Cách thức hoạt động của lưới điện

Mạng điện - một tập hợp các thiết bị điện để truyền và phân phối năng lượng điện, bao gồm các trạm biến áp, thiết bị phân phối, dây dẫn, đường dây điện trên không và cáp hoạt động trong một khu vực nhất định. Một định nghĩa khác là có thể: một tập hợp các trạm biến áp và thiết bị phân phối và đường dây điện kết nối chúng, nằm trên lãnh thổ của quận, khu định cư, người tiêu dùng điện.

Các nhà máy điện ở Nga được thống nhất trong hệ thống điện liên bang, là nguồn cung cấp điện cho tất cả người dùng. Việc truyền tải và phân phối điện được thực hiện với sự trợ giúp của các đường dây điện trên không đi khắp cả nước. Để giảm tổn thất trong quá trình truyền tải điện, điện áp rất cao - hàng chục và (thường xuyên hơn) hàng trăm kilovolt - được sử dụng trong đường dây điện.

Do tính hiệu quả về chi phí nên khi truyền năng lượng, sáng chế do kỹ sư người Nga M.O. Dolivo-Dobrovolsky là một hệ thống dòng điện xoay chiều ba pha, trong đó điện được truyền bằng bốn dây.Ba trong số các dây này được gọi là dây hoặc pha, và dây thứ tư được gọi là trung tính hoặc đơn giản là trung tính.

hộ tiêu thụ điện được thiết kế cho điện áp thấp hơn điện áp trong hệ thống điện. Điện áp được giảm trong hai giai đoạn. Đầu tiên, tại trạm biến áp hạ thế, là một phần của hệ thống điện, điện áp được giảm xuống 6-10 kV (kilovol). Việc hạ thấp hơn nữa điện áp diễn ra tại trạm biến áp… “Buồng biến áp” tiêu chuẩn quen thuộc của họ nằm rải rác khắp các nhà máy và khu dân cư. Sau trạm biến áp, điện áp giảm xuống 220-380 V.

Điện áp giữa các dây dẫn của hệ thống điện xoay chiều ba pha được gọi là điện áp đường dây. trên danh nghĩa r.m.s. giá trị điện áp nguồn ở Nga nó bằng 380 V (volt). Điện áp giữa dây trung tính và bất kỳ dây dẫn nào được gọi là pha. Nó nhỏ hơn ba lần so với gốc tuyến tính. Giá trị danh nghĩa của nó ở Nga là 220 V.

Nguồn năng lượng cung cấp cho hệ thống điện là các máy phát điện xoay chiều ba pha được lắp đặt trong các nhà máy điện. Mỗi cuộn dây của máy phát tạo ra một điện áp đường dây. Các cuộn dây được đặt đối xứng xung quanh chu vi của máy phát điện. Theo đó, các điện áp đường dây được dịch pha so với nhau. Sự dịch pha này không đổi ở 120 độ.

Hệ thống điện xoay chiều ba pha

Sau trạm biến áp, điện áp được cung cấp cho người tiêu dùng thông qua tổng đài hoặc điểm phân phối (trong doanh nghiệp).

Một số người tiêu dùng (động cơ điện, thiết bị công nghiệp, máy tính lớn và thiết bị liên lạc mạnh mẽ) được thiết kế để kết nối trực tiếp với mạng điện ba pha.Có bốn dây được kết nối với chúng (không tính mặt đất bảo vệ).

Người tiêu dùng điện năng thấp (máy tính cá nhân, thiết bị gia dụng, thiết bị văn phòng, v.v.) được thiết kế cho mạng điện một pha. Hai dây được kết nối với chúng (không tính mặt đất bảo vệ). Trong hầu hết các trường hợp, một trong các dây này là dây tuyến tính và dây kia là dây trung tính. Theo tiêu chuẩn, điện áp giữa chúng là 220 V.

