Điều gì gây ra quá điện áp trong lưới điện?

Ở khu vực tôi sống có một tiêu chuẩn nhà nước nói rằng độ lệch điện áp nguồn có thể liên tục trong vòng 5% và trong vòng 10% trong thời gian ngắn, vì vậy nếu điện áp lưới điện nằm trong các phạm vi đó - thì không sao. Điện áp danh định là 220 volt, vì vậy nó có thể nằm trong phạm vi 209..231 volt liên tục và trong phạm vi 198..242 volt trong khoảng thời gian ngắn.

Bây giờ tôi hiểu rằng đôi khi có những dây dẫn quá nhỏ và tổn thất lớn và các mối nối dây xấu và điều này có thể gây ra điện áp thấp tại trang web của người tiêu dùng.

Điều gì sẽ gây ra quá điện áp? Ý tôi là có máy phát điện được thiết kế cẩn thận ở đâu đó xoay với tốc độ "đúng" được theo dõi cẩn thận và tạo ra điện áp được tính toán cẩn thận. Sau đó, có các máy biến áp một lần nữa có số lượng gió phù hợp trong mỗi cuộn dây và do đó chuyển đổi điện áp đúng sang điện áp phải khác. Vì vậy, tôi không thấy điện áp đột nhiên tăng cao hơn thiết kế. Tuy nhiên, thậm chí có một tiêu chuẩn nhà nước cho phép độ lệch khá lớn.

Điều gì chính xác gây ra quá áp trong lưới điện?

Tại sao điện áp nguồn thường ở trên giá trị danh định? Tôi không nói về gai điện, mà rời khỏi lề. Chúng tôi đang nói về hoạt động tiêu chuẩn. Theo thiết kế, công suất được đặt gần lề trên hơn so với giữa. Đây là những lý do:

Tất cả các máy phát điện tiêu chuẩn đều chạy với tốc độ quay nhất định được đồng bộ hóa với tần số lưới. Tần số quay của máy phát cũng phụ thuộc vào số lượng cực được trang bị, tất cả các máy phát 4 cực trong lưới 50Hz chạy với tốc độ 1500 / phút, chẳng hạn.

Tần số lưới chỉ là về giá trị không đổi duy nhất liên tục mà bạn có thể mong đợi từ lưới.

Ở tốc độ cố định, đầu ra công suất của máy phát được điều chỉnh bởi sự kích thích của cuộn dây trường và đầu vào cơ học ở tuabin hoặc động cơ. Cả hai giá trị phải được quy định trong unison. Nếu bạn tăng kích thích mà không tăng đầu vào cơ học, máy sẽ chạy chậm lại và không đồng bộ, điều này phải được ngăn chặn.

Một số loại nhà máy điện chạy không đồng bộ (chủ yếu là bánh đà, năng lượng mặt trời, gió), điều đó có nghĩa là sản lượng điện của chúng phải được điều chỉnh bằng điện tử để lắp nó vào lưới điện.

Vì nhiều lý do, các nhà cung cấp điện sẽ điều tiết về phía trên.

Đầu tiên, họ có thể phản ứng nhanh hơn để giảm công suất đầu ra: Chuyển một chút hơi nước, giảm kích thích, xong. Để phản ứng trở lên, trước tiên họ phải tạo ra nhiều hơi nước hơn, điều này cần có thời gian. Vì vậy, an toàn hơn là ở trên giới hạn hàng đầu.

Thứ hai, cùng một công suất có thể được vận chuyển hiệu quả hơn khi Điện áp cao hơn. Mất mát hầu như chỉ xuất phát từ dòng điện, điện áp cao hơn có nghĩa là dòng điện ít hơn, do đó tổn thất ít hơn, phần trăm điện áp lớn hơn đến khách hàng và chỉ có điện năng đến sẽ được thanh toán.

Cuối cùng, một phần của năng lượng được sử dụng là điện trở thuần, tiêu thụ nhiều năng lượng hơn với điện áp cao hơn, dẫn đến mức tiêu thụ cao hơn và doanh số cao hơn. Tôi cho rằng đây không phải là một vấn đề lớn.

Bây giờ các nhà cung cấp điện đã biết rất rõ trung bình sẽ tiêu thụ bao nhiêu điện năng. Họ biết sẽ cần thêm bao nhiêu vào những ngày đặc biệt như lễ tạ ơn (mọi bếp lò đều hoạt động vào ngày hôm đó) hoặc vào ngày superbowl. Họ sẽ lên kế hoạch trước khá lâu.

