पॉवर ग्रिड कसे कार्य करते

इलेक्ट्रिक नेटवर्क - विद्युत उर्जेच्या प्रसारण आणि वितरणासाठी विद्युत प्रतिष्ठापनांचा एक संच, ज्यामध्ये सबस्टेशन, वितरण उपकरणे, वायर्स, ओव्हरहेड आणि केबल पॉवर लाईन्स विशिष्ट क्षेत्रात कार्यरत असतात. दुसरी व्याख्या शक्य आहे: सबस्टेशन आणि वितरण उपकरणांचा संच आणि त्यांना जोडणार्‍या इलेक्ट्रिक लाइन, जिल्ह्याच्या प्रदेशावर स्थित, सेटलमेंट, वीज ग्राहक.

रशियामधील पॉवर प्लांट्स फेडरल पॉवर सिस्टममध्ये एकत्रित आहेत, जे त्याच्या सर्व वापरकर्त्यांसाठी विद्युत उर्जेचे स्त्रोत आहे. संपूर्ण देश ओलांडणाऱ्या ओव्हरहेड पॉवर लाईन्सच्या मदतीने विजेचे प्रसारण आणि वितरण केले जाते. वीज प्रसारणादरम्यान होणारे नुकसान कमी करण्यासाठी, पॉवर लाईन्समध्ये खूप उच्च व्होल्टेज - दहापट आणि (अधिक वेळा) शेकडो किलोव्होल्ट - वापरले जातात.

त्याच्या खर्च-प्रभावीतेमुळे, ऊर्जा हस्तांतरित करताना, रशियन अभियंता एम.ओ. डोलिव्हो-डोब्रोव्होल्स्की ही तीन-चरण पर्यायी विद्युत् प्रणाली आहे ज्यामध्ये चार तारांचा वापर करून वीज प्रसारित केली जाते.यापैकी तीन तारांना रेषा किंवा फेज म्हणतात आणि चौथ्याला तटस्थ किंवा फक्त तटस्थ म्हणतात.

वीज ग्राहक पॉवर सिस्टममधील व्होल्टेजपेक्षा कमी व्होल्टेजसाठी डिझाइन केलेले आहेत. व्होल्टेज दोन टप्प्यात कमी होते. प्रथम, पॉवर सिस्टमचा भाग असलेल्या स्टेप-डाउन सबस्टेशनवर, व्होल्टेज 6-10 केव्ही (किलोव्होल्ट) पर्यंत खाली आणले जाते. व्होल्टेजचे आणखी कमी करणे येथे होते ट्रान्सफॉर्मर सबस्टेशन... त्यांचे परिचित मानक "ट्रान्सफॉर्मर बूथ" कारखाने आणि निवासी भागात विखुरलेले आहेत. ट्रान्सफॉर्मर सबस्टेशन नंतर, व्होल्टेज 220-380 V पर्यंत खाली येते.

थ्री-फेज एसी सिस्टमच्या लाइन कंडक्टरमधील व्होल्टेजला लाइन व्होल्टेज म्हणतात. नाममात्र r.m.s मुख्य व्होल्टेज मूल्य रशियामध्ये ते 380 V (व्होल्ट) च्या बरोबरीचे आहे. तटस्थ आणि कोणत्याही लाइन कंडक्टरमधील व्होल्टेजला फेज म्हणतात. ते रेखीय मुळापेक्षा तीन पट लहान आहे. रशियामध्ये त्याचे नाममात्र मूल्य 220 V आहे.

पॉवर सिस्टमसाठी उर्जेचा स्त्रोत पॉवर प्लांटमध्ये स्थापित तीन-फेज अल्टरनेटर आहे. जनरेटरचे प्रत्येक विंडिंग लाइन व्होल्टेज प्रेरित करते. कॉइल्स जनरेटरच्या परिघाभोवती सममितीयपणे स्थित असतात. त्यानुसार, लाइन व्होल्टेज एकमेकांच्या सापेक्ष फेज-शिफ्ट केले जातात. हा फेज शिफ्ट 120 अंशांवर स्थिर असतो.

तीन फेज एसी प्रणाली

ट्रान्सफॉर्मर सबस्टेशननंतर, व्होल्टेजचा पुरवठा ग्राहकांना स्विचबोर्ड किंवा (एंटरप्राइजेसमध्ये) वितरण बिंदूंद्वारे केला जातो.

काही ग्राहक (इलेक्ट्रिक मोटर्स, औद्योगिक उपकरणे, मेनफ्रेम आणि शक्तिशाली संप्रेषण उपकरणे) तीन-फेज इलेक्ट्रिकल नेटवर्कशी थेट कनेक्शनसाठी डिझाइन केलेले आहेत.त्यांच्याशी चार वायर जोडलेले आहेत (संरक्षक जमिनीची मोजणी करत नाही).

कमी-शक्तीचे ग्राहक (वैयक्तिक संगणक, घरगुती उपकरणे, कार्यालयीन उपकरणे इ.) सिंगल-फेज इलेक्ट्रिकल नेटवर्कसाठी डिझाइन केलेले आहेत. त्यांच्याशी दोन तार जोडलेले आहेत (संरक्षक जमिनीची मोजणी करत नाही). बहुतेक प्रकरणांमध्ये, यापैकी एक तार रेषीय आहे आणि दुसरी तटस्थ आहे. मानकानुसार, त्यांच्यातील व्होल्टेज 220 V आहे.

