Kā darbojas elektrotīkls
Elektrotīkls — elektroietaišu kopums elektroenerģijas pārvadei un sadalei, kas sastāv no noteiktā teritorijā strādājošām apakšstacijām, sadales ierīcēm, vadiem, gaisvadu un kabeļu elektrolīnijām. Iespējama arī cita definīcija: rajona, apdzīvotās vietas, elektroenerģijas patērētāja teritorijā esošo apakšstaciju un sadales ierīču un to savienojošo elektrisko līniju kopums.
Elektrostacijas Krievijā ir apvienotas federālajā energosistēmā, kas ir elektroenerģijas avots visiem tās lietotājiem. Elektroenerģijas pārvade un sadale tiek veikta ar gaisvadu elektrolīniju palīdzību, kas šķērso visu valsti. Lai samazinātu zudumus elektroenerģijas pārvades laikā, elektrolīnijās tiek izmantots ļoti augsts spriegums — desmitiem un (biežāk) simtiem kilovoltu.
Pateicoties tā rentabilitātei, pārvadot enerģiju, izgudrojums, ko izgudroja krievu inženieris M.O. Dolivo-Dobrovolsky ir trīsfāzu maiņstrāvas sistēma, kurā elektroenerģiju pārraida, izmantojot četrus vadus.Trīs no šiem vadiem sauc par līniju vai fāzi, bet ceturto sauc par neitrālu vai vienkārši neitrālu.
Elektrības patērētāji ir paredzēti zemākam spriegumam nekā spriegums elektroenerģijas sistēmā. Spriegums tiek samazināts divos posmos. Pirmkārt, pazemināšanas apakšstacijā, kas ir daļa no elektroenerģijas sistēmas, spriegums tiek pazemināts līdz 6-10 kV (kilovoltiem). Tālāka sprieguma pazemināšana notiek plkst transformatoru apakšstacijas… Viņu pazīstamās standarta "transformatoru kabīnes" ir izkaisītas pa rūpnīcām un dzīvojamajiem rajoniem. Pēc transformatora apakšstacijas spriegums samazinās līdz 220-380 V.
Spriegumu starp trīsfāzu maiņstrāvas sistēmas līnijas vadītājiem sauc par līnijas spriegumu. Nomināli r.m.s. tīkla sprieguma vērtība Krievijā tas ir vienāds ar 380 V (volti). Spriegumu starp neitrālu un jebkuru no līnijas vadiem sauc par fāzi. Tas ir trīs reizes mazāks par lineāro sakni. Tās nominālvērtība Krievijā ir 220 V.
Energosistēmas enerģijas avots ir spēkstacijās uzstādītie trīsfāzu maiņstrāvas ģeneratori. Katrs no ģeneratora tinumiem inducē līnijas spriegumu. Spoles atrodas simetriski ap ģeneratora apkārtmēru. Attiecīgi līnijas spriegumi ir fāzē nobīdīti viens pret otru. Šī fāzes nobīde ir nemainīga 120 grādos.
Trīsfāzu maiņstrāvas sistēma
Pēc transformatoru apakšstacijas spriegums tiek piegādāts patērētājiem caur sadales skapjiem vai (uzņēmumos) sadales punktiem.
Daži patērētāji (elektromotori, rūpnieciskās iekārtas, lieldatori un jaudīgas sakaru iekārtas) ir paredzēti tiešai pieslēgšanai trīsfāzu elektrotīklam.Tiem ir pievienoti četri vadi (neskaitot aizsargzemējumu).
Mazjaudas patērētāji (personālie datori, sadzīves tehnika, biroja tehnika utt.) ir paredzēti vienfāzes elektrotīklam. Tiem ir pievienoti divi vadi (neskaitot aizsargzemējumu). Vairumā gadījumu viens no šiem vadiem ir lineārs, bet otrs ir neitrāls. Saskaņā ar standartu spriegums starp tiem ir 220 V.
Iepriekš minētās efektīvās sprieguma vērtības pilnībā neizsmeļ elektrotīkla parametrus. Mainīgs elektrība raksturo arī biežums. Nominālā standarta frekvence Krievijā ir 50 Hz (Hertz).
Elektrotīkla sprieguma un frekvences faktiskās vērtības, protams, var atšķirties no nominālajām vērtībām.
Tīklam tiek pastāvīgi pieslēgti jauni elektroenerģijas patērētāji (palielinās tīkla strāva vai slodze) vai daži patērētāji tiek atslēgti (tā rezultātā samazinās tīkla strāva vai slodze). Palielinoties slodzei, tīkla spriegums samazinās, un, slodzei samazinoties, tīkla spriegums palielinās.
Lai samazinātu slodzes maiņas ietekmi uz spriegumu, pazeminošās apakšstacijās ir automātiska sprieguma regulēšanas sistēma… Tas ir paredzēts nemainīga (noteiktās robežās un ar noteiktu precizitāti) sprieguma uzturēšanai, mainoties slodzei tīklā. Regulēšana tiek veikta, atkārtoti pārslēdzot jaudīgu pazeminošo transformatoru tinumus.
Maiņstrāvas frekvence nosaka ģeneratoru griešanās ātrums elektrostacijās.Pieaugot slodzei, frekvencei ir tendence nedaudz samazināties, spēkstacijas vadības sistēma palielina darba šķidruma plūsmas ātrumu caur turbīnu, un tiek atjaunots ģeneratora ātrums.
Protams, neviena regulēšanas sistēma (spriegums vai frekvence) nevar darboties perfekti, un jebkurā gadījumā elektrotīkla lietotājam ir jāpieņem dažas tīkla raksturlielumu novirzes no nominālvērtībām.
Krievijā prasības attiecībā uz elektroenerģijas kvalitāti ir standartizētas. GOST 23875-88 sniedz definīcijas elektroenerģijas kvalitātes rādītāji, un GOST 13109-87 nosaka šo rādītāju vērtības. Šis standarts nosaka indikatoru vērtības elektroenerģijas patērētāju pieslēguma punktos. Patērētājam tas nozīmē, ka viņš var pieprasīt no elektroapgādes organizācijas, lai noteiktās normas tiktu ievērotas nevis kaut kur elektroenerģijas sistēmā, bet tieši viņa kontaktligzdā.
Svarīgākie elektroenerģijas kvalitātes rādītāji ir sprieguma novirze no nominālvērtības, nesinusoidālais sprieguma koeficients, frekvences novirze no 50 Hz.
Saskaņā ar standartu katru dienu vismaz 95% laika fāzes spriegumam jābūt diapazonā no 209-231 V (novirze 5%), frekvencei jābūt 49,8-50,2 Hz robežās, un koeficientam ir jābūt diapazonā no 209-231 V (novirze 5%). sinusoiditāte nedrīkst pārsniegt 5%.
Atlikušos 5 procentus vai mazāk laika katru dienu spriegums var mainīties no 198 līdz 242 V (novirze 10%), frekvence no 49,6 līdz 50,4 Hz, un nesinusoidālais koeficients nedrīkst būt lielāks par 10%.Ir pieļaujamas arī spēcīgākas frekvences izmaiņas: no 49,5 Hz līdz 51 Hz, bet kopējais šādu izmaiņu ilgums nedrīkst pārsniegt 90 stundas gadā.
Strāvas padeves pārtraukumi ir situācijas, kad elektroenerģijas kvalitātes rādītāji uz īsu brīdi pārsniedz noteiktās robežas. Frekvence var atšķirties par 5 Hz no nominālās vērtības. Spriegums var nokrist līdz nullei. Kvalitātes rādītāji nākotnē būtu jāatjauno.
A. A. Lopukhin Nepārtrauktās barošanas avoti bez noslēpumiem