Почему напряжение сети обычно выше номинального значения? Я не говорю о скачках мощности, которые оставляют на полях. Мы говорим о стандартных операциях. По конструкции мощность установлена ближе к верхнему краю, чем к середине. Вот причины:
Все стандартные генераторы работают с определенной скоростью вращения, которая синхронизирована с частотой сети. Частота вращения генератора также зависит от того, сколько полюсов он оснащен, например, все 4-полюсные генераторы в сетях 50 Гц работают с частотой 1500 об / мин.
Частота сетки - это почти единственное постоянное значение, которое вы можете ожидать от сетки.
При фиксированной скорости выходная мощность генератора регулируется возбуждением катушек возбуждения и механическим входом турбины или двигателя. Оба значения должны регулироваться в унисон. Если вы увеличите возбуждение без увеличения механического входа, машина замедлится и выйдет из синхронизации, что должно быть предотвращено.
Некоторые виды электростанций работают асинхронно (маховик, солнечная энергия, в основном ветряная энергия), что означает, что их выходная мощность должна регулироваться электронным способом, чтобы она соответствовала энергосистеме.
По нескольким причинам поставщики электроэнергии будут регулировать в направлении верхнего конца.
Во-первых, они могут реагировать быстрее, чтобы уменьшить выходную мощность: отвести немного пара, уменьшить возбуждение, готово. Чтобы отреагировать вверх, они должны сначала сделать больше пара, что требует времени. Так что безопаснее быть на верхнем пределе.
Во-вторых, одна и та же мощность может быть более эффективно транспортирована при более высоком напряжении. Потери почти исключительно происходят от тока, более высокое напряжение означает меньший ток, поэтому меньшие потери, больший процент напряжения поступает к клиенту, и оплачивается только поступающая мощность.
Наконец, часть используемой мощности - это чисто электрическое сопротивление, которое потребляет больше энергии при более высоком напряжении, что приводит к увеличению потребления и увеличению продаж. Я полагаю, это не имеет большого значения.
Теперь поставщики электроэнергии очень хорошо знают, сколько энергии будет потребляться в среднем. Они знают, сколько еще понадобится в особые дни, такие как день благодарения (каждая печь работает в тот день) или в день суперкубка. Они будут планировать заранее на некоторое время.
Здесь учитывается качество линий электропередачи: если они знают, что падение напряжения в окрестности достаточно велико, подача в этот район будет настроена так, чтобы запланированное напряжение поступало к потребителям, если это возможно. Трансформаторы между сетями высокого / среднего / низкого напряжения могут в некоторой степени регулироваться. (см. ULTC на http://en.wikipedia.org/wiki/Tap_%28transformer%29 )
Поэтому падение напряжения, а также фазовые сдвиги являются проклятием поставщиков: эти два фактора приводят к большим потерям в линиях, которые они должны оплачивать сами.
Все эти генераторы генерируют точные напряжения, для которых они построены ... это то, что происходит по пути .. от генератора до вашей вилки по большей части.
В Южной Африке во время грозы освещение будет освещаться рядом с линией высокого напряжения или прямо к ней, вызывая массовые убийства на вышедших из строя станциях - для этого есть защита (и она пытается немедленно отреагировать), но много раз жители близлежащих городов будут заполнить ремонтные мастерские на следующий день, потому что их телевизор взорвался. Эти пики пульсируют в сети, что разрешено из-за допустимых уровней 10%. (Я говорю из опыта и не выдумывать здесь)
В других частях света, вызванных ураганами, землетрясениями.
В других случаях это может быть вызвано падением дерева на линии электропередач
Внезапное изменение атмосферных свойств.
Перенаправление энергосистемы (вызовы maintanace)
Но это также может быть вызвано внутри дома самими устройствами, генерирующими обратную связь.
За прошедшие годы и благодаря введению новых законов о проводке эти провалы / пики были в основном устранены. Но допуск все еще существует, и большинство устройств конечных пользователей допускают это отклонение, потому что ток дополнительно уточняется с помощью трансформаторов в устройстве.
источник
Как и все другие говорили, сетка постоянно меняется. Я видел несколько документальных фильмов о местных энергетических компаниях здесь, в Нидерландах. Чаще всего вы слышите, что у них есть «типичные» пиковые периоды, в которые они должны производить электричество. Обычно электростанции готовятся к этим моментам; достаточно ли мощности, чтобы успевать за растущим спросом?
Это даже заходит так далеко, что некоторые энергетические компании следят за погодным радаром на наличие (особенно неожиданных) дождей, ливней и т. Д. То, что происходит, так это то, что дождь охлаждает многие здания, что, в свою очередь, требует энергии для поддержания их температуры. Типичный (то есть средний) ответ заключается в том, что люди будут использовать больше электричества и энергии, чтобы держать все в тепле. Чтобы противостоять этому, электростанция готовится к большей мощности, когда кажется, что пойдет дождь, потому что они знают, что должны будут доставлять больше энергии, как обычно.
Все эти эффекты контролируются компьютерами. Многие статические характеристики и «типичные ожидаемые» кривые при определенных обстоятельствах, вероятно, смоделированы, чтобы сохранить сетку от некоторой стабильности. На самом деле, только несколько операторов работают на электростанциях. На самой малой электростанции может быть 1-2 техника, а в офисе 1-2 оператора.
Возвращаясь к вашему вопросу: очень трудно поддерживать стабильность сетки. Из-за нагрузки, которая может меняться быстрее, чем машины, большая часть регулирования выполняется по «ожидаемым схемам». Добавление ветряных турбин к сетке делает регулирование несколько более сложным, так как они могут производить несколько дополнительных МВт, когда ветер дует сильный, и через несколько минут он может исчезнуть, когда остановится.
источник
Основная причина перенапряжения
Нагрузки имеют резистивный, индуктивный и емкостной характер. При этом индуктивные и емкостные нагрузки являются реактивными по своей природе, тогда как резистивные нагрузки называются реальными (мощность). В нормально работающей энергосистеме реальная мощность и реактивная мощность должны быть в равновесии, то есть (приблизительно) реальная генерируемая мощность = реальная потребляемая мощность (нагрузка + потери), иначе скорость генератора и частота будут увеличиваться или уменьшаться. Аналогично генерируемая реактивная мощность = потребляемая реактивная мощность, иначе напряжение будет увеличиваться и уменьшаться. Обычно генераторы оснащены для регулировки реальной и реактивной мощности в соответствии с требованиями нагрузки путем контроля напряжения и частоты. Такие действия, как переключение молнии, вызывают внезапные колебания, что приводит к перенапряжению. Индуктивность противостоит изменению тока. для дальнейшего использования.
источник