Напряжение в электрической сети: Напряжение электросети | CLAGE-РОССИЯ

Содержание

Напряжение электрической сети

Определение 1

Напряжение электрической сети (или сетевое напряжение) является среднеквадратичным (действующим) значением напряжения в электросети переменного тока, которая доступна для конечного потребителя.

Среднее значение напряжения электрической сети

Базовые параметры для сети переменного тока, такие как частота и напряжение, будут различными для каждого региона. Так, большинству европейских стран будет доступно низкое сетевое напряжение, составляющее в трёхфазных сетях 230/400 В с частотой в 50 Гц, в промышленных сетях при этом оно составит 400/690 В.

Если напряжение электрической сети будет выше (от 1000 В до 10 кВ), можно зафиксировать уменьшение потерь при передаче электроэнергии. Это позволит задействовать более мощные электроприборы. В то же время увеличивается тяжесть последствий при поражения током неподготовленных пользователей электроэнергии от незащищенных сетей.

С целью задействования электроприборов, ориентированных на одно сетевого напряжения, в районах, где нужно использовать другое, потребуются соответствующие преобразователи в виде, например, трансформаторов.

Определенные виды электроприборов (они в основном, из разряда специализированных и не относятся к бытовым) нормально функционируют не только в зависимости от напряжения, но и от частоты питающей сети.

У современного высокотехнологичного электрооборудования с импульсными преобразователями напряжения могут быть переключатели на разные значения сетевого напряжения. При этом допускается их отсутствие. Таким электрооборудованием допускается широкий диапазон входных напряжений, варьируемый от 100 до 240 В, номинальная частота при этом – 50-60 ГЦ. Это позволяет применять такие электроприборы без преобразователей буквально в любой стране мира.

Параметры напряжения электрической сети в России

Замечание 1

Производителями электроэнергии генерируется переменный ток промышленной частоты (в России она составляет — 50 Гц). В большинстве случаев линии электропередач передают трехфазный ток. Такой ток повышается до сверхвысокого и высокого напряжения посредством работы трансформаторных подстанций, устанавливаемых вблизи электростанций.

По межгосударственному стандарту ГОСТ 29322-2014, сетевое напряжение должно составлять 230 В, а частота при этом будет 50Гц. При этом продолжают применяться системы 220/380 В и 240/415 В.

На сельских улицах к жилым домам подводят четырехпроводные ЛЭП (линии электропередачи). Это означает присутствие трех фазовых проводов и одного нейтрального провода (нулевого). Входные автоматы и счетчики энергопотребления зачастую используются на три фазы.

К однофазной розетке подводятся такие виды проводов:

  • фазовый;
  • нулевой провод;
  • провод защитного заземления (зануления).

Замечание 2

Электрическое напряжение между «фазой» и «нулем» составляет 230 Вольт. Согласно правилам устройства электрических установок (ПУЭ-7), продолжает применяться величина напряжения в 220В. При этом в сети по факту напряжение практически всегда оказывается выше данного значения, достигая в своем максимуме 250В и колеблясь до 190В.

Формулы измерения сетевого напряжения

Частота напряжения электрической сети может быть определена без задействования внешних дополнительных средств для измерения (как например, компараторов). Однако это может отразиться на точности ее измерения, существенно снижая ее.

Методика таких измерений заключается в следующем: производится выборка за период сетевого напряжения из $N$ значений амплитуды напряжения. Далее суммируются результаты (исключается знак). После этого они усредняются. Полученный результат будет зависеть от коэффициента:

$\frac{2 \sqrt{2}}{\pi}$

Указанный коэффициент помогает установить зависимости действительного значения синусоидального сигнала и средневыпрямленного. Такой метод измерений достаточно прост, не требует большого числа ресурсов микроконтроллера (временных и ресурсов памяти).

При изменении сигнала сетевого напряжения за основу берется синусоидальный закон (в результате использования на электростанции синхронных генераторов). Частота изменения сигнала при этом будет 50-60 ГЦ.

На практике фиксируется или значительное искажение синусоиды напряжения или замена ее прямоугольными импульсами. Причиной этому становится:

  • воздействие сторонних факторов в виде подключения к сети нелинейных нагрузок большой мощности;
  • использование инверторов с выходным квазисинусоидальным напряжением.
    2$

    Частота напряжения вычисляется по формуле:

    $F=\frac{F_д}{N_1+N_2}$, где $F_д$ — частота дискретизации.

    Напряжение электрических сетей — Электроснабжение объектов

    Напряжение электрических сетей

    Электрическое оборудование, применяемое в электрических системах, характеризуется номинальным напряжением. При номинальном напряжении электроустановки работают в нормальном и экономичном режимах. Номинальное напряжение сети совпадает с номинальным напряжением ее приемников. Первичные обмотки трансформаторов (независимо от того, повышающие они или понижающие) играют роль потребителей электроэнергии, поэтому их номинальное напряжение принимают равным номинальному напряжению электроприемников.

    Генераторы электрических станций и вторичные обмотки трансформаторов находятся в начале питаемой ими сети, поэтому их напряжения должны быть выше номинального напряжения приемников на величину потерь напряжения в сети.

    Обычно принимают номинальное напряжение вторичных обмоток трансформатора на 5 или 10 % выше номинального для электроприемников и сети.

    ЛЭП, предназначенные для распределения электроэнергии между отдельными потребителями в некотором районе и для связи энергосистем, могут выполняться как на большие, так и на малые расстояния и служить для передачи мощностей различных величин. Для дальних передач большое значение имеет пропускная способность, т.е. наибольшая мощность, которую можно передавать по ЛЭП с учетом всех ограничивающих факторов.

    Для воздушных ЛЭП переменного тока можно приближенно считать, что максимальная мощность, которую они могут передать, примерно пропорциональна квадрату напряжения и обратно пропорциональна длине передачи. Стоимость сооружения можно принять пропорциональной величине напряжения. Поэтому в развитии передач электроэнергии на расстояние наблюдается тенденция к увеличению напряжения как главного средства увеличения пропускной способности. Со времени создания первых ЛЭП напряжение повышалось в 1,5 — 2 раза примерно каждые 15… 20 лет.

    Рост напряжения давал возможность увеличивать протяженности ЛЭП и передаваемые мощности.

    Читать далее:
    Конструктивное устройство электрических сетей внутри зданий
    Устройство сетей
    Виды электропроводок
    Схемы построения осветительных и силовых сетей
    Вводные и вводно-распределительные устройства
    Выбор напряжений сетей

    Основные положения и определения о освещении
    Способы прокладки кабелей напряжением
    Кабельные линии
    Воздушные линии


    Почему в странах неодинаковые напряжение и частота в электрической сети

    Почему в странах неодинаковые напряжение и частота в электрической сети

    Электрическая сеть — совокупность электроустановок, предназначенных для передачи и распределения электроэнергии от электростанции к потребителю.

    На территории Советского Союза до 1960-х годов переменное сетевое напряжение имело действующее значение 127 вольт. В Соединенных Штатах в те же годы напряжение в розетке достигало 120 вольт. Позже действующие значения напряжений в сетях будут стандартизированы с изменениями, с целью снижения расходов меди на провода, ибо для передачи одной и той же электрической мощности нужно тем меньшее сечение проводов, чем меньше ток, а ток в проводе будет тем меньше, чем выше напряжение при передаче.

    Однако данный переход произойдет не сразу. Экономически передача электроэнергии на повышенном напряжении, конечно, выгоднее, но вот переход на другое напряжение в масштабах страны — мероприятие отнюдь не из дешевых, не говоря уже об изменении стандартов частоты тока.\

    Исторически первые электрические сети в США обязаны своим напряжением в 110 вольт знаменитому изобретателю Томасу Альва Эдисону. Это его лампочки с угольными нитями накала были рассчитаны на питание постоянным напряжением в 100 вольт еще до победы Николы Тесла в «Войне токов», которая (победа) постепенно утверждалась в умах инженеров начиная с 1928 года.

    Дело в том, что типовое напряжение электростанций постоянного тока Эдисона было как раз 110 вольт, ибо 10 вольт попросту пропадали в процессе передачи, так как добрая доля передаваемой мощности просто рассеивалась в проводах в форме тепла по закону Джоуля-Ленца. При этом компания Эдисона даже не помышляла о том, чтобы отказаться от своего стандарта в 110 вольт.

    С изобретением в 1883 году Николой Тесла асинхронного двигателя переменного тока, началась широкая электрификация Европейского континента, где лампы накаливания нить накала имели металлическую, и напряжение такой лампе требовалось удвоенное — 220 вольт, которое сначала стали получать путем параллельного соединением двух линий по 110 вольт, что экономически выходило все равно не выгодно.

    Так 220 вольт переменного тока появились в Берлине сразу, как только город начали масштабно электрифицировать, и потери мощности при передаче снизились в итоге вчетверо. Дальше повышать напряжение не стали, так как это получилось бы не безопасно для человека.

