Desvios de tensão permitidos em redes elétricas

O desvio da tensão na rede elétrica é a diferença entre seu valor real atual em uma condição de operação estável e o valor nominal para uma determinada rede. A razão do desvio de tensão em qualquer ponto da rede elétrica está na variação da carga da rede, dependendo dos gráficos das diferentes cargas.

O desvio de tensão afeta a operação do equipamento. Assim, em processos tecnológicos, a redução da tensão de alimentação leva a um aumento da duração desses processos e, consequentemente, ao aumento dos custos de produção. E o aumento da tensão encurta a vida útil do equipamento porque o equipamento passa a trabalhar com sobrecarga, o que aumenta a probabilidade de acidentes. Se a tensão se desviar significativamente da norma, o processo tecnológico pode ser completamente interrompido.

Usando o exemplo dos sistemas de iluminação, podemos apontar que com um aumento de tensão de apenas 10%, o tempo de operação das lâmpadas incandescentes diminui quatro vezes, ou seja, a lâmpada queima muito antes! E com uma redução de 10% na tensão de alimentação, o fluxo luminoso de uma lâmpada incandescente diminuirá em 40%, enquanto o fluxo luminoso para lâmpadas fluorescentes será de 15%. Se, ao ligar a lâmpada fluorescente, a tensão for de 90% do nominal, ela piscará e, a 80%, não iniciará.

Os motores assíncronos são muito sensíveis à tensão de alimentação do dispositivo. Portanto, se a tensão no enrolamento do estator cair 15%, o torque do eixo diminuirá em um quarto e o motor provavelmente irá parar ou, se estivermos falando em partida, o motor de indução não dará partida. Com uma tensão de alimentação reduzida, o consumo de corrente aumentará, os enrolamentos do estator aquecerão mais e a vida normal do motor será bastante reduzida.

Se o motor for operado por muito tempo com uma tensão de alimentação de 90% da nominal, sua vida útil será reduzida pela metade. Se a tensão de alimentação exceder a nominal em 1%, o componente reativo da energia consumida pelo motor aumentará em aproximadamente 5% e a eficiência geral desse motor diminuirá.

Em média, as redes elétricas fornecem regularmente as seguintes cargas: 60% da energia cai em motores elétricos assíncronos, 30% em iluminação etc., 10% em cargas específicas, por exemplo, o metrô de Moscou responde por 11%.Por esta razão, GOST R 54149-2010 regula o valor máximo permitido do desvio estabelecido nos terminais de receptores elétricos como ± 10% da rede nominal. Neste caso, o desvio normal é de ± 5%.

Existem duas maneiras de atender a esses requisitos. A primeira é reduzir as perdas, a segunda é regular a tensão.

Formas de reduzir as perdas

Otimização R — seleção da seção transversal dos condutores da linha de energia de acordo com as regras nas condições de perdas mínimas possíveis.

Otimização de X - o uso da compensação longitudinal da reatância da linha, que está associada ao perigo de aumento das correntes de curto-circuito quando X → 0.

O método de compensação Q é o uso de instalações KRM para reduzir o componente reativo durante a transmissão através de redes de energia, usando blocos de capacitores diretamente ou usando motores elétricos síncronos operando sob sobreexcitação. Ao compensar a potência reativa, além de reduzir as perdas, será possível obter economia de energia, já que as perdas elétricas totais nas redes diminuirão.

Formas de ajustar a voltagem

Com a ajuda de transformadores no centro de energia, a tensão Utsp é regulada. Os transformadores especiais são equipados com dispositivos automáticos para ajustar a taxa de transformação de acordo com o valor atual da carga. O ajuste é possível diretamente sob carga. 10% dos transformadores de potência estão equipados com tais dispositivos. A faixa de controle é de ± 16%, com passo de controle de 1,78%.

Os transformadores de subestações intermediárias Utp, enrolamentos com diferentes taxas de transformação, equipados com derivações de comutação, também podem realizar a regulação de tensão. A faixa de controle é de ± 5%, com um passo de controle de 2,5%. A comutação aqui é feita sem excitação - com desconexão da rede.

A organização da fonte de alimentação é responsável por manter constantemente a tensão dentro dos limites regulamentados pelo GOST (GOST R 54149-2010).

De fato, R e X podem ser selecionados mesmo no estágio de projeto da rede elétrica, sendo impossível qualquer alteração operacional adicional desses parâmetros. Q e Utp podem ser ajustados durante mudanças sazonais nas cargas da rede, mas é necessário controlar centralmente os modos de operação das unidades de compensação de potência reativa, de acordo com o modo de operação atual da rede como um todo, ou seja, a fonte de alimentação organização deve fazer isso.

Quanto à regulação de tensão Utsp - diretamente do centro de fornecimento de energia, esta é a maneira mais conveniente para a organização do fornecimento de energia, o que permite ajustar rapidamente a tensão exatamente de acordo com o cronograma de carga da rede.

O contrato de fornecimento de energia elétrica define os limites de variação de tensão no ponto de conexão do usuário; ao calcular esses limites, é necessário contar com a queda de tensão entre esse ponto e o receptor elétrico. Conforme mencionado acima, GOST R 54149-2010 regula os valores permitidos de desvios no estado estacionário dos terminais do receptor elétrico.