Come funziona la rete elettrica

Rete elettrica - un insieme di impianti elettrici per la trasmissione e la distribuzione di energia elettrica, costituito da sottostazioni, dispositivi di distribuzione, cavi, linee elettriche aeree e via cavo che operano in una determinata area. Un'altra definizione è possibile: un insieme di sottostazioni e dispositivi di distribuzione e le linee elettriche che li collegano, situate sul territorio del distretto, insediamento, consumatore di elettricità.

Le centrali elettriche in Russia sono unite nel sistema energetico federale, che è la fonte di energia elettrica per tutti i suoi utenti. La trasmissione e la distribuzione dell'energia elettrica avviene con l'ausilio di elettrodotti aerei che attraversano l'intero territorio nazionale. Per ridurre le perdite durante la trasmissione dell'elettricità, nelle linee elettriche vengono utilizzate tensioni molto elevate — decine e (più spesso) centinaia di kilovolt.

A causa della sua economicità, durante il trasferimento di energia, l'invenzione inventata dall'ingegnere russo M.O. Dolivo-Dobrovolsky è un sistema a corrente alternata trifase in cui l'elettricità viene trasmessa utilizzando quattro fili.Tre di questi fili sono chiamati linea o fase e il quarto è chiamato neutro o semplicemente neutro.

Consumatori di energia elettrica sono progettati per una tensione inferiore alla tensione nel sistema di alimentazione. La tensione viene ridotta in due fasi. Innanzitutto, nella sottostazione discendente, che fa parte del sistema di alimentazione, la tensione viene ridotta a 6-10 kV (kilovolt). Un ulteriore abbassamento della tensione avviene a sottostazioni di trasformazione... Le loro familiari "cabine di trasformazione" standard sono sparse nelle fabbriche e nelle aree residenziali. Dopo la sottostazione del trasformatore, la tensione scende a 220-380 V.

La tensione tra i conduttori di linea di un sistema CA trifase è chiamata tensione di linea. Nominativo r.m.s. valore della tensione di rete in Russia è pari a 380 V (volt). La tensione tra il neutro e uno qualsiasi dei conduttori di linea è chiamata fase. È tre volte più piccola della radice lineare. Il suo valore nominale in Russia è 220 V.

La fonte di energia per il sistema di alimentazione sono gli alternatori trifase installati nelle centrali elettriche. Ciascuno degli avvolgimenti del generatore induce una tensione di linea. Le bobine sono posizionate simmetricamente attorno alla circonferenza del generatore. Di conseguenza, le tensioni di linea sono sfasate l'una rispetto all'altra. Questo sfasamento è costante a 120 gradi.

Sistema AC trifase

Dopo la sottostazione di trasformazione, la tensione viene fornita alle utenze tramite quadri elettrici o (nelle aziende) punti di distribuzione.

Alcuni consumatori (motori elettrici, apparecchiature industriali, mainframe e potenti apparecchiature di comunicazione) sono progettati per il collegamento diretto a una rete elettrica trifase.Ci sono quattro fili collegati a loro (senza contare la messa a terra di protezione).

I consumatori a bassa potenza (personal computer, elettrodomestici, apparecchiature per ufficio, ecc.) Sono progettati per una rete elettrica monofase. Ad essi sono collegati due fili (senza contare la messa a terra di protezione). Nella maggior parte dei casi, uno di questi fili è lineare e l'altro è neutro. Secondo lo standard, la tensione tra di loro è di 220 V.

I suddetti valori di tensione rms non esauriscono completamente i parametri della rete elettrica. Variabile elettricità caratterizzato anche dalla frequenza. La frequenza standard nominale in Russia è di 50 Hz (Hertz).

I valori effettivi della tensione e della frequenza della rete elettrica possono, ovviamente, differire dai valori nominali.

Nuovi consumatori di elettricità sono collegati in modo permanente alla rete (la corrente o il carico sulla rete aumenta) o alcuni consumatori vengono disconnessi (di conseguenza, la corrente o il carico sulla rete diminuisce). All'aumentare del carico, la tensione di rete diminuisce e, al diminuire del carico, la tensione di rete aumenta.

Per ridurre l'effetto della variazione del carico sulla tensione, nelle sottostazioni step-down è presente un automatico sistema di regolazione della tensione… È progettato per mantenere una tensione costante (entro certi limiti e con una certa precisione) quando il carico nella rete cambia. La regolazione viene eseguita commutando ripetutamente gli avvolgimenti di potenti trasformatori step-down.

Frequenza CA fissato dalla velocità di rotazione dei generatori nelle centrali elettriche.All'aumentare del carico, la frequenza tende a diminuire leggermente, il sistema di controllo della centrale aumenta la portata del fluido di lavoro attraverso la turbina e la velocità del generatore viene ripristinata.

Naturalmente nessun sistema di regolazione (tensione o frequenza) può funzionare perfettamente, e comunque l'utilizzatore della rete elettrica deve accettare degli scostamenti delle caratteristiche della rete dai valori nominali.

In Russia, i requisiti per la qualità dell'energia elettrica sono standardizzati. GOST 23875-88 fornisce definizioni indicatori di qualità dell'energiae GOST 13109-87 stabilisce i valori di questi indicatori. Questo standard stabilisce i valori degli indicatori nei punti di connessione dei consumatori di elettricità. Per il consumatore, ciò significa che può esigere dall'ente alimentatore che le norme stabilite non siano rispettate da qualche parte nel sistema elettrico, ma direttamente nella sua presa.

Gli indicatori più importanti della qualità dell'energia sono la deviazione della tensione dal valore nominale, il fattore di tensione non sinusoidale, la deviazione della frequenza da 50 Hz.

Secondo lo standard, almeno il 95% del tempo ogni giorno, la tensione di fase dovrebbe essere compresa tra 209 e 231 V (deviazione 5%), la frequenza dovrebbe essere compresa tra 49,8 e 50,2 Hz e il coefficiente di non la sinusoidalità non deve superare il 5%.

Il restante 5% o meno del tempo ogni giorno, la tensione può variare da 198 a 242 V (deviazione 10%), la frequenza da 49,6 a 50,4 Hz e il fattore non sinusoidale non deve essere superiore al 10%.Sono consentiti anche cambi di frequenza più forti: da 49,5 Hz a 51 Hz, ma la durata complessiva di tali cambi non deve superare le 90 ore all'anno.

Le interruzioni di corrente sono situazioni in cui gli indicatori di qualità dell'alimentazione per un breve periodo superano i limiti stabiliti. La frequenza può discostarsi di 5 Hz dal valore nominale. La tensione può scendere fino a zero. Gli indicatori di qualità dovrebbero essere ripristinati in futuro.

A. A. Lopukhin Gruppi di continuità senza segreti