    В Соединенных Штатах Америки сегодня стандартной системой электроснабжения является TN-C-S. В системе TN-C-S трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токопроводящих частей с землей и наглухо заземленную нейтраль.

    Для обеспечения связи на участке трансформаторная подстанция — ввод в здание применяется совмещённый нулевой рабочий (N) и защитный проводник (PE) принимающий обозначение PEN. Однофазное напряжение здесь теперь 120/240 вольт, оно обеспечивается понижающим трансформатором с заземленным центаральным выводом.

    Общепринятая частота переменного тока в Штатах на данный момент — 60 Гц, что теоретически позволяет расходовать меньше меди и железа на трансформаторы и двигатели, чем потребовалось бы при частоте в 50 Гц.

    Однако, что касается среднего значения, близкого к историческим 110 вольтам, то в США оно, пожалуй, осталось как дань Эдисону, слишком уж много ЛЭП на 110 вольт было понастроено во времена его славы. С другой стороны 110 вольт безопаснее для человека чем 220 вольт. Чем не плюс в пользу США?

    По сравнению с США, в Европе и в России, с широким внедрением сетей переменного тока, стандарт 220 вольт появился сразу. После войны в СССР трансформаторы по всей стране заменяли на новые, сразу устанавливали с выходным напряжением 220 вольт вместо былых 110-127 вольт. В СССР к выбору стандартного напряжения приложили руку немецкие ученые, которые принимали участие в электрификации страны.

    Так и повелось «220 вольт с частотой 50 Гц» в Советском Союзе, а затем и в России и в странах СНГ. В Европе сегодня стандартное напряжение 230 вольт 50 Гц, в России фактически также, но официально данное значение стало регламентировано для России после 90-х следующим документом — ГОСТ 29322-2014.

    Ранее ЭлектроВести писали, что еще в прошлом году стало известно, что электромобиль Opel Corsa запустят в производство в 2019 году. До официальной презентации новинки остается еще несколько недель (ориентировочно — в июне), однако благодаря утечке мы уже сейчас можем оценить дизайн модели. Старт продаж новой Opel Corsa в версиях с бензиновым, дизельным и электрическим двигателем запланирован на осень текущего года.

    По материалам: electrik.info.

    Номинальные напряжения электрических сетей | elesant.ru

     

    Напряжения электрических сетей

    Важнейшей характеристикой любой электрической сети является её номинальное напряжение (U ном.). Именно на это напряжение производится расчет всего оборудования ЭС. Определяется номинальное напряжение электросети переправляемой активной мощностью и протяженностью ЛЭП.

    Согласно стандартам принята линейка номинальных межфазных напряжений ЭС (электросети) и ЭП (электроприёмников) до 1000 Вольт, а именно: 220 Вольт, 380 Вольт, 660 Вольт. (гост 21128_75).

    Для ЭС и ЭП переменного тока выше 1000 Вольт, установлена следующая линейка межфазных напряжений: 380 В, 3000 В, 6000 В, 10000 В, 20000 В, 35000 В, 110000 В, 150 000 В, 220 000 В, 330 000 В, 500 000 В, 750000 В, 1150000 В. (гост 721_77)

    Классы электросетей по напряжению

    В таблице видим классы электросетей по напряжению. Как видим сети делятся на: электросети низкого (НН), среднего (СН), высокого (ВН), сверх высокого (СВН), ультра высокого (УВН) напряжений.

    Условия нормальной работы электрической сети

    Для стабильной работы электроприёмников, должно соблюдаться следующее правило равенства напряжений: номинальное напряжение электроприемников должно равняться номинальному напряжению электросети. Uном.эп =Uном.сети. Но обеспечить такое равенство, при котором не будет, ни потерь, ни убытков на практике не возможно.

    Нагрузка электроприёмников не может быть постоянной, она меняется и отклоняется от номинального значения. Принята допустимая зона отклонения напряжения электроприёмника в ±5%.

    Кроме этого, протяженность ЛЭП предполагает потерю напряжения на линии, а это значит, что напряжение у приёмника будет меньше, напряжения у источника. Разница напряжений и будет величина потерь.  Это учитывается при проектировании и по ГОСТ, напряжения (ном.) вырабатываемые генераторами, должны быть на 5% больше необходимого напряжения сети.

    Напряжения на обмотках трансформаторов ЭС

    Повышающие трансформаторы на первичных обмотках должны иметь напряжение равное напряжению генераторов. Напомню, повышающие трансформаторы стоят сразу после генераторов электроэнергии на ТЭЦ или ГЭС.

    Первичные обмотки понижающих трансформаторов по отношению к сети являются потребителями, поэтому напряжение на них должно равняться номинальному напряжению сети.  

    Посмотрим на вторичные обмотки трансформаторов. Они, у обоих типов трансформаторов, являются источником напряжения для питаемой электросети. Поэтому, напряжение вторичных обмоток трансформаторов должно быть на 5%, а иногда и на 10% больше нужного напряжения  сети.

    Все эти 5-10 % нужны для компенсации падения напряжений в электрической сети. Иллюстрация компенсации и падения напряжения смотрим на эпюре напряжений.

    Вводы

    Суммируя всё вышесказанное, делаем выводы:

    • U ген. должно быть на 5% больше U ном. сети;
    • U первичных обмоток повышающих трансф-ов должно совпадать с напряжением генераторов, а следовательно должно быть на 5% больше U ном. сети;
    • U вторичных обмоток повышающих трансф-ов должно быть на 5-10% быть больше U ном. сети;
    • U первичных обмоток понижающих трансф-ов должно равняться U ном. сети;
    • U вторичных обмоток понижающих трансф-ов должно быть на 5-10% быть больше U ном. сети.

    ©Elesant.ru

    Другие статьи раздела: Электрические сети

     

     

    Чему равно номинальное напряжение сети. Номинальные напряжения электрической сети

    При проектировании развития электрической сети одновременно с разработкой вопроса о конфигурации электрической сети решается вопрос о выборе ее номинального напряжения. Шкала номинальных линейных напряжений электрических сетей установлена ГОСТ 721-77 и составляет следующий ряд:

    0,38; 3; 6; 10; 20; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750; 1150 кВ.

    При выборе номинального напряжения сети учитываются следующие общие рекомендации:

    напряжения 6…10 кВ используются для промышленных, городских и сельскохозяйственных распределительных сетей; наибольшее распространение для таких сетей получило напряжение 10 кВ; применение напряжения 6 кВ для новых объектов не рекомендуется, а может использоваться при реконструкции существующей электрической сети при наличии в ней высоковольтных двигателей на такое напряжение;

    в настоящее время в связи с ростом нагрузок коммунально-бытового сектора имеется тенденция к повышению напряжения распределительных сетей в крупных городах до 20 кВ;

    напряжение 35 кВ широко используется для создания центров питания сельскохозяйственных распределительных сетей 10 кВ; в связи с ростом мощностей сельских потребителей для этих целей начинает применяться напряжение 110 кВ;

    напряжения 110…220 кВ применяются для создания региональных распределительных сетей общего пользования и для внешнего электроснабжения крупных потребителей;

    напряжения 330 кВ и выше используются для формирования системообразующих связей ЕЭС и для выдачи мощности крупными электростанциями.

    Исторически в нашей стране сформировались две системы напряжений электрических сетей (110 кВ и выше). Одна система 110(150), 330, 750 кВ характерна в основном для Северо-Запада и частично Центра и Северного Кавказа. Другая система 110, 220, 500 кВ характерна для большей части территории страны. Здесь в качестве следующей ступени принято напряжение 1150 кВ. Электропередача такого напряжения строилась в 80-х годах прошлого века и предназначалась для передачи электроэнергии из Сибири и Казахстана на Урал. В настоящее время участки электропередачи 1150 кВ временно работают на напряжении 500 кВ. Перевод этой электропередачи на напряжение 1150 кВ будет осуществлен позднее.

    Номинальное напряжение отдельной линии электропередачи является, главным образом, функцией двух параметров: мощности Р , передаваемой по линии, и расстояния L , на которое эта мощность передается. В связи с этим имеется несколько эмпирических формул для выбора номинального напряжения линии, предложенных разными авторами.

    Формула Стилла

    U ном = , кВ,

    где Р , кВт, L , км, дает приемлемые результаты при значениях L 250 км и Р 60 МВт.

    Формула Илларионова

    U ном = ,

    где Р , МВт; L , км, дает удовлетворительные результаты для всей шкалы номинальных напряжений от 35 до 1150 кВ .

    Выбор номинального напряжения электрической сети, состоящей из определенного количества линий и подстанций, является в общем случае задачей технико-экономического сравнения различных вариантов. Здесь, как правило, необходимо учитывать затраты не только на линии электропередачи, но и на подстанции. Поясним это на простом примере.

