Hvordan strømnettet fungerer
Elektrisk nettverk - et sett med elektriske installasjoner for overføring og distribusjon av elektrisk energi, bestående av transformatorstasjoner, distribusjonsenheter, ledninger, luft- og kabelkraftledninger som opererer i et bestemt område. En annen definisjon er mulig: et sett med transformatorstasjoner og distribusjonsenheter og de elektriske linjene som forbinder dem, plassert på territoriet til distriktet, bosetningen, forbrukeren av elektrisitet.
Kraftverk i Russland er forent i det føderale kraftsystemet, som er kilden til elektrisk kraft for alle brukerne. Overføring og distribusjon av elektrisitet skjer ved hjelp av luftledninger som krysser hele landet. For å redusere tap under elektrisitetsoverføring, brukes svært høye spenninger - titalls og (oftere) hundrevis av kilovolt - i kraftledninger.
På grunn av sin kostnadseffektivitet, ved overføring av energi, ble oppfinnelsen oppfunnet av den russiske ingeniøren M.O. Dolivo-Dobrovolsky er et trefaset vekselstrømsystem der elektrisitet overføres ved hjelp av fire ledninger.Tre av disse ledningene kalles linje eller fase, og den fjerde kalles nøytral eller ganske enkelt nøytral.
Strømforbrukere er konstruert for en lavere spenning enn spenningen i kraftsystemet. Spenningen reduseres i to trinn. Først ved nedtrappingsstasjonen, som er en del av kraftsystemet, trappes spenningen ned til 6-10 kV (kilovolt). Ytterligere senking av spenningen skjer kl transformatorstasjoner… Deres kjente standard "transformatorboder" er spredt over hele fabrikkene og boligområdene. Etter transformatorstasjonen synker spenningen til 220-380 V.
Spenningen mellom linjelederne i et trefaset AC-system kalles linjespenningen. Nominelt r.m.s. nettspenningsverdi i Russland er det lik 380 V (volt). Spenningen mellom nøytral og hvilken som helst av linjelederne kalles en fase. Den er tre ganger mindre enn den lineære roten. Dens nominelle verdi i Russland er 220 V.
Energikilden for kraftsystemet er trefase generatorer installert i kraftverk. Hver av viklingene til generatoren induserer en linjespenning. Spolene er symmetrisk plassert rundt omkretsen av generatoren. Følgelig er linjespenningene faseforskyvet i forhold til hverandre. Denne faseforskyvningen er konstant på 120 grader.
Trefase AC-system
Etter transformatorstasjonen leveres spenningen til forbrukere gjennom tavler eller (i virksomheter) distribusjonspunkter.
Noen forbrukere (elektriske motorer, industrielt utstyr, stormaskiner og kraftig kommunikasjonsutstyr) er designet for direkte tilkobling til et trefaset elektrisk nettverk.Det er fire ledninger koblet til dem (ikke medregnet den beskyttende jordingen).
Lavstrømforbrukere (personlige datamaskiner, husholdningsapparater, kontorutstyr, etc.) er designet for et enfaset elektrisk nettverk. To ledninger er koblet til dem (ikke medregnet beskyttelsesjorden). I de fleste tilfeller er en av disse ledningene lineær og den andre er nøytral. I henhold til standarden er spenningen mellom dem 220 V.
Ovennevnte rms-spenningsverdier uttømmer ikke parametrene til det elektriske nettverket fullstendig. Variabel elektrisitet også preget av frekvens. Den nominelle standardfrekvensen i Russland er 50 Hz (Hertz).
De faktiske verdiene for spenningen og frekvensen til det elektriske nettverket kan selvfølgelig avvike fra de nominelle verdiene.
Nye forbrukere av elektrisitet er permanent koblet til nettet (strømmen eller belastningen på nettet øker) eller noen forbrukere kobles fra (som et resultat avtar strømmen eller belastningen på nettet). Når belastningen øker, synker nettverksspenningen, og når belastningen avtar, øker nettverksspenningen.
For å redusere effekten av lastendring på spenningen er det i nedtrappingsstasjoner en automat spenningsreguleringssystem… Den er designet for å opprettholde en konstant (innenfor visse grenser og med en viss nøyaktighet) spenning når belastningen i nettverket endres. Regulering utføres ved gjentatte ganger å bytte viklingene til kraftige nedtrappingstransformatorer.
AC frekvens satt av rotasjonshastigheten til generatorer i kraftverk.Etter hvert som belastningen øker, har frekvensen en tendens til å avta litt, kraftverkets kontrollsystem øker strømningshastigheten til arbeidsfluidet gjennom turbinen, og generatorhastigheten gjenopprettes.
Selvfølgelig kan ingen reguleringssystem (spenning eller frekvens) fungere perfekt, og i alle fall må brukeren av det elektriske nettverket akseptere noen avvik i nettverkets egenskaper fra de nominelle verdiene.
I Russland er kravene til kvaliteten på elektrisk energi standardisert. GOST 23875-88 gir definisjoner strømkvalitetsindikatorer, og GOST 13109-87 etablerer verdiene til disse indikatorene. Denne standarden fastsetter verdiene til indikatorer ved tilkoblingspunktene til strømforbrukere. For forbrukeren betyr dette at han kan kreve fra strømforsyningsorganisasjonen at de etablerte normene ikke respekteres et sted i kraftsystemet, men direkte i hans stikkontakt.
De viktigste indikatorene for strømkvalitet er spenningsavvik fra den nominelle verdien, ikke-sinusformet spenningsfaktor, frekvensavvik fra 50 Hz.
I henhold til standarden, minst 95% av tiden hver dag, skal fasespenningen være i området 209-231 V (avvik 5%), frekvensen skal være innenfor 49,8-50,2 Hz, og koeffisienten for ikke- sinusoidalitet bør ikke overstige 5 %.
De resterende 5 prosentene eller mindre av tiden hver dag, kan spenningen variere fra 198 til 242 V (avvik 10 %), frekvensen fra 49,6 til 50,4 Hz, og den ikke-sinusformede faktoren må ikke være mer enn 10 %.Sterkere endringer i frekvens er også tillatt: fra 49,5 Hz til 51 Hz, men den totale varigheten av slike endringer må ikke overstige 90 timer per år.
Strømbrudd er situasjoner der strømkvalitetsindikatorer i kort tid overskrider etablerte grenser. Frekvensen kan avvike med 5 Hz fra den nominelle verdien. Spenningen kan falle til null. Kvalitetsindikatorer bør gjenopprettes i fremtiden.
A. A. Lopukhin Avbruddsfri strømforsyning uten hemmeligheter