Cómo funciona la red eléctrica

Red eléctrica: conjunto de instalaciones eléctricas para la transmisión y distribución de energía eléctrica, que consiste en subestaciones, dispositivos de distribución, cables, líneas eléctricas aéreas y por cable que operan en un área determinada. Es posible otra definición: un conjunto de subestaciones y dispositivos de distribución y las líneas eléctricas que los conectan, ubicados en el territorio del distrito, asentamiento, consumidor de electricidad.

Las plantas de energía en Rusia están unidas en el sistema de energía federal, que es la fuente de energía eléctrica para todos sus usuarios. La transmisión y distribución de energía eléctrica se realiza con la ayuda de líneas eléctricas aéreas que atraviesan todo el país. Para reducir las pérdidas durante la transmisión de electricidad, se utilizan voltajes muy altos (decenas y (más a menudo) cientos de kilovoltios) en las líneas eléctricas.

Debido a su rentabilidad, a la hora de transferir energía, el invento inventado por el ingeniero ruso M.O. Dolivo-Dobrovolsky es un sistema de corriente alterna trifásico en el que la electricidad se transmite mediante cuatro hilos.Tres de estos cables se denominan línea o fase, y el cuarto se denomina neutro o simplemente neutro.

Consumidores de electricidad están diseñados para un voltaje más bajo que el voltaje en el sistema de potencia. El voltaje se reduce en dos etapas. Primero, en la subestación reductora, que es parte del sistema de energía, el voltaje se reduce a 6-10 kV (kilovoltios). La reducción adicional del voltaje tiene lugar en subestaciones transformadoras… Sus conocidas “cabinas de transformadores” estándar están dispersas por las fábricas y áreas residenciales. Después de la subestación transformadora, el voltaje cae a 220-380 V.

El voltaje entre los conductores de línea de un sistema de CA trifásico se llama voltaje de línea. Nominalmente r.m.s. valor de la tensión de red en Rusia es igual a 380 V (voltios). El voltaje entre el neutro y cualquiera de los conductores de línea se llama fase. Es tres veces más pequeño que la raíz lineal. Su valor nominal en Rusia es de 220 V.

La fuente de energía para el sistema eléctrico son los alternadores trifásicos instalados en las centrales eléctricas. Cada uno de los devanados del generador induce un voltaje de línea. Las bobinas están ubicadas simétricamente alrededor de la circunferencia del generador. En consecuencia, los voltajes de línea están desfasados ​​entre sí. Este cambio de fase es constante a 120 grados.

Sistema de CA trifásico

Después de la subestación transformadora, el voltaje se suministra a los consumidores a través de cuadros de distribución o (en empresas) puntos de distribución.

Algunos consumidores (motores eléctricos, equipos industriales, mainframes y potentes equipos de comunicación) están diseñados para conexión directa a una red eléctrica trifásica.Hay cuatro cables conectados a ellos (sin contar la tierra protectora).

Los consumidores de baja potencia (computadoras personales, electrodomésticos, equipos de oficina, etc.) están diseñados para una red eléctrica monofásica. Se les conectan dos cables (sin contar la tierra protectora). En la mayoría de los casos, uno de estos cables es lineal y el otro es neutro. Según la norma, la tensión entre ellos es de 220 V.

Los valores de voltaje rms anteriores no agotan completamente los parámetros de la red eléctrica. Variable electricidad También se caracteriza por la frecuencia. La frecuencia estándar nominal en Rusia es de 50 Hz (Hertz).

Los valores reales de tensión y frecuencia de la red eléctrica pueden, por supuesto, diferir de los valores nominales.

Nuevos consumidores de electricidad están permanentemente conectados a la red (aumenta la corriente o la carga en la red) o algunos consumidores se desconectan (como resultado, disminuye la corriente o la carga en la red). A medida que aumenta la carga, la tensión de la red cae y, a medida que disminuye la carga, la tensión de la red aumenta.

Para reducir el efecto del cambio de carga en el voltaje, en las subestaciones reductoras hay una sistema de regulación de voltaje… Está diseñado para mantener un voltaje constante (dentro de ciertos límites y con cierta precisión) cuando cambia la carga en la red. La regulación se lleva a cabo cambiando repetidamente los devanados de potentes transformadores reductores.

frecuencia de CA fijado por la velocidad de rotación de los generadores en las centrales eléctricas.A medida que aumenta la carga, la frecuencia tiende a disminuir ligeramente, el sistema de control de la central eléctrica aumenta el caudal del fluido de trabajo a través de la turbina y se restablece la velocidad del generador.

Por supuesto, ningún sistema de regulación (voltaje o frecuencia) puede funcionar perfectamente, y en cualquier caso el usuario de la red eléctrica debe aceptar algunas desviaciones de las características de la red con respecto a los valores nominales.

En Rusia, los requisitos para la calidad de la energía eléctrica están estandarizados. GOST 23875-88 da definiciones indicadores de calidad de energía, y GOST 13109-87 establece los valores de estos indicadores. Esta norma establece los valores de los indicadores en los puntos de conexión de los consumidores de energía eléctrica. Para el consumidor, esto significa que puede exigir a la organización de suministro de energía que no se respeten las normas establecidas en algún lugar del sistema de energía, sino directamente en su toma de corriente.

Los indicadores más importantes de la calidad de la energía son la desviación de voltaje del valor nominal, el factor de voltaje no sinusoidal, la desviación de frecuencia de 50 Hz.

De acuerdo con el estándar, al menos el 95 % del tiempo cada día, el voltaje de fase debe estar en el rango de 209-231 V (desviación 5 %), la frecuencia debe estar dentro de 49,8-50,2 Hz y el coeficiente de no- la sinusoidalidad no debe exceder el 5%.

El 5 por ciento restante o menos del tiempo de cada día, el voltaje puede variar de 198 a 242 V (desviación del 10 %), la frecuencia de 49,6 a 50,4 Hz y el factor no sinusoidal no debe ser superior al 10 %.También se permiten cambios de frecuencia más fuertes: de 49,5 Hz a 51 Hz, pero la duración total de dichos cambios no debe exceder las 90 horas por año.

Los cortes de energía son situaciones en las que los indicadores de calidad de energía por un corto tiempo exceden los límites establecidos. La frecuencia puede desviarse en 5 Hz del valor nominal. El voltaje puede caer a cero. Los indicadores de calidad deben restaurarse en el futuro.

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