    Проектируется электрическая сеть, состоящая из двух участков длиной L1 и L 2 (рис. 4.1,а ). Предварительная оценка номинального напряжения показала, что для головного участка следует принять напряжении 220 кВ, а для второго участка 110 кВ. В этом случае необходимо сравнить два варианта.

    В первом варианте (рис. 4.1,б ) вся сеть выполняется на напряжение 220 кВ. Во втором варианте (рис. 4.1,в ) головной участок сети выполняется на напряжении 220 кВ, а второй участок – на напряжении 110 кВ.

    Во втором варианте линия W 2 напряжением 110 кВ и подстанция 110/10 кВ с трансформатором Т будут дешевле, чем линия W 2 напряжением 220 кВ и подстанции 220/10 кВ с трансформатором Т 2 первого варианта. Однако подстанция 220/110/10 кВ с автотрансформатором АТ второго варианта будет дороже, чем подстанция 220/10 кВ с трансформатором Т 1 первого варианта.


    а) б) в)

    Рис. 4.1. Схема (а ) и два варианта (б ) и (в ) напряжений сети

    Окончательный выбор напряжения сети определится в результате сравнения этих вариантов по затратам. При отличии затрат менее чем на 5 % предпочтение следует отдать варианту с более высоким номинальным напряжением.

    Каждая электрическая сеть характеризуется номинальным напряжением,на которое рассчитывается её оборудование. Номинальное напряжение обеспечивает нормальную работу электропотребителей (ЭП), должно давать наибольший экономический эффект и определяется передаваемой активной мощностью и длиной линии электропередачи.

    ГОСТ 21128-75 введена шкала номинальных междуфазных напряжений электрических сетей и приёмников до 1000 В переменного тока: 220,380, 660 В.

    ГОСТ 721-77 введена шкала номинальных междуфазных напряжений электрических сетей переменного тока свыше 1000 В:

    0,38, 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150.

    В табл. 2.1. представлена классификация электрических сетей, где показано деление на сети низшего (НН), среднего (СН), высшего (ВН), сверхвысокого (СВН) и ультравысокого (УВН) напряжения.

    Нагрузка ЭП не остаётся постоянной, а меняется в зависимости от из­менения режима работы (например, в соответствии с ходом технологическо­го процесса производства), поэтому напряжение в узлах сети постоянно от­клоняется от номинального значения, что снижает качество электроэнергии и влечёт за собой убытки. Исследования показали, что для большинства электроприёмников устойчивая зона ограничена значениями отклонений напряжения

    Исследования показали, что для большинства элек­троприёмников устойчивая зона ограничена значениями отклонений напря-

    Как правило, напряжение в начале линии больше напряжения в конце и отличается на величину потерь напряжения

    Для приближения напряжения потребителя U 2 к номинальному напря­жению электрической сети и обеспечения качественной энергией номинальные напряжения генераторов напряжения сети установлены ГОСТом на 5 % больше номинального

    Так как первичные обмотки повышающих трансформаторов непосред­ственно должны быть одинаковыми подключены к зажимам генераторов, то их номинальные напряжения

    Первичные обмотки понижающих трансформаторов являются потреби­телями по отношению к сетям, от которых они питаются, поэтому должно выполняться условие

    В последнее время промышленность выпускает понижающие транс­форматоры напряжением 110-220 кВ с напряжением первичной обмотки на 5 % больше номинального напряжения сети



    Вторичные обмотки как понижающих, так и повышающих трансфор­маторов являются источниками по отношению к питаемой ими сети. Номи­нальные напряжения вторичных обмоток имеют значения на 5-10 % больше номинального напряжения этой сети

    Это делается для того, чтобы компенсировать падение напряжения в питае­мой сети. На рис. 2.1 представлена эпюра напряжения, которая наглядно ил­люстрирует вышесказанное.

    2.2. Режимы нейтралей электрических сетей

    Нулевая точка (нейтраль) трехфазных электрических сетей может быть заземлена наглухо (рис. 2.2, а), заземлена через высокоомное сопротивление (рис. 2.2, б) или же изолирована от земли (рис. 2.2, в).


    Режим нейтрали в электрических сетях до 1000 В определяется безо­пасностью обслуживания сетей, а в сетях выше 1000 В — бесперебойностью электроснабжения, экономичностью и надежностью работы электроустано­вок. Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) работа электроустано­вок напряжением до 1000 В допускается как с глухозаземленной, так и с изо­лированной нейтралью.

    Конец работы —

    Эта тема принадлежит разделу:

    ЛЕКЦИЯ 1.

    ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ

    План… Основные понятия и определения…

    Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

    Что будем делать с полученным материалом:

    Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

    Все темы данного раздела:

    Характеристика системы передачи электрической энергии
    Основу системы передачи электрической энергии от электрических станций, её производящих, до крупных районов электропотребления или распределительных узлов ЭЭС составляют развитые се

    Характеристика систем распределения электрической энергии
    Назначение распределительных сетей — доставка электроэнергии непосредственно потребителям напряжением 6-10 кВ, распределение электроэнергии между подстанциями 6-110/0,38-35 кВ район

    Система передачи и распределения электрической энергии
    В п. 1.3 приведена характеристика систем передачи и распределения ЭЭ. Рассмотрим взаимосвязи этих систем на примере. В качестве примера рассмотрим упрощённую принципиальную

    Режим нейтрали сетей до 1000 В с глухозаземленной нейтралью
    Наиболее распространенные — четырёхпроводные сети трехфазного то­ка напряжением 380/220, 220/127, 660/380 (рис. 2.3) (числитель соответствует линейному напряжению, а знаменатель — фазному напряжени

    Низковольтные сети с изолированной нейтралью
    Это трёхпроводные сети, которые нашли применение для питания осо­бо ответственных потребителей при малой разветвленности сетей при обес­печении в сетях контроля фазной изоляции. Это

    Высоковольтные сети с изолированной нейтралью
    Потребитель включен на линейное напряжение, нейтраль и земля в симметричном режиме совпадают. Напряжение, которое должна выдержи­вать изоляция, — это напряжение между фазой и землей

    Высоковольтные сети с компенсированной нейтралью
    Эти сети также относят к сетям с малым током замыкания на землю (рис. 2.9).

    Высоковольтные сети с глухозаземленной нейтралью
    К таким сетям относятся сети с номинальным напряжением 110 кВ и выше и большим током замыкания на землю (&g

    Вопросы для самопроверки
    1. Что такое номинальное напряжение? 2. Каков номинальный ряд напряжений электрических сетей? 3. Какова классификация электрических сетей по напряжению, охвату территории, назначе

    ЛЕКЦИЯ 3. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
    План 1. Назначение воздушных линий электропередачи. 2. Конструктивное исполнение воздушных линий. 3. Опоры ВЛ. 4. Провода ВЛ. 5. Грозоза

    Воздушные линии электропередачи
    Воздушными называются линии, предназначенные для передачи и рас­пределения ЭЭ по проводам, расположенным на открытом воздухе и под­держиваемым с помощью опор и изоляторов. Воздушные

    Кабельные линии электропередачи
    Кабельная линия (КЛ) — линия для передачи электроэнергии, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей, выполненная каким-либо способом прокладки (рис 3.12). Кабельные ли

    Вопросы для самопроверки
    1. Как классифицируются линии электропередачи по конструктивному исполнению? 2. Какими факторами определяется выбор типа ЛЭП? 3.Каким требованиям должны удовле

    Активное сопротивление
    Обусловливает нагрев проводов (тепловые потери) и зависит от мате­риала токоведущих проводников и их сечения. Для линий с проводами не­большого сечения, выполненных цветным металлом

    ЛЭП со стальными проводами
    Основное достоинство стальных проводов — их высокие механические свойства. В частности, временное сопротивление на разрыв стальных прово­дов достигает 600-700 МПа (60-70 кг/мм2

    Вопросы для самопроверки
    1.Для каких целей используют схемы замещения? Назовите преимущества и недостатки этих схем. 2. Какова физическая сущность активного сопротивления ЛЭП? 3. Как и в к

    ЛЕКЦИЯ 5. ПАРАМЕТРЫ И СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ДВУХОБМОТОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
    План 1. Назначение, условные обозначения, схемы соединения обмоток и векторные диаграммы напряжений трансформаторов. 2.Двухобмоточные трансформаторы.

    Двухобмоточные трансформаторы
    При расчётах режимов трёхфазных электрических сетей с равномерной загрузкой фаз трансформаторы в расчётных схемах представляются схемой замещения для одной фазы.

