Kuidas elektrivõrk töötab
Elektrivõrk - elektripaigaldiste kogum elektrienergia edastamiseks ja jaotamiseks, mis koosneb teatud piirkonnas töötavatest alajaamadest, jaotusseadmetest, juhtmetest, õhu- ja kaabelelektriliinidest. Võimalik on ka teine määratlus: alajaamade ja jaotusseadmete ning neid ühendavate elektriliinide kogum, mis asub linnaosa, asula, elektritarbija territooriumil.
Venemaa elektrijaamad on ühendatud föderaalsesse elektrisüsteemi, mis on elektrienergia allikaks kõigile selle kasutajatele. Elektri edastamine ja jaotamine toimub kogu riiki läbivate õhuliinide abil. Kadude vähendamiseks elektriülekandel kasutatakse elektriliinides väga kõrgeid – kümneid ja (sagedamini) sadu kilovolte – pingeid.
Tänu oma kuluefektiivsusele on energia ülekandmisel leiutatud vene inseneri M.O. Dolivo-Dobrovolsky on kolmefaasiline vahelduvvoolusüsteem, milles elektrit edastatakse nelja juhtme abil.Kolm neist juhtmetest nimetatakse liiniks või faasiks ja neljandat nimetatakse neutraalseks või lihtsalt neutraalseks.
Elektritarbijad on ette nähtud toitesüsteemi pingest madalamale pingele. Pinge vähendatakse kahes etapis. Esiteks alandatakse pinge alajaamas, mis on elektrisüsteemi osa, 6-10 kV (kilovoldi). Pinge edasine langetamine toimub kl trafo alajaamad… Nende tuttavad standardsed "trafoputkad" on laiali mööda tehaseid ja elurajooni. Pärast trafo alajaama langeb pinge 220-380 V-ni.
Kolmefaasilise vahelduvvoolusüsteemi liinijuhtmete vahelist pinget nimetatakse liinipingeks. Nominaalselt R.m.s. võrgupinge väärtus Venemaal võrdub see 380 V (volti). Pinget nulli ja mis tahes liinijuhtme vahel nimetatakse faasiks. See on kolm korda väiksem kui lineaarne juur. Selle nimiväärtus Venemaal on 220 V.
Elektrisüsteemi energiaallikaks on elektrijaamadesse paigaldatud kolmefaasilised generaatorid. Iga generaatori mähis indutseerib liinipinge. Mähised paiknevad sümmeetriliselt ümber generaatori ümbermõõdu. Vastavalt sellele on liini pinged üksteise suhtes faasinihked. See faasinihe on konstantne 120 kraadi juures.
Kolmefaasiline vahelduvvoolusüsteem
Pärast trafoalajaama antakse pinge tarbijatele elektrikilpide või (ettevõtetes) jaotuspunktide kaudu.
Mõned tarbijad (elektrimootorid, tööstusseadmed, suurarvutid ja võimsad sideseadmed) on mõeldud otseühenduseks kolmefaasilise elektrivõrguga.Nendega on ühendatud neli juhet (kaitsemaandust arvestamata).
Väikese võimsusega tarbijad (personaalarvutid, kodumasinad, kontoritehnika jne) on mõeldud ühefaasilise elektrivõrgu jaoks. Nendega on ühendatud kaks juhtmest (kaitsemaandust arvestamata). Enamasti on üks neist juhtmetest lineaarne ja teine neutraalne. Vastavalt standardile on nendevaheline pinge 220 V.
Ülaltoodud pinge efektiivväärtused ei ammenda täielikult elektrivõrgu parameetreid. Muutuv elektrit iseloomustab ka sagedus. Nominaalne standardsagedus Venemaal on 50 Hz (Hertz).
Elektrivõrgu pinge ja sageduse tegelikud väärtused võivad loomulikult erineda nimiväärtustest.
Uued elektritarbijad on püsivalt võrguga ühendatud (võrgu vool või koormus suureneb) või osa tarbijaid katkestatakse (selle tulemusena väheneb võrgu vool või koormus). Koormuse kasvades võrgupinge langeb ja koormuse vähenedes võrgupinge tõuseb.
Koormuse muutuse mõju vähendamiseks pingele on alajaamades automaatne pinge reguleerimise süsteem… See on loodud säilitama konstantset (teatud piirides ja teatud täpsusega) pinget, kui võrgu koormus muutub. Reguleerimine toimub võimsate astmeliste trafode mähiste korduva ümberlülitamisega.
Vahelduvvoolu sagedus mille määrab elektrijaamade generaatorite pöörlemiskiirus.Koormuse kasvades kipub sagedus veidi langema, elektrijaama juhtimissüsteem suurendab turbiini läbiva töövedeliku voolukiirust ning generaatori pöörlemissagedus taastub.
Loomulikult ei saa ükski reguleerimissüsteem (pinge või sagedus) ideaalselt töötada ja igal juhul peab elektrivõrgu kasutaja leppima mõningate võrgu omaduste kõrvalekaldega nimiväärtustest.
Venemaal on elektrienergia kvaliteedi nõuded standarditud. GOST 23875-88 annab määratlused elektrikvaliteedi näitajadja GOST 13109-87 kehtestab nende näitajate väärtused. See standard kehtestab indikaatorite väärtused elektritarbijate liitumispunktides. Tarbija jaoks tähendab see, et ta saab nõuda elektrivarustusorganisatsioonilt, et kehtestatud norme ei peetaks kinni kuskil elektrisüsteemis, vaid otse tema pistikupesas.
Olulisemad elektrikvaliteedi näitajad on pinge hälve nimiväärtusest, mittesinusoidne pingetegur, sagedushälve 50 Hz-st.
Standardi kohaselt peaks iga päev vähemalt 95% ajast olema faasipinge vahemikus 209-231 V (hälve 5%), sagedus peaks olema vahemikus 49,8-50,2 Hz ja mittevastavuse koefitsient. sinusoidaalsus ei tohiks ületada 5%.
Ülejäänud 5 protsenti või vähem ajast iga päev võib pinge varieeruda vahemikus 198–242 V (hälve 10%), sagedus 49,6–50,4 Hz ja mittesinusoidne tegur ei tohi olla suurem kui 10%.Lubatud on ka tugevamad sageduse muutused: 49,5 Hz kuni 51 Hz, kuid selliste muutuste kogukestus ei tohi ületada 90 tundi aastas.
Elektrikatkestused on olukorrad, kus elektrikvaliteedi näitajad ületavad lühiajaliselt kehtestatud piire. Sagedus võib nimiväärtusest erineda 5 Hz võrra. Pinge võib langeda nullini. Kvaliteedinäitajad tuleks tulevikus taastada.
A. A. Lopukhin Katkematud toiteallikad ilma saladusteta