Zulässige Spannungsabweichungen in elektrischen Netzen

Die Abweichung der Spannung im Stromnetz ist die Differenz zwischen ihrem aktuellen Istwert im stabilen Betriebszustand und dem Nennwert für ein gegebenes Netz. Der Grund für die Spannungsabweichung an jedem Punkt des Stromnetzes liegt in der Änderung der Netzlast in Abhängigkeit von den Diagrammen der verschiedenen Lasten.

Spannungsabweichungen beeinträchtigen den Betrieb des Geräts. Bei technologischen Prozessen führt die Reduzierung der Versorgungsspannung also zu einer Verlängerung der Dauer dieser Prozesse und damit zu einer Erhöhung der Produktionskosten. Und der Spannungsanstieg verkürzt die Lebensdauer des Geräts, da das Gerät mit Überlastung zu arbeiten beginnt, was die Unfallwahrscheinlichkeit erhöht. Weicht die Spannung deutlich von der Norm ab, kann der technologische Prozess komplett gestört werden.

Am Beispiel von Beleuchtungsanlagen können wir darauf hinweisen, dass sich bei einer Spannungserhöhung um nur 10 % die Betriebszeit von Glühlampen um das Vierfache verringert, das heißt, die Lampe brennt viel früher durch! Und bei einer Reduzierung der Versorgungsspannung um 10 % verringert sich der Lichtstrom einer Glühlampe um 40 %, während der Lichtstrom bei Leuchtstofflampen 15 % beträgt. Wenn sich beim Einschalten der Leuchtstofflampe herausstellt, dass die Spannung 90 % des Nennwerts beträgt, blinkt sie und startet bei 80 % überhaupt nicht.

Asynchronmotoren reagieren sehr empfindlich auf die Versorgungsspannung des Gerätes. Wenn also die Spannung an der Statorwicklung um 15 % sinkt, verringert sich das Wellendrehmoment um ein Viertel und der Motor stoppt höchstwahrscheinlich, oder wenn es um den Start geht, startet der Induktionsmotor überhaupt nicht. Bei einer verringerten Versorgungsspannung erhöht sich die Stromaufnahme, die Statorwicklungen erwärmen sich stärker und die normale Lebensdauer des Motors verkürzt sich erheblich.

Wird der Motor längere Zeit mit einer Versorgungsspannung von 90 % der Nennspannung betrieben, verkürzt sich seine Lebensdauer um die Hälfte. Wenn die Versorgungsspannung den Nennwert um 1 % überschreitet, erhöht sich der Blindanteil der vom Motor aufgenommenen Leistung um etwa 5 % und der Gesamtwirkungsgrad eines solchen Motors nimmt ab.

Im Durchschnitt liefern Stromnetze regelmäßig folgende Lasten: 60 % der Energie entfallen auf asynchrone Elektromotoren, 30 % auf Beleuchtung usw., 10 % auf bestimmte Lasten, beispielsweise entfallen 11 % auf die Moskauer U-Bahn.Aus diesem Grund regelt GOST R 54149-2010 den maximal zulässigen Wert der festgestellten Abweichung in den Anschlüssen elektrischer Empfänger auf ± 10 % des Nennnetzes. In diesem Fall beträgt die normale Abweichung ± 5 %.

Es gibt zwei Möglichkeiten, diese Anforderungen zu erfüllen. Die erste besteht darin, Verluste zu reduzieren, die zweite darin, die Spannung zu regulieren.

Möglichkeiten, Verluste zu reduzieren

Optimierung R – Auswahl des Querschnitts der Leiter der Stromleitung gemäß den Regeln unter den Bedingungen minimal möglicher Verluste.

Optimierung von X – die Verwendung einer Längskompensation der Leitungsreaktanz, die mit der Gefahr erhöhter Kurzschlussströme verbunden ist, wenn X → 0.

Bei der Q-Kompensationsmethode handelt es sich um die Verwendung von KRM-Anlagen zur Reduzierung des Blindanteils bei der Übertragung durch Stromnetze, indem Kondensatorblöcke direkt oder unter Übererregung betriebene Synchronelektromotoren verwendet werden. Durch die Kompensation der Blindleistung können neben der Reduzierung der Verluste auch Energieeinsparungen erzielt werden, da die gesamten elektrischen Verluste in den Netzen sinken.

Möglichkeiten zur Spannungsanpassung

Mit Hilfe von Transformatoren in der Energiezentrale wird die Spannung Utsp geregelt. Spezielle Transformatoren sind mit automatischen Vorrichtungen zur Anpassung des Übersetzungsverhältnisses entsprechend dem aktuellen Lastwert ausgestattet. Die Verstellung ist direkt unter Last möglich. 10 % der Leistungstransformatoren sind mit solchen Geräten ausgestattet. Der Regelbereich beträgt ± 16 %, mit einem Regelschritt von 1,78 %.

Transformatoren von Umspannwerken Utp, Wicklungen mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen, die mit Schaltabgriffen ausgestattet sind, können ebenfalls eine Spannungsregelung durchführen. Der Regelbereich beträgt ± 5 %, mit einem Regelschritt von 2,5 %. Die Umschaltung erfolgt hier ohne Erregung – mit Trennung vom Netz.

Die Energieversorgungsorganisation ist dafür verantwortlich, die Spannung ständig innerhalb der von GOST (GOST R 54149-2010) festgelegten Grenzen zu halten.

Tatsächlich können R und X bereits in der Entwurfsphase des Stromnetzes ausgewählt werden, und eine weitere betriebliche Änderung dieser Parameter ist unmöglich. Q und Utp können bei saisonalen Änderungen der Netzlast angepasst werden, es ist jedoch erforderlich, die Betriebsmodi der Blindleistungskompensationseinheiten entsprechend dem aktuellen Betriebsmodus des gesamten Netzes, also der Stromversorgung, zentral zu steuern Die Organisation sollte dies tun.

Was die Utsp-Spannungsregulierung betrifft – direkt von der Stromversorgungszentrale aus – ist dies die bequemste Möglichkeit für die Energieversorgungsorganisation, die es Ihnen ermöglicht, die Spannung schnell genau an den Netzlastplan anzupassen.

Der Stromliefervertrag legt die Grenzen der Spannungsschwankung am Anschlusspunkt des Nutzers fest; Bei der Berechnung dieser Grenzwerte muss man sich auf den Spannungsabfall zwischen diesem Punkt und dem elektrischen Empfänger verlassen. Wie oben erwähnt, regelt GOST R 54149-2010 die zulässigen Werte von Abweichungen im stationären Zustand der Anschlüsse des elektrischen Empfängers.