Desviaciones de tensión admisibles en redes eléctricas

La desviación del voltaje en la red eléctrica es la diferencia entre su valor real actual en una condición de funcionamiento estable y el valor nominal para una red dada. El motivo de la desviación de tensión en cualquier punto de la red eléctrica radica en el cambio de carga de la red, en función de las gráficas de las distintas cargas.

La desviación de voltaje afecta el funcionamiento del equipo. Así, en los procesos tecnológicos, la reducción de la tensión de alimentación provoca un aumento de la duración de estos procesos y, en consecuencia, aumentan los costes de producción. Y el aumento de voltaje acorta la vida útil del equipo porque el equipo comienza a trabajar con sobrecarga, lo que aumenta la probabilidad de accidentes. Si el voltaje se desvía significativamente de la norma, el proceso tecnológico puede interrumpirse por completo.

Usando el ejemplo de los sistemas de iluminación, podemos señalar el hecho de que con un aumento de voltaje de solo un 10%, el tiempo de funcionamiento de las lámparas incandescentes se reduce cuatro veces, es decir, ¡la lámpara se quema mucho antes! Y con una reducción del 10 % en la tensión de alimentación, el flujo luminoso de una lámpara incandescente se reducirá en un 40 %, mientras que el flujo luminoso de las lámparas fluorescentes será del 15 %. Si, al encender la lámpara fluorescente, el voltaje resulta ser del 90% del nominal, parpadeará y al 80% no se encenderá en absoluto.

Los motores asíncronos son muy sensibles a la tensión de alimentación del dispositivo. Por lo tanto, si el voltaje en el devanado del estator cae un 15 %, entonces el par del eje disminuirá en una cuarta parte y lo más probable es que el motor se detenga, o si estamos hablando de arrancar, el motor de inducción no arrancará en absoluto. Con una tensión de alimentación reducida, el consumo de corriente aumentará, los devanados del estator se calentarán más y la vida útil normal del motor se reducirá considerablemente.

Si el motor funciona durante mucho tiempo con una tensión de alimentación del 90 % de la nominal, su vida útil se reducirá a la mitad. Si la tensión de alimentación supera la nominal en un 1 %, el componente reactivo de la potencia consumida por el motor aumentará aproximadamente un 5 % y la eficiencia global de dicho motor disminuirá.

En promedio, las redes eléctricas entregan regularmente las siguientes cargas: el 60% de la energía recae en motores eléctricos asíncronos, el 30% en iluminación, etc., el 10% en cargas específicas, por ejemplo, el metro de Moscú representa el 11%.Por ello, GOST R 54149-2010 regula el valor máximo permisible de la desviación establecida en los terminales de los receptores eléctricos como ± 10% de la red nominal. En este caso, la desviación normal es de ± 5%.

Hay dos formas de cumplir con estos requisitos. El primero es reducir las pérdidas, el segundo es regular el voltaje.

Formas de reducir las pérdidas.

Optimización R: selección de la sección transversal de los conductores de la línea eléctrica de acuerdo con las reglas en condiciones de pérdidas mínimas posibles.

Optimización de X: el uso de la compensación longitudinal de la reactancia de línea, que está asociada con el peligro de mayores corrientes de cortocircuito cuando X → 0.

El método de compensación Q es el uso de instalaciones KRM para reducir la componente reactiva durante la transmisión a través de las redes eléctricas, utilizando bloques de condensadores directamente o utilizando motores eléctricos síncronos que funcionan bajo sobreexcitación. Compensando la potencia reactiva, además de reducir las pérdidas, se conseguirá un ahorro energético, ya que disminuirán las pérdidas eléctricas totales en las redes.

Formas de ajustar el voltaje.

Con la ayuda de transformadores en el centro de potencia, se regula el voltaje Utsp. Los transformadores especiales están equipados con dispositivos automáticos para ajustar la relación de transformación de acuerdo con el valor actual de la carga. El ajuste es posible directamente bajo carga. El 10% de los transformadores de potencia están equipados con dichos dispositivos. El rango de control es de ± 16%, con un paso de control de 1,78%.

Los transformadores de subestaciones intermedias Utp, devanados con diferentes relaciones de transformación, que están equipados con tomas de conmutación en ellos, también pueden realizar la regulación de voltaje. El rango de control es de ± 5%, con un paso de control de 2,5%. La conmutación aquí se realiza sin excitación, con desconexión de la red.

La organización de suministro de energía es responsable de mantener constantemente el voltaje dentro de los límites regulados por GOST (GOST R 54149-2010).

De hecho, R y X se pueden seleccionar incluso en la etapa de diseño de la red eléctrica, y es imposible un cambio operativo adicional de estos parámetros. Q y Utp pueden ajustarse durante los cambios estacionales en las cargas de la red, pero es necesario controlar de forma centralizada los modos de funcionamiento de las unidades de compensación de energía reactiva, de acuerdo con el modo de funcionamiento actual de la red en su conjunto, es decir, la fuente de alimentación. organización debe hacer esto.

En cuanto a la regulación de voltaje Utsp, directamente desde el centro de suministro de energía, esta es la forma más conveniente para la organización del suministro de energía, lo que le permite ajustar rápidamente el voltaje exactamente de acuerdo con el programa de carga de la red.

El contrato de suministro eléctrico define los límites de variación de tensión en el punto de conexión del usuario; al calcular estos límites, es necesario confiar en la caída de voltaje entre este punto y el receptor eléctrico. Como se mencionó anteriormente, GOST R 54149-2010 regula los valores permisibles de desviaciones en el estado estable de los terminales del receptor eléctrico.