Какая частота тока в розетке. Системