Bagaimana grid kuasa berfungsi

Rangkaian elektrik — satu set pemasangan elektrik untuk penghantaran dan pengagihan tenaga elektrik, yang terdiri daripada pencawang, peranti pengedaran, wayar, overhed dan talian kuasa kabel yang beroperasi di kawasan tertentu. Takrif lain adalah mungkin: satu set pencawang dan peranti pengedaran dan talian elektrik yang menghubungkannya, terletak di wilayah daerah, penempatan, pengguna elektrik.

Loji kuasa di Rusia bersatu dalam sistem kuasa persekutuan, yang merupakan sumber kuasa elektrik untuk semua penggunanya. Penghantaran dan pengagihan tenaga elektrik dilakukan dengan bantuan talian kuasa atas yang merentasi seluruh negara. Untuk mengurangkan kerugian semasa penghantaran elektrik, voltan yang sangat tinggi — puluhan dan (lebih kerap) ratusan kilovolt — digunakan dalam talian kuasa.

Oleh kerana keberkesanan kosnya, apabila memindahkan tenaga, ciptaan yang dicipta oleh jurutera Rusia M.O. Dolivo-Dobrovolsky ialah sistem arus ulang-alik tiga fasa di mana elektrik dihantar menggunakan empat wayar.Tiga daripada wayar ini dipanggil talian atau fasa, dan yang keempat dipanggil neutral atau hanya neutral.

Pengguna elektrik direka untuk voltan yang lebih rendah daripada voltan dalam sistem kuasa. Voltan dikurangkan dalam dua peringkat. Pertama, di pencawang injak turun, yang merupakan sebahagian daripada sistem kuasa, voltan diturunkan kepada 6-10 kV (kilovolt). Penurunan selanjutnya voltan berlaku pada pencawang pengubah… “Gerai pengubah” standard mereka bertaburan di seluruh kilang dan kawasan kediaman. Selepas pencawang pengubah, voltan turun kepada 220-380 V.

Voltan antara konduktor talian sistem AC tiga fasa dipanggil voltan talian. Secara nominal r.m.s. nilai voltan sesalur di Rusia ia sama dengan 380 V (volt). Voltan antara neutral dan mana-mana konduktor talian dipanggil fasa. Ia tiga kali lebih kecil daripada akar linear. Nilai nominalnya di Rusia ialah 220 V.

Sumber tenaga untuk sistem kuasa ialah alternator tiga fasa yang dipasang di loji kuasa. Setiap belitan penjana menginduksi voltan talian. Gegelung terletak secara simetri di sekeliling lilitan penjana. Sehubungan itu, voltan talian adalah beralih fasa berbanding satu sama lain. Anjakan fasa ini malar pada 120 darjah.

Sistem AC tiga fasa

Selepas pencawang pengubah, voltan dibekalkan kepada pengguna melalui papan suis atau (dalam perusahaan) titik pengedaran.

Sesetengah pengguna (motor elektrik, peralatan industri, kerangka utama dan peralatan komunikasi berkuasa) direka bentuk untuk sambungan terus ke rangkaian elektrik tiga fasa.Terdapat empat wayar yang disambungkan kepada mereka (tidak termasuk tanah pelindung).

Pengguna berkuasa rendah (komputer peribadi, perkakas rumah, peralatan pejabat, dll.) direka bentuk untuk rangkaian elektrik satu fasa. Dua wayar disambungkan kepada mereka (tidak mengira tanah pelindung). Dalam kebanyakan kes, salah satu wayar ini adalah linear dan satu lagi adalah neutral. Mengikut piawaian, voltan di antara mereka ialah 220 V.

Nilai voltan rms di atas tidak sepenuhnya meletihkan parameter rangkaian elektrik. Pembolehubah elektrik juga dicirikan oleh kekerapan. Kekerapan standard nominal di Rusia ialah 50 Hz (Hertz).

Nilai sebenar voltan dan kekerapan rangkaian elektrik mungkin, tentu saja, berbeza daripada nilai nominal.

Pengguna elektrik baharu disambungkan secara kekal ke rangkaian (arus atau beban pada rangkaian bertambah) atau sesetengah pengguna terputus sambungan (akibatnya, arus atau beban pada rangkaian berkurangan). Apabila beban meningkat, voltan rangkaian menurun, dan apabila beban berkurangan, voltan rangkaian meningkat.

Untuk mengurangkan kesan perubahan beban pada voltan, dalam pencawang injak turun terdapat automatik sistem peraturan voltan… Ia direka bentuk untuk mengekalkan voltan malar (dalam had tertentu dan dengan ketepatan tertentu) apabila beban dalam rangkaian berubah. Peraturan dijalankan dengan menukar belitan transformer injak turun yang berkuasa berulang kali.

Kekerapan AC ditetapkan oleh kelajuan putaran penjana dalam loji kuasa.Apabila beban meningkat, frekuensi cenderung berkurangan sedikit, sistem kawalan loji kuasa meningkatkan kadar aliran bendalir kerja melalui turbin, dan kelajuan penjana dipulihkan.

Sudah tentu, tiada sistem peraturan (voltan atau kekerapan) boleh berfungsi dengan sempurna, dan dalam apa jua keadaan pengguna rangkaian elektrik mesti menerima beberapa sisihan ciri-ciri rangkaian daripada nilai nominal.

Di Rusia, keperluan untuk kualiti tenaga elektrik diseragamkan. GOST 23875-88 memberikan definisi penunjuk kualiti kuasa, dan GOST 13109-87 menetapkan nilai penunjuk ini. Piawaian ini menetapkan nilai penunjuk pada titik sambungan pengguna elektrik. Bagi pengguna, ini bermakna dia boleh menuntut daripada organisasi bekalan kuasa bahawa norma yang ditetapkan tidak dihormati di suatu tempat dalam sistem kuasa, tetapi secara langsung di outletnya.

Penunjuk kualiti kuasa yang paling penting ialah sisihan voltan dari nilai nominal, faktor voltan bukan sinusoidal, sisihan frekuensi dari 50 Hz.

Mengikut piawaian, sekurang-kurangnya 95% daripada masa setiap hari, voltan fasa hendaklah dalam julat 209-231 V (sisihan 5%), frekuensi hendaklah dalam lingkungan 49.8-50.2 Hz, dan pekali bukan- sinusoidality tidak boleh melebihi 5%.

Baki 5 peratus atau kurang masa setiap hari, voltan mungkin berbeza dari 198 hingga 242 V (sisihan 10%), frekuensi dari 49.6 hingga 50.4 Hz, dan faktor bukan sinusoid mestilah tidak lebih daripada 10 %.Perubahan frekuensi yang lebih kuat juga dibenarkan: dari 49.5 Hz hingga 51 Hz, tetapi jumlah tempoh perubahan tersebut tidak boleh melebihi 90 jam setahun.

Gangguan kuasa ialah situasi apabila penunjuk kualiti kuasa untuk masa yang singkat melebihi had yang ditetapkan. Kekerapan boleh menyimpang sebanyak 5 Hz daripada nilai nominal. Voltan boleh turun kepada sifar. Penunjuk kualiti harus dipulihkan pada masa hadapan.

A. A. Lopukhin Bekalan kuasa tanpa gangguan tanpa rahsia