Sådan fungerer elnettet

Elektrisk netværk - et sæt elektriske installationer til transmission og distribution af elektrisk energi, bestående af understationer, distributionsanordninger, ledninger, luft- og kabelstrømledninger, der opererer i et bestemt område. En anden definition er mulig: et sæt understationer og distributionsanordninger og de elektriske ledninger, der forbinder dem, placeret på distriktets område, bebyggelse, forbruger af elektricitet.

Kraftværker i Rusland er forenet i det føderale elsystem, som er kilden til elektrisk strøm for alle dets brugere. Transmission og distribution af elektricitet sker ved hjælp af luftledninger, der krydser hele landet. For at reducere tab under eltransmission bruges meget høje spændinger - titusinder og (oftere) hundreder af kilovolt - i elledninger.

På grund af dens omkostningseffektivitet, når der overføres energi, blev opfindelsen opfundet af den russiske ingeniør M.O. Dolivo-Dobrovolsky er et trefaset vekselstrømsystem, hvor elektricitet overføres ved hjælp af fire ledninger.Tre af disse ledninger kaldes linje eller fase, og den fjerde kaldes neutral eller blot neutral.

Elforbrugere er designet til en lavere spænding end spændingen i elsystemet. Spændingen reduceres i to trin. Først ved step-down transformerstationen, som er en del af elsystemet, trappes spændingen ned til 6-10 kV (kilovolt). Yderligere sænkning af spændingen sker kl transformerstationer… Deres velkendte standard "transformatorkabiner" er spredt ud over fabrikkerne og boligområderne. Efter transformatorstationen falder spændingen til 220-380 V.

Spændingen mellem linjelederne i et trefaset AC-system kaldes linjespændingen. Nominelt r.m.s. netspændingsværdi i Rusland er det lig med 380 V (volt). Spændingen mellem nullederen og enhver af linjelederne kaldes en fase. Den er tre gange mindre end den lineære rod. Dens nominelle værdi i Rusland er 220 V.

Energikilden til elsystemet er trefasede generatorer installeret i kraftværker. Hver af generatorens viklinger inducerer en linjespænding. Spolerne er symmetrisk placeret rundt om generatorens omkreds. Følgelig er linjespændingerne faseforskudt i forhold til hinanden. Denne faseforskydning er konstant ved 120 grader.

Trefaset AC-system

Efter transformatorstationen leveres spændingen til forbrugerne gennem tavler eller (i virksomheder) distributionspunkter.

Nogle forbrugere (elektriske motorer, industrielt udstyr, mainframes og kraftfuldt kommunikationsudstyr) er designet til direkte forbindelse til et trefaset elektrisk netværk.Der er fire ledninger forbundet til dem (bortset fra den beskyttende jording).

Lavenergiforbrugere (personlige computere, husholdningsapparater, kontorudstyr osv.) er designet til et enfaset elektrisk netværk. To ledninger er forbundet til dem (ikke medregnet den beskyttende jord). I de fleste tilfælde er en af ​​disse ledninger lineær, og den anden er neutral. Ifølge standarden er spændingen mellem dem 220 V.

Ovenstående rms-spændingsværdier udtømmer ikke parametrene for det elektriske netværk fuldstændigt. Variabel elektricitet også præget af frekvens. Den nominelle standardfrekvens i Rusland er 50 Hz (Hertz).

De faktiske værdier af spændingen og frekvensen af ​​det elektriske netværk kan naturligvis afvige fra de nominelle værdier.

Nye forbrugere af elektricitet er permanent forbundet til nettet (strømmen eller belastningen på nettet øges), eller nogle forbrugere afbrydes (som følge heraf falder strømmen eller belastningen på nettet). Når belastningen stiger, falder netværksspændingen, og når belastningen falder, stiger netværksspændingen.

For at reducere effekten af ​​belastningsændring på spændingen er der i nedtrappede understationer en automatik spændingsreguleringssystem… Den er designet til at opretholde en konstant (inden for visse grænser og med en vis nøjagtighed) spænding, når belastningen i netværket ændres. Regulering udføres ved gentagne gange at skifte viklingerne af kraftige nedtrapningstransformatorer.

AC frekvens indstillet af omdrejningshastigheden af ​​generatorer i kraftværker.Efterhånden som belastningen stiger, har frekvensen en tendens til at falde lidt, kraftværkets styresystem øger strømningshastigheden af ​​arbejdsfluidet gennem turbinen, og generatorhastigheden genoprettes.

Selvfølgelig kan intet reguleringssystem (spænding eller frekvens) fungere perfekt, og under alle omstændigheder skal brugeren af ​​det elektriske netværk acceptere nogle afvigelser af netværkets egenskaber fra de nominelle værdier.

I Rusland er kravene til kvaliteten af ​​elektrisk energi standardiseret. GOST 23875-88 giver definitioner strømkvalitetsindikatorer, og GOST 13109-87 etablerer værdierne af disse indikatorer. Denne standard fastlægger værdierne af indikatorer ved elforbrugernes tilslutningspunkter. For forbrugeren betyder det, at han kan kræve af strømforsyningsorganisationen, at de etablerede normer ikke respekteres et sted i elsystemet, men direkte i hans stikkontakt.

De vigtigste indikatorer for strømkvalitet er spændingsafvigelse fra den nominelle værdi, ikke-sinusformet spændingsfaktor, frekvensafvigelse fra 50 Hz.

Ifølge standarden, mindst 95 % af tiden hver dag, skal fasespændingen være i området 209-231 V (afvigelse 5%), frekvensen skal være inden for 49,8-50,2 Hz og koefficienten for ikke- sinusoidalitet bør ikke overstige 5 %.

De resterende 5 procent eller mindre af tiden hver dag kan spændingen variere fra 198 til 242 V (afvigelse 10 %), frekvensen fra 49,6 til 50,4 Hz, og den ikke-sinusformede faktor må ikke være mere end 10 %.Stærkere ændringer i frekvens er også tilladt: fra 49,5 Hz til 51 Hz, men den samlede varighed af sådanne ændringer må ikke overstige 90 timer om året.

Strømafbrydelser er situationer, hvor strømkvalitetsindikatorer i kort tid overskrider de fastsatte grænser. Frekvensen kan afvige med 5 Hz fra den nominelle værdi. Spændingen kan falde til nul. Kvalitetsindikatorer bør genoprettes i fremtiden.

A. A. Lopukhin Uafbrydelig strømforsyning uden hemmeligheder