Com funciona la xarxa elèctrica

Xarxa elèctrica: conjunt d'instal·lacions elèctriques per a la transmissió i distribució d'energia elèctrica, que consisteix en subestacions, dispositius de distribució, cables, línies elèctriques aèries i cables que operen en una zona determinada. Una altra definició és possible: un conjunt de subestacions i dispositius de distribució i les línies elèctriques que els connecten, situats al territori del districte, assentament, consumidor d'electricitat.

Les centrals elèctriques a Rússia estan unides en el sistema elèctric federal, que és la font d'energia elèctrica per a tots els seus usuaris. La transmissió i distribució d'electricitat es realitza amb l'ajuda de línies elèctriques aèries que travessen tot el país. Per tal de reduir les pèrdues durant la transmissió d'electricitat, s'utilitzen tensions molt altes —desenes i (més sovint) centenars de quilovolts— a les línies elèctriques.

A causa de la seva rendibilitat, en transferir energia, l'invent inventat per l'enginyer rus M.O. Dolivo-Dobrovolsky és un sistema de corrent altern trifàsic en el qual l'electricitat es transmet mitjançant quatre cables.Tres d'aquests cables s'anomenen línia o fase, i el quart s'anomena neutre o simplement neutre.

Consumidors d'electricitat estan dissenyats per a una tensió inferior a la tensió del sistema elèctric. La tensió es redueix en dues etapes. En primer lloc, a la subestació reductora, que forma part del sistema elèctric, la tensió es redueix a 6-10 kV (kilovolts). La baixada addicional de la tensió té lloc a subestacions transformadores... Les seves familiars "cabines de transformació" estàndard estan escampades per les fàbriques i zones residencials. Després de la subestació transformadora, la tensió baixa a 220-380 V.

La tensió entre els conductors de línia d'un sistema de CA trifàsic s'anomena tensió de línia. Nominalment r.m.s. valor de tensió de xarxa a Rússia és igual a 380 V (volts). La tensió entre el neutre i qualsevol dels conductors de la línia s'anomena fase. És tres vegades més petit que l'arrel lineal. El seu valor nominal a Rússia és de 220 V.

La font d'energia del sistema elèctric són els alternadors trifàsics instal·lats a les centrals elèctriques. Cadascun dels bobinatges del generador indueix una tensió de línia. Les bobines estan situades simètricament al voltant de la circumferència del generador. En conseqüència, les tensions de línia es desfasen entre si. Aquest canvi de fase és constant a 120 graus.

Sistema AC trifàsic

Després de la subestació transformadora, la tensió es subministra als consumidors a través de quadres de distribució o punts de distribució (a les empreses).

Alguns consumidors (motors elèctrics, equips industrials, mainframes i equips de comunicació potents) estan dissenyats per a la connexió directa a una xarxa elèctrica trifàsica.Hi ha quatre cables connectats a ells (sense comptar la terra de protecció).

Els consumidors de baix consum (ordinadors personals, electrodomèstics, equips d'oficina, etc.) estan dissenyats per a una xarxa elèctrica monofàsica. S'hi connecten dos cables (sense comptar la terra de protecció). En la majoria dels casos, un d'aquests cables és lineal i l'altre és neutre. Segons la norma, la tensió entre ells és de 220 V.

Els valors de tensió rms anteriors no esgoten completament els paràmetres de la xarxa elèctrica. Variable electricitat també caracteritzat per la freqüència. La freqüència estàndard nominal a Rússia és de 50 Hz (Hertz).

Els valors reals de la tensió i la freqüència de la xarxa elèctrica poden, per descomptat, diferir dels valors nominals.

Els nous consumidors d'electricitat es connecten permanentment a la xarxa (augmenta el corrent o la càrrega a la xarxa) o alguns consumidors es desconnecten (com a conseqüència, disminueix el corrent o la càrrega a la xarxa). A mesura que augmenta la càrrega, la tensió de la xarxa baixa i, a mesura que disminueix, la tensió de la xarxa augmenta.

Per reduir l'efecte del canvi de càrrega sobre la tensió, a les subestacions reduïdes hi ha un automàtic sistema de regulació de tensió… Està dissenyat per mantenir una tensió constant (dins d'uns determinats límits i amb una certa precisió) quan la càrrega a la xarxa canvia. La regulació es realitza canviant repetidament els bobinatges de potents transformadors reductors.

Freqüència CA fixada per la velocitat de rotació dels generadors a les centrals elèctriques.A mesura que augmenta la càrrega, la freqüència tendeix a disminuir lleugerament, el sistema de control de la central elèctrica augmenta el cabal del fluid de treball a través de la turbina i es restableix la velocitat del generador.

Per descomptat, cap sistema de regulació (tensió o freqüència) pot funcionar perfectament, i en tot cas l'usuari de la xarxa elèctrica ha d'acceptar algunes desviacions de les característiques de la xarxa respecte dels valors nominals.

A Rússia, els requisits per a la qualitat de l'energia elèctrica estan estandarditzats. GOST 23875-88 dóna definicions indicadors de qualitat d'energia, i GOST 13109-87 estableix els valors d'aquests indicadors. Aquesta norma estableix els valors dels indicadors als punts de connexió dels consumidors d'electricitat. Per al consumidor, això significa que pot exigir a l'organització del subministrament d'energia que les normes establertes no es respectin en algun lloc del sistema elèctric, sinó directament a la seva presa de corrent.

Els indicadors més importants de la qualitat de l'energia són la desviació de la tensió del valor nominal, el factor de tensió no sinusoïdal, la desviació de freqüència de 50 Hz.

Segons l'estàndard, almenys el 95% del temps cada dia, la tensió de fase ha d'estar en el rang de 209-231 V (desviació del 5%), la freqüència ha d'estar entre 49,8 i 50,2 Hz i el coeficient de no- la sinusoïdalitat no ha de superar el 5%.

El 5% restant o menys del temps cada dia, la tensió pot variar de 198 a 242 V (desviació 10%), la freqüència de 49,6 a 50,4 Hz i el factor no sinusoïdal no ha de ser superior al 10%.També es permeten canvis de freqüència més forts: de 49,5 Hz a 51 Hz, però la durada total d'aquests canvis no ha de superar les 90 hores anuals.

Els talls d'energia són situacions en què els indicadors de la qualitat de l'alimentació durant un curt període de temps superen els límits establerts. La freqüència pot desviar-se en 5 Hz del valor nominal. La tensió pot baixar a zero. Els indicadors de qualitat s'han de restaurar en el futur.

A. A. Lopukhin Fonts d'alimentació ininterrompuda sense secrets