Επιτρεπόμενες αποκλίσεις τάσης σε ηλεκτρικά δίκτυα
Η απόκλιση της τάσης στο ηλεκτρικό δίκτυο είναι η διαφορά μεταξύ της τρέχουσας πραγματικής της τιμής σε μια σταθερή κατάσταση λειτουργίας από την ονομαστική τιμή για ένα δεδομένο δίκτυο. Ο λόγος για την απόκλιση τάσης σε οποιοδήποτε σημείο του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας έγκειται στη μεταβολή του φορτίου του δικτύου, ανάλογα με τα γραφήματα των διαφορετικών φορτίων.
Η απόκλιση τάσης επηρεάζει τη λειτουργία του εξοπλισμού. Έτσι, στις τεχνολογικές διεργασίες, η μείωση της τάσης τροφοδοσίας οδηγεί σε αύξηση της διάρκειας αυτών των διεργασιών και, ως εκ τούτου, αυξάνεται το κόστος παραγωγής. Και η αύξηση της τάσης μειώνει τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού επειδή ο εξοπλισμός αρχίζει να λειτουργεί με υπερφόρτωση, γεγονός που αυξάνει την πιθανότητα ατυχημάτων. Εάν η τάση αποκλίνει σημαντικά από τον κανόνα, τότε η τεχνολογική διαδικασία μπορεί να διαταραχθεί εντελώς.
Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα των συστημάτων φωτισμού, μπορούμε να επισημάνουμε το γεγονός ότι με αύξηση της τάσης μόνο κατά 10%, ο χρόνος λειτουργίας των λαμπτήρων πυρακτώσεως μειώνεται τέσσερις φορές, δηλαδή η λάμπα καίγεται πολύ νωρίτερα! Και με μείωση 10% στην τάση τροφοδοσίας, η φωτεινή ροή ενός λαμπτήρα πυρακτώσεως θα μειωθεί κατά 40%, ενώ η φωτεινή ροή για τους λαμπτήρες φθορισμού θα είναι 15%. Εάν, κατά την ενεργοποίηση της λάμπας φθορισμού, η τάση αποδειχθεί ότι είναι 90% της ονομαστικής, θα αναβοσβήνει και στο 80% δεν θα ξεκινήσει καθόλου.
Οι ασύγχρονοι κινητήρες είναι πολύ ευαίσθητοι στην τάση τροφοδοσίας της συσκευής. Έτσι, εάν η τάση στην περιέλιξη του στάτη πέσει κατά 15%, τότε η ροπή του άξονα θα μειωθεί κατά ένα τέταρτο και ο κινητήρας πιθανότατα θα σταματήσει ή αν μιλάμε για εκκίνηση, ο κινητήρας επαγωγής δεν θα ξεκινήσει καθόλου. Με μειωμένη τάση τροφοδοσίας, η κατανάλωση ρεύματος θα αυξηθεί, οι περιελίξεις του στάτη θα θερμανθούν περισσότερο και η κανονική διάρκεια ζωής του κινητήρα θα μειωθεί σημαντικά.
Εάν ο κινητήρας λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα με τάση τροφοδοσίας 90% της ονομαστικής, τότε η διάρκεια ζωής του θα μειωθεί στο μισό. Εάν η τάση τροφοδοσίας υπερβαίνει την ονομαστική κατά 1%, τότε η άεργη συνιστώσα της ισχύος που καταναλώνει ο κινητήρας θα αυξηθεί κατά περίπου 5%, και η συνολική απόδοση ενός τέτοιου κινητήρα θα μειωθεί.
Κατά μέσο όρο, τα ηλεκτρικά δίκτυα παρέχουν τακτικά τα ακόλουθα φορτία: 60% της ενέργειας πέφτει σε ασύγχρονους ηλεκτρικούς κινητήρες, 30% σε φωτισμό κ.λπ., 10% σε συγκεκριμένα φορτία, για παράδειγμα, το μετρό της Μόσχας αντιστοιχεί στο 11%.Για το λόγο αυτό, το GOST R 54149-2010 ρυθμίζει τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή της καθορισμένης απόκλισης στους ακροδέκτες των ηλεκτρικών δεκτών ως ± 10% του ονομαστικού δικτύου. Σε αυτή την περίπτωση, η κανονική απόκλιση είναι ± 5%.
Υπάρχουν δύο τρόποι για να ικανοποιηθούν αυτές οι απαιτήσεις. Ο πρώτος είναι να μειωθούν οι απώλειες, ο δεύτερος είναι να ρυθμιστεί η τάση.
