Нюансы негативных явлений в электрической сети

В сегодняшней статье мы с вами рассмотрим обобщённые принципы того, как функционирует электрическая сеть. В первую очередь мы постараемся выделить негативные стороны и процессы в системе, которые проходят по линиям электрического снабжения, а также расскажем о том, как защитить своё оборудование в таких случаях.

Что же это такое — "Единая энергетическая система"?

Стоит отметить, что большое количество электрических станций сформировали за длительный промежуток времени свою общую энергетическую систему. Она, в свою очередь, выполняет роль источника электрической энергии для большого количества пользователей. Одним из важнейших компонентов многих электрических станция можно назвать трёхфазный турбированный генератор переменного тога. 3 силовые обмотки на генераторе способны индуцировать линейное напряжение. Эти самые линии находятся друг к другу максимально симметрично, тем самым огибая генератор по кругу. Генераторная установка имеет ротор, который способен вращаться с примерной оборотами в 3000 за одну мин. А вот значение напряжений, которые являются линейными уже сдвигаются, если рассматривать их положение друг к другу по фазам. Их сдвижение является постоянным явлением и равняется 120 град. Частотность переменного тока на выходе из генераторной установки напрямую изменяется за счёт оборотов роторной составляющей. Если мы берём с вами номинальное значение, то оно равняется около 50 Герц.

Показатель напряжения на линейных проводах трёхфазной электросети переменного тока так и называется – линейным. Это самое напряжение, которое располагается около нейтрали и любым из проводов линейного значения, называется фазным или фазовым. Оно само по себе является меньше линейного на значение корня из трёх. Поэтому такое напряжение и подаётся в жилые помещения и весь район. Вы можете знать, что линейное напряжение равняется 380 Вольтам, и оно зачастую применяется для подпитки мощных устройств, которые могут располагаться, к примеру, на заводах или других промышленных предприятиях. Те устройства потребляют крайне большое количество электроэнергии. Генератор же в своё время выделяет напряжения на несколько десятков кВ. Для того, чтобы передать электроэнергию без больших потерь, напряжение заведомо делают гораздо меньшим именно на подстанциях у трансформаторов, а потом поставляют его в Линию Электрической Передачи. После этого она попадает на ЛЭП. Там напряжение равняется примерно 35 киловольтам, если линии имеют малую протяжённость, и 1200 киловольт для линий, которые имеют длину около 1000 километров. Как было сказано выше, напряжение заведомо понижают для уменьшения потерь. Но его часто и повышают для того, чтобы уменьшить потери с возможностями изолирования воздуха для ЛЭП. После того, как был достигнут большой потребитель, например, тот же завод или предприятие, электрическая энергия снова попадает на подстанцию, в которой она опять перераспределяется в 6-10 киловольт. Такие значения как раз-таки выгодны для того, что электричество передавалось с помощью подземных кабелей.

В каждом доме, в котором находится большое количество квартир, или же в другой важной постройке стоят трансформаторные подстанции, способные обеспечивать нужным для всех находящихся внутри устройств теми самыми 380 Вольтами. Зачастую постройка располагает в себе 2-мя или же 3-мя кабелями для высокого вольтажа. Это может позволить достаточно быстро исправить поломки в электрическом снабжении. В случаях, различающихся от типов дополнительных станций, есть возможность их появления в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Всё это по командам диспетчера, у которого под рукой находится централизованный пульт. Либо же вручную при вызове аварийной службе, и специальный рабочий сможет переключить ручку рубильника.

Подстанция способна регулировать значения напряжений в определённом диапазоне, меняя обмоточные ленты тогда, когда определённое количество нагрузки подаётся на систему. На Российских подстанциях зачастую используется тактика с нейтралями, которая имеет заземление. Иначе говоря, нейтральная проводка идёт в землю. Если мы будем рассматривать, как разводка кабеля идёт по сооружению, то она проходит именно пофазно. Похожую ситуацию можно наблюдать с задачей распределение параллельности нагрузок, или же с целью уменьшения затрат на оборудование.

В сельских зданиях и в не совсем больших домах трансформатор представляет собой небольшую будку. В случае аварийной ситуации автоматическая регулировка напряжения должна справляться со своей задачей, но в таких устройствах её попросту нет. Поэтому в большинстве своём на устранение проблемы даются целые сутки.

Нормы качества для электрических сетей

Чтобы ознакомиться со всеми нормами электрических сетей, нужно ознакомиться с документом ГОСТ 13109-97 принятый 1 Января 1999 года.