    Виды и назначения устройств
    Рассматриваются устройства, компенсирующие реактивную мощность: статические конденсаторные батареи, шунтирующие реакторы, статические тиристорные компенсаторы (СТК) и синхронные ком

    Номинальные напряжения электрических сетей общего назначения переменного тока в РФ установлены действующим стандартом (табл. 4.1). Таблица 4.1

    Международная электротехническая комиссия (МЭК) рекомендует стандартные напряжения выше 1000 В для систем с частотой 50 Гц, указанные в табл. 4.2. Таблица 4.2


    Известен ряд попыток определить экономические зоны применения электропередач разных напряжений. Удовлетворительные результаты для всей шкалы номинальных напряжений в диапазоне от 35 до 1150 кВ дает эмпирическая формула, предложенная Г. А. Илларионовым:


    где L — длина линии, км, P — передаваемая мощность, МВт. В России получили распространение две системы напряжений электрических сетей переменного тока (110 кВ и выше): 110-330-750 кВ — в ОЭС Северо-Запада и частично Центра — и 110-220-500 кВ — в ОЭС центральных и восточных регионов страны (см. также п. 1.2). Для этих ОЭС в качестве следующей ступени принято напряжение 1150 кВ, введенное в ГОСТ в 1977 г. Ряд построенных участков электропередачи 1150 кВ временно работают на напряжении 500 кВ. На нынешнем этапе развития ЕЭС России роль системообразующих сетей выполняют сети 330, 500, 750, в ряде энергосистем — 220 кВ. Первой ступенью распределительных сетей общего пользования являются сети 220, 330 и частично 500 кВ, второй ступенью — 110 и 220 кВ; затем электроэнергия распределяется по сети электроснабжения отдельных потребителей (см. пп. 4.5–4.9). Условность деления сетей на системообразующие и распределительные по номинальному напряжению заключается в том, что по мере роста плотности нагрузок, мощности электростанций и охвата территории электрическими сетями увеличивается напряжение распределительной сети. Это означает, что сети, выполняющие функции системообразующих, с появлением в энергосистемах сетей более высокого напряжения постепенно «передают» им эти функции, превращаясь в распределительные. Распределительная сеть общего назначения всегда строится по ступенчатому принципу путем последовательного «наложения» сетей нескольких напряжений. Появление следующей ступени напряжения связано с ростом мощности электростанций и целесообразностью ее выдачи на более высоком напряжении. Превращение сети в распределительную приводит к сокращению длины отдельных линий за счет присоединения к сети новых ПС, а также к изменению значений и направлений потоков мощности по линиям. При существующих плотностях электрических нагрузок и развитой сети 500 кВ отказ от классической шкалы номинальных напряжений с шагом около двух (500/220/110 кВ) и постепенным переходом к шагу шкалы около четырех (500/110 кВ) является техническии экономически обоснованным решением. Такая тенденция подтверждается опытом передовых в техническом отношении зарубежных стран, когда сети промежуточного напряжения (220–275 кВ) ограничиваются в своем развитии. Наиболее последовательно такая техническая политика проводится в энергосистемах Великобритании, Италии, Германии и других стран. Так, в Великобритании все шире используется трансформация 400/132 кВ (консервируется сеть 275 кВ), в Германии — 380/110 кВ (ограничивается в развитии сеть 220 кВ), в Италии — 380/132 кВ (консервируется сеть 150 кВ) и т. д. Наибольшее распространение в качестве распределительных получили сети 110 кВ как в ОЭС с системой напряжений 220–500 кВ, так и 330–750 кВ. Удельный вес линий 110 кВ составляет около 70 % общей протяженности ВЛ 110 кВ и выше. На этом напряжении осуществляется электроснабжение промышленных предприятий и энергоузлов, городов, электрификация железнодорожного и трубопроводного транспорта; они являются верхней ступенью распределения электроэнергии в сельской местности. Напряжение 150 кВ получило развитие только в Кольской энергосистеме и для использования в других регионах страны не рекомендуется. Напряжения 6-10–20-35 кВ предназначены для распределительных сетей в городах, сельской местности и на промышленных предприятиях. Преимущественное распространение имеет напряжение 10 кВ; сети 6 кВ сохраняют значительный удельный вес по протяженности, но, как правило, не развиваются и по возможности заменяются сетями 10 кВ. К этому классу примыкает имеющееся в ГОСТ напряжение 20 кВ, получившее ограниченное распространение (в одном из центральных районов г. Москвы). Напряжение 35 кВ используется для создания ЦП сетей 10 кВ в сельской местности (реже используется трансформация 35/ 0,4 кВ).

    что нужно знать ᐉ читать на Elektro.in.UA

    Уровень напряжения считается основным критерием, по которому определяют качество энергоснабжения. Все электрическое оборудование рассчитано на работу в определенных пределах колебания напряжения. За единицу измерения данного показателя принят 1 вольт. На его уровень влияет много факторов, а потому ток в сети переменный, и в случае резкого изменения рабочих параметров, он представляет опасность для электрического оборудования. Чтобы избежать таких проблем, производители часто интегрируют в конструкцию электрического оборудования преобразователи переменного тока, что повышает стоимость техники, но и делает ее более надежной. Также можно использовать стабилизаторы напряжения, способные выпрямлять его во время скачков. Рассмотрим какими бывают параметры сетей.

    Какое напряжение в сетях

    Как известно, электричество вырабатывается генераторами на электростанциях. До попадания к потребителю на промышленные объекты или в жилые дома, электричество проходит несколько преобразований. От электростанции по энергосистеме оно передается на подстанции. Там, преобразуясь через трансформаторы, передается в жилые дома и другие объекты на щитовые. От щитовых электричество подводится к счетчику в жилых квартирах и только после этого к точкам раздачи и потребления.

    На начальном этапе вырабатываемое напряжение достигает 400 тысяч вольт, но в процессе передачи и преобразований потребитель получает стандартное значение этого параметра в зависимости от типа сети. Самое большое распространение получили два стандарта сети:

    1. Европейский. Напряжение в таких сетях колеблется в пределах 220-240 вольт с частотой 50 герц. Для потребления электричества оборудование должно быть оснащено вилками типа С — М.

    2. Американский. Характеризуется значением 100-127 вольт и частотой 60 герц. Для потребления требуются вилки стандартов А — В.

    Большинство стран на планете пользуются такими стандартами. Следовательно, львиная доля выпускаемого электрооборудования адаптирована под эти параметры. В Украине принят европейский стандарт сети с частотой 50 герц. Предусмотрены однофазные и трехфазные линии с напряжением 220 и 380 вольт соответственно. Поэтому в розетках жилых помещений оно составляет 220 вольт, а к производственным или коммерческим объектам чаще всего подключается однофазное и двухфазное напряжение 380 вольт. Возможны отклонения от этих параметров в пределах норм, которые мы рассмотрим ниже.

    Какое напряжение в сети считается нормальным

    При передаче электричества по энергосистеме напряжение теряется, так как часть энергии уходит на нагрев проводников. Задача регулировки параметров сети заключается в том, чтобы достичь

      стабильных 220 вольт. Это не всегда получается, но практически все электрооборудование выдерживает незначительные отклонения сети от параметров — до 5%. Поэтому нормальным напряжением считается 209-231 вольт. При таких параметрах работа электрооборудования абсолютно безопасна, независимо от продолжительности эксплуатации.

    Кроме вышеуказанных условий, нормальным напряжением считается отклонение от общепринятых стандартов на 10%, но на короткий промежуток времени. Такие отклонения возникают в аварийных ситуациях или переключениях, после которых они быстро устраняются. Большинство предлагаемого на рынке оборудования может некоторое время работать при напряжении в пределах 198-242 вольт. При понижении этого значения ниже минимального, эффективность работы оборудования в разы снижается или оно прекращает функционировать. При завышении параметров из строя выходят защитные устройства электроприборов

    Напряжение электрических сетей в России

    Вопрос:
    Какое напряжение в сети считается нормальным? В различных странах напряжение в розетке может быть разным, также и частота в ГЦ может отличаться. В России же общепринятое напряжение в 220 вольт, но не так давно по ГОСТу заменили на 230 Вольт. Когда это произошло, какие теперь параметры по ГОСТу в этой статье. 


    Ответ:

    В настоящее время в мире  используют разное  напряжение в используемых электрических сетях.

     В Европе 230 вольт и большинстве стран мира (в 175 государствах) напряжение в сети лежит в пределах 220-240 вольт (частотой 50-60 Гц) в список этих государств входит и наша Россия с напряжением  по старому     ГОСТ 13109-97 определяющим 220 В с 10% отклонением от 198 до 242 В, с частотой от 49.6 до 50.4 Гц, и отклонением коэффициента не синусоидальности не более чем 10 %.

    ГОСТ принятый в 2010 году   ГОСТ Р 54149-2010 давал более жесткие рамки для поставщиков электроэнергии, например :

     Отклонение частоты. Согласно новому ГОСТ Р 54149-2010 в синхронизированных системах они не должны превышать ± 0,2 Гц в течение 95 % времени интервала измерения частоты в одну неделю и ± 0,4 Гц в течение 100 % времени измерения в одну неделю, а в изолированных системах отклонения должны быть не более ± 1 Гц в течение 95 % времени интервала в одну неделю и ± 5 Гц в течение 100 % времени. 