वरील आरएमएस व्होल्टेज मूल्ये इलेक्ट्रिकल नेटवर्कचे पॅरामीटर्स पूर्णपणे संपवत नाहीत. चल वीज वारंवारता द्वारे देखील दर्शविले जाते. रशियामध्ये नाममात्र मानक वारंवारता 50 हर्ट्झ (हर्ट्झ) आहे.

इलेक्ट्रिकल नेटवर्कच्या व्होल्टेज आणि वारंवारतेची वास्तविक मूल्ये, अर्थातच, नाममात्र मूल्यांपेक्षा भिन्न असू शकतात.

विजेचे नवीन ग्राहक नेटवर्कशी कायमस्वरूपी जोडलेले असतात (नेटवर्कवरील वर्तमान किंवा लोड वाढते) किंवा काही ग्राहक डिस्कनेक्ट होतात (परिणामी, नेटवर्कवरील वर्तमान किंवा लोड कमी होते). जसजसा भार वाढतो तसतसे नेटवर्क व्होल्टेज कमी होते आणि लोड कमी होताना नेटवर्क व्होल्टेज वाढते.

व्होल्टेजवरील लोड बदलाचा प्रभाव कमी करण्यासाठी, स्टेप-डाउन सबस्टेशन्समध्ये स्वयंचलित आहे व्होल्टेज नियमन प्रणाली… हे नेटवर्कमधील लोड बदलते तेव्हा स्थिर (विशिष्ट मर्यादेत आणि विशिष्ट अचूकतेसह) व्होल्टेज राखण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. शक्तिशाली स्टेप-डाउन ट्रान्सफॉर्मरचे विंडिंग वारंवार स्विच करून नियमन केले जाते.

एसी वारंवारता पॉवर प्लांट्समधील जनरेटरच्या रोटेशन गतीद्वारे सेट केले जाते.जसजसे भार वाढतो, वारंवारता थोडीशी कमी होते, पॉवर प्लांट कंट्रोल सिस्टम टर्बाइनद्वारे कार्यरत द्रवपदार्थाचा प्रवाह दर वाढवते आणि जनरेटरची गती पुनर्संचयित केली जाते.

अर्थात, कोणतीही नियमन प्रणाली (व्होल्टेज किंवा वारंवारता) उत्तम प्रकारे कार्य करू शकत नाही आणि कोणत्याही परिस्थितीत इलेक्ट्रिकल नेटवर्कच्या वापरकर्त्याने नाममात्र मूल्यांमधून नेटवर्कच्या वैशिष्ट्यांमधील काही विचलन स्वीकारले पाहिजेत.

रशियामध्ये, विद्युत उर्जेच्या गुणवत्तेसाठी आवश्यकता प्रमाणित आहेत. GOST 23875-88 व्याख्या देते पॉवर गुणवत्ता निर्देशक, आणि GOST 13109-87 या निर्देशकांची मूल्ये स्थापित करते. हे मानक वीज ग्राहकांच्या कनेक्शन बिंदूंवर निर्देशकांची मूल्ये स्थापित करते. ग्राहकांसाठी, याचा अर्थ असा आहे की तो वीज पुरवठा संस्थेकडून मागणी करू शकतो की स्थापित निकषांचा कुठेतरी पॉवर सिस्टममध्ये आदर केला जात नाही, परंतु थेट त्याच्या आउटलेटमध्ये.

पॉवर गुणवत्तेचे सर्वात महत्वाचे संकेतक म्हणजे नाममात्र मूल्यापासून व्होल्टेज विचलन, नॉन-साइनसॉइडल व्होल्टेज घटक, 50 Hz पासून वारंवारता विचलन.

मानकानुसार, दररोज किमान 95% वेळा, फेज व्होल्टेज 209-231 V (विचलन 5%) च्या श्रेणीत असावे, वारंवारता 49.8-50.2 Hz च्या आत असावी आणि गुणांक नसावा. sinusoidality 5% पेक्षा जास्त नसावी.

दररोज उर्वरित 5 टक्के किंवा कमी वेळेत, व्होल्टेज 198 ते 242 V (विचलन 10%), वारंवारता 49.6 ते 50.4 Hz पर्यंत बदलू शकते आणि नॉन-साइनसॉइडल घटक 10% पेक्षा जास्त नसावा.वारंवारतेतील मजबूत बदलांना देखील अनुमती आहे: 49.5 Hz ते 51 Hz पर्यंत, परंतु अशा बदलांचा एकूण कालावधी दरवर्षी 90 तासांपेक्षा जास्त नसावा.

पॉवर आउटेज ही परिस्थिती असते जेव्हा पॉवर गुणवत्ता निर्देशक थोड्या काळासाठी स्थापित मर्यादा ओलांडतात. वारंवारता नाममात्र मूल्यापासून 5 Hz ने विचलित होऊ शकते. व्होल्टेज शून्यावर येऊ शकते. भविष्यात गुणवत्ता निर्देशक पुनर्संचयित केले पाहिजेत.

A. A. Lopukhin गुपितेशिवाय अखंड वीज पुरवठा