Các giá trị điện áp rms ở trên không làm cạn kiệt hoàn toàn các tham số của mạng điện. Biến đổi điện cũng được đặc trưng bởi tần số. Tần số tiêu chuẩn danh nghĩa ở Nga là 50 Hz (Hertz).

Tất nhiên, các giá trị thực của điện áp và tần số của mạng điện có thể khác với các giá trị danh nghĩa.

Người tiêu dùng điện mới được kết nối vĩnh viễn với mạng (dòng điện hoặc tải trên mạng tăng) hoặc một số người tiêu dùng bị ngắt kết nối (do đó, dòng điện hoặc tải trên mạng giảm). Khi tải tăng, điện áp mạng giảm và khi tải giảm, điện áp mạng tăng.

Để giảm ảnh hưởng của sự thay đổi phụ tải lên điện áp, trong các trạm biến áp hạ thế có một bộ tự động hệ thống điều chỉnh điện áp… Nó được thiết kế để duy trì điện áp không đổi (trong giới hạn nhất định và với độ chính xác nhất định) khi tải trong mạng thay đổi. Việc điều chỉnh được thực hiện bằng cách chuyển đổi liên tục các cuộn dây của máy biến áp giảm thế mạnh.

tần số xoay chiều được thiết lập bởi tốc độ quay của máy phát điện trong các nhà máy điện.Khi tải tăng, tần số có xu hướng giảm nhẹ, hệ thống điều khiển nhà máy điện tăng tốc độ dòng chất lỏng làm việc qua tuabin và tốc độ máy phát được khôi phục.

Tất nhiên, không có hệ thống điều chỉnh nào (điện áp hoặc tần số) có thể hoạt động hoàn hảo và trong mọi trường hợp, người sử dụng mạng điện phải chấp nhận một số sai lệch về đặc tính của mạng so với giá trị danh nghĩa.

Ở Nga, các yêu cầu về chất lượng năng lượng điện được tiêu chuẩn hóa. GOST 23875-88 đưa ra các định nghĩa chỉ tiêu chất lượng điện năngvà GOST 13109-87 thiết lập các giá trị của các chỉ số này. Tiêu chuẩn này thiết lập các giá trị của các chỉ số tại các điểm kết nối của khách hàng sử dụng điện. Đối với người tiêu dùng, điều này có nghĩa là anh ta có thể yêu cầu tổ chức cung cấp điện rằng các tiêu chuẩn đã thiết lập không được tôn trọng ở đâu đó trong hệ thống điện, mà trực tiếp ở ổ cắm của anh ta.

Các chỉ số quan trọng nhất về chất lượng điện năng là độ lệch điện áp so với giá trị danh định, hệ số điện áp không hình sin, độ lệch tần số từ 50 Hz.

Theo tiêu chuẩn, ít nhất 95% thời gian mỗi ngày, điện áp pha phải nằm trong khoảng 209-231 V (độ lệch 5%), tần số phải nằm trong khoảng 49,8-50,2 Hz và hệ số không độ sin không được vượt quá 5%.

5 phần trăm thời gian còn lại hoặc ít hơn mỗi ngày, điện áp có thể thay đổi từ 198 đến 242 V (độ lệch 10%), tần số từ 49,6 đến 50,4 Hz và hệ số không hình sin phải không quá 10%.Những thay đổi tần số mạnh hơn cũng được cho phép: từ 49,5 Hz đến 51 Hz, nhưng tổng thời lượng của những thay đổi đó không được vượt quá 90 giờ mỗi năm.

Mất điện là tình huống khi các chỉ số chất lượng điện trong một thời gian ngắn vượt quá giới hạn đã thiết lập. Tần số có thể sai lệch 5 Hz so với giá trị danh định. Điện áp có thể giảm xuống bằng không. Các chỉ số chất lượng nên được phục hồi trong tương lai.

A. A. Lopukhin Nguồn điện liên tục không có bí mật