Πώς λειτουργεί το ηλεκτρικό δίκτυο

Ηλεκτρικό δίκτυο — σύνολο ηλεκτρικών εγκαταστάσεων για τη μεταφορά και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας, που αποτελείται από υποσταθμούς, συσκευές διανομής, καλώδια, εναέριες και καλωδιακές γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας που λειτουργούν σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Ένας άλλος ορισμός είναι δυνατός: ένα σύνολο υποσταθμών και συσκευών διανομής και των ηλεκτρικών γραμμών που τα συνδέουν, που βρίσκονται στην επικράτεια της περιοχής, του οικισμού, του καταναλωτή ηλεκτρικής ενέργειας.

Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής στη Ρωσία είναι ενωμένοι στο ομοσπονδιακό σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας, το οποίο είναι η πηγή ηλεκτρικής ενέργειας για όλους τους χρήστες του. Η μεταφορά και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας πραγματοποιείται με τη βοήθεια εναέριων γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας που διασχίζουν ολόκληρη τη χώρα. Προκειμένου να μειωθούν οι απώλειες κατά τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας, πολύ υψηλές τάσεις - δεκάδες και (συχνότερα) εκατοντάδες kilovolt - χρησιμοποιούνται στις γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας.

Λόγω της οικονομικής της αποδοτικότητας, κατά τη μεταφορά ενέργειας, η εφεύρεση που εφευρέθηκε από τον Ρώσο μηχανικό M.O. Το Dolivo-Dobrovolsky είναι ένα τριφασικό σύστημα εναλλασσόμενου ρεύματος στο οποίο η ηλεκτρική ενέργεια μεταδίδεται χρησιμοποιώντας τέσσερα καλώδια.Τρία από αυτά τα καλώδια ονομάζονται γραμμή ή φάση και το τέταρτο ονομάζεται ουδέτερο ή απλά ουδέτερο.

Καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας έχουν σχεδιαστεί για χαμηλότερη τάση από την τάση στο σύστημα ισχύος. Η τάση μειώνεται σε δύο στάδια. Πρώτον, στον υποσταθμό υποβάθμισης, ο οποίος είναι μέρος του συστήματος ισχύος, η τάση μειώνεται στα 6-10 kV (kilovolt). Περαιτέρω μείωση της τάσης λαμβάνει χώρα στο υποσταθμοί μετασχηματιστών… Οι γνωστοί τυπικοί «θάλαμοι μετασχηματιστών» είναι διάσπαρτοι στα εργοστάσια και τις κατοικημένες περιοχές. Μετά τον υποσταθμό του μετασχηματιστή, η τάση πέφτει στα 220-380 V.

Η τάση μεταξύ των αγωγών γραμμής ενός τριφασικού συστήματος AC ονομάζεται τάση γραμμής. Ονομαστικά r.m.s. τιμή τάσης δικτύου στη Ρωσία είναι ίσο με 380 V (βολτ). Η τάση μεταξύ του ουδέτερου και οποιουδήποτε από τους αγωγούς γραμμής ονομάζεται φάση. Είναι τρεις φορές μικρότερο από τη γραμμική ρίζα. Η ονομαστική του αξία στη Ρωσία είναι 220 V.

Η πηγή ενέργειας για το σύστημα ηλεκτροπαραγωγής είναι τριφασικοί εναλλάκτες που είναι εγκατεστημένοι σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Κάθε μία από τις περιελίξεις της γεννήτριας προκαλεί μια τάση γραμμής. Τα πηνία βρίσκονται συμμετρικά γύρω από την περιφέρεια της γεννήτριας. Αντίστοιχα, οι τάσεις της γραμμής μετατοπίζονται φάσης μεταξύ τους. Αυτή η μετατόπιση φάσης είναι σταθερή στις 120 μοίρες.

 

Τριφασικό σύστημα AC

Μετά τον υποσταθμό του μετασχηματιστή, η τάση τροφοδοτείται στους καταναλωτές μέσω πίνακες διανομής ή (σε επιχειρήσεις) σημεία διανομής.

Ορισμένοι καταναλωτές (ηλεκτρικοί κινητήρες, βιομηχανικός εξοπλισμός, κεντρικοί υπολογιστές και ισχυρός εξοπλισμός επικοινωνίας) έχουν σχεδιαστεί για άμεση σύνδεση σε τριφασικό ηλεκτρικό δίκτυο.Συνδέονται τέσσερα καλώδια (χωρίς να υπολογίζεται η προστατευτική γείωση).

Οι καταναλωτές χαμηλής κατανάλωσης (προσωπικοί υπολογιστές, οικιακές συσκευές, εξοπλισμός γραφείου κ.λπ.) έχουν σχεδιαστεί για μονοφασικό ηλεκτρικό δίκτυο. Σε αυτά συνδέονται δύο καλώδια (χωρίς να υπολογίζεται η προστατευτική γείωση). Στις περισσότερες περιπτώσεις, ένα από αυτά τα καλώδια είναι γραμμικό και το άλλο είναι ουδέτερο. Σύμφωνα με το πρότυπο, η τάση μεταξύ τους είναι 220 V.

