Poklesy napětí v napájecích sítích a způsoby jejich boje

Spotřebitelé si často pletou elektrické sítě s vedeními pro přenos energie (PTL). Ve skutečnosti se jedná o složitou stavbu, která zahrnuje řadu elektroinstalací – rozvodny, transformátory, elektrické vedení atd. – jejichž úkolem je dodávat a distribuovat elektřinu z jejího zdroje (elektrárny) spotřebitelům. Aniž bychom zacházeli do technických podrobností, poznamenáváme, že přenos vysoce výkonné elektřiny, zejména na velké vzdálenosti, je ekonomicky proveditelný pouze při vysokém napětí, aby se zabránilo ztrátám. Proto jsou v elektrických sítích široce používány výkonové transformátory, pomocí kterých se mění napětí elektrického proudu. Na vstupu z elektráren do elektrického vedení se zvyšuje a na výstupu klesá.

Spotřebitelům v domácnosti je tedy dodáván jednofázový nízkonapěťový elektrický proud 220 V. Proto tvrzení „nízké napětí v síti“ není zcela správné. Správnější by bylo mluvit o sníženém, nedostatečném, slabém atd. napětí. Ale fráze „nízké napětí“ (LV) je již dlouho zakořeněna v každodenním životě.

Příčiny nízkého napětí ve vnitřních spotřebitelských sítích

externí

Za výskyt nízkého napětí na vstupu spotřebitele může dodavatel v důsledku:

• dodávky elektřiny z rozvodny příliš velkému počtu spotřebitelů. V tomto případě je jeho transformátor přetížen;
• nesprávný výpočet průřezu vodičů v přenosových vedeních (je malý);
• přerušení nebo nespolehlivý kontakt „nuly“ ve vedení pro přenos energie, který je plný napěťové nerovnováhy – někteří spotřebitelé dostávají proud příliš vysokého napětí, zatímco jiní dostávají proud extrémně nízkého napětí.

Tyto „externí“ důvody pro NN v síti jsou nejčastější. Je zcela přirozené, že je nemůžete vyřešit sami. Je nutné zapojit sousedy a kontaktovat příslušné odbory místních úřadů.

Kromě toho může napětí v elektrických sítích klesat v důsledku jejich stárnutí, špatné údržby, opotřebení vodičů a zařízení a nekontrolovaného nárůstu počtu spotřebitelů. Navíc roste výkon spotřebovávané elektřiny obyvatel – neustále se zvyšuje počet elektrospotřebičů v rodinách, jejich výkon atd. Někdy je to dáno i rozdíly v sezónní spotřebě: v obytných budovách je vyšší v zimě a nižší v létě, na letních chatách je tomu naopak.

Vnitřní

To je často důvodem nízkého napětí v elektrických sítích. Může to být:

• příliš malý průřez vstupního kabelu (z elektrického vedení do domu);
• špatný kontakt tohoto kabelu v místě připojení k elektrickému vedení dodávajícímu elektřinu;
• nesprávně zvolený průřez vodičů spojujících ochranné jističe s vnitřní elektroinstalací;
• špatné kontakty vodičů v rozvodných skříních (panelech) atd.

Jaké je nebezpečí nízkého (sníženého) napětí?

Většina domácích elektrických spotřebičů je navržena tak, aby fungovala při napětí 220-230 ± 5 % V. Pokud dojde k jeho poklesu, mohou se vyskytnout poruchy, snížená účinnost (provoz na částečný výkon, nízká provozní rychlost atd.), přehřátí nebo dokonce jednoduše „nezapnutí“. Často dochází k jejich poruchám, výraznému opotřebení a dokonce i požáru. Proto pro normální provoz vyžadují napětí specifikované jejich charakteristikami. To znamená, že je třeba ji zvýšit.

Citlivost jednotlivých zařízení na nízké napětí

Připojení některých zařízení k nízkonapěťové síti není nebezpečné, ale ovlivňuje jejich provozní efektivitu. Lze pozorovat například následující:

• běžné žárovky fungují, ale svítí tlumeněji;
• Elektrické sporáky, trouby, rychlovarné konvice, žehličky atd. se zahřívají pomaleji.

