Bagaimana jaringan listrik bekerja

Jaringan listrik - seperangkat instalasi listrik untuk transmisi dan distribusi energi listrik, yang terdiri dari gardu induk, perangkat distribusi, kabel, saluran listrik overhead dan kabel yang beroperasi di area tertentu. Definisi lain dimungkinkan: sekumpulan gardu induk dan perangkat distribusi serta saluran listrik yang menghubungkannya, terletak di wilayah kabupaten, pemukiman, konsumen listrik.

Pembangkit listrik di Rusia disatukan dalam sistem tenaga federal, yang merupakan sumber tenaga listrik untuk semua penggunanya. Transmisi dan distribusi listrik dilakukan dengan bantuan saluran listrik overhead yang melintasi seluruh negeri. Untuk mengurangi kerugian selama transmisi listrik, tegangan sangat tinggi - puluhan dan (lebih sering) ratusan kilovolt - digunakan di saluran listrik.

Karena hemat biaya, saat mentransfer energi, penemuan yang ditemukan oleh insinyur Rusia M.O. Dolivo-Dobrovolsky adalah sistem arus bolak-balik tiga fase di mana listrik ditransmisikan menggunakan empat kabel.Tiga dari kabel ini disebut garis atau fase, dan yang keempat disebut netral atau hanya netral.

Konsumen listrik dirancang untuk tegangan yang lebih rendah dari tegangan dalam sistem tenaga. Tegangan berkurang dalam dua tahap. Pertama, pada gardu step down yang merupakan bagian dari sistem tenaga listrik, tegangan diturunkan menjadi 6-10 kV (kilovolt). Penurunan tegangan lebih lanjut terjadi di gardu transformator… “Bilik trafo” standar mereka tersebar di seluruh pabrik dan area perumahan. Setelah gardu trafo, tegangan turun menjadi 220-380 V.

Tegangan antara konduktor saluran dari sistem AC tiga fase disebut tegangan saluran. Secara nominal r.m.s. nilai tegangan listrik di Rusia sama dengan 380 V (volt). Tegangan antara netral dan salah satu konduktor saluran disebut fase. Ini tiga kali lebih kecil dari akar linier. Nilai nominalnya di Rusia adalah 220 V.

Sumber energi untuk sistem tenaga adalah alternator tiga fase yang dipasang di pembangkit listrik. Setiap belitan generator menginduksi tegangan saluran. Kumparan terletak secara simetris di sekeliling keliling generator. Dengan demikian, tegangan saluran digeser fase relatif satu sama lain. Pergeseran fasa ini konstan pada 120 derajat.

Sistem AC tiga fasa

Setelah gardu trafo, tegangan disuplai ke konsumen melalui switchboards atau (di perusahaan) titik distribusi.

Beberapa konsumen (motor listrik, peralatan industri, mainframe, dan peralatan komunikasi yang kuat) dirancang untuk koneksi langsung ke jaringan listrik tiga fase.Ada empat kabel yang terhubung dengannya (tidak termasuk ground pelindung).

Konsumen berdaya rendah (komputer pribadi, peralatan rumah tangga, peralatan kantor, dll.) Dirancang untuk jaringan listrik satu fase. Dua kabel terhubung ke mereka (tidak termasuk ground pelindung). Dalam kebanyakan kasus, salah satu kabel ini adalah kabel linier dan kabel lainnya netral. Menurut standar, tegangan di antara keduanya adalah 220 V.

Nilai tegangan rms di atas tidak sepenuhnya menguras parameter jaringan listrik. Variabel listrik juga ditandai dengan frekuensi. Frekuensi standar nominal di Rusia adalah 50 Hz (Hertz).

Nilai sebenarnya dari tegangan dan frekuensi jaringan listrik tentu saja dapat berbeda dari nilai nominalnya.

Konsumen listrik baru terhubung secara permanen ke jaringan (arus atau beban pada jaringan meningkat) atau beberapa konsumen terputus (akibatnya, arus atau beban pada jaringan berkurang). Saat beban meningkat, tegangan jaringan turun, dan saat beban berkurang, tegangan jaringan meningkat.

Untuk mengurangi efek perubahan beban pada tegangan, di gardu step-down ada yang otomatis sistem pengaturan tegangan… Ini dirancang untuk mempertahankan tegangan konstan (dalam batas tertentu dan dengan akurasi tertentu) ketika beban dalam jaringan berubah. Regulasi dilakukan dengan berulang kali mengganti belitan transformator step-down yang kuat.

frekuensi AC diatur oleh kecepatan putaran generator di pembangkit listrik.Dengan meningkatnya beban, frekuensi cenderung sedikit menurun, sistem kontrol pembangkit listrik meningkatkan laju aliran fluida kerja melalui turbin, dan kecepatan generator dipulihkan.

Tentu saja, tidak ada sistem pengaturan (tegangan atau frekuensi) yang dapat bekerja dengan sempurna, dan dalam hal apa pun pengguna jaringan listrik harus menerima beberapa penyimpangan karakteristik jaringan dari nilai nominal.

Di Rusia, persyaratan kualitas energi listrik distandarisasi. GOST 23875-88 memberikan definisi indikator kualitas daya, dan GOST 13109-87 menetapkan nilai dari indikator ini. Standar ini menetapkan nilai-nilai indikator pada titik-titik sambungan konsumen listrik. Bagi konsumen, ini berarti dia dapat menuntut dari organisasi catu daya bahwa norma yang ditetapkan tidak dihormati di suatu tempat di sistem tenaga, tetapi langsung di stopkontaknya.

Indikator kualitas daya yang paling penting adalah penyimpangan tegangan dari nilai nominal, faktor tegangan non-sinusoidal, penyimpangan frekuensi dari 50 Hz.

Menurut standar, setidaknya 95% dari waktu setiap hari, tegangan fasa harus berada dalam kisaran 209-231 V (deviasi 5%), frekuensi harus dalam 49,8-50,2 Hz, dan koefisien non- sinusoidalitas tidak boleh melebihi 5%.

Sisa 5 persen atau kurang dari waktu setiap hari, tegangan dapat bervariasi dari 198 hingga 242 V (deviasi 10%), frekuensi dari 49,6 hingga 50,4 Hz, dan faktor non-sinusoidal tidak boleh lebih dari 10 %.Perubahan frekuensi yang lebih kuat juga diperbolehkan: dari 49,5 Hz menjadi 51 Hz, tetapi total durasi perubahan tersebut tidak boleh melebihi 90 jam per tahun.

Pemadaman listrik adalah situasi ketika indikator kualitas daya dalam waktu singkat melebihi batas yang ditetapkan. Frekuensi dapat menyimpang sebesar 5 Hz dari nilai nominal. Tegangan bisa turun ke nol. Indikator kualitas harus dipulihkan di masa depan.

A. A. Lopukhin Catu daya tak terputus tanpa rahasia