Přípustné odchylky napětí v elektrických sítích
Odchylka napětí v elektrické síti je rozdíl mezi jeho aktuální skutečnou hodnotou ve stabilním provozním stavu od jmenovité hodnoty pro danou síť. Důvod odchylky napětí v kterémkoli bodě elektrické sítě spočívá ve změně zatížení sítě v závislosti na grafech různých zátěží.
Odchylka napětí ovlivňuje provoz zařízení. Takže v technologických procesech vede snižování napájecího napětí k prodloužení doby trvání těchto procesů a v důsledku toho se zvyšují výrobní náklady. A zvýšení napětí zkracuje životnost zařízení, protože zařízení začíná pracovat s přetížením, což zvyšuje pravděpodobnost nehod. Pokud se napětí výrazně odchyluje od normy, pak může být technologický proces zcela narušen.
Na příkladu osvětlovacích soustav můžeme poukázat na skutečnost, že se zvýšením napětí pouze o 10% se provozní doba žárovek zkracuje čtyřikrát, to znamená, že žárovka vyhoří mnohem dříve! A při 10% snížení napájecího napětí se světelný tok žárovky sníží o 40%, zatímco světelný tok u zářivek bude 15%. Pokud se při zapnutí zářivky ukáže napětí 90% jmenovitého, bude blikat a při 80% se vůbec nespustí.
Asynchronní motory jsou velmi citlivé na napájecí napětí zařízení. Pokud tedy napětí na vinutí statoru klesne o 15 %, pak se točivý moment hřídele sníží o čtvrtinu a motor se s největší pravděpodobností zastaví, nebo pokud se bavíme o rozběhu, indukční motor se nerozběhne vůbec. Při sníženém napájecím napětí se zvýší odběr proudu, více se zahřejí statorové vinutí a značně se sníží běžná životnost motoru.
Pokud je motor dlouhodobě provozován na napájecí napětí 90 % jmenovitého, pak se jeho životnost zkrátí na polovinu. Pokud napájecí napětí překročí nominální o 1 %, pak se jalová složka výkonu spotřebovaného motorem zvýší přibližně o 5 % a celková účinnost takového motoru se sníží.
V průměru elektrické sítě pravidelně dodávají následující zátěže: 60 % energie připadá na asynchronní elektromotory, 30 % na osvětlení atd., 10 % na specifické zátěže, například moskevské metro tvoří 11 %.Z tohoto důvodu upravuje GOST R 54149-2010 maximální přípustnou hodnotu stanovené odchylky ve svorkách elektrických přijímačů jako ± 10% jmenovité sítě. V tomto případě je normální odchylka ± 5 %.
Tyto požadavky lze splnit dvěma způsoby. Prvním je snížení ztrát, druhým je regulace napětí.
Způsoby, jak snížit ztráty
Optimalizace R — výběr průřezu vodičů elektrického vedení v souladu s pravidly za podmínek minimálních možných ztrát.
Optimalizace X — použití podélné kompenzace reaktance vedení, která je spojena s nebezpečím zvýšených zkratových proudů, když X → 0.
Metoda Q kompenzace je použití instalací KRM ke snížení jalové složky během přenosu přes energetické sítě, pomocí kondenzátorových bloků přímo nebo pomocí synchronních elektromotorů pracujících při přebuzení. Kompenzací jalového výkonu bude možné kromě snížení ztrát dosáhnout energetických úspor, protože se sníží celkové elektrické ztráty v sítích.
Způsoby nastavení napětí
Pomocí transformátorů v energetickém centru je regulováno napětí Utsp. Speciální transformátory jsou vybaveny automatickými zařízeními pro úpravu transformačního poměru podle aktuální hodnoty zátěže. Nastavení je možné přímo pod zatížením. Těmito zařízeními je vybaveno 10 % výkonových transformátorů. Rozsah řízení je ± 16 %, s krokem řízení 1,78 %.
Regulaci napětí mohou provádět i transformátory mezistanic Utp, vinutí s různými transformačními poměry, které jsou na nich vybaveny spínacími odbočkami. Rozsah regulace je ± 5 %, s krokem regulace 2,5 %. Přepínání zde probíhá bez buzení — s odpojením od sítě.
Organizace napájení je odpovědná za neustálé udržování napětí v mezích regulovaných GOST (GOST R 54149-2010).
Ve skutečnosti lze R a X volit již ve fázi návrhu elektrické sítě a další provozní změna těchto parametrů je nemožná. Q a Utp lze upravovat při sezónních změnách zatížení sítě, ale je nutné centrálně řídit provozní režimy kompenzačních jednotek jalového výkonu v souladu s aktuálním provozním režimem sítě jako celku, tj. napájení organizace by to měla udělat.
Pokud jde o regulaci napětí Utsp — přímo z napájecího centra, je to pro organizaci napájení nejpohodlnější způsob, který umožňuje rychle upravit napětí přesně podle plánu zatížení sítě.
Smlouva o dodávce elektřiny definuje limity kolísání napětí v místě připojení uživatele; při výpočtu těchto limitů je nutné spoléhat na úbytek napětí mezi tímto bodem a elektrickým přijímačem. Jak bylo uvedeno výše, GOST R 54149-2010 reguluje přípustné hodnoty odchylek v ustáleném stavu svorek elektrického přijímače.