Chất lượng của các đường lưới được xem xét ở đây: Nếu họ biết điện áp rơi trong vùng lân cận khá cao, nguồn cung cấp cho vùng lân cận đó sẽ được thiết lập để điện áp theo kế hoạch đến khách hàng, nếu có thể. Bộ biến đổi giữa các mạng điện áp cao / trung bình / thấp có thể được điều chỉnh ở một mức độ nào đó. (xem ULTC tại http://en.wikipedia.org/wiki/Tap_%28transformer%29 )

Do đó, điện áp giảm và cả sự dịch pha là nguyên nhân của các nhà cung cấp: Hai yếu tố này dẫn đến tổn thất lớn hơn trong các đường dây mà họ phải tự trả.

Bạn đúng là lưới điện được tinh chỉnh, tuy nhiên nó không quá tĩnh vì điều đó sẽ khiến bạn tin tưởng. Toàn bộ lưới là một cỗ máy to lớn khá không ổn định. Giám sát liên tục và điều chỉnh lại là cần thiết để hệ thống duy trì hoạt động ổn định.

Mặc dù bạn đúng rằng một máy phát tạo ra một điện áp ổn định (đối với hầu hết các phần), tải trên lưới thay đổi mỗi giây. Các hệ thống giám sát những thay đổi này không thể luôn phản ứng tức thời, đặc biệt là khi có vật thể chuyển động lớn như máy phát điện.

Hãy bắt đầu tại nhà của bạn. Máy biến áp cung cấp cho khu vực của bạn có ba giai đoạn. Người lập kế hoạch thành phố / thị trấn sẽ nghĩ ra những ngôi nhà trong khu phố của bạn thành (gần như) số tiền bằng nhau trên mỗi giai đoạn. Bây giờ nếu tải khác nhau, nó sẽ gây ra những thay đổi nhỏ trong điện áp trong mỗi pha khi các pha trở nên mất cân bằng. Điều này thường là nhỏ nhưng có thể dễ dàng gây ra những biến động nhỏ mà bạn nhìn thấy. Nếu bạn có thể vẽ biểu đồ theo thời gian, sẽ rất thú vị khi các dao động trông như thế nào trong thời gian cao điểm (buổi sáng và buổi tối).

Có nhiều cách khác trong đó lưới điện động: Đường truyền nóng lên và hạ nhiệt thay đổi điện trở, hoạt động của mặt trời gây ra dòng điện trong đường truyền, toàn bộ thị trấn bị rơi khỏi lưới do tai nạn. Sự bất ổn yêu thích cá nhân của tôi là giai đoạn máy phát điện. Máy phát điện cần được giữ theo pha và tần số, tuy nhiên khi tải trên chúng (lưới) thay đổi, nó làm cho máy phát hơi tăng tốc hoặc giảm tốc độ. Điều này được bù bằng các bánh xe phản ứng giải phóng và hấp thụ năng lượng từ máy phát.

Tất cả các điều trên thay đổi tải trên lưới và do đó bạn sẽ thấy dao động điện áp.

Như những người khác đã nói, vấn đề cơ bản là nhu cầu có thể thay đổi nhanh chóng, nhưng những cỗ máy lớn tạo ra điện và nguồn điện đầu vào cho chúng không thể thay đổi nhanh chóng.

Ở Mỹ, tiêu chuẩn là mọi thứ được đánh giá lại cứ sau 4 giây. Trung tâm điều khiển cho từng khu vực giám sát các dòng điện qua các đường truyền khác nhau, điện áp ở nhiều nơi khác nhau và năng lượng được đổ vào lưới bởi mỗi nhà sản xuất lớn.

Các đặc tính của mỗi nhà sản xuất được biết đến, và cứ sau 4 giây họ được cho biết nên điều chỉnh công suất đầu ra của họ lên hay xuống. Các nhà máy hạt nhân là phản ứng chậm nhất, và thường được giữ ở mức "cơ sở". Sau đó, có những nhà máy "đạt đỉnh" có thể phản ứng nhanh hơn nhiều, nhưng cũng khiến điện trở nên đắt hơn. Các nhà máy đỉnh thường là động cơ tua bin chạy máy phát điện. Chúng thường được giữ ngoài trừ khi có nhu cầu cao. Các nhà máy thủy điện có bộ đặc điểm riêng của họ. Họ có thể phản ứng khá nhanh, theo thứ tự một phút hoặc vài phút, trước những thay đổi nhu cầu lớn. 4 giây được chọn một phần vì tại thời điểm đó không có gì có thể đáp ứng nhanh như vậy. Bộ điều khiển trung tâm gửi tín hiệu cứ sau 4 giây cũng áp dụng thuật toán công bằng. Ví dụ, nếu có một số nhà máy đạt đỉnh trong khu vực, nó cố gắng sử dụng chúng như nhau. Quản lý lưới điện là một vấn đề phức tạp và có rất nhiều tiền bị lãng phí khi làm sai.

Có một công ty địa phương, Beacon Power , sản xuất các hệ thống lưu trữ bánh đà cho lưới điện. Đây là những bánh đà lớn trong các buồng sơ tán cưỡi trên vòng bi từ tính. Mỗi bánh đà có thể lưu trữ khoảng 100 kWh điện. Đây hoàn toàn là lưu trữ, không phải thế hệ, nhưng ưu điểm là lưu trữ và thu hồi năng lượng được xử lý điện tử, và do đó có thể phản ứng rất nhanh. Có thể tạo ra một trường hợp kinh doanh để lắp đặt các bánh đà này cho việc đạt đỉnh ngắn hạn, cả hấp thụ và sản xuất, chúng cung cấp. Một số cơ sở sản xuất điện mới hơn sẽ kết hợp lưu trữ ngắn hạn như vậy tại địa phương. Điều đó cho phép lắp đặt tổng thể trông giống như một nhà máy điện hoạt động tốt, linh hoạt và phản ứng nhanh, ngay cả khi nguồn năng lượng cuối cùng là thủy điện, than hoặc dầu.

Có một nhà máy thú vị khác gần nghe được gọi là Hồ chứa núi Northfield . Đây là một trạm lưu trữ năng lượng lớn hơn nhiều, hoạt động dựa trên năng lượng tiềm năng của nước. Trong quá trình tải nhẹ khi các nhà máy điện phản ứng chậm đang sản xuất nhiều hơn mức cần thiết, nước được bơm từ sông Connecticut lên dốc đến Hồ chứa Núi Northfield. Khi nhu cầu cao, nước chảy ngược xuống sông và tạo ra điện. Trạm có 4 máy phát có thể đảo ngược, mỗi máy được đánh giá là 270 MW, vì vậy toàn bộ trạm có thể cung cấp công suất cực đại trên 1 GW trong một thời gian.

Nhiều hơn hoặc ít hơn những gì họ nói trong hầu hết các trường hợp. Thêm:

Phải mất thời gian hữu hạn để thay đổi sản lượng điện nếu máy rất lớn. Van tuabin thủy lực cần phải được mở hoặc đóng ảnh hưởng đến hàng tấn nước chảy. Tua bin với nồi hơi nạp than phải xử lý năng lượng trong lò nếu giảm tải - hoặc có thêm nhiên liệu nếu tải đột ngột.

Ánh sáng đình công / một chiếc xe đâm vào cột điện / cháy nhà hoặc một đường gãy ngắn một máng ăn. Cầu dao mở. Các lỗi có thể không truyền lên chuỗi, hoặc có thể phần nào. Tải giảm đột ngột. Bộ điều khiển máy quay gọi tắt máy đầu vào năng lượng. Cấp nước cho tuabin giảm, cấp than để giảm lửa .... Điện áp tăng nhanh và sau đó ổn định trở lại trạng thái ổn định.

New Zealand và Pháp là 12-11 ngay trước hiệp một trong trận chung kết cúp bóng bầu dục thế giới. Các quả bóng hướng tới cột dọc khung thành - và nảy ra. Không có hình phạt được trao. Các trọng tài thổi còi của anh ấy và hai đội chạy ra khỏi sân. 1.300.000 người dân dừng xem TV. 22% đi nhà vệ sinh. Trạm bơm cấp nước sẽ không nhận thấy sự đột biến trong vài phút. 127.000 bình điện được bật cho một tách cà phê nhanh chóng. Hơn. Tải điện tăng mạnh. Điện áp giảm. Nhiều nước hơn được quay số. nhiều than, nhiều ... Hai đội chạy lên sân, ấm nhấp chuột. Đèn được tắt. Nhà vệ sinh bị bỏ trống. ... Tải giảm. Than vẫn đang được thêm vào, cho đến nay .... Điện áp tăng ....

Tất cả các máy phát điện này tạo ra điện áp chính xác mà chúng được tạo ra cho .. đó là những gì xảy ra trên đường đi .. từ máy phát điện đến phích cắm của bạn trong hầu hết các phần.

• Ở Nam Phi trong cơn bão điện, ánh sáng sẽ chiếu gần hoặc trực tiếp vào đường dây điện cao thế gây ra vụ thảm sát tại các trạm xuống - có sự bảo vệ cho điều này (và nó cố gắng phản ứng ngay lập tức) nhưng nhiều lần người dân từ các thị trấn gần sẽ lấp đầy các cửa hàng sửa chữa điện vào ngày hôm sau vì tv của họ nổ tung. Các gai này gợn xuống mạng được phép do mức dung sai 10%. (Tôi nói từ kinh nghiệm và không làm mọi thứ ở đây)

• Ở những nơi khác trên thế giới, gây ra bởi bão, động đất.

• Trong các trường hợp khác, nó có thể được gây ra bởi một cây rơi xuống đường dây điện cao

• Thay đổi đột ngột về tính chất khí quyển.

• Chuyển hướng lưới điện (cuộc gọi bảo trì)

• Nhưng nó cũng có thể gây ra trong nhà nó bởi các thiết bị tạo ra nguồn cấp dữ liệu trở lại.

Trong những năm qua và với sự phân bổ của các luật dây mới được đưa ra, các đỉnh / đỉnh này hầu hết đã bị xóa. Nhưng dung sai vẫn còn đó và hầu hết các thiết bị người dùng cuối đều chịu được độ lệch này bởi vì dòng điện được tiếp tục tinh chỉnh bằng cách sử dụng các máy biến áp trong thiết bị.

Như tất cả những người khác đã nói, lưới điện là một thứ thay đổi liên tục. Tôi đã xem một số phim tài liệu về các công ty điện lực địa phương ở Hà Lan. Điều phổ biến nhất bạn nghe thấy là họ có thời kỳ cao điểm 'điển hình' mà họ phải sản xuất điện. Thông thường các trạm điện chuẩn bị cho những khoảnh khắc này; Có đủ năng lực để theo kịp nhu cầu tăng?

Nó thậm chí còn đi xa đến mức một số công ty năng lượng theo dõi radar thời tiết (đặc biệt là bất ngờ) mưa, mưa, v.v. Điều xảy ra là mưa làm mát rất nhiều tòa nhà, do đó cần có năng lượng để giữ nhiệt độ. Phản ứng điển hình (tức là trung bình) là mọi người sẽ sử dụng nhiều điện và năng lượng hơn để giữ ấm mọi thứ. Để khắc phục điều này, nhà máy điện chuẩn bị nhiều công suất hơn khi có vẻ như trời sắp mưa vì họ biết rằng họ sẽ phải cung cấp nhiều năng lượng hơn bình thường.

Tất cả những hiệu ứng này được kiểm soát bởi máy tính. Rất nhiều số liệu thống kê và 'đường cong dự kiến ​​điển hình' trong những trường hợp nhất định có khả năng được mô hình hóa để giữ cho lưới điện không ổn định. Trên thực tế, chỉ có một vài nhà khai thác trên các nhà máy điện. Có thể có 1-2 kỹ thuật viên trong nhà máy điện nhỏ và 1-2 người vận hành trong văn phòng.

Quay trở lại câu hỏi của bạn: rất khó để giữ cho lưới điện ổn định. Do tải có thể thay đổi nhanh hơn máy móc, rất nhiều quy định được thực hiện trên 'các mẫu dự kiến'. Việc thêm các tuabin gió vào lưới điện khiến việc điều tiết có phần khó khăn hơn, vì chúng có thể tạo ra thêm một vài MW khi gió thổi mạnh, và vài phút sau nó có thể biến mất khi dừng lại.

Lý do chính cho quá điện áp là

1. Sét
2. Chuyển đổi đột biến
3. Lỗi cách điện
4. cộng hưởng

Tải là điện trở, quy nạp và điện dung trong tự nhiên. trong quy nạp và điện dung này là tải trọng phản ứng trong tự nhiên trong khi tải điện trở được gọi là Real (công suất). Trong một hệ thống năng lượng hoạt động bình thường, công suất thực và công suất phản kháng phải ở trạng thái cân bằng, tức là (khoảng) công suất thực được tạo ra = công suất thực tiêu thụ (tải + tổn thất) tốc độ khác của máy phát & tần số sẽ tăng hoặc giảm. Tương tự công suất phản kháng được tạo ra = công suất phản kháng tiêu thụ điện áp khác sẽ tăng và giảm. Thông thường máy phát điện được trang bị để điều chỉnh công suất thực và công suất phản kháng theo yêu cầu tải bằng cách theo dõi điện áp và tần số. Các hoạt động như chuyển mạch sét sẽ gây ra sự thay đổi đột ngột dẫn đến điện áp quá cao. Tự cảm phản đối sự thay đổi trong hiện tại. để tham khảo thêm.