Tillåtna spänningsavvikelser i elnät

Spänningens avvikelse i det elektriska nätet är skillnaden mellan dess aktuella verkliga värde i ett stabilt drifttillstånd från det nominella värdet för ett givet nät. Orsaken till spänningsavvikelsen vid någon punkt i elnätet ligger i förändringen i nätets belastning, beroende på graferna för de olika belastningarna.

Spänningsavvikelse påverkar utrustningens funktion. Så i tekniska processer leder en minskning av matningsspänningen till en ökning av varaktigheten av dessa processer och som ett resultat ökar produktionskostnaderna. Och spänningsökningen förkortar utrustningens livslängd eftersom utrustningen börjar arbeta med överbelastning, vilket ökar sannolikheten för olyckor. Om spänningen avviker avsevärt från normen, kan den tekniska processen störas helt.

Med hjälp av exemplet med belysningssystem kan vi påpeka det faktum att med en ökning av spänningen med endast 10%, minskar driftstiden för glödlampor fyra gånger, det vill säga lampan brinner ut mycket tidigare! Och med en 10% minskning av matningsspänningen kommer ljusflödet för en glödlampa att minska med 40%, medan ljusflödet för lysrör blir 15%. Om spänningen, när du slår på lysröret, visar sig vara 90% av den nominella, kommer den att blinka och vid 80% startar den inte alls.

Asynkronmotorer är mycket känsliga för enhetens matningsspänning. Så om spänningen på statorlindningen sjunker med 15%, kommer axelvridmomentet att minska med en fjärdedel och motorn kommer troligen att stanna, eller om vi pratar om att starta, kommer induktionsmotorn inte att starta alls. Med en reducerad matningsspänning kommer strömförbrukningen att öka, statorlindningarna kommer att värmas upp mer och motorns normala livslängd kommer att minska kraftigt.

Om motorn drivs under lång tid med en matningsspänning på 90% av den nominella, kommer dess livslängd att halveras. Om matningsspänningen överstiger den nominella med 1%, kommer den reaktiva komponenten av den effekt som förbrukas av motorn att öka med cirka 5%, och den totala effektiviteten för en sådan motor kommer att minska.

I genomsnitt levererar elektriska nätverk regelbundet följande belastningar: 60% av energin faller på asynkrona elmotorer, 30% på belysning, etc., 10% på specifika belastningar, till exempel står Moskvas tunnelbana för 11%.Av denna anledning reglerar GOST R 54149-2010 det maximalt tillåtna värdet för den etablerade avvikelsen i terminalerna på elektriska mottagare som ± 10% av det nominella nätverket. I detta fall är den normala avvikelsen ± 5 %.

Det finns två sätt att uppfylla dessa krav. Den första är att minska förlusterna, den andra är att reglera spänningen.

Sätt att minska förlusterna

Optimering R — val av tvärsnittet av kraftledningens ledare i enlighet med reglerna under villkoren för minsta möjliga förluster.

Optimering av X — användningen av longitudinell kompensation av linjereaktans, som är förknippad med faran för ökade kortslutningsströmmar när X → 0.

Q-kompensationsmetoden är användningen av KRM-installationer för att reducera den reaktiva komponenten under överföring genom kraftnät, genom att använda kondensatorblock direkt eller använda synkrona elmotorer som arbetar under överexcitering. Genom att kompensera den reaktiva effekten, förutom att minska förlusterna, kommer det att vara möjligt att uppnå energibesparingar, eftersom de totala elektriska förlusterna i näten kommer att minska.

Sätt att justera spänningen

Med hjälp av transformatorer i kraftcentralen regleras spänningen Utsp. Specialtransformatorer är utrustade med automatiska enheter för justering av transformationsförhållandet enligt belastningens aktuella värde. Justering är möjlig direkt under belastning. 10% av krafttransformatorerna är utrustade med sådana enheter. Kontrollområdet är ± 16 %, med ett kontrollsteg på 1,78 %.

Transformatorer av mellanstationer Utp, lindningar med olika transformationsförhållanden, som är utrustade med kopplingsuttag på dem, kan också utföra spänningsreglering. Kontrollområdet är ± 5 %, med ett kontrollsteg på 2,5 %. Bytet här görs utan excitation — med frånkoppling från nätverket.

Strömförsörjningsorganisationen ansvarar för att ständigt hålla spänningen inom de gränser som regleras av GOST (GOST R 54149-2010).

Faktum är att R och X kan väljas även vid designstadiet av det elektriska nätverket, och ytterligare operativ förändring av dessa parametrar är omöjlig. Q och Utp kan justeras under säsongsmässiga förändringar i nätverksbelastningar, men det är nödvändigt att centralt styra driftsätten för de reaktiva effektkompensationsenheterna, i enlighet med det aktuella driftläget för nätverket som helhet, det vill säga strömförsörjningen organisationen bör göra detta.

När det gäller Utsp-spänningsreglering — direkt från strömförsörjningscentret är detta det mest bekväma sättet för strömförsörjningsorganisationen, vilket gör att du snabbt kan justera spänningen exakt enligt nätverksbelastningsschemat.

Elförsörjningsavtalet definierar gränserna för spänningsvariation vid användarens anslutningspunkt; vid beräkning av dessa gränser är det nödvändigt att lita på spänningsfallet mellan denna punkt och den elektriska mottagaren. Som nämnts ovan reglerar GOST R 54149-2010 de tillåtna värdena för avvikelser i det stabila tillståndet för terminalerna på den elektriska mottagaren.