انحرافات الجهد المسموح بها في الشبكات الكهربائية
إن انحراف الجهد في الشبكة الكهربائية هو الفرق بين قيمته الفعلية الحالية في حالة تشغيل مستقرة من القيمة الاسمية لشبكة معينة. يكمن سبب انحراف الجهد في أي نقطة من شبكة الطاقة في التغيير في حمل الشبكة ، اعتمادًا على الرسوم البيانية للأحمال المختلفة.
يؤثر انحراف الجهد على تشغيل الجهاز. لذلك ، في العمليات التكنولوجية ، يؤدي تقليل جهد الإمداد إلى زيادة مدة هذه العمليات ، ونتيجة لذلك ، تزيد تكاليف الإنتاج. والزيادة في الفولتية تقصر من عمر الجهاز لأن المعدات تبدأ في العمل مع زيادة الحمل مما يزيد من احتمالية وقوع الحوادث. إذا انحرف الجهد بشكل كبير عن القاعدة ، فيمكن أن تتعطل العملية التكنولوجية تمامًا.
باستخدام مثال أنظمة الإضاءة ، يمكننا أن نشير إلى حقيقة أنه مع زيادة الجهد بنسبة 10 ٪ فقط ، ينخفض وقت تشغيل المصابيح المتوهجة أربع مرات ، أي أن المصباح يحترق قبل ذلك بكثير! ومع انخفاض جهد الإمداد بنسبة 10٪ ، فإن التدفق الضوئي للمصباح المتوهج سينخفض بنسبة 40٪ ، في حين أن التدفق الضوئي للمصابيح الفلورية سيكون 15٪. إذا تبين ، عند تشغيل مصباح الفلورسنت ، أن الجهد الكهربي هو 90٪ من الاسمي ، فسوف يومض ، وعند 80٪ لن يبدأ على الإطلاق.
تعتبر المحركات غير المتزامنة حساسة للغاية لجهد إمداد الجهاز. لذلك ، إذا انخفض الجهد على ملف الجزء الثابت بنسبة 15٪ ، فإن عزم دوران العمود سينخفض بمقدار الربع وسيتوقف المحرك على الأرجح ، أو إذا كنا نتحدث عن بدء التشغيل ، فلن يبدأ المحرك التعريفي على الإطلاق. مع انخفاض جهد الإمداد ، سيزداد الاستهلاك الحالي ، وسوف تزداد حرارة لفات الجزء الثابت وسيتم تقليل العمر الطبيعي للمحرك بشكل كبير.
إذا تم تشغيل المحرك لفترة طويلة بجهد إمداد 90٪ من القيمة الاسمية ، فسيتم تقليل عمر الخدمة بمقدار النصف. إذا تجاوز جهد الإمداد القيمة الاسمية بنسبة 1٪ ، فإن المكون التفاعلي للطاقة التي يستهلكها المحرك سيزداد بحوالي 5٪ ، وستنخفض الكفاءة الإجمالية لهذا المحرك.
في المتوسط ، تقدم الشبكات الكهربائية الأحمال التالية بانتظام: تسقط 60٪ من الطاقة على المحركات الكهربائية غير المتزامنة ، و 30٪ على الإضاءة ، وما إلى ذلك ، و 10٪ على أحمال معينة ، على سبيل المثال ، يمثل مترو موسكو 11٪.لهذا السبب ، تنظم GOST R 54149-2010 القيمة القصوى المسموح بها للانحراف المحدد في أطراف المستقبلات الكهربائية بنسبة ± 10٪ من الشبكة الاسمية. في هذه الحالة ، يكون الانحراف الطبيعي ± 5٪.
هناك طريقتان لتلبية هذه المتطلبات. الأول هو تقليل الخسائر ، والثاني هو تنظيم الجهد.
طرق لتقليل الخسائر
التحسين R - اختيار المقطع العرضي لموصلات خط الطاقة وفقًا للقواعد في ظل ظروف الحد الأدنى من الخسائر المحتملة.
تحسين X - استخدام التعويض الطولي لمفاعلية الخط ، والذي يرتبط بخطر زيادة تيارات الدائرة القصيرة عند X → 0.
طريقة تعويض Q هي استخدام تركيبات KRM لتقليل المكون التفاعلي أثناء النقل عبر شبكات الطاقة ، باستخدام كتل المكثف مباشرة أو باستخدام محركات كهربائية متزامنة تعمل تحت الاستثارة المفرطة. من خلال تعويض القدرة التفاعلية ، بالإضافة إلى تقليل الفاقد ، سيكون من الممكن تحقيق وفورات في الطاقة ، حيث ستنخفض الخسائر الكهربائية الإجمالية في الشبكات.
طرق ضبط الجهد
بمساعدة المحولات الموجودة في مركز الطاقة ، يتم تنظيم الجهد Utsp. تم تجهيز المحولات الخاصة بأجهزة أوتوماتيكية لضبط نسبة التحويل حسب القيمة الحالية للحمل. التعديل ممكن مباشرة تحت الحمل. 10٪ من محولات الطاقة مجهزة بمثل هذه الأجهزة. نطاق التحكم ± 16٪ ، بخطوة تحكم 1.78٪.
يمكن أيضًا لمحولات المحطات الفرعية الوسيطة Utp ، والملفات ذات نسب التحويل المختلفة ، والمجهزة بصنابير تحويل عليها ، إجراء تنظيم الجهد. نطاق التحكم ± 5٪ ، بخطوة تحكم 2.5٪. يتم التبديل هنا بدون إثارة - مع انقطاع الاتصال بالشبكة.
تتحمل مؤسسة إمداد الطاقة مسؤولية الحفاظ على الجهد باستمرار ضمن الحدود التي تنظمها GOST (GOST R 54149-2010).
في الواقع ، يمكن اختيار R و X حتى في مرحلة تصميم الشبكة الكهربائية ، ومن المستحيل إجراء المزيد من التغييرات التشغيلية لهذه المعلمات. يمكن ضبط Q و Utp أثناء التغيرات الموسمية في أحمال الشبكة ، ولكن من الضروري التحكم مركزيًا في أوضاع التشغيل لوحدات تعويض الطاقة التفاعلية ، وفقًا لوضع التشغيل الحالي للشبكة ككل ، أي مصدر الطاقة يجب على المنظمة القيام بذلك.
بالنسبة إلى تنظيم الجهد Utsp - مباشرة من مركز إمداد الطاقة ، فهذه هي الطريقة الأكثر ملاءمة لمؤسسة إمداد الطاقة ، والتي تسمح لك بضبط الجهد بسرعة وفقًا لجدول تحميل الشبكة.
يحدد عقد إمداد الكهرباء حدود تباين الجهد عند نقطة اتصال المستخدم ؛ عند حساب هذه الحدود ، من الضروري الاعتماد على انخفاض الجهد بين هذه النقطة والمستقبل الكهربائي. كما ذكر أعلاه ، ينظم GOST R 54149-2010 القيم المسموح بها للانحرافات في الحالة المستقرة لأطراف جهاز الاستقبال الكهربائي.