ПараметрНоминалПредельно
Напряжение V
220V ±5%
220V ±10%
Частота Hz
50Hz ±0.2Hz
50Hz ±0.4Hz
Искажения %
8%
12%
Провалы сек.
3
30
Перенапряжения V
280В
380В

То есть можно сказать, что в случаях нормального функционировании электрической сети применение приборов УПС для техники с компьютерной основой является одним из обязательных атрибутов. Конечно же в первую очередь это нужно для обеспечения защиты данных на приборах, а во-вторых – для того, чтобы гаджеты работали в обычном режиме и остались в целости и сохранности. Если мы посмотрим на эту ситуацию со стороны электрического снабжения, то увидим, что потребители электропитания можно разделить на 3 категории. Самой большой из них можно назвать ту, на которую ориентирован массовый пользователь, который проживает в домах с большим количество квартир. Или же находящихся в офисных помещениях, где можно насчитать более 50 рабочих мест. Вот их можно уже отнести во вторую категорию. То есть, это можно обозначить как наибольшее время на ликвидации аварийной ситуации за один час. Надёжность также находится в значении в 0,9999. А вот к третьей категории относится время ликвидации аварийных ситуаций 24 часа при надёжности в 0,9973. Первая же из них должны сопровождать надёжностью 1 и временем на устранение аварии 0.

Разновидности негативных воздействий на электрическую сеть

Все воздействия со знаком «минус» можно разделить на провал и перенапряжение.

Часто провалы в импульсах появляются путём перегруженности линии. Во время подключения энергозатратных приборов, к примеру холодильника, кондиционера или других, есть возможность вызова кратковременных просадок на 10 или 20 процентов. В таком случае есть возможность появления короткого замыкания в том случае, если все приборы подключены по одной фазе. Но провалы импульсов не могут быть компенсированы подстанциями, но вполне могут вызвать аварийные ситуации и перегрузку техники.

Частые провалы вызваны сильной перегрузкой линии от подстанции до пользователя. Низкое значение напряжений плохо сказывается на эксплуатации оборудования с большим количеством потребления электроэнергии.

Иногда случаются и полные провалы. При такой ситуации до 1-го полупериода любое устройство должно выдержать даже без особых проблем в работе и эксплуатации. Но вот на таких установках, как подстанция, а именно на не новых образцах перестроение регулятора напряжений продолжается несколько секунд. Вы его могли наблюдать, когда в вашей системе моргает свет. Это и есть блекаут.

Что можно сказать о постоянном перенапряжении? Это более высокое или постоянно завышенное число напряжения. Зачастую оно появляется в следствии неровных нагрузок на различные фазы подстанции у трансформаторной установки. В данном случае на фазу нагрузки поступают постоянные провалы, а вот на других 2-х постоянное перенапряжение. Как вы можете понимать, это самое перенапряжение пагубно влияет на всю систему подключённых к ней приборов.

Обязательно нужно упомянуть, что перенапряжение в определённом временном промежутке может быть как импульсным, так и высокочастотным. Первое происходит во время замыкания фазовых жил кабеля силового назначения друг с другом. Либо же при обрыве нейтрали. А вот второе явления зачастую можно охарактеризовать с помощьбю наличия силового кабеля и нахождения в нём колебаний слишком больших частот. Их в народе называют паразитными.

Также нужно в обязательном порядке напомнить, что в большинстве современных источниках бесперебойного питание имеются в корпусе сетевые фильтры и ограничители напряжения. То есть, во многих ситуациях вам даже не придётся покупать дополнительное оборудование. Во время реакций и перестроения на питание от батарей будет недостаточно мало этих самых мер предосторожности. А вот применение дополнительных стабилизаторных приборов можно каким-то образом оправдать. Если у вас в системе располагается большое количество различных приборов, которые нужно обеспечить питанием, то в таком случае стабилизатор можно приобрести. В таком случае его цена на 10 КВТ будет равна стоимости ББП на всего лишь 1 КВт. То есть разница вполне очевидна. Поэтому применение дополнительного отдельно находящегося фильтра в этой ситуации будет не лучшей идеей.

Способы защиты от негативных воздействий

Разновидность негативного воздействия

Результат

Меры предосторожности

Провалы напряжений по импульсу

Устройства, которые имеют микропроцессоры, могут выйти из строя

Онлайн УПС

Занижений напряжений на постоянной основе

Устройства, которые имеют электрометры, могут выйти из строя. Плохая эффективность отопления или освещения на основе электрической составляющей

ИБП с функцией регулировки напряжения

Провалы напряжений

Прекращение работы устройств

Автономные генераторные установки или же ИБП с аккумуляторами

Слишком большое количество напряжения

Загруженность устройств. Прибор может выйти из строя с большей вероятностью.

Регулятор напряжение или же сетевой фильтр

Перенапряжение на импульсной основе

Устройства, которые имеют микропроцессоры, могут выйти из строя. Невозможность восстановления потерянной информации

Фильтры для сети с защитой от перенапряжения

Перенапряжения с высокой частотой

Проблемы в эксплуатации вычислительной и звукозаписывающей аппаратуры.

Фильтры для сети с ФНЧ. Развязывающие трансформаторные установки.

Разность фазовых напряжений

Трёхфазные приборы могут выйти из строя

Фазовое выравнивание. Обеспечение безопасности силовому кабелю.

Отклонения в сети

Устройства, которые зависят от частотности сети, могут быть подвержены перегреву и плохой работе.

Приобретение новых устройств, покупка онлайн ups.

По материалам: "iXBT"