電力網の仕組み

電気ネットワーク — 電気エネルギーの送電と配電のための一連の電気設備であり、特定のエリアで運用されている変電所、配電装置、電線、架空送電線、およびケーブル送電線で構成されます。別の定義も可能です。つまり、地区、集落、電力消費者の領域に位置する、一連の変電所と配電装置、およびそれらを接続する電線です。

ロシアの発電所は連邦電力システムに統合されており、連邦電力システムがすべてのユーザーへの電力供給源となっている。電力の送配電は、国全体を横断する架空送電線の助けを借りて実行されます。送電中の損失を減らすために、送電線では非常に高い電圧 (数十キロボルト、場合によっては数百キロボルト) が使用されます。

エネルギーを伝達する際の費用対効果の高さにより、ロシアの技術者 M.O. によって発明された発明です。 Dolivo-Dobrovolsky は、4 本の線を使用して電気が伝送される三相交流システムです。これらのワイヤのうち 3 つはラインまたはフェーズと呼ばれ、4 番目のワイヤは中性または単に中性と呼ばれます。

電力消費者 電力システムの電圧よりも低い電圧向けに設計されています。電圧は2段階で低下します。まず、電力システムの一部である降圧変電所で、電圧が 6 ～ 10 kV (キロボルト) に降圧されます。さらに電圧が低下すると、 変電所…おなじみの定番「変圧器ブース」が工場や住宅街に点在。変電所を通過すると、電圧は 220 ～ 380 V に低下します。

三相交流システムの線路導体間の電圧は線間電圧と呼ばれます。名目上 実効値主電源電圧値 ロシアでは 380 V (ボルト) に相当します。中性点と線路導体の間の電圧は位相と呼ばれます。これは直線根よりも 3 倍小さいです。ロシアでの公称値は 220 V です。

電力システムのエネルギー源は、発電所に設置された三相交流発電機です。発電機の各巻線は線間電圧を誘導します。コイルは発電機の周囲に対称的に配置されています。したがって、線間電圧は相互に位相シフトされる。この位相シフトは 120 度で一定です。

三相交流システム

変電所の後、電圧は配電盤または (企業の) 配電ポイントを介して消費者に供給されます。

一部の消費者 (電気モーター、産業機器、メインフレーム、強力な通信機器) は、三相電力網に直接接続できるように設計されています。それらには 4 本のワイヤが接続されています (保護アースは除きます)。

低電力消費者 (パーソナル コンピュータ、家電製品、オフィス機器など) は、単相電気ネットワーク用に設計されています。 2 本のワイヤがそれらに接続されています (保護接地は考慮しません)。ほとんどの場合、これらのワイヤの 1 つは直線で、もう 1 つは中性です。規格によれば、それらの間の電圧は220Vです。

上記の実効電圧値は、電気ネットワークのパラメータを完全に使い果たすものではありません。変数 電気 周波数によっても特徴付けられます。ロシアの公称標準周波数は 50 Hz (ヘルツ) です。

もちろん、電気ネットワークの電圧と周波数の実際の値は公称値と異なる場合があります。

新しい電力消費者がネットワークに永続的に接続される (ネットワーク上の電流または負荷が増加する) か、一部の消費者が切断されます (その結果、ネットワーク上の電流または負荷が減少します)。負荷が増加するとネットワーク電圧は低下し、負荷が減少するとネットワーク電圧は増加します。

負荷変化による電圧への影響を軽減するために、降圧変電所では自動 電圧調整システム... ネットワークの負荷が変化したときに、一定の (一定の制限内で、一定の精度で) 電圧を維持するように設計されています。調整は、強力な降圧トランスの巻線を繰り返し切り替えることによって実行されます。

交流周波数 発電所の発電機の回転速度によって設定されます。負荷が増加すると、周波数はわずかに低下する傾向があり、発電所制御システムはタービンを通過する作動流体の流量を増加させ、発電機の速度は回復します。

もちろん、どのような調整システム (電圧または周波数) も完全に機能することはできません。いずれの場合でも、電気ネットワークのユーザーは、ネットワークの特性が公称値から多少逸脱することを受け入れなければなりません。

ロシアでは、電気エネルギーの品質に関する要件が標準化されています。 GOST 23875-88 に定義が記載されています 電力品質インジケーター、および GOST 13109-87 は、これらの指標の値を確立します。この規格は、電力消費者の接続点における指標の値を確立します。これは消費者にとって、確立された基準が電力システムのどこかではなく、コンセントで直接尊重されることを電力供給組織に要求できることを意味します。

電力品質の最も重要な指標は、公称値からの電圧偏差、非正弦波電圧係数、50 Hz からの周波数偏差です。

規格によれば、毎日少なくとも 95% の時間、相電圧は 209 ～ 231 V (偏差 5%) の範囲内、周波数は 49.8 ～ 50.2 Hz の範囲内、および非正弦波度は 5% を超えてはなりません。

毎日の残りの 5 パーセント以下の時間では、電圧は 198 ～ 242 V (偏差 10%)、周波数は 49.6 ～ 50.4 Hz で変化する可能性があり、非正弦波係数は 10 % 以下でなければなりません。49.5 Hz から 51 Hz までのより強力な周波数の変更も許可されますが、そのような変更の合計継続時間は年間 90 時間を超えてはなりません。

停電とは、電力品質インジケーターが短時間で設定された制限を超える状況です。周波数は公称値から 5 Hz ずれる可能性があります。電圧がゼロに低下する可能性があります。将来的には品質指標を復元する必要があります。

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