Τρόποι μείωσης των απωλειών
Βελτιστοποίηση R — επιλογή της διατομής των αγωγών της γραμμής ισχύος σύμφωνα με τους κανόνες υπό τις συνθήκες ελάχιστων πιθανών απωλειών.
Βελτιστοποίηση του X — η χρήση της διαμήκους αντιστάθμισης της αντίστασης γραμμής, η οποία συνδέεται με τον κίνδυνο αυξημένων ρευμάτων βραχυκυκλώματος όταν X → 0.
Η μέθοδος αντιστάθμισης Q είναι η χρήση εγκαταστάσεων KRM για τη μείωση του αντιδραστικού στοιχείου κατά τη μετάδοση μέσω δικτύων ισχύος, χρησιμοποιώντας μπλοκ πυκνωτών απευθείας ή χρησιμοποιώντας σύγχρονους ηλεκτρικούς κινητήρες που λειτουργούν υπό υπερδιέγερση. Με την αντιστάθμιση της άεργου ισχύος, εκτός από τη μείωση των απωλειών, θα είναι δυνατή η επίτευξη εξοικονόμησης ενέργειας, αφού οι συνολικές ηλεκτρικές απώλειες στα δίκτυα θα μειωθούν.
Τρόποι ρύθμισης τάσης
Με τη βοήθεια μετασχηματιστών στο κέντρο ισχύος, ρυθμίζεται η τάση Utsp. Οι ειδικοί μετασχηματιστές είναι εξοπλισμένοι με αυτόματες συσκευές για τη ρύθμιση του λόγου μετασχηματισμού σύμφωνα με την τρέχουσα τιμή του φορτίου. Η ρύθμιση είναι δυνατή απευθείας υπό φορτίο. Το 10% των μετασχηματιστών ισχύος είναι εξοπλισμένοι με τέτοιες συσκευές. Το εύρος ελέγχου είναι ± 16%, με βήμα ελέγχου 1,78%.
Οι μετασχηματιστές ενδιάμεσων υποσταθμών Utp, περιελίξεις με διαφορετικούς λόγους μετασχηματισμού, οι οποίοι είναι εξοπλισμένοι με βρύσες μεταγωγής, μπορούν επίσης να εκτελέσουν ρύθμιση τάσης. Το εύρος ελέγχου είναι ± 5%, με βήμα ελέγχου 2,5%. Η εναλλαγή εδώ γίνεται χωρίς διέγερση — με αποσύνδεση από το δίκτυο.
Ο οργανισμός παροχής ρεύματος είναι υπεύθυνος για τη συνεχή διατήρηση της τάσης εντός των ορίων που ρυθμίζονται από το GOST (GOST R 54149-2010).
Στην πραγματικότητα, τα R και X μπορούν να επιλεγούν ακόμη και στο στάδιο του σχεδιασμού του ηλεκτρικού δικτύου και η περαιτέρω λειτουργική αλλαγή αυτών των παραμέτρων είναι αδύνατη. Τα Q και Utp μπορούν να ρυθμιστούν κατά τη διάρκεια εποχιακών αλλαγών στα φορτία δικτύου, αλλά είναι απαραίτητος ο κεντρικός έλεγχος των τρόπων λειτουργίας των μονάδων αντιστάθμισης άεργου ισχύος, σύμφωνα με τον τρέχοντα τρόπο λειτουργίας του δικτύου στο σύνολό του, δηλαδή την παροχή ρεύματος ο οργανισμός πρέπει να το κάνει αυτό.
Όσον αφορά τη ρύθμιση της τάσης Utsp — απευθείας από το κέντρο τροφοδοσίας, αυτός είναι ο πιο βολικός τρόπος για τον οργανισμό παροχής ρεύματος, ο οποίος σας επιτρέπει να προσαρμόσετε γρήγορα την τάση ακριβώς σύμφωνα με το πρόγραμμα φόρτωσης του δικτύου.
Η σύμβαση παροχής ηλεκτρικής ενέργειας ορίζει τα όρια διακύμανσης της τάσης στο σημείο σύνδεσης του χρήστη. κατά τον υπολογισμό αυτών των ορίων, είναι απαραίτητο να βασιστείτε στην πτώση τάσης μεταξύ αυτού του σημείου και του ηλεκτρικού δέκτη. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το GOST R 54149-2010 ρυθμίζει τις επιτρεπόμενες τιμές των αποκλίσεων στη σταθερή κατάσταση των ακροδεκτών του ηλεκτρικού δέκτη.