Общие сведения об электросети

Трехфазная электросеть, предложенная в 1891 году русским инженером М.О. Доливо-Добровольским, является основным решением для электросетей общего назначения частотой 50 Гц. Она состоит из трех равноценных фазных проводников, нейтрали, а также обязательного защитного заземления. Переменное напряжение в электросети имеет синусоидальную форму. Максимумы по каждой из фаз, обозначенных на рисунке ниже как А, В и С, сдвинуты относительно друг друга на треть периода колебания.

Однофазная электросеть, состоящая из одного фазного проводника и нейтрали, является составной частью трехфазной сети. Выбор электросети зависит от потребляемой мощности. Как правило, при мощности нагрузки 10 кВт и выше применяется трехфазная электросеть для равномерной загрузки источника и недопущения перекоса фаз.

По надежности электроснабжения электросети делятся на три категории. Наиболее распространена вторая категория, к которой относятся жилые дома до 8 квартир и офисные помещения с числом сотрудников 50 человек. Для нее действуют нормативы устранения аварии в течение одного часа и надежность 0,9999. Третья категория характеризуется временем устранения аварии в течение суток и надежностью 0,9973. Для первой категории требуется нулевое время устранения аварии и надежности 1.

С 2014 года показатели качества электросети и пределы их отклонения определяются ГОСТ 32144-2013. Согласно классификации по данному ГОСТ напряжение номинальное среднеквадратичное значение которого не превышает 1000 В является низким, до 35 кВ средним и от 35 до 220 кВ высоким. Основные показатели качества электросетей низкого напряжения:

• Отклонение напряжения в точке подсоединения не должно превышать: 10%;
• Отклонение частоты не должно превышать: 0,4 Гц;
• Коэффициент несинусоидальности не должен превышать: 8-12%.

Реальное состояние электросетей часто не соответствует требованиям ГОСТ по самым разным причинам:

• Износ оборудования, перегрузка, ошибки персонала;
• Воздействие мощных потребителей;
• Стихийные явления как гроза, ледяной дождь, обрывы ЛЭП и т.п.

Основные виды несоответствий параметров электросети требованиям стандартов могут проявляться следующим образом:

• Кратковременные провалы напряжения – исчезновение или значительное снижение питающего напряжения на время менее 1 секунды. Как правило, оно вызвано перегрузкой на конечной линии при включении мощных потребителей энергии, таких как холодильник, кондиционер, сварочный аппарат и т.п. Хотя такие провалы напряжения не заметны пользователю они могут вызвать нарушения в  работе компьютерной и другой управляемой микропроцессором техники.
• Длительное пропадание напряжения – ситуация длительного отсутствия напряжения из-за отключения конечной линии электропитания от подстанции ввиду перегрузки, неблагоприятных погодных условий, физических повреждений линий электропередач. В зависимости категории надежности электросети может продолжаться до 1 часа или даже суток.
• Постоянно пониженное напряжение – периодически повторяющееся или постоянно низкое напряжение электросети. Связано с перегрузкой линии от подстанции до потребителя, неисправностями на подстанции или плохим состоянием соединительных кабелей. Может приводить к временной или постоянной неработоспособности любого оборудования, включая бытовую технику.
• Импульсы высокого напряжения – возникают при работе лифтов, сварки и промышленного оборудования, аварийных ситуациях на подстанции и линии электропередач, ударах молнии и т.п. Амплитуда импульсов может достигать 2000 В, что создает риск повреждения оборудования.
• Повышенное напряжение – завышенное напряжение в электросети может возникать вследствие неравномерности распределения нагрузки по фазам трансформатора подстанции (перекос фаз). В этом случае на перегруженной фазе напряжение падает, в то время как на двух других превышает нормальное значение. Наиболее опасная ситуация это отгорание нейтрального провода (обрыв нуля) при котором перенапряжение на оборудовании может достигать линейного значения 380 (400) Вольт. Повышенное напряжение ведет к выходу из строя или снижению срока службы любого оборудования.
• Высокочастотный шум – появление в силовом кабеле паразитных высокочастотных составляющих напряжения вызванное подключением генераторов, промышленного или радиопередающего оборудования. Приводит к нарушению работы измерительной и звукозаписывающей аппаратуры.
• Отклонение частоты – кратковременное изменение частоты более чем на 3 Гц при подключении энергоемкого оборудования, запуске мощных электродвигателей и т.п.