Οι παραπάνω τιμές τάσης rms δεν εξαντλούν πλήρως τις παραμέτρους του ηλεκτρικού δικτύου. Μεταβλητός ηλεκτρική ενέργεια χαρακτηρίζεται επίσης από συχνότητα. Η ονομαστική τυπική συχνότητα στη Ρωσία είναι 50 Hz (Hertz).

Οι πραγματικές τιμές της τάσης και της συχνότητας του ηλεκτρικού δικτύου μπορεί, φυσικά, να διαφέρουν από τις ονομαστικές τιμές.

Νέοι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας συνδέονται μόνιμα στο δίκτυο (αυξάνεται το ρεύμα ή το φορτίο στο δίκτυο) ή ορισμένοι καταναλωτές αποσυνδέονται (με αποτέλεσμα να μειώνεται το ρεύμα ή το φορτίο στο δίκτυο). Καθώς το φορτίο αυξάνεται, η τάση του δικτύου πέφτει και καθώς μειώνεται το φορτίο, αυξάνεται η τάση του δικτύου.

Για να μειωθεί η επίδραση της αλλαγής του φορτίου στην τάση, στους υποσταθμούς που υποχωρούν υπάρχει αυτόματο σύστημα ρύθμισης τάσης… Είναι σχεδιασμένο να διατηρεί σταθερή (εντός ορισμένων ορίων και με συγκεκριμένη ακρίβεια) τάση όταν αλλάζει το φορτίο στο δίκτυο. Η ρύθμιση πραγματοποιείται με επανειλημμένη εναλλαγή των περιελίξεων των ισχυρών μετασχηματιστών υποβάθμισης.

Συχνότητα AC καθορίζεται από την ταχύτητα περιστροφής των γεννητριών σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.Καθώς το φορτίο αυξάνεται, η συχνότητα τείνει να μειώνεται ελαφρώς, το σύστημα ελέγχου της μονάδας παραγωγής ενέργειας αυξάνει τον ρυθμό ροής του ρευστού εργασίας μέσω του στροβίλου και η ταχύτητα της γεννήτριας αποκαθίσταται.

Φυσικά κανένα σύστημα ρύθμισης (τάσης ή συχνότητας) δεν μπορεί να λειτουργήσει τέλεια και σε κάθε περίπτωση ο χρήστης του ηλεκτρικού δικτύου πρέπει να αποδεχτεί κάποιες αποκλίσεις των χαρακτηριστικών του δικτύου από τις ονομαστικές τιμές.

Στη Ρωσία, οι απαιτήσεις για την ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας είναι τυποποιημένες. Το GOST 23875-88 δίνει ορισμούς δείκτες ποιότητας ισχύος, και το GOST 13109-87 καθορίζει τις τιμές αυτών των δεικτών. Αυτό το πρότυπο καθορίζει τις τιμές των δεικτών στα σημεία σύνδεσης των καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας. Για τον καταναλωτή, αυτό σημαίνει ότι μπορεί να απαιτήσει από τον οργανισμό παροχής ρεύματος να μην τηρούνται οι καθιερωμένοι κανόνες κάπου στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά απευθείας στην πρίζα του.

Οι πιο σημαντικοί δείκτες ποιότητας ισχύος είναι η απόκλιση τάσης από την ονομαστική τιμή, ο μη ημιτονοειδής συντελεστής τάσης, η απόκλιση συχνότητας από 50 Hz.

Σύμφωνα με το πρότυπο, τουλάχιστον το 95% του χρόνου κάθε μέρα, η τάση φάσης πρέπει να είναι στην περιοχή 209-231 V (απόκλιση 5%), η συχνότητα πρέπει να είναι εντός 49,8-50,2 Hz και ο συντελεστής μη Η ημιτονοειδότητα δεν πρέπει να υπερβαίνει το 5%.

Το υπόλοιπο 5 τοις εκατό ή λιγότερο της ώρας κάθε μέρα, η τάση μπορεί να κυμαίνεται από 198 έως 242 V (απόκλιση 10%), η συχνότητα από 49,6 έως 50,4 Hz και ο μη ημιτονοειδής συντελεστής δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερος από 10 %.Επιτρέπονται επίσης πιο έντονες αλλαγές στη συχνότητα: από 49,5 Hz έως 51 Hz, αλλά η συνολική διάρκεια τέτοιων αλλαγών δεν πρέπει να υπερβαίνει τις 90 ώρες ετησίως.

Οι διακοπές ρεύματος είναι καταστάσεις κατά τις οποίες οι δείκτες ποιότητας ρεύματος για μικρό χρονικό διάστημα υπερβαίνουν τα καθορισμένα όρια. Η συχνότητα μπορεί να αποκλίνει κατά 5 Hz από την ονομαστική τιμή. Η τάση μπορεί να πέσει στο μηδέν. Οι δείκτες ποιότητας πρέπει να αποκατασταθούν στο μέλλον.

A. A. Lopukhin Αδιάλειπτα τροφοδοτικά χωρίς μυστικά

Σας συμβουλεύουμε να διαβάσετε:

Γιατί το ηλεκτρικό ρεύμα είναι επικίνδυνο;