Kaip veikia elektros tinklas
Elektros tinklas – elektros energijos perdavimo ir skirstymo elektros įrenginių visuma, susidedanti iš tam tikroje teritorijoje veikiančių pastočių, skirstomųjų įrenginių, laidų, oro ir kabelinių elektros linijų. Galimas ir kitas apibrėžimas: rajono, gyvenvietės, elektros vartotojo teritorijoje esančių pastočių ir skirstomųjų įrenginių bei juos jungiančių elektros linijų rinkinys.
Rusijos elektrinės yra sujungtos į federalinę elektros sistemą, kuri yra elektros energijos šaltinis visiems jos vartotojams. Elektros energijos perdavimas ir paskirstymas vykdomas per visą šalį einančiomis oro linijomis. Siekiant sumažinti nuostolius perduodant elektros energiją, elektros linijose naudojama labai aukšta – dešimčių ir (dažniau) šimtų kilovoltų – įtampa.
Dėl savo ekonomiškumo, perduodant energiją, išradimas, kurį išrado rusų inžinierius M.O. Dolivo-Dobrovolsky yra trifazė kintamosios srovės sistema, kurioje elektra perduodama keturiais laidais.Trys iš šių laidų vadinami linija arba faze, o ketvirtasis - neutralus arba tiesiog neutralus.
Elektros vartotojai yra skirti žemesnei įtampai nei maitinimo sistemoje. Įtampa mažinama dviem etapais. Pirma, žeminimo pastotėje, kuri yra elektros sistemos dalis, įtampa sumažinama iki 6-10 kV (kilovoltų). Tolesnis įtampos mažinimas vyksta esant transformatorinės pastotės... Jų žinomos standartinės „transformatorių kabinos“ yra išsibarsčiusios po gamyklas ir gyvenamuosius rajonus. Po transformatorinės pastotės įtampa nukrenta iki 220-380 V.
Trifazės kintamosios srovės sistemos linijos laidininkų įtampa vadinama linijos įtampa. Nominaliai R.m.s. tinklo įtampos vertė Rusijoje jis lygus 380 V (voltų). Įtampa tarp nulinės ir bet kurio linijos laidininko vadinama faze. Jis tris kartus mažesnis už linijinę šaknį. Jo nominali vertė Rusijoje yra 220 V.
Energetikos sistemos energijos šaltinis – elektrinėse įrengti trifaziai generatoriai. Kiekviena generatoriaus apvija indukuoja linijos įtampą. Ritės yra simetriškai išdėstytos aplink generatoriaus perimetrą. Atitinkamai, linijos įtampos yra faziškai paslinktos viena kitos atžvilgiu. Šis fazės poslinkis yra pastovus 120 laipsnių.
Trifazė kintamosios srovės sistema
Po transformatorinės pastotės įtampa vartotojams tiekiama per skirstomuosius skydus arba (įmonėse) skirstomuosius punktus.
Kai kurie vartotojai (elektros varikliai, pramoninė įranga, pagrindiniai kompiuteriai ir galinga ryšio įranga) yra skirti tiesioginiam prijungimui prie trifazio elektros tinklo.Prie jų prijungti keturi laidai (neskaičiuojant apsauginio įžeminimo).
Mažos galios vartotojai (asmeniniai kompiuteriai, buitinė technika, biuro įranga ir kt.) skirti vienfaziam elektros tinklui. Prie jų prijungti du laidai (neskaičiuojant apsauginio įžeminimo). Daugeliu atvejų vienas iš šių laidų yra linijinis, o kitas yra neutralus. Pagal standartą įtampa tarp jų yra 220 V.
Aukščiau pateiktos vidutinės įtampos vertės visiškai neišnaudoja elektros tinklo parametrų. Kintamasis elektros taip pat būdingas dažnis. Nominalus standartinis dažnis Rusijoje yra 50 Hz (Hertz).
Faktinės elektros tinklo įtampos ir dažnio vertės, žinoma, gali skirtis nuo vardinių verčių.
Nauji elektros vartotojai nuolat prijungiami prie tinklo (padidėja tinklo srovė arba apkrova) arba kai kurie vartotojai atsijungia (dėl to sumažėja tinklo srovė arba apkrova). Didėjant apkrovai tinklo įtampa krenta, o mažėjant – didėja tinklo įtampa.
Siekiant sumažinti apkrovos pokyčio įtaką įtampai, laiptinėse pastotėse yra automatinis įtampos reguliavimo sistema… Jis skirtas palaikyti pastovią (tam tikromis ribomis ir tam tikru tikslumu) įtampą, kai keičiasi tinklo apkrova. Reguliavimas atliekamas pakartotinai perjungiant galingų laiptelių transformatorių apvijas.
AC dažnis nustato generatorių sukimosi greitis elektrinėse.Didėjant apkrovai dažnis linkęs nežymiai mažėti, jėgainės valdymo sistema padidina darbinio skysčio srautą per turbiną, atstatomas generatoriaus greitis.
Žinoma, jokia reguliavimo sistema (įtampa ar dažnis) negali veikti nepriekaištingai ir bet kokiu atveju elektros tinklo vartotojas turi susitaikyti su kai kuriais tinklo charakteristikų nukrypimais nuo vardinių verčių.
Rusijoje elektros energijos kokybės reikalavimai yra standartizuoti. GOST 23875-88 pateikia apibrėžimus elektros kokybės rodikliaio GOST 13109-87 nustato šių rodiklių reikšmes. Šis standartas nustato indikatorių reikšmes elektros vartotojų prijungimo taškuose. Vartotojui tai reiškia, kad jis gali reikalauti iš elektros tiekimo organizacijos, kad nustatytų normų būtų laikomasi ne kur nors elektros sistemoje, o tiesiai jo lizde.
Svarbiausi elektros kokybės rodikliai yra įtampos nuokrypis nuo vardinės vertės, nesiusoidinis įtampos koeficientas, dažnio nuokrypis nuo 50 Hz.
Pagal standartą, bent 95% laiko kiekvieną dieną fazinė įtampa turi būti 209-231 V diapazone (nuokrypis 5%), dažnis turi būti 49,8-50,2 Hz, o ne- sinusoidiškumas neturi viršyti 5%.
Likusius 5 procentus ar mažiau laiko kiekvieną dieną, įtampa gali svyruoti nuo 198 iki 242 V (nuokrypis 10%), dažnis nuo 49,6 iki 50,4 Hz, o nesiusoidinis koeficientas turi būti ne didesnis kaip 10%.Leidžiami ir stipresni dažnio pokyčiai: nuo 49,5 Hz iki 51 Hz, tačiau bendra tokių pokyčių trukmė neturi viršyti 90 valandų per metus.
Elektros tiekimo nutraukimas – tai situacijos, kai elektros kokybės rodikliai trumpam viršija nustatytas ribas. Dažnis nuo nominalios vertės gali skirtis 5 Hz. Įtampa gali nukristi iki nulio. Ateityje kokybės rodikliai turėtų būti atkurti.
A. A. Lopukhin Nepertraukiamo maitinimo šaltiniai be paslapčių