку на систему электроснабжения, и при простом повышения в ней напряжения. Необщая и другая линии непосредственно связаны с нагрузками и это требует полной замены всех нагрузок на устройства с большим уровнем напряжения, повышения уровня изоляции необщей и другой линий, полной реконструкции станций.

6. Невозможность компенсации токов на однопутных линиях.

7. Невозможна компенсация токов в общей линии при двустороннем питании нагрузок необщих линий на двухпутных участках, когда нагрузки «разъезжаются» в разные стороны, когда нет синхронности по времени и месту их приложения.

8. Значительное электромагнитное влияние линий.

9. Недостаточная надежность другой линии, так как она в прототипе кроме функции питающей линии выполняет и функцию токосъема, и испытывает большие механические нагрузки, будучи контактным проводом, также она ограничена в числе путей — питает только свой путь.

10. Невозможность с помощью другой линии с повышенным напряжение передать энергию для нагрузок в иной линии.

11. При малой интенсивности движения падение напряжения на необщей линии от станции до места приложения нагрузки может превысить норму. Это вызвано тем, что большие токи от нагрузки другой линии могут создать в общей линии падение напряжения со знаком, уменьшающим напряжение на нагрузке в линии с малым движением.

12. Недостаточная надежность работы, вызванная ложными отключениями фидеров от перегрузок, перегрев проводов необщей линии.

13. Недостаточное по величине и нестабильное по времени уменьшение блуждающих токов, если общая линия выполнена в виде рельсовой цепи.

14. Появляется потребность в мощных нулевых кабелях для подключения общей линии, для уменьшения падения напряжения в них для трамвайных систем.

От реализованных трехпроводных систем электроснабжения троллейбуса и трамвая отказались (Тарнижевский М.В., Томлянович Д.К. «Проектирование устройств электроснабжения трамвая и троллейбуса» — Москва.: «Транспорт», 1986 г., с. 145, первый абзац сверху, с. 150, 2-й абзац сверху).

Сущность изобретения

Целью изобретения является устранение, по меньшей мере, частичное, указанных выше недостатков устройств из известного уровня техники.

Способ трехпроводной системы электроснабжения постоянного тока, состоящий в том, что питание нагрузок подают от первого источника постоянного напряжения через необщую линию относительно общей линии, питание нагрузок от второго источника постоянного напряжения подают на другую линию относительно общей линии так, что напряжение в другой линии противоположно по знаку напряжению в необщей линии, оставшиеся свободными разноименные выходы обоих источников постоянного напряжения объединяют и подключают к общей линии, энергию, получаемая нагрузкой от необщей линии дополняют энергией от другой линии, причем при передаче энергии от другой линии к необщей линии производят преобразование полярности передаваемого тока с помощью введенного преобразователя полярности постоянного тока, хотя бы одного, находящегося в зоне между обоими источниками постоянного напряжения и окончанием зон питания необщей линии, с выходов преобразователя полярности постоянного тока подают напряжение на необщую линию относительно общей линии, в той же полярности, что и необщая линия получает от первого источника постоянного напряжения, что выходной ток преобразователя полярности постоянного тока суммируют в нагрузке с током из необщей линии, своими входами преобразователь полярности постоянного тока включают между другой линией и общей линией так, чтобы ток проходил между его входами соответственно их полярностям от другой и общей линий.

Трехпроводная система электроснабжения постоянного тока содержит общую линию, необщую и другую линии, первый и второй источники постоянного напряжения, причем одна пара их разноименных по полярности выходного напряжения выходов объединена, образуя тем самым общий выход источников постоянного напряжения, общая линия подключена к общему выходу источников постоянного напряжения. Необщая линия подключена к необщему выходу первого источника постоянного напряжения. Другая линия подключена к необщему выходу второго источника постоянного напряжения. Кроме того, добавлены преобразователи полярности постоянного тока, по крайней мере, хотя бы один. Общая линия подключена к общему выходу обоих источников постоянного напряжения. Преобразователи полярности постоянного тока входами подключается к общей линии и другой линии, соответственно их полярностям. Выходы преобразователя полярности постоянного тока подключены к общей и необщей линиям, соответственно своим полярностям. Положительный выход преобразователя полярности постоянного тока подключен к линии с положительным потенциалом, отрицательный выход преобразователя полярности постоянного тока подключен к линии с отрицательным потенциалом. Первый и второй источники постоянного напряжения размещаются на станции, преобразователи полярности постоянного тока размещаются на линии.

Примечание по терминам. Полярность напряжения необщей линии, относительно общей линии в одном воплощении может быть положительная, в другом воплощении может быть отрицательная. Термины общая и необщая линии позволяют в одной формуле изобретения привести оба возможных воплощения. Эффективность работы устройства не связана с полярностью необщих выходов первого и второго источников напряжения постоянного тока относительно общих выходов обоих источников постоянного напряжения. Термины общая и необщая линия характеризуют подключение линий к общему и необщему выходам источников постоянного напряжения.

Далее в описаниях примеров воплощения другая линия для удобства изложения названа питающей линией по своей новой функции. В формуле изобретения сохранен термин другая линия для питающей линии. Преобразователь полярности постоянного тока для сокращения далее может быть назван преобразователем полярности.

Напряжение второго источника постоянного напряжения может быть большим по напряжению первого источника постоянного напряжения. Это позволяет добавлять энергию в необщую линию с меньшими потерями, чем ее передача по самой необщей линии. Это свойство присуще способу и устройству по способу.

В случаях с большим напряжением второго источника постоянного напряжения по отношению к напряжению необщей линии, задаваемого первым источником постоянного напряжения, с помощью преобразователя полярности преобразовывают и величину напряжения, причем коэффициент преобразования связан с отношением входного напряжения преобразователя полярности, определяемого напряжением питающей линии относительно общей линии к выходному напряжению преобразователя полярности, определяемого напряжением необщей линии относительно общей линии.

Сопротивление питающей линии, приведенное к напряжению необщей линии, может быть равно сопротивлению необщей линии. Сопротивления обеих линий определяют от станции до места подключения рассматриваемого преобразователя полярности, или от ближайшего другого преобразователя полярности, находящегося ближе к тяговой станции, чем рассматриваемый преобразователь полярности. Равенство сопротивлений обеих линий позволяет полнее компенсировать токи в общей линии. В сопротивлении необщей линии входит сопротивление первого источника напряжения, в сопротивление питающей линии входит сопротивление второго источника постоянного напряжения. Подробнее этот вопрос рассмотрен ниже, в Примерном расчете токораспределения. Компенсация токов в общей линии снижает потери энергии в ней, что снижает потери энергии от станции к нагрузкам и улучшает режим напряжения нагрузок.

Могут также быть учтены потери в преобразователе полярности постоянного тока, путем некоторого увеличения коэффициента преобразования. Подобное увеличение коэффициента преобразования часто используют в силовых трансформаторах. Такая компенсация потерь уменьшает сопротивление, внесенное преобразователем полярности постоянного тока в сопротивление питающей линии.

Могут быть воплощения способа и системы электроснабжения, когда используют в качестве источников постоянного напряжения выпрямительно-инверторные агрегаты, например, для приема энергии рекуперации.

В другом воплощении способа и системы электроснабж