    В стандарте же EN50160 установлено, что в синхронизированных системах отклонения частоты не должны превышать ± 0,5 Гц в течение 95 % времени и должны находиться в диапазоне от + 2 Гц до — 3 Гц в течение 100% времени, а в изолированных системах должны быть не более ± 1 Гц в течение 95 % времени и ± 7,5 Гц в течение 100 % времени.

    На сегодняшний день действует ГОСТ 29322-2014 скачать, с 2014 года.

      

    Зато в Японии и на американском континенте не много ни мало, а (в 39 странах) стандартное напряжение составляет от 100 до 127 вольт

    Особо  выделяется Бразилия, в северных районах которой стандартным напряжением является 127 вольт, а в остальных — 220. В Японии же, при стандартном напряжении в 110 вольт, частота сети может меняться от 50 до 60 Гц. 

    Основным решением по качественному электропитанию, являются стабилизаторы напряжения.

    К сожалению, аварийные ситуации в электрических сетях нашей родины достаточно часты, и последствия  изменений напряжения в наших домах приводят к выходу из строя дорогостоящих электроприборов, стоимость которых намного превосходит цены стабилизаторов напряжения и цены устройств защиты от импульсных перенапряжений.

    Современные технологии позволяют обеспечить бесперебойное электроснабжение с заданными параметрами, одними из таких приборов которые могут помочь, являются ИБП HIDEN, еще более прогрессивным ИБП ECOVOLT.

     

     

    Электрическая сеть — обзор

    4.1 Введение

    Синтез электрических сетей — это область электротехники, в которой пытаются найти сеть по заданным спецификациям. В большинстве случаев это применяется к фильтрам, состоящим из различных элементов.

    Эта глава начинается с нескольких слов об истории. До Второй мировой войны основным продуктом связи были радиостанции, работающие с амплитудной модуляцией. Станции передавали на разных частотах, и нужно было получить только желаемую и подавить все остальные.Это привело к разработке различных фильтров. Два человека внесли фундаментальный вклад в теорию конструкции фильтров: Дарлингтон из США и Кауэр из Германии.

    Со временем было обнаружено, что фильтры конденсаторов индуктивности (LC) не подходят для многих приложений, особенно в низкочастотных областях, где катушки индуктивности большие и тяжелые. Возникла идея: заменить катушки индуктивности активными цепями из усилителей с обратной связью через резисторы и / или конденсаторы.Это была эпоха активных сетей, примерно в 1960–1980-х годах ХХ века.

    Технологический прогресс и миниатюризация привели к созданию интегральных схем с попыткой получить полные фильтры на кристалле. Здесь выяснилось, что использовать резисторы неудобно, и возникла новая идея коммутируемых конденсаторных сетей. В этих сетях резисторы заменены конденсаторами с быстрым переключением, которые действуют примерно как резисторы. В таких сетях у нас только конденсаторы, а транзисторы работают как усилители или переключатели.Конденсаторы и транзисторы подходят для интеграции.

    Новые разработки продолжают находить свое применение. В этой главе пояснения в основном ограничиваются жидкокристаллическими фильтрами. Коммутируемые конденсаторные сети и более поздние теоретические разработки слишком сложны, чтобы охватить их в этом кратком обзоре.

    Возвращаясь теперь к синтезу фильтров, это обсуждение должно сначала прояснить соответствующие теоретические инструменты. Фильтры — это линейные устройства, которые позволяют использовать теории линейных сетей. Характеристики фильтров почти всегда даются в виде откликов в частотной области, что приводит к использованию преобразования Лапласа.В этой главе предполагается, что читатель хотя бы в некоторой степени знаком с концепцией преобразования, потому что обсуждение касается комплексной плоскости, комплексной переменной s , откликов в частотной области, полюсов и нулей. Дается достаточный объем информации, чтобы читатель мог освежить свои знания.

    Объяснение сети распределения электроэнергии инженерам-электрикам

    Напряжение первичного распределения

    В Великобритании для обеспечения первичного распределения обычно используются напряжения 132 кВ, 110 кВ, 66 кВ, 33 кВ и 11 кВ с напряжением 380-415 В. трехфазное и нейтральное питание низкого напряжения для небольших потребителей, таких как жилые или небольшие коммерческие помещения, где однофазное напряжение 220–240 В на нейтраль отключено от трехфазного источника питания.Сеть распределения энергии

    , объясненная инженерам-электрикам (новичкам) — фото предоставлено: powersystemsuk.co.uk

    Пример трехфазной сети распределения энергии показан на Рисунке 1 ниже.

    Трехфазная распределительная сеть

    Напряжение распределения в континентальной Европе обычно составляет 110 кВ, 69 кВ и 20 кВ , но практика варьируется от страны к стране. В США используются напряжения 138, 115, 69, 34,5, 13,2 и 4,16 кВ.

    Рисунок 1 — Электрораспределительная сеть (щелкните, чтобы увеличить изображение)

    Трансформаторы

    Трансформатор, переходящий от первичного распределения к низковольтному источнику питания, может быть установлен на опоре или на подстанции , и он находится рядом с потребителями в для ограничения длины низковольтного соединения и потерь мощности в низковольтной цепи.

    В национальной энергосистеме для распределения в цепи низкого напряжения требуются многие тысячи трансформаторов и связанных с ними автоматических выключателей или предохранителей / защитных устройств, в отличие от систем передачи высокого напряжения и первичного распределения, где количество подстанций составляет сотни.

    Трехфазный распределительный трансформатор на опоре (кредит: wikimedia.org)

    Постепенное внедрение маломасштабной распределенной генерации (DG) в настоящее время является серьезной проблемой для распределительных сетей.

    Эти сети, которые были спроектированы для одностороннего трафика энергии от уровней передачи до потребителей , возможно, придется модифицировать, чтобы принять возможность обратного потока, вызванного превышением ГД местного спроса. Это существенно влияет на требуемые системы защиты.

    Из рисунка 1 видно, что первичная и низковольтная распределительные системы соединены радиально. Следует избегать замкнутых цепей между соседними подстанциями, поскольку они могут приводить к циркулирующим токам, которые могут увеличивать потери мощности и создавать трудности в схемах защиты.

    Тем не менее, существуют соединительные цепи между соседними линиями и кабелями для изменения конфигурации сети, когда часть цепи низкого напряжения не работает для обслуживания или из-за неисправности.

    Эти межкоммутаторные цепи управляются нормально разомкнутым переключателем, который можно замкнуть вручную в течение нескольких минут, хотя все большая тенденция заключается в автоматизации этой операции с помощью систем диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).


    Городские и пригородные зоны

    В городских и пригородных районах большая часть первичной и низковольтной распределительной системы находится под землей, с легкодоступными подстанциями, расположенными в подвалах или на небольших охраняемых участках. На промышленных объектах также может быть несколько подстанций, встроенных в здания или охраняемые зоны.

    Они могут контролироваться инженером или эксплуатироваться и обслуживаться распределительной компанией.


    Сельская местность

    В сельской местности и в более рассредоточенных пригородных районах многие трехфазные воздушные линии, работающие на 10-15 кВ или 27-33 кВ , поддерживаются на многие мили на опорах, которые могут быть деревянными или бетонными. или стальная решетка. Трехфазное питание 380–415 В поступает от этих линий через небольшой установленный на столб входной / выходной трансформатор с предохранителями.

    Если максимальная принимаемая нагрузка ниже 50 кВт, источники питания для домов или усадеб могут быть получены от однофазного источника питания 10–15 кВ .

    Обычно сельская первичная распределительная система снабжает до 50 понижающих трансформаторов, разбросанных по обширному региону. Линии в такой системе уязвимы для повреждения ветвями деревьев, скопления снега и льда и ударов молнии, и поэтому она имеет более низкую надежность, чем подземные системы в городских районах.

    Сельская распределительная электрическая подстанция

    Для защиты этого типа системы была применена значительная изобретательность с использованием автоматических выключателей питания с повторным включением и автоматических переключателей повторного включения.

    Сейчас обычной практикой в ​​развитых странах является мониторинг первичной распределительной системы до 10–15 кВ и отображение аварийных сигналов, напряжения и условий перетока в диспетчерской. А в случае аварии оперативно отправляются ремонтные бригады.

    Ремонт низковольтной системы все еще зависит, от потребителей, уведомляющих о потере питания .


    Заземление распределительных систем

    Надлежащее заземление распределительных систем имеет первостепенное значение для предотвращения появления чрезмерных напряжений на соединениях с отдельными потребителями.

    В Великобритании и некоторых других странах существует практика заземления нейтрального проводника четырехпроводной системы и нейтрали обмотки низкого напряжения понижающего трансформатора не только на вторичном выходе трансформатора, но и также в каждой точке нагрузки с помощью местного счетчика и защитного предохранителя.

