Sovratensione consentita. Intervalli di deviazioni di tensione nei punti di trasmissione di potenza. La necessità di differenziazione

Inserito il 01/08/2014

Valentina Sudnova, Ph.D., ricercatrice senior presso ANO "ElectroCertification"

Ilya Kartashev, Ph.D., Ricercatore Leader, MPEI

Vladimir Tulsky, Ph.D., vice Direttore del Dipartimento di Sistemi per l'Energia Elettrica, Università Nazionale delle Ricerche "MPEI"

Vsevolod Kozlov, capo dipartimento

LLC "Research Center Test-Electro", Mosca

Per gli indicatori di qualità energia elettrica(CE) il nuovo standard GOST 32144-2013 stabilisce i seguenti standard: le deviazioni di tensione positive e negative ai punti di trasmissione dell'energia elettrica (TPP) non devono superare il 10% del valore di tensione nominale o concordato per il 100% dell'intervallo di tempo di una settimana .

Per quanto riguarda i ricevitori elettrici finali (EP), GOST 32144-2013 lo dice "in rete elettrica al consumatore devono essere fornite le condizioni in cui le deviazioni della tensione di alimentazione ai terminali dei ricevitori elettrici non superano i valori consentiti per loro stabiliti quando soddisfano i requisiti della presente norma per PQ nel punto di trasmissione di energia elettrica.

Con un possibile livello di tensione nel TPE dall'organizzazione di rete (SO) al consumatore, pari al 90% tensione nominale alimentazione (U nom), per un consumatore industriale, nel cui settore energetico sono solitamente presenti almeno trasformatori con dispositivi di commutazione non eccitati (PBV), “per garantire le condizioni …” è ancora possibile.

Tuttavia, per la rete elettrica di un edificio residenziale, i cui TPE sono pneumatici da 0,4 kV ASU o MSB, e, ad esempio, a un livello di tensione sugli autobus del 90% Unom (δU = -10%) e non zero perdite di tensione al suo interno, senza mezzi di regolazione della tensione in una rete a 0,4 kV, è impossibile prevedere una deviazione di tensione alle uscite dell'ED del livello δU = -10% per le più vicine, e sicuramente per le più remote .

I mezzi di regolazione della tensione nella rete da 0,4 kV di un consumatore domestico: i trasformatori booster introduttivi o i dispositivi raddrizzatore-inverter (UPS-online) sono estremamente rari. Installazione in blocco di tali apparecchiature come evento per “Garantire condizioni nella rete del consumatore…”, a cui spinge la bozza GOST 32144-2103, non è economicamente fattibile.

Le norme del nuovo GOST e i requisiti di altri NTD

Gli autori della bozza GOST 32144-2013, tra i fatti che sostanziano le norme δU = ±10% nel TPE delle organizzazioni di rete di tutti i livelli, ritengono che "Sono i cambiamenti economia moderna e ristrutturata industria dell'energia elettrica, prevista dalla normativa Federazione Russa, sono stati presi in considerazione nello standard, che è stato più volte portato all'attenzione degli sviluppatori. Se per tradizione comprendiamo le norme di GOST 13109 per le deviazioni di tensione ai terminali di un ricevitore elettrico, allora questo doveva essere abbandonato in condizioni di mercato.

Puoi anche rifiutarti di rimuovere la responsabilità dal CO. Ma allora che dire del decreto del governo della Federazione Russa del 23 maggio 2006 n. 307 "Sulla procedura per fornire servizi di pubblica utilità cittadini” e il requisito che i parametri di tensione e frequenza della rete elettrica dei locali residenziali soddisfino i requisiti stabilito dalla legge Federazione Russa?

Inoltre, gli autori della bozza GOST 32144-2013 affermano che in "La maggioranza assoluta delle reti del complesso della rete di distribuzione non soddisfa il requisito di GOST 13109-97 per i valori di deviazione della tensione normalmente consentiti".

Secondo le nostre statistiche, nella maggior parte del lavoro svolto (fino al 90%) sulle misurazioni nell'ambito della certificazione obbligatoria e del controllo periodico della CE, è stata confermata la conformità della CE ai requisiti di GOST 13109-97 per le deviazioni di tensione in termini di valori massimi ammessi.

Sono state sollevate domande sull'interazione dei CO adiacenti alla luce dei requisiti di GOST R 54149-2010 sugli intervalli di deviazioni di tensione in TPE, sul mantenimento delle norme sulle deviazioni di tensione alle uscite dell'EA, ed è stato inoltre riscontrato che l'introduzione dell'indicatore “matched voltage U С e δU = ± 10% » per i livelli delle organizzazioni di rete interregionali e territoriali, ad esempio, non fornisce un intervallo accettabile per lo scostamento della tensione dal valore nominale (90–110% dell'ONU) nel TPE delle reti elettriche pubbliche.

Occorre ancora una volta porre attenzione che i requisiti per assicurare δU alle uscite dell'EA sono indicati anche nella presente documenti normativi per la progettazione della rete:

RD 34.20.185-94 Istruzioni per la progettazione delle reti elettriche urbane: "P. 5.2.2. Nelle reti elettriche devono essere garantite deviazioni di tensione ai ricevitori di energia elettrica, non superiori a ± 5% della tensione nominale di rete in modalità normale e ± 10% in modalità post-incidente.

SP 31-110-2003 Progettazione e installazione di impianti elettrici di edifici residenziali e pubblici: "P. 7.23. Le deviazioni di tensione dalla tensione nominale ai terminali dei consumatori di energia e delle lampade di illuminazione elettrica più distanti non devono superare ± 5% in modalità normale e il massimo consentito in modalità post-emergenza ai carichi di progetto più elevati - ± 10%.

Nella struttura delle città, come Mosca, la quota di consumo di elettricità da parte dei consumatori domestici raggiunge il 40%, pertanto, con decreto del governo della Federazione Russa del 04.05.2012 n. 442 (articolo 7) e la legge "Sull'elettricità " (art. 38), la responsabilità dell'affidabilità dell'approvvigionamento ai consumatori e della CE spetta ai soggetti dell'industria dell'energia elettrica. Un'organizzazione di rete che disponga di tutti i mezzi tecnici necessari, in conformità con i compiti ad essa assegnati per la regolazione della tensione (PTEES, clausole 5.3.6, 6.2.1, 6.3.12, 6.3.13), deve fornire al consumatore le necessarie livello di tensione nel TPE.

In relazione a quanto sopra, riteniamo che le norme di deviazione della tensione nell'intervallo richiesto da GOST 32144-2013 δU = ±10% dovrebbero essere valide non solo per i "TPE intermedi delle organizzazioni di rete", ma anche per tutti i TPE della rete elettrica , anche per TPE per utenze domestiche (ricevitore elettrico).

Riso. 1. Valori ammessi δU(–), δU(+) sulle sbarre del quadro 0,4 kV TS

Modifiche necessarie in GOST

Riteniamo necessario apportare le seguenti modifiche alla bozza GOST 32144-2013 (vedi Tabella 1).

Tabella 1. Modifiche necessarie in GOST 32144-2013

Riteniamo inoltre necessario aggiungere un'Appendice alla bozza GOST 32144-2013 con i valori delle norme per δU (-), δU (+) con la loro differenziazione in base ai livelli di tensione nel TPE e al tipo di EE trasmissione: da CO a CO o da CO al consumatore (Tabella .2).

Conclusione

Valori consigliati di δU(–), δU(+) in TPE da CO al consumatore a U nom pari a 6(10) kV: –5…+10%. Tenuto conto delle possibili integrazioni del dispositivo PBB (0; 2.5; 5; 7.5; 10%, rispettivamente, per le posizioni 1; 2; 3; 4; 5), nonché del range consigliato sulle sbarre del quadro 0.4 kV TS, i valori dovrebbero essere -2,5 ... + 12%.

Letteratura:

1. GOST 32144-2013. Energia elettrica. La compatibilità dei mezzi tecnici è elettromagnetica. Norme per la qualità dell'energia elettrica nei sistemi di alimentazione generici.

2. Sudnova V. V., Kartashev I. I., Tulsky V. N., Kozlov V. V. Deviazioni di tensione consentite nei punti di trasmissione di potenza // Notizie di elettrotecnica. 2013. N. 4(82).

Discutere sul forum

1. GENERALE.

1.1. Questa istruzione stabilisce la procedura per la regolazione della tensione sui bus 110-35-10-6-3 kV delle sottostazioni delle reti elettriche.

1.2. Questo manuale è stato redatto sulla base di:
- Regole operazione tecnica centrali e reti elettriche (PTE);
- Istruzione standard "Liquidazione degli incidenti e delle violazioni tecnologiche del regime nelle imprese elettriche e nelle associazioni di potenza" (SOU-N MPE 40.1.20.563:2004);
- GOST 13109-97 "Standard per la qualità dell'energia elettrica nei sistemi di alimentazione generica";

Norme per l'uso dell'energia elettrica;
Istruzioni "Sul controllo e analisi della qualità dell'energia e regolazione della tensione".

1.3. La conoscenza delle istruzioni è richiesta per:
a) personale operativo e operativo-produttivo delle reti elettriche;
b) controllori ODS;
c) spedizionieri RES.

2. ISTRUZIONI GENERALI PER LA REGOLAZIONE DELLA TENSIONE

2.1. La regolazione della tensione nelle reti elettriche dovrebbe essere dotata di:
- conformità dei valori degli indicatori di qualità ai requisiti di GOST 13109-97;

conformità del livello di tensione ai valori ammessi per gli apparati di centrali e reti;
il necessario margine di stabilità dei sistemi energetici;
perdite di potenza minime nelle reti elettriche.

2.2. La regolazione della tensione nella rete di 110 kV e oltre è effettuata dal dispacciatore del sistema elettrico.

2.3. Un diagramma di tensione a due stadi nei punti di prova viene impostato trimestralmente dal sistema di alimentazione. Il gradino superiore del grafico della tensione corrisponde alla modalità di consumo massimo dell'IPS, il sistema di alimentazione elettrica, e il gradino inferiore corrisponde alla modalità minima. La durata delle modalità massima e minima (in ore) determina il NEC, il sistema elettrico, a seconda delle stagioni dell'anno. Il tempo di transizione stimato da una fase all'altra del programma è di una o due ore. Il passaggio viene effettuato in proporzione al cambiamento carico attivo centrali elettriche, e se la centrale funziona a cadenza fissa, allora in proporzione alla variazione dei consumi del sistema elettrico o secondo il principio della regolazione in controtensione, in contrasto con l'andamento naturale della sua variazione. Non è consentita la deviazione dai livelli di tensione ottimali previsti dal programma ai punti di controllo dell'IPS del Paese, il sistema elettrico. I livelli di tensione indicati dai grafici devono essere mantenuti con la precisione effettivamente fornita strumenti di misura utilizzato per il controllo visivo da parte del personale di servizio.

2.4. Nelle Reti Elettriche Centrali, tenendo conto del palinsesto indicato, è in corso di elaborazione uno schema di tensione nelle cabine 110kV, 35kV, 6kV. Le posizioni dei commutatori sotto carico (BPV) dei trasformatori sono determinate e approvate dal capo ingegnere delle reti elettriche.

2.5. Il controllore delle ODS e il personale operativo delle reti elettriche sono tenuti a monitorare costantemente i livelli di tensione sui bus della cabina. La tensione è controllata utilizzando gli strumenti di misura e le informazioni tecniche esistenti.

2.6. Il personale operativo regolando la tensione nelle reti elettriche deve garantire che i requisiti per la qualità dell'elettricità siano soddisfatti in conformità con GOST 13109-97 "Norme per la qualità dell'energia elettrica nei sistemi di alimentazione per uso generale.

La deviazione degli indicatori di qualità oltre i limiti stabiliti porta ad un aumento delle perdite di elettricità e potenza nelle reti elettriche.
Le perdite di potenza nella rete e nelle apparecchiature elettriche variano a seconda del valore della tensione. Le perdite di carico nelle linee e nei trasformatori sono proporzionali al quadrato della corrente e inversamente proporzionali al quadrato della tensione.
Perdite mossa inattiva proporzionale al quadrato della tensione.
La distorsione della simmetria e della sinusoidale di correnti e tensioni porta a ulteriori perdite di potenza in linee, trasformatori, macchine rotanti e banchi di condensatori.

2.7. Il dispacciatore ODS controlla l'uso della potenza reattiva dei generatori di stazioni di blocco e BSK, SK situati sul territorio delle reti elettriche. Gli elenchi dei consumatori con dispositivi di compensazione sono compilati da Energonadzor e trasferiti alla sottostazione pertinente e all'ODS.

I valori di tensione minima, massima e di emergenza per i punti di controllo sugli autobus delle sottostazioni 330 - 110 kV sono stabiliti dal sistema di alimentazione elettrica. In caso di riduzione simultanea di frequenza e tensione, i limiti di tensione di emergenza possono essere abbassati al tasso dell'1% di tensione per 1 Hz.
La regolazione della tensione nella rete 35kV, 10kV, 6kV è effettuata dal dispatcher ODS.

Valori standard accettati delle tensioni nominali delle reti e valori più alti Le tensioni per le apparecchiature collegate a queste reti sono mostrate nella tabella 1 di seguito.
TABELLA 1(GOST 721-77)
Tensioni nominali delle reti elettriche corrente trifase 50 Hz.

Tensioni nominali	Massima tensione slave, kV	Tensioni nominali, kV	Massima tensione slave, kV




kilovolt:

2.10. Nelle sottostazioni delle reti elettriche, la regolazione della tensione dovrebbe essere effettuata trimestralmente, tenendo conto delle variazioni dei carichi. Il personale operativo delle sottostazioni è obbligato a portare tempestivamente all'attenzione dei consumatori e degli spedizionieri di FER l'imminente cambiamento dei livelli di tensione sugli autobus delle sottostazioni.

3. REGOLAZIONE DELLA TENSIONE.

3.1. Il personale operativo della centrale è obbligato a monitorare i livelli di tensione sugli autobus della sottostazione. Se la tensione si discosta oltre i limiti stabiliti, informarne il dispatcher ODS.

3.2. Il gestore ODS determina la necessità e delinea le possibili misure per regolare la tensione.;

3.3. Tutti i reclami dei consumatori per bassa o alta tensione vengono registrati dal dispatcher ODS in registro operativo prendendo le misure possibili per eliminarli. Se è impossibile eliminare - informa la direzione dell'UDF e dell'impresa.
Se il motivo del reclamo è una diminuzione della tensione nella rete di 110 kV e oltre, il dispatcher ODS deve informarne il dispatcher DOE.

3.4. La regolazione della tensione e della potenza reattiva avviene entro i limiti limitati dalle caratteristiche ammissibili della modalità:
- livelli massimi di tensione ammissibili a lungo termine;
- livelli di tensione minimi consentiti;
- carico nominale di apparecchiature e fili per corrente;
- mancanza di sovraeccitazione dei trasformatori.

3.5. Per qualsiasi modalità tensione di esercizio sull'apparecchiatura non deve superare il massimo: quello funzionante per la classe di isolamento corrispondente secondo GOST 721-77 (tabella-1).

3.6. La regolazione della tensione sugli autobus della cabina entro i limiti stabiliti è effettuata da:

utilizzo di trasformatori OLTC;
commutazione di interruttori senza cappuccio (PBV) di trasformatori;
l'inclusione di linee parallele;
carico di stazioni industriali e dispositivi di indennizzo dei consumatori per potenza reattiva;
trasferimento dei break point nella rete 6-35 kV;
applicazione del programma di arresto di emergenza.

3.7. Commutazione di rami negli avvolgimenti di regolazione dei trasformatori.
3.7.1. Il personale operativo è obbligato a tenere traccia della posizione degli interruttori uncapped (PBV) e dei commutatori sotto carico dei trasformatori di potenza.
3.7.2. Viene eseguita la commutazione dei rubinetti sui trasformatori personale operativo PS solo per ordine del mittente ODS.
3.7.3. È vietato commutare le prese sui trasformatori con commutatori sotto carico sotto carico.
3.7.4. La manovra delle prese sui trasformatori con commutatori sotto carico in tensione (senza carico) deve essere effettuata a distanza con l'adozione di misure per evitare che il personale si trovi in prossimità del trasformatore.
3.7.5. È vietato commutare prese su trasformatori con commutatori sotto tensione utilizzando una maniglia o un pulsante di comando nel meccanismo di azionamento del commutatore di presa.
3.7.6. Dopo aver commutato il commutatore sotto carico, PBV dei trasformatori alla sottostazione, è necessario eseguire tempestivamente le prove ad alta tensione dei trasformatori di potenza.
3.7.7. I dispositivi di commutazione OLTC del trasformatore possono funzionare a una temperatura dell'olio compresa tra meno 20 °C e oltre (per OLTC sommergibile) e meno 45 °C e oltre (per OLTC con reattanze limitatrici di corrente, nonché per dispositivi di commutazione con un contattore posizionato sull'isolatore di base esterno alla cassa del trasformatore e dotato di dispositivo di riscaldamento).

3.8. In cabina, prima di riparare il trasformatore di potenza, è necessario:
- provvedere al controllo dei livelli di tensione per i sistemi sbarre (sezioni sbarre) e adottare misure per mantenere la tensione a determinati livelli;

Trasferire il commutatore sotto carico del trasformatore in riparazione nella posizione corrispondente al modo della sua eccitazione nominale (o sottoeccitazione).

Un campo elettrico ha energia che, facendo il lavoro, crea tensione elettrica agendo sulle cariche nel conduttore. Numericamente, lo stress è uguale al rapporto del lavoro svolto da campo elettrico, muovendo una particella carica lungo un conduttore, per la quantità di carica della particella.

Questo valore è misurato in Volt. 1 B è il lavoro di 1 joule svolto dal campo elettrico spostando una carica di 1 coulomb attraverso il conduttore. Il nome dell'unità di misura è dato dal nome dello scienziato italiano A. Volta, che progettò la cella galvanica, la prima fonte di corrente.

Il valore della tensione è identico. Ad esempio, se il potenziale di un punto è 35 V e il punto successivo è 25 V, la differenza di potenziale, come la tensione, sarà 10 V.

Poiché il volt è un'unità di misura che viene utilizzata molto spesso, i prefissi vengono spesso utilizzati per le misurazioni per formare multipli decimali di unità. Ad esempio, 1 kilovolt (1 kV = 1000 V), 1 megavolt (1 MV = 1000 kV), 1 millivolt (1 mV = 1/1000 V), ecc.

La tensione nella rete deve corrispondere al valore per cui sono progettati. Quando si trasferisce energia attraverso fili di collegamento parte della differenza di potenziale viene persa per vincere la resistenza dei conduttori di alimentazione. Pertanto, alla fine della linea di trasmissione, questa caratteristica energetica diventa leggermente inferiore rispetto al suo inizio.

La tensione scende nella rete. Questa diminuzione, uno dei parametri principali, influirà sicuramente sul funzionamento dell'apparecchiatura, sia che si tratti di illuminazione o di carico elettrico. Durante la progettazione e il calcolo delle linee elettriche, è necessario tenere conto del fatto che le deviazioni nelle letture degli strumenti che misurano la differenza di potenziale devono essere conformi agli standard stabiliti. I circuiti calcolati dalla corrente di carico, tenendo conto, sono controllati dal valore.

La caduta di tensione ΔU è la differenza di potenziale all'inizio della linea e alla sua fine.

La perdita della differenza di potenziale rispetto al valore effettivo è determinata dalla formula: ΔU = (P r+Qx)L/Unom,

dove si trova Q rif. Potenza attiva, P – potenza attiva, r – resistenza attiva linea, x - reattanza di linea, Unom - tensione nominale.

Resistenza attiva e reattiva, i conduttori sono selezionati in base alle tabelle di riferimento.

Secondo i requisiti di GOST e le regole per gli impianti elettrici, la tensione nella rete elettrica può discostarsi dalle letture normali di non più del 5%. Per reti di illuminazione di locali domestici e industriali da + 5% a - 2,5%. La perdita di tensione consentita non è superiore al 5%.

Nelle linee elettriche trifase, la cui tensione è 6 - 10 kV, il carico è distribuito in modo più uniforme e in esse la perdita di differenza di potenziale è inferiore. A causa del carico irregolare nelle reti di illuminazione basso voltaggio, utilizzare un sistema a 4 fili di corrente trifase, tensione 380/220 V (sistema TN-C) e cinque fili (TN-S). Collegando, in un tale sistema, motori elettrici ai fili lineari e apparecchiature di illuminazione tra i fili lineare e neutro, equalizzano il carico su tre fasi.

Quale tensione nella rete è considerata ottimale? Considerare la tensione di base da una serie di tensioni standardizzate in base al livello di isolamento delle apparecchiature elettriche.

La tensione nominale nella rete è il valore di tale differenza di potenziale per la quale sono costituite sorgenti e ricevitori di energia elettrica, in condizioni di normale esercizio. È installato nella rete e nei consumatori connessi tramite GOST. La tensione di esercizio nei dispositivi che generano elettricità, a causa delle condizioni per la compensazione delle perdite di differenza di potenziale nel circuito, è consentita del 5% in più rispetto alla tensione nominale nella rete.

Gli avvolgimenti primari dei trasformatori step-up sono ricevitori di elettricità. Pertanto, i loro valori di tensione effettivi sono gli stessi in grandezza delle tensioni nominali dei generatori. La loro tensione effettiva è la stessa della tensione nominale nella rete o superiore del 5%. Con l'aiuto degli avvolgimenti secondari dei trasformatori, chiusi al circuito fornito, la corrente viene fornita alla rete. Per compensare la perdita della differenza di potenziale in essi, le loro tensioni nominali sono impostate più alte rispetto ai circuiti del 5 - 10%.

Qualunque circuito elettrico ha i propri parametri di tensione nominale per le apparecchiature elettriche che sono alimentate da esso. L'apparecchiatura funziona a una tensione diversa dalla tensione nominale a causa della caduta di tensione. Secondo GOST, se la modalità di funzionamento del circuito è normale, la tensione fornita all'apparecchiatura non deve essere inferiore a quella attuale di oltre il 5%.

La tensione nominale nella rete cittadina dovrebbe essere 220V, ma non è sempre vero. Questa caratteristica può essere aumentata, diminuita o instabile se uno dei vicini è impegnato nella saldatura o ha collegato un potente strumento. La tensione non standard influisce negativamente sul funzionamento delle apparecchiature elettriche domestiche.

Con gli sbalzi di tensione, il pericolo maggiore minaccia i dispositivi elettronici. Falliranno prima del motore dell'aspirapolvere o lavatrice. Basta un centesimo di secondo, cioè una semionda di alta tensione si guasta blocco degli impulsi nutrizione. L'esposizione a lungo termine a una maggiore differenza di potenziale è particolarmente pericolosa, i salti a breve termine sono meno pericolosi.

Ad esempio, provoca un aumento di tensione, ma tutta l'elettronica è protetta in modo affidabile da tali problemi. La protezione è impotente con un aumento prolungato della tensione. Le organizzazioni che forniscono elettricità al mercato sono responsabili della qualità dell'elettricità venduta.