पावर ग्रिड कैसे काम करता है

इलेक्ट्रिक नेटवर्क - विद्युत ऊर्जा के संचरण और वितरण के लिए विद्युत प्रतिष्ठानों का एक सेट, जिसमें सबस्टेशन, वितरण उपकरण, तार, ओवरहेड और केबल पावर लाइनें शामिल हैं जो एक निश्चित क्षेत्र में काम कर रही हैं। एक और परिभाषा संभव है: सबस्टेशनों और वितरण उपकरणों का एक सेट और उन्हें जोड़ने वाली विद्युत लाइनें, जिले के क्षेत्र में स्थित, बस्ती, बिजली का उपभोक्ता।

रूस में बिजली संयंत्र संघीय बिजली व्यवस्था में एकजुट हैं, जो इसके सभी उपयोगकर्ताओं के लिए बिजली का स्रोत है। पूरे देश को पार करने वाली ओवरहेड बिजली लाइनों की मदद से बिजली का प्रसारण और वितरण किया जाता है। बिजली संचरण के दौरान नुकसान को कम करने के लिए, बिजली लाइनों में बहुत उच्च वोल्टेज - दसियों और (अधिक बार) सैकड़ों किलोवोल्ट - का उपयोग किया जाता है।

इसकी लागत-प्रभावशीलता के कारण, ऊर्जा स्थानांतरित करते समय, रूसी इंजीनियर एम.ओ. द्वारा आविष्कार किया गया आविष्कार। Dolivo-Dobrovolsky एक तीन-चरण वैकल्पिक चालू प्रणाली है जिसमें चार तारों का उपयोग करके बिजली का संचार किया जाता है।इनमें से तीन तारों को रेखा या चरण कहा जाता है, और चौथे को तटस्थ या केवल तटस्थ कहा जाता है।

बिजली उपभोक्ता बिजली व्यवस्था में वोल्टेज की तुलना में कम वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया है। वोल्टेज दो चरणों में घटाया जाता है। सबसे पहले, स्टेप-डाउन सबस्टेशन पर, जो बिजली व्यवस्था का हिस्सा है, वोल्टेज को 6-10 kV (किलोवोल्ट) तक नीचे ले जाया जाता है। वोल्टेज का और कम होना पर होता है ट्रांसफार्मर सबस्टेशन… उनके परिचित मानक "ट्रांसफार्मर बूथ" पूरे कारखानों और आवासीय क्षेत्रों में बिखरे हुए हैं। ट्रांसफार्मर सबस्टेशन के बाद, वोल्टेज 220-380 V तक गिर जाता है।

तीन-चरण एसी प्रणाली के लाइन कंडक्टरों के बीच वोल्टेज को लाइन वोल्टेज कहा जाता है। नाममात्र आर.एम.एस. साधन वोल्टेज मान रूस में यह 380 V (वोल्ट) के बराबर है। तटस्थ और किसी भी लाइन कंडक्टर के बीच के वोल्टेज को चरण कहा जाता है। यह रैखिक जड़ से तीन गुना छोटा है। रूस में इसका नाममात्र मूल्य 220 वी है।

बिजली व्यवस्था के लिए ऊर्जा का स्रोत बिजली संयंत्रों में स्थापित तीन चरण के अल्टरनेटर हैं। जनरेटर की प्रत्येक वाइंडिंग एक लाइन वोल्टेज को प्रेरित करती है। कॉइल सममित रूप से जनरेटर की परिधि के आसपास स्थित हैं। तदनुसार, लाइन वोल्टेज एक दूसरे के सापेक्ष चरण-स्थानांतरित होते हैं। यह फेज शिफ्ट 120 डिग्री पर स्थिर है।

तीन चरण एसी प्रणाली

ट्रांसफार्मर सबस्टेशन के बाद, स्विचबोर्ड या (उद्यमों में) वितरण बिंदुओं के माध्यम से उपभोक्ताओं को वोल्टेज की आपूर्ति की जाती है।

कुछ उपभोक्ता (इलेक्ट्रिक मोटर्स, औद्योगिक उपकरण, मेनफ्रेम और शक्तिशाली संचार उपकरण) तीन-चरण विद्युत नेटवर्क से सीधे संबंध के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।उनसे चार तार जुड़े हुए हैं (सुरक्षात्मक जमीन की गिनती नहीं)।

कम-बिजली वाले उपभोक्ता (पर्सनल कंप्यूटर, घरेलू उपकरण, कार्यालय उपकरण, आदि) एकल-चरण विद्युत नेटवर्क के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। उनसे दो तार जुड़े हुए हैं (सुरक्षात्मक जमीन की गिनती नहीं)। ज्यादातर मामलों में, इनमें से एक तार रैखिक होता है और दूसरा तटस्थ होता है। मानक के अनुसार, उनके बीच का वोल्टेज 220 V है।

उपरोक्त आरएमएस वोल्टेज मान विद्युत नेटवर्क के मापदंडों को पूरी तरह से समाप्त नहीं करते हैं। चर बिजली आवृत्ति द्वारा भी विशेषता। रूस में नाममात्र मानक आवृत्ति 50 हर्ट्ज (हर्ट्ज) है।

विद्युत नेटवर्क के वोल्टेज और आवृत्ति के वास्तविक मूल्य, निश्चित रूप से नाममात्र मूल्यों से भिन्न हो सकते हैं।

बिजली के नए उपभोक्ता स्थायी रूप से नेटवर्क से जुड़े होते हैं (नेटवर्क पर करंट या लोड बढ़ जाता है) या कुछ उपभोक्ता डिस्कनेक्ट हो जाते हैं (नतीजतन, नेटवर्क पर करंट या लोड कम हो जाता है)। जैसे-जैसे लोड बढ़ता है, नेटवर्क वोल्टेज गिरता जाता है, और जैसे-जैसे लोड घटता है, नेटवर्क वोल्टेज बढ़ता जाता है।

वोल्टेज पर लोड परिवर्तन के प्रभाव को कम करने के लिए, स्टेप-डाउन सबस्टेशनों में एक स्वचालित होता है वोल्टेज विनियमन प्रणाली... जब नेटवर्क में लोड बदलता है तो इसे एक स्थिर (कुछ सीमाओं के भीतर और एक निश्चित सटीकता के साथ) वोल्टेज बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है। शक्तिशाली स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग को बार-बार स्विच करके विनियमन किया जाता है।

एसी आवृत्ति बिजली संयंत्रों में जनरेटर की रोटेशन गति द्वारा निर्धारित।जैसे ही भार बढ़ता है, आवृत्ति थोड़ी कम हो जाती है, बिजली संयंत्र नियंत्रण प्रणाली टरबाइन के माध्यम से काम कर रहे तरल पदार्थ की प्रवाह दर को बढ़ा देती है, और जनरेटर की गति बहाल हो जाती है।

बेशक, कोई विनियमन प्रणाली (वोल्टेज या आवृत्ति) पूरी तरह से काम नहीं कर सकती है, और किसी भी मामले में विद्युत नेटवर्क के उपयोगकर्ता को नाममात्र मूल्यों से नेटवर्क की विशेषताओं के कुछ विचलन स्वीकार करना चाहिए।

रूस में, विद्युत ऊर्जा की गुणवत्ता के लिए आवश्यकताओं को मानकीकृत किया गया है। GOST 23875-88 परिभाषाएँ देता है बिजली गुणवत्ता संकेतक, और GOST 13109-87 इन संकेतकों के मूल्यों को स्थापित करता है। यह मानक बिजली उपभोक्ताओं के कनेक्शन बिंदुओं पर संकेतकों के मूल्यों को स्थापित करता है। उपभोक्ता के लिए, इसका मतलब है कि वह बिजली आपूर्ति संगठन से मांग कर सकता है कि बिजली व्यवस्था में स्थापित मानदंडों का कहीं सम्मान नहीं किया जाता है, लेकिन सीधे उसके आउटलेट में।

बिजली की गुणवत्ता के सबसे महत्वपूर्ण संकेतक नाममात्र मूल्य से वोल्टेज विचलन, गैर-साइनसॉइडल वोल्टेज कारक, 50 हर्ट्ज से आवृत्ति विचलन हैं।

मानक के अनुसार, प्रत्येक दिन कम से कम 95% समय, चरण वोल्टेज 209-231 वी (विचलन 5%) की सीमा में होना चाहिए, आवृत्ति 49.8-50.2 हर्ट्ज के भीतर होनी चाहिए, और गैर-गुणांक साइनसोइडैलिटी 5% से अधिक नहीं होनी चाहिए।

प्रत्येक दिन शेष 5 प्रतिशत या उससे कम समय, वोल्टेज 198 से 242 वी (विचलन 10%), आवृत्ति 49.6 से 50.4 हर्ट्ज तक भिन्न हो सकती है, और गैर-साइनसॉइडल कारक 10% से अधिक नहीं होना चाहिए।आवृत्ति में मजबूत परिवर्तन की भी अनुमति है: 49.5 हर्ट्ज से 51 हर्ट्ज तक, लेकिन ऐसे परिवर्तनों की कुल अवधि प्रति वर्ष 90 घंटे से अधिक नहीं होनी चाहिए।

पावर आउटेज ऐसी स्थितियाँ हैं जब थोड़े समय के लिए बिजली की गुणवत्ता के संकेतक स्थापित सीमा से अधिक हो जाते हैं। नाममात्र मूल्य से आवृत्ति 5 हर्ट्ज से विचलित हो सकती है। वोल्टेज शून्य तक गिर सकता है। भविष्य में गुणवत्ता संकेतकों को बहाल किया जाना चाहिए।

ए। ए। लोपुखिन रहस्य के बिना निर्बाध बिजली की आपूर्ति