    Система защитного заземления (PME) — фото предоставлено: emfs.info

    Это известно как система Protective Multiple Earth (PME) , которая предназначена для обеспечения того, чтобы все металлические крышки и оборудование, питаемое от источника питания, были соединены таким образом, чтобы опасно высокое напряжение не опасно для жизни.

    Ссылка: Справочник инженера-энергетика Newnes — D.F. Warne (приобретите бумажную копию на Amazon)

    Электрическая сеть | Инжиниринг | Фэндом

    Электрическая сеть представляет собой соединение электрических элементов, таких как резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы и переключатели.Это также может относиться к большой сети распределения или передачи электроэнергии.

    Электрическая цепь представляет собой сеть с замкнутым контуром, обеспечивающим обратный путь для тока.

    Сеть представляет собой соединение двух или более простых схемных элементов и не обязательно может быть схемой.

    В случае электрических распределительных сетей инженеры проектируют схему для максимально эффективной передачи энергии, в то же время принимая во внимание экономические факторы, безопасность сети и резервирование.В этих сетях используются такие компоненты, как линии электропередач, кабели, автоматические выключатели, переключатели и трансформаторы.

    Для проектирования любых электрических цепей инженеры-электрики должны уметь прогнозировать напряжения и токи в цепи. Линейные схемы можно до определенной степени анализировать вручную, потому что теория комплексных чисел дает инженерам возможность обрабатывать все линейные элементы с использованием единого математического представления.

    Многие инженеры используют специальное программное обеспечение для проектирования и моделирования схем перед их построением.Этот метод увеличивает как временную, так и экономическую эффективность, поскольку он не требует от инженера создания каждого прототипа схемы для его тестирования. Развитие таких технологий, как VHDL, также снизило нагрузку на инженеров за счет моделирования и автоматического создания схем.

    Электрические законы [править | править источник]

    Ко всем электрическим сетям применяется ряд законов об электричестве. Это включает

    • Закон Кирхгофа [1]: сумма всех токов, входящих в узел, равна сумме всех токов, выходящих из узла.
    • Закон Кирхгофа по напряжению [2]: направленная сумма разностей электрических потенциалов вокруг цепи должна быть равна нулю.
    • Закон Ома: напряжение на резисторе является произведением его сопротивления и тока, протекающего через него.
    • преобразование Y-дельта
    • Теорема Нортона [3]: любой двухконтактный набор источников напряжения и резисторов электрически эквивалентен идеальному источнику тока, включенному параллельно с одним резистором.
    • Теорема Тевенина [4]: ​​любая двухконтактная комбинация источников напряжения и резисторов электрически эквивалентна одному источнику напряжения, включенному последовательно с одним резистором.
    • Теорема Миллмана [5]: напряжение на концах параллельных ветвей равно сумме токов, протекающих в каждой ветви, деленной на общую эквивалентную проводимость.

    Могут потребоваться другие более сложные законы, если сеть содержит нелинейные или реактивные компоненты. Нелинейные самовосстанавливающиеся системы гетеродинирования могут быть аппроксимированы. Применение этих законов приводит к набору одновременных уравнений, которые можно решить вручную или с помощью компьютера.

    Программное обеспечение сетевого моделирования [править | править источник]

    В более сложных схемах инженерам необходимо обратиться к программному обеспечению для моделирования схем.SPICE [6] и EMTP — самые известные из них.

    Линеаризация вокруг рабочей точки [править | править источник]

    При столкновении с новой схемой программное обеспечение сначала пытается найти решение для устойчивого состояния. Это решение, в котором все узлы соответствуют закону тока Кирхгофа и , напряжения на каждом элементе цепи и через него соответствуют уравнениям напряжения / тока, регулирующим этот элемент.

    Как только решение установившегося состояния найдено, рабочие точки каждого элемента в цепи известны.Для анализа слабого сигнала каждый нелинейный элемент может быть линеаризован вокруг его рабочей точки, чтобы получить оценку напряжений и токов для слабого сигнала. Это применение закона Ома. Полученная матрица линейных цепей может быть решена методом исключения Гаусса-Жордана [7].

    Кусочно-линейная аппроксимация [править | править источник]

    Симулятор этого типа использует кусочно-линейные аппроксимации уравнений, управляющих элементами схемы. Это приближение сводится к разделению схемы на две части: полностью линейная сеть с рядом выводов, которые подключаются к идеальным диодам.Каждый раз, когда диод переключается с включения на выключение или наоборот, линейная сеть конфигурируется по-разному. Повышения точности моделирования можно добиться, добавив больше деталей к аппроксимации уравнений, это увеличит время выполнения моделирования. Такая гибкость позволяет инженеру находить компромисс между временем моделирования и точностью результатов, что нелегко сделать с помощью предыдущей техники моделирования.

    Примером программного обеспечения, использующего эту технику, является набор инструментов Simulink [8] PLECS [9].

    Main
    Simulator

    Измерение и запись параметров электрической сети — Sotavento

    СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

    Измерения мощности и энергии, производимой ветряными турбинами на ветряной электростанции, были зарегистрированы в соответствующей системе SCADA, что свидетельствует о большом расхождении для каждого специалиста. Этот проект был разработан как прелюдия к проекту интегрированного проекта оптимизации управления ветряной электростанцией Сотавенто (EFIVENTO), поэтому он имеет аналогичную начальную проблему:

    • Измерение мощности и энергии каждой турбины в разных точках сети низкого напряжения в зависимости от специалиста
    • Несинхронизированные снимки измерений, каждый технический специалист ссылается на соответствующую систему SCADA, что искажает кривую одновременного производства ветряной электростанции
    • Сохранение форматов различных электрических переменных в различных SCADA
    • Отсутствие данных о генерируемой мощности в определенные промежутки времени из-за сбоя связи между ветряной турбиной и соответствующей ей SCADA
    ЗАДАЧИ:

    Проект направлен на осуществление постоянной и централизованной закупки измерений энергии, активной-реактивной мощности, зарегистрированной в различных ветряных турбинах и подстанции ветряных электростанций.

    Характеристики этого процесса измерения помогли избавиться от вышеупомянутых недостатков и, следовательно, определить ряд важных задач в управлении ветряной электростанцией, чтобы иметь возможность определить:

    • Фактические потоки энергии на ВЭС
    • Отклонения энергии ветра по отношению к самим счетчикам учтены в каждой машине
    • Кривая синхронности, соответствующая производству, для оценки методов прогнозирования производства ветра и тестирования влияния инверсионных следов между ветряными турбинами
    • Расчет доступности и кривой мощности на основе стандартизованных измерений всех ветряных турбин, таким образом, рассчитывая их при возможном отсутствии данных из-за проблем со связью
    МЕТОДОЛОГИЯ:

    Действия, выполняемые в рамках проекта, были разработаны в два отдельных этапа:

    • Установка измерительной и регистрирующей аппаратуры
    • Настройка сетевых коммуникаций

    Ниже описаны элементы каждого из них.

    1. Измерительная и регистрирующая аппаратура

    Эта часть состоит из трансформаторов тока и анализаторов цепей.

    Трансформаторы напряжения (IT)

    Интенсивность элементов измеряется зарядом или генерацией тока различных турбин. Они расположены перед подключением к трансформатору в трехфазных кабелях напряжения; критерий установления единых и сравнительных ценностей.

    Это означает, что в ветряных турбинах с двойным питанием (как в случае с Gamesa) вы должны регистрировать генерируемые мощности ротора и статора, поскольку они удвоили трансформаторы тока в них.Трансформаторы тока установлены на 24 ветряных турбинах ветроэлектростанции.

    Анализаторы цепей

    Это электронное оборудование, отвечающее за регистрацию измеряемых электрических величин в турбине, исходя из интенсивности, зарегистрированной рядом с трансформаторами тока.

    Измерения генерируемого напряжения не требуют использования трансформаторов напряжения, чтобы позволить этим анализаторам цепей напрямую подключаться к генерирующему напряжению ветряных турбин.

    Измеренные электрические параметры:

    • Напряжение — простое и составное
    • Ток на фазу
    • Активная мощность в четырех квадрантах
    • Реактивная мощность в четырех квадрантах
    • Коэффициент мощности
    • Инкремент активной энергии с интервалом в одну минуту
    • Дополнительная реактивная энергия с интервалом в одну минуту

    Оборудование предлагает возможность отображать эти значения непосредственно на дисплее

    Анализаторы установлены в сети Circutor на 24 турбинах и на выходном трансформаторе 132 кВ подстанции ВЭС.

    2. Конфигурация сети связи

    Локальные ПК на турбинах и подстанции

    Установлено 25 компьютеров для локального хранения всей актуальной информации, полученной от сетевого анализатора по интерфейсу RS-232. На каждом компьютере установлено программное обеспечение диспетчера связи для выполнения следующих задач:

    • Чтение и отображение мгновенных измерений
    • Хранение исторических данных
    • Проверка статуса связи
    • Взаимодействие в реальном времени с центральным сервером для интеграции этой информации с другими программами управления ветряными электростанциями

    Кроме того, каждый ПК оснащен источником бесперебойного питания для защиты от потери данных или возможных сбоев сети

    Интеграция ветряной турбины и подстанции LAN

    Следующим шагом была полная интеграция компьютеров ветряных турбин ветряной электростанции и подстанции в единую локальную сеть — систему, впервые использованную в Европе.В качестве интегрированной системы связи использовалась сеть Ethernet по протоколу TCP-IP, управляемая через центральный сервер, расположенный в здании управления.

    Преимущества этой ячеистой связи включают:

    • Повышенная стабильность
    • Скорость передачи 100 Мбайт, намного выше, чем у систем точка-точка, используемых в других ветряных электростанциях.
    ТЕКУЩАЯ СИТУАЦИЯ:

    В настоящее время проект находится в эксплуатации, запись в базе данных параметров электрической сети с интервалами в секунду и десять минут.

    Что такое напряжение? | Fluke

    Напряжение — это давление от источника питания электрической цепи, которое проталкивает заряженные электроны (ток) через проводящую петлю, позволяя им выполнять такую ​​работу, как включение света.

    Короче говоря, напряжение = давление , и оно измеряется в вольт (В). Этим термином признан итальянский физик Алессандро Вольта (1745-1827), изобретатель гальванической батареи — предшественника современной бытовой батареи.

    В первые дни развития электричества напряжение было известно как электродвижущая сила , (ЭДС). Вот почему в уравнениях, таких как закон Ома, напряжение обозначается символом E .

    Пример напряжения в простой цепи постоянного тока:

    1. В этой цепи постоянного тока переключатель замкнут (включен).
    2. Напряжение в источнике питания — «разность потенциалов» между двумя полюсами батареи — активируется, создавая давление, которое заставляет электроны течь в виде тока через отрицательную клемму батареи.
    3. Ток достигает света, заставляя его светиться.
    4. Ток возвращается к источнику питания.

    Напряжение — это либо напряжение переменного тока , напряжение переменного тока , либо напряжение постоянного тока , напряжение постоянного тока . Способы, которыми они различаются:

    Напряжение переменного тока (представленное на цифровом мультиметре цифрой):

    • Течение равномерно волнообразными волнами, как показано ниже:
    • Меняет направление на равные.
    • Обычно производятся коммунальными предприятиями через генераторы , в которых механическая энергия — вращательное движение, приводимое в движение проточной водой, паром, ветром или теплом — преобразуется в электрическую энергию.
    • Чаще, чем напряжение постоянного тока. Коммунальные предприятия подают переменное напряжение в дома и на предприятия, где большинство устройств используют переменное напряжение.
    • Источники первичного напряжения зависят от страны. В США, например, 120 вольт.
    • Некоторые бытовые устройства, например телевизоры и компьютеры, используют питание постоянного тока. Они используют выпрямители (например, этот толстый блок в шнуре портативного компьютера) для преобразования переменного напряжения и тока в постоянный.
    Генераторы преобразуют вращательное движение в электричество.Вращательное движение обычно вызывается текущей водой (гидроэлектростанция) или паром из воды, нагретой газом, нефтью, углем или ядерной энергией.

    Напряжение постоянного тока (обозначено на цифровом мультиметре значком и):

    • Перемещается по прямой линии и только в одном направлении.
    • Обычно производится из источников накопленной энергии, таких как батареи .
    • Источники постоянного напряжения имеют положительную и отрицательную клеммы. Клеммы устанавливают полярность в цепи, и полярность может использоваться, чтобы определить, является ли цепь постоянным или переменным током.
    • Обычно используется в портативном оборудовании с батарейным питанием (автомобили, фонарики, фотоаппараты).

    Какая разница потенциалов?

    Напряжение и термин «разность потенциалов» часто используются как синонимы. Разницу потенциалов можно было бы лучше определить как разность потенциальной энергии между двумя точками в цепи. Величина разницы (выраженная в вольтах) определяет, сколько существует потенциальной энергии для перемещения электронов из одной конкретной точки в другую. Количество определяет, сколько работы потенциально может быть выполнено через схему.

    Бытовая щелочная батарея AA, например, имеет напряжение 1,5 В. Обычные бытовые электрические розетки имеют напряжение 120 В. Чем больше напряжение в цепи, тем выше ее способность «выталкивать» больше электронов и выполнять работу.

    Напряжение / разность потенциалов можно сравнить с водой, хранящейся в резервуаре. Чем больше резервуар и чем больше его высота (и, следовательно, его потенциальная скорость), тем больше способность воды создавать удар, когда клапан открывается и вода (как электроны) может течь.

    Почему полезно измерять напряжение

    Техники подходят к большинству ситуаций устранения неисправностей, зная, как обычно должна работать схема.

    Цепи используются для передачи энергии нагрузке — от небольшого устройства до бытовой техники и промышленного двигателя. Нагрузки часто имеют паспортную табличку, на которой указаны их стандартные электрические эталонные значения, включая напряжение и ток. Вместо паспортной таблички некоторые производители предоставляют подробную схему (техническую схему) схемы нагрузки.Руководства могут включать стандартные значения.

    Эти числа говорят технику, какие показания следует ожидать при нормальной работе нагрузки. Показания цифрового мультиметра позволяют объективно определить отклонения от нормы. Даже в этом случае технический специалист должен использовать знания и опыт, чтобы определить факторы, вызывающие такие отклонения.

    Ссылка: Принципы цифрового мультиметра Глена А. Мазура, American Technical Publishers.

    (PDF) Влияние топологии на поток мощности итальянской высоковольтной электрической сети

    4 Возмущения и динамическая уязвимость

    Структурные возмущения вызываются удалением увеличивающегося числа

    линий и измерением результирующего распределения поток мощности как функция

    силы возмущения ξ, определенной как количество одновременно —

    удаленных линий.Пренебрегая линиями, удаление которых приводит к отключению одного (или нескольких) узлов (в этих случаях, рассматриваемых в [4], уравнения потока постоянного тока

    не могут быть решены), более уязвимые части сетей

    будут теми линиями, удаление которых вызовет возмущение сети в такой момент, что

    она больше не сможет выполнять диспетчеризацию требуемой мощности

    вектор P (0) (то есть в пределах наложенных ограничений (1) и (2 ) выше).

    Начиная с входного вектора P (0), мы выполнили два типа моделирования

    .

    В первом типе мы удалили увеличивающееся количество линий: если поток мощности

    , установленный в возмущенной сети, не соответствует требуемым ограничениям

    , система определяется как неудовлетворительная и ее уровень работоспособности

    ( определяется с помощью функции качества обслуживания (QoS)) устанавливается на ноль. Для

    заданной мощности возмущения будут случаи, в которых удаление

    определенных линий приводит к исчезающему QoS, другие, в которых, в свою очередь, производят

    перераспределение потока мощности, все еще выполняющее наложенные ограничения (в таком случае

    случай, QoS = 1).В случаях, когда часть сети (один единственный узел или

    целая подсеть) отключена, уравнения потока мощности постоянного тока не могут быть решены, и проблема диспетчеризации не может быть решена; также в этом случае

    QoS = 0. Значение QoS, связанное с данной мощностью возмущения

    , будет результатом среднего по разным значениям QoS, выданного на

    , при различных вариантах удаления линий ( в рис.2 слева). Сначала мы удалили

    каждой строки отдельно (ξ = 1).Затем мы удалили все пары

    (ξ = 2), тройки (ξ = 3) и четверки (ξ = 4) прямых. Поскольку в случаях

    ξ> 2 невозможно провести исчерпывающую оценку всех возможных комбинаций линий

    , мы оценили среднее значение по большому количеству различных случаев

    (порядка 104) для ξ = 3 и ξ = 4.

    Во втором типе моделирования мы повторяем то же самое, что и в первом типе

    , с той разницей, что, когда возмущение таково, что препятствует удовлетворению системы

    , мы реализуем стратегию оптимизации, определяющую оптимальную

    изменение входного вектора Pable для восстановления правильного потока мощности (т.е.е.

    в пределах наложенного ограничения). Мы назвали эту процедуру «ретрансляцией».

    Таким образом, поиск «оптимального» значения осуществляется путем уменьшения входной мощности (и соответствующей выходной мощности

    ) таким образом, чтобы максимизировать функциональное качество QoS

    8

    Теория сетей для лучшего проектирования и разработки печатных плат

    Изучение решения проблем с электрическими цепями и сетями называется теорией сетей. Концепции теории сетей важны для сетевого анализа, который имеет решающее значение для проектирования линий передачи печатных плат и сетей распределения электроэнергии.Вам необходимо понимать основы электрических цепей и сетевых компонентов, чтобы освоить анализ сети.

    Знание сетевых концепций также важно для оптимизации процессов производства печатных плат. Вот несколько основных концепций теории сетей, которые мы обсудим в этой статье:

    В чем разница между электрическими сетями и цепями?

    Основное различие между сетью и схемой состоит в том, что сеть не требует замкнутого пути для тока, а цепь требует.

    Электросеть

    Электрическая сеть включает взаимосвязанные элементы электрической цепи, включая конденсаторы, резисторы, индукторы и переключатели.

    Электросхема

    Электрическая цепь включает замкнутый путь для облегчения потока электронов от источника питания, подающего ток или напряжение. Кроме того, элементы схемы могут быть соединены последовательно или параллельно, либо в виде комбинации последовательно или параллельно. Электрические цепи — это подмножество электрических сетей.

    Типы сетевых элементов

    Вы можете сгруппировать элементы сети в разные типы в зависимости от различных параметров:

    • Активные и пассивные элементы
    • Элементы линейные и нелинейные
    • Элементы двусторонние и односторонние

    Активные и пассивные элементы

    Когда сетевым элементам для работы требуется питание, он называется активным элементом. Примеры включают микропроцессоры, операционные усилители и т. Д. Пассивные компоненты — это те, которые не могут управляться другими сигналами и могут поглощать или накапливать энергию.Примеры включают резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы.

    Линейные и нелинейные элементы

    Когда элементы сети отображают линейную зависимость между напряжением и током, они известны как линейные элементы. К ним относятся конденсаторы, катушки индуктивности и резисторы. Когда элементы сети не показывают линейной зависимости между напряжением и током, они называются нелинейными элементами. К ним относятся диоды, транзисторы и т. Д.

    Элементы двухсторонние и односторонние

    Здесь элементы сети классифицируются в соответствии с направлением тока через элементы.

    Односторонние и двусторонние элементы (Изображение предоставлено: slideplayer.com)

    Односторонние элементы позволяют протекать ток в одном направлении. Они обеспечивают разное сопротивление в обоих направлениях. Двусторонние элементы позволяют току течь в обоих направлениях и обеспечивают одинаковое сопротивление в обоих направлениях прохождения тока. К ним относятся такие компоненты, как конденсаторы, резисторы и катушки индуктивности.

    Терминология теории сетей

    Вот список терминологии, занимающей центральное место в теории сетей:

    Ток — Скорость прохождения заряда называется током и обозначается буквой «I», измеряемой в амперах (кулонах в секунду).

    Электронный ток течет от отрицательной клеммы к положительной клемме источника питания. Это достигается за счет движения свободных электронов.

    Обычный ток течет от положительного к отрицательному выводу источника питания и генерируется движением свободных положительных зарядов.

    Напряжение — Электродвижущая сила, которая вызывает поток заряда, называется напряжением. Обозначается буквой «V» и измеряется в вольтах

    .

    Реактивное сопротивление — это комбинация емкости и индуктивности в цепи переменного тока.Это обозначается X, а обратная величина (1 / X) — это восприимчивость (b).

    Импеданс — это комбинированный результат индуктивности и емкости в переменном токе, обозначаемый Z. Эта обратная величина (1 / Z) называется проводимостью Y.

    Сопротивление в цепи, обозначенной R. Обратное сопротивление (1 / R) — это проводимость, обозначенная G.

    Емкость электрической сети обозначается буквой C.

    Индуктивность в электрической сети представлена ​​L.

    Закон Ома

    Закон

    Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками пропорционален напряжению в этих двух точках.

    R = V / I, где R — константа пропорциональности, называемая сопротивлением. V обозначает напряжение, а I — ток.

    Последовательные и параллельные цепи

    Самый основной тип сети — последовательная или параллельная. Когда дело доходит до последовательной цепи, совокупное сопротивление / импеданс представляет собой сумму сопротивлений или импедансов.Кроме того, в параллельных цепях обратная величина результирующего эквивалентного резистора (1 / R) равна сумме обратных сопротивлений, соединенных параллельно (1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3…).

    В последовательной цепи напряжение — это сумма напряжений на каждом элементе сети, тогда как ток на каждом элементе одинаков. Когда вы рассматриваете параллельную цепь, напряжение остается неизменным на каждом элементе сети, тогда как ток обратно пропорционален сопротивлению / импедансу каждой цепи.

    Катушки индуктивности

    работают по тому же принципу, что и резисторы, в отношении импеданса и напряжения, которые составляют (L = L1 + L2 + L3…) для последовательных катушек индуктивности. Для конденсаторов, включенных параллельно, (C = C1 + C2 + C3).

    Последовательная схема и параллельная схема (Изображение предоставлено: myelectrical.com)

    Каковы законы Кирхгофа?

    Законы Кирхгофа для цепей определяют соотношение между током и напряжением в электрических цепях.

    Первый закон Кирхгофа, также известный как текущий закон Кирхгофа, гласит, что сумма токов в узле схемы равна нулю.

    Второй закон Кирхгофа гласит, что сумма напряжений в контуре равна нулю.

    Первый закон Кирхгофа и второй закон Кирхгофа (Изображение предоставлено: myelectrical.com)

    Что такое сетевая теорема?

    Сетевая теорема — это доказуемое утверждение, которое может применяться для решения схем для напряжений и токов. Вот несколько часто используемых сетевых теорем:

    Теорема Теллегена

    Теорема Теллегена утверждает, что общая сумма мощности во всех ветвях сети равна нулю, при условии, что сеть также соответствует законам Кирхгофа.Для сети с числом отделений b:

    Теорема Теллегена

    Это широко применимо к широкому кругу проблем и применимо к любому типу сетевого элемента — пассивному, активному, линейному и нелинейному.

    Теорема Тевенина Теорема

    Тевенина утверждает, что любой набор сетевых элементов в цепи может быть заменен одним источником напряжения и последовательным резистором, подключенным к нагрузке. Соответствующее напряжение определяется при разомкнутой цепи ответвления, а в случае сопротивления вычисляется путем короткого замыкания всех источников напряжения.

    Эквивалентная схема Тевенина (Изображение предоставлено: myelectrical.com)

    Теорема Нортона Теорема

    Нортона утверждает, что любой набор сетевых элементов может быть представлен отдельным источником тока и параллельным резистором. Вы можете рассчитать соответствующий ток, закоротив ответвление. Также вы можете определить номинал резистора, закоротив любые источники напряжения.

    Эквивалентная схема

    Norton (Изображение предоставлено: myelectrical.com)

    Теорема суперпозиции

    Superposition позволяет найти решение, рассматривая каждый источник тока или напряжения индивидуально и суммируя результаты. Это полезно, когда сеть содержит более одного источника тока или напряжения. Чтобы рассмотреть каждый источник индивидуально, другие существующие источники напряжения закорочены, а источники тока установлены на разомкнутую цепь.

    Какие бывают типы сетевого анализа?

    Network Analysis — это структурированный метод математического анализа сети.Это полезно инженерам при решении схем с несколькими конфигурациями компонентов и источниками питания и напряжения. Кроме того, выполнение сетевого анализа позволяет разработчикам отсеять неэффективность в схемах и оптимизировать дизайн сети. Это требует сильного владения концепциями теории сетей. Вы также можете реализовать сетевой анализ, чтобы упростить методы сокращения сети в электрических цепях, которые необходимы для минимизации размера и сложности цепей.

    Вот несколько методов сетевого анализа:

    Узловой анализ

    Узловой анализ — это метод анализа цепей с использованием первого закона Кирхгофа.Вы определяете узловые напряжения как переменные в узловом анализе для поиска решений. Вот шаги для выполнения узлового анализа:

    1. Назначьте напряжение каждому узлу как V1, V2 и т. Д.
    2. Рассчитайте ток в каждой ветви, например, от узла1 к ​​узлу2, Сопротивление обозначено как R12, Ток в ветви рассчитывается как I12 = (V1-V2) / R12
    3. Применить первый закон Кирхгофа на каждом узле
    4. Решите полученные уравнения, чтобы получить напряжения в каждом узле

    Анализ сетки

    Анализ сетки — это метод, который используется в сетевом анализе для расчета токов в плоских цепях.Вы можете изобразить плоские схемы на плоской поверхности без перекрестных соединений. Шаги для проведения анализа сетки следующие:

    1. Назначьте ток ячейки или контура каждому замкнутому контуру в сети
    2. Применить второй закон Кирхгофа к каждой петле
    3. Решите полученные уравнения, чтобы определить токи контура и, в свою очередь, напряжения сети

    Топология сети в электрических цепях

    Топология сети — это графическое представление электрических цепей, которое используется при анализе сложных электрических цепей.Она также известна как теория графов и является неотъемлемой частью теории сетей.

    Также прочтите статью о роли токопроводящей емкости печатной платы в дизайне

    Что такое сетевой граф в сетевом анализе?

    Сетевой граф включает группу узлов, соединенных ветвями, а узел — это точка пересечения двух или более ветвей. Кроме того, вы можете определить ответвление как линейный сегмент, соединяющий два отдельных узла.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *