Dovoljena odstopanja napetosti v električnih omrežjih
Odstopanje napetosti v električnem omrežju je razlika med njeno trenutno dejansko vrednostjo v stabilnem obratovalnem stanju od nazivne vrednosti za dano omrežje. Vzrok odstopanja napetosti na kateri koli točki elektroenergetskega omrežja je sprememba obremenitve omrežja, odvisno od grafov različnih obremenitev.
Odstopanje napetosti vpliva na delovanje opreme. Torej v tehnoloških procesih zmanjšanje napajalne napetosti vodi do povečanja trajanja teh procesov in posledično do povečanja proizvodnih stroškov. In povečanje napetosti skrajša življenjsko dobo opreme, ker oprema začne delovati s preobremenitvijo, kar poveča verjetnost nesreč. Če napetost znatno odstopa od norme, je lahko tehnološki proces popolnoma moten.
Na primeru sistemov razsvetljave lahko poudarimo dejstvo, da se s povečanjem napetosti za samo 10% čas delovanja žarnic z žarilno nitko zmanjša štirikrat, to pomeni, da žarnica izgori veliko prej! In z 10-odstotnim zmanjšanjem napajalne napetosti se bo svetlobni tok žarnice z žarilno nitko zmanjšal za 40%, medtem ko bo svetlobni tok fluorescenčnih sijalk znašal 15%. Če se ob vklopu fluorescenčne sijalke napetost izkaže za 90% nazivne, bo utripala, pri 80% pa se sploh ne bo zagnala.
Asinhroni motorji so zelo občutljivi na napajalno napetost naprave. Torej, če napetost na navitju statorja pade za 15%, se bo navor gredi zmanjšal za četrtino in motor se bo najverjetneje ustavil, ali če govorimo o zagonu, se indukcijski motor sploh ne bo zagnal. Z zmanjšano napajalno napetostjo se bo poraba toka povečala, navitja statorja se bodo bolj segrevala in običajna življenjska doba motorja se bo močno zmanjšala.
Če motor dlje časa deluje pri napajalni napetosti 90% nazivne, se njegova življenjska doba zmanjša za polovico. Če napajalna napetost preseže nazivno za 1%, se bo reaktivna komponenta moči, ki jo porabi motor, povečala za približno 5%, celotna učinkovitost takšnega motorja pa se bo zmanjšala.
V povprečju električna omrežja redno zagotavljajo naslednje obremenitve: 60% energije pade na asinhrone elektromotorje, 30% na razsvetljavo itd., 10% na specifične obremenitve, na primer moskovski metro predstavlja 11%.Zato GOST R 54149-2010 določa največjo dovoljeno vrednost ugotovljenega odstopanja na sponkah električnih sprejemnikov kot ± 10% nazivnega omrežja. V tem primeru je normalno odstopanje ± 5%.
Te zahteve lahko izpolnite na dva načina. Prvi je zmanjšanje izgub, drugi je uravnavanje napetosti.
Načini za zmanjšanje izgub
Optimizacija R - izbira prečnega prereza vodnikov daljnovoda v skladu s pravili pod pogoji najmanjših možnih izgub.
Optimizacija X - uporaba vzdolžne kompenzacije reaktanse linije, ki je povezana z nevarnostjo povečanja kratkostičnih tokov, ko je X → 0.
Metoda kompenzacije Q je uporaba naprav KRM za zmanjšanje reaktivne komponente med prenosom po električnih omrežjih z neposredno uporabo kondenzatorskih blokov ali uporabo sinhronih elektromotorjev, ki delujejo pod prekomernim vzbujanjem. S kompenzacijo jalove moči bo poleg zmanjšanja izgub mogoče doseči prihranek energije, saj se bodo zmanjšale skupne električne izgube v omrežjih.
Načini prilagajanja napetosti
S pomočjo transformatorjev v centru moči se regulira napetost Utsp. Posebni transformatorji so opremljeni z avtomatskimi napravami za prilagajanje transformacijskega razmerja glede na trenutno vrednost obremenitve. Nastavitev je možna neposredno pod obremenitvijo. 10% energetskih transformatorjev je opremljenih s takimi napravami. Regulacijsko območje je ± 16 %, s krmilnim korakom 1,78 %.
Transformatorji vmesnih postaj Utp, navitja z različnimi transformacijskimi razmerji, ki so na njih opremljeni s preklopnimi odcepi, lahko izvajajo tudi regulacijo napetosti. Regulacijsko območje je ± 5 %, s krmilnim korakom 2,5 %. Preklapljanje tukaj poteka brez vzbujanja - z odklopom iz omrežja.
Organizacija za oskrbo z električno energijo je odgovorna za stalno vzdrževanje napetosti v mejah, ki jih ureja GOST (GOST R 54149-2010).
Pravzaprav je R in X mogoče izbrati že v fazi načrtovanja električnega omrežja in nadaljnja operativna sprememba teh parametrov ni mogoča. Q in Utp je mogoče prilagoditi ob sezonskih spremembah obremenitev omrežja, vendar je potrebno centralno krmiliti načine delovanja enot za kompenzacijo jalove moči, v skladu s trenutnim načinom obratovanja omrežja kot celote, to je napajanja organizacija bi morala to narediti.
Kar zadeva regulacijo napetosti Utsp - neposredno iz napajalnega centra, je to najprimernejši način za organizacijo oskrbe z električno energijo, ki vam omogoča hitro nastavitev napetosti natančno glede na razpored obremenitve omrežja.
V pogodbi o dobavi električne energije so opredeljene meje nihanja napetosti na priključku uporabnika; pri izračunu teh omejitev se je treba zanašati na padec napetosti med to točko in električnim sprejemnikom. Kot je navedeno zgoraj, GOST R 54149-2010 ureja dovoljene vrednosti odstopanj v stabilnem stanju sponk električnega sprejemnika.