Cum funcționează rețeaua electrică

Rețea electrică — ansamblu de instalații electrice pentru transportul și distribuția energiei electrice, constând din stații, dispozitive de distribuție, fire, linii electrice aeriene și cablu care funcționează într-o anumită zonă. O altă definiție este posibilă: un set de stații și dispozitive de distribuție și liniile electrice care le leagă, situate pe teritoriul raionului, localității, consumatorului de energie electrică.

Centralele electrice din Rusia sunt unite în sistemul energetic federal, care este sursa de energie electrică pentru toți utilizatorii săi. Transportul și distribuția energiei electrice se realizează cu ajutorul liniilor electrice aeriene care traversează întreaga țară. Pentru a reduce pierderile în timpul transportului de energie electrică, în liniile electrice sunt utilizate tensiuni foarte înalte — zeci și (mai des) sute de kilovolți.

Datorită rentabilității sale, la transferul de energie, invenția inventată de inginerul rus M.O. Dolivo-Dobrovolsky este un sistem de curent alternativ trifazat în care electricitatea este transmisă folosind patru fire.Trei dintre aceste fire se numesc linie sau fază, iar al patrulea se numește neutru sau pur și simplu neutru.

Consumatorii de energie electrică sunt proiectate pentru o tensiune mai mică decât tensiunea din sistemul de alimentare. Tensiunea este redusă în două etape. În primul rând, la substația de reducere, care face parte din sistemul de alimentare, tensiunea este redusă la 6-10 kV (kilovolți). Scăderea în continuare a tensiunii are loc la posturi de transformare… „Cabinele lor de transformare” standard sunt împrăștiate în fabrici și zone rezidențiale. După stația de transformare, tensiunea scade la 220-380 V.

Tensiunea dintre conductorii de linie ai unui sistem trifazat de curent alternativ se numește tensiune de linie. Nominal r.m.s. valoarea tensiunii de rețea în Rusia este egal cu 380 V (volți). Tensiunea dintre neutru și oricare dintre conductorii de linie se numește fază. Este de trei ori mai mic decât rădăcina liniară. Valoarea sa nominală în Rusia este de 220 V.

Sursa de energie pentru sistemul de alimentare este reprezentată de alternatoarele trifazate instalate în centralele electrice. Fiecare dintre înfășurările generatorului induce o tensiune de linie. Bobinele sunt situate simetric în jurul circumferinței generatorului. În consecință, tensiunile de linie sunt defazate una față de cealaltă. Această schimbare de fază este constantă la 120 de grade.

Sistem AC trifazat

După stația de transformare, tensiunea este furnizată consumatorilor prin tablouri de distribuție sau (în întreprinderi) puncte de distribuție.

Unii consumatori (motoare electrice, echipamente industriale, mainframe și echipamente de comunicare puternice) sunt proiectați pentru conectarea directă la o rețea electrică trifazată.Există patru fire conectate la ele (fără a număra pământul de protecție).

Consumatorii de putere redusă (calculatoare personale, aparate de uz casnic, echipamente de birou etc.) sunt proiectați pentru o rețea electrică monofazată. Două fire sunt conectate la ele (fără a număra pământul de protecție). În cele mai multe cazuri, unul dintre aceste fire este liniar, iar celălalt este neutru. Conform standardului, tensiunea dintre ele este de 220 V.

Valorile de tensiune rms de mai sus nu epuizează complet parametrii rețelei electrice. Variabil electricitate caracterizat şi prin frecvenţă. Frecvența standard nominală în Rusia este de 50 Hz (Herți).

Valorile reale ale tensiunii și frecvenței rețelei electrice pot, desigur, să difere de valorile nominale.

Noi consumatori de energie electrică sunt conectați permanent la rețea (curentul sau sarcina pe rețea crește) sau unii consumatori sunt deconectați (ca urmare, curentul sau sarcina pe rețea scade). Pe măsură ce sarcina crește, tensiunea rețelei scade, iar pe măsură ce sarcina scade, tensiunea rețelei crește.

Pentru a reduce efectul modificării sarcinii asupra tensiunii, în substațiile descendente există o automată sistem de reglare a tensiunii… Este conceput pentru a menține o tensiune constantă (în anumite limite și cu o anumită precizie) atunci când sarcina din rețea se modifică. Reglarea se realizează prin comutarea repetată a înfășurărilor transformatoarelor reduse puternice.

Frecvența AC stabilită de viteza de rotație a generatoarelor din centralele electrice.Pe măsură ce sarcina crește, frecvența tinde să scadă ușor, sistemul de control al centralei electrice crește debitul fluidului de lucru prin turbină, iar turația generatorului este restabilită.

Desigur, niciun sistem de reglare (tensiune sau frecvență) nu poate funcționa perfect, iar în orice caz utilizatorul rețelei electrice trebuie să accepte unele abateri ale caracteristicilor rețelei de la valorile nominale.

În Rusia, cerințele pentru calitatea energiei electrice sunt standardizate. GOST 23875-88 oferă definiții indicatori de calitate a puterii, iar GOST 13109-87 stabilește valorile acestor indicatori. Acest standard stabilește valorile indicatorilor la punctele de conectare ale consumatorilor de energie electrică. Pentru consumator, aceasta înseamnă că poate cere de la organizația de alimentare cu energie ca normele stabilite să nu fie respectate undeva în sistemul de alimentare cu energie, ci direct în priza lui.

Cei mai importanți indicatori ai calității puterii sunt abaterea tensiunii de la valoarea nominală, factorul de tensiune nesinusoidal, abaterea de frecvență de la 50 Hz.

Conform standardului, cel puțin 95% din timp în fiecare zi, tensiunea de fază ar trebui să fie în intervalul 209-231 V (abatere de 5%), frecvența ar trebui să fie între 49,8-50,2 Hz și coeficientul de non- sinusoidalitatea nu trebuie să depășească 5%.

În restul de 5 procente sau mai puțin din timp în fiecare zi, tensiunea poate varia de la 198 la 242 V (abatere de 10%), frecvența de la 49,6 la 50,4 Hz, iar factorul nesinusoidal nu trebuie să fie mai mare de 10%.Sunt permise și modificări mai puternice ale frecvenței: de la 49,5 Hz la 51 Hz, dar durata totală a unor astfel de modificări nu trebuie să depășească 90 de ore pe an.

Întreruperile de curent sunt situații în care indicatorii de calitate a energiei pentru o perioadă scurtă de timp depășesc limitele stabilite. Frecvența se poate abate cu 5 Hz de la valoarea nominală. Tensiunea poate scădea la zero. Indicatorii de calitate ar trebui restabiliți în viitor.

A. A. Lopukhin Surse de alimentare neîntreruptibile fără secrete