To však pro nejnovější modely televizorů nepředstavuje žádnou hrozbu – mohou pracovat v širokém rozsahu vstupního napětí.

Nebezpečně nízké napětí pro elektromotory, solenoidy, řídicí desky. Například při poklesu napětí se výrazně zvýší zatížení vinutí elektromotorů – zvýší se proud – což vede k jejich přehřívání a často i ke spalování. To je důvod, proč chladničky a čerpadla nefungují při velmi nízkém napětí. A nevyhoří jen díky vestavěné ochraně, která je jednoduše včas vypne. Nízké napětí je také nebezpečné pro všechny druhy elektronických zařízení.

Jak vyřešit uvedené problémy

Pátrání po příčině nízkého napětí v síti by mělo začít dotazováním sousedů v domě nebo bytě. Pokud nemají žádné stížnosti na poklesy napětí, pak se příčiny nacházejí přímo u vás doma – v elektroinstalaci. Jsou uvedeny výše a měly by být odstraněny.

Pokud mají vaši sousedé stejný problém s napětím v síti, pak je na vině dodavatel elektřiny. Pokud však on a místní úřady na požadavky příliš aktivně nereagují, lze problém s nízkým napětím v domě nebo bytě vyřešit instalací stabilizátoru napětí na vstupu. Je to efektivní, ale drahé a vyžaduje zapojení specialistů. Malé stabilizátory využijete při zapínání jednotlivých, zvláště citlivých elektrických spotřebičů. Pro soukromé domy existují další způsoby, jak zvýšit napětí v síti, ale jsou technicky složité, vyžadují značné náklady a konzultace s příslušnými specialisty.

Nylonová stahovací páska 300×3,6 mm, bílá (100 ks/balení) REXANT Article: 07-0300 4.9 Nylonová stahovací páska 300×3,6 mm, bílá (100 ks/balení) REXAN… Nylonová stahovací páska 300×3,6 mm, bílá (100 ks/balení) REXANT Vyzvednutí nebo doručení: Dnes -6 % 286.20 ₽ 266.17 ₽ 2.66 ₽ za kus — + Přidat do košíku

LED Hrušková lampa A60 9,5W E27 903Lm 2700K teplé světlo REXANT Článek: 604-001 4.5 LED Hrušková lampa A60 9,5W E27 903Lm 2700K teplé světlo REXANT LED Hruškové světlo A60 9,5W REXANT Teplé dodání E27 nebo 903 Dnes REXANT E2700 10 88.20 ₽ 79.38 ₽ — + Přidat do košíku

Vlnitá trubka d16 PVC se sondou, šedá světlá DKS Artikl: 91916 3 Vlnitá trubka d16 PVC se sondou šedá světlá DKS Vlnitá trubka d16 PVC se sondou šedá světlá DKS Vyzvednutí nebo doručení: Dnes +1 25 ₽ — + Přidat do košíku

Spona d20 šedá DKS Zboží: 51020 Spona d20 šedá DKS Spona d20 šedá DKS Vyzvednutí nebo doručení: Dnes +1 5 ₽ — + Přidat do košíku

Zásuvka 16A 1G s G/C s/u bílá AtlasDesign Schneider Electric (1/20) Článek: ATN000143 Zásuvka 16A 1G s G/C s/u bílá AtlasDesign Schneider Electric (1/… Socket 16A 1G s G/C s/u bílá AtlasDesign Schneider Electric (1/20) Vyzvednutí nebo doručení: Dnes +5 164.57 ₽ — + Přidat do košíku

LED pásek 220V, SMD5050, 60 LED/m, teplá bílá, 13x8mm, s napájecím kabelem, IP67 NEON-NIGHT Artikl: 142-106 LED pásek 220V, SMD5050, 60 LED/m, teplá bílá, 13x8mm, s kabelem… LED pásek 220V, SMD5050, 60 LED/m, teplá bílá, 13x8mm, s napájecím kabelem, IP67 NEON-NIGHT Vyzvednutí nebo doručení: zítra -15% 180.98 RUR 153.83 RUR 15 RUR za cívku — + Přidat do košíku

Teplem smrštitelná bužírka HERE ng 2,0/1,0mm, černá, balení 50 ks. 1m každý REXANT Artikl: 20-2006 5 Teplem smrštitelná bužírka ZDE ng 2,0/1,0 mm, černá, balení 50 ks. 1 kus. Teplem smrštitelná bužírka ZDE ng 2,0/1,0mm, černá, balení 50 ks. 1 m každý REXANT Vyzvednutí nebo doručení: Zítra -8 % 11.35 ₽ 10.33 ₽ 516.50 ₽ za balení — + Přidat do košíku

Betonová zásuvková krabice 68×45 Schneider Electric (200) Článek: IMT35100 Betonová zásuvková krabice 68×45 Schneider Electric &#. Betonová zásuvková krabice 68×45 Schneider Electric (200) Vyzvednutí nebo doručení: Dnes +1 12.32 ₽ — + Přidat do košíku

Alkalická baterie AA/LR6, 1,5V, 24 ks, blistr REXANT Artikl: 30-1024 4.8 Alkalická baterie AA/LR6, 1,5V, 24 ks, blistr REXANT Alkalická baterie AA/LR6, 1,5V, 24 ks, Snímač nebo blistr REXANT doručení: Dnes -14 % 22.14 ₽ 18.82 ₽ 451.68 ₽ za balení — + Přidat do košíku

Samonosný drát SIP-4 2×16,0 mm² 100 m GOST Article: 01-8890-2 5 Samonosný drát SIP-4 2×16,0 mm² 100 m GOST Samonosný drát SIP-4 2×16,0 mm² 100 m GOST Vyzvednutí nebo doručení: zítra -14 % 98.55 ₽ 83.77 ₽ 8 377 ₽ za pole — + Přidat do košíku

Je provedena analýza současného stavu problematiky zajištění nepřetržitého provozu elektropohonu s frekvenční regulací při poklesech napětí. Zvažována je tématika poklesů napětí, způsoby klasifikace jevu, statistika jeho výskytu v distribučních sítích průmyslových podniků, uvedeny konkrétní příklady negativního vlivu poklesů napětí na technologický proces. Jsou uvažovány známé způsoby překonávání poklesů napětí u frekvenčních měničů. Byla provedena analýza existujících metod pro stanovení parametrů napětí napájecí sítě.

1. Drury G. Charakteristika poruch kvality elektrické energie v Austrálii: poklesy napětí na nízkonapěťových místech / G. Drury, V. Gosbell, P. Ciufo, V. Smith, S. Perera, S. Elphick // Generace, přenos a distribuce IET. – 2015. – N 15 (9). – S. 2382–2388.

2. Wang Y. Charakteristiky jedné události pro poklesy napětí v třífázových systémech / Y. Wang, A. Bagheri, M.H.J. Bollen, X.Y. Xiao // Transakce IEEE při dodání napájení. – 2017. – N 2 (32). – S. 832–840.

3. Nikolajev A.A. Studie vlivu úbytků napětí v napájecím systému závodu MMK Metalurji na provoz hlavních elektrických pohonů horké čerpací stolice / A.A. Nikolaev, A.S. Denisevič, I.A. Ložkin, M.M. Tukhvatullin // Elektrické systémy a komplexy. – 2015. – č. 28 (3). – S. 8–14.

4. Abramovič B.N. Systém nepřerušitelného napájení pro podniky těžebního průmyslu / B.N. Abramovič // Poznámky báňského ústavu. – 2018. – (229). – S. 31–40.

5. Shklyarsky A.Ya. Zlepšení kvality elektrické energie v průmyslových distribučních sítích podniků na výrobu ropy: Diss. na omáčce uch. krok. Cand. tech. vědy. – Petrohrad, 2013. – 132 s.

6. Shklyarsky A.Ya. Problémy provozu elektrických zařízení vrtných souprav / A.Ya. Shklyarsky, D.A. Ustinov, Yu.A. Sychev // Vědecká a technická prohlášení Petrohradské státní polytechnické univerzity. – 2013. – (1). – S. 93–98.

7. Besselmann TJ Zvýšení robustnosti velkých elektricky poháněných kompresorových systémů během poklesů napětí / TJ Besselmann, A. Cortinovis, S. Van de moortel, AM Ditlefsen, M. Mercangoz, H. Fretheim [et al.] // IEEE Transactions on Industry Applications. – 2017. – N c (9994). – S. 1–9.

8. Weldemariam LE Váhové faktory pro odhad ekonomického dopadu poklesů napětí /LE Weldemariam, V. Cuk, JFG Cobben // 2016 IEEE International Conference on Power System Technology (POWERCON), 2016. – S. 1–6.

9. Khramshin T.R. Metody pro zvýšení stability elektrických pohonů kontinuální výroby při poklesech napětí / T.R. Khramshin, G.P. Kornilov, D.S. Krubtsov, A.A. Nikolajev, O.I. Karandaeva, P.Yu. Zhuravlev // Bulletin SUSU. Série „Energie“. – 2014. – č. 2 (14). – S. 80–87.

10. Bollen MHJ Poklesy napětí: účinky, zmírnění a předpověď / MHJ Bollen // Power Engineering Journal. – 1996. – N 3 (10). – S. 129–135.

11. Shi Y. Izolovaný modulární víceúrovňový DC-DC konvertor s možností řízení DC poruchového proudu na základě proudově napájeného duálního aktivního můstku pro aplikace MVDC / Y. Shi, H. Li // Transakce IEEE na výkonové elektronice. – 2017. – N MVDC (8993). – S. 1–17.

12. Mohan N. Výkonová elektronika 3. vyd. / N. Mohan, TM Undeland, WP Robbins, K. Murphy – Hoboken, 2003. – 792 s.

13. Novožilov N.G. Struktura a řídicí algoritmy asynchronního frekvenčního pohonu při poklesech napětí v elektrické síti: Diss. na omáčce. uch. Umění. Cand. tech. vědy. – Petrohrad, 2017. – 220 s.

14. Vasilievič V.A. K problematice sledování kvality elektrické energie / V.A. Vasilievich, H.A. Leonidovič // Novinky z Tomské polytechnické univerzity. – 2015. – č. 3 (326). – S. 76–85.

V normálním provozu se efektivní hodnoty napětí třífázové sítě pohybují do 10 % jmenovitého napětí U_nom sítí. V souladu s tím je maximální hodnota normálního napětí hodnota rovna 1,1 ⋅ U_noma minimum je 0,9 ⋅ U_nom. Pokles napětí je nouzový režim provozu sítě, ve kterém je efektivní hodnota napětí alespoň jedné z fází pod minimální normální hodnotou a časový okamžik, kdy je tohoto stavu dosaženo, se nazývá počátek poklesu napětí. Intenzita poklesu napětí je dána zbytkovým napětím sítě a dobou jeho trvání.

Zbytkové napětí U_ost v tomto případě se nazývá minimální střední kvadratická hodnota napětí zaznamenaná během poklesu napětí, zatímco hloubka poklesu napětí Δ U se určuje jako procento referenčního napětí (v práci je referenční napětí vždy jmenovité napětí sítě) podle vzorce:

Pokud je v tomto případě zbytkové napětí menší než 5 % referenčního napětí, má se za to, že došlo k přerušení napětí.

Doba trvání výpadku napětí t _p.n. je určena časovým intervalem od počátku poklesu napětí t _n.p.n. dokud se napětí ve všech fázích sítě neobnoví na prahovou hodnotu t _PhD. V provozu je prahová hodnota napětí odpovídající konci poklesu napětí minimální hodnotou normálního síťového napětí (rovné 90 % jmenovitého síťového napětí). Doba trvání poklesů napětí podle GOST nepřesáhne 1 minutu.

Hlavními příčinami poklesů napětí v distribučních sítích nízkého a středního napětí jsou zkraty a neregulované spouštění výkonných zátěží. Zkratový proud (dále jen SC) způsobuje další pokles napětí v přenosovém vedení, což vede k poklesu napětí v místě připojení zátěže. Spuštění výkonné zátěže, jako jsou asynchronní a synchronní elektromotory, také způsobuje proudy, které 5–7krát překračují jmenovité proudy, což také vede k dodatečnému poklesu napětí ve vedení.

Bardanov A.I., Poklesy napětí v napájecích sítích a způsoby jejich boje. Hlavní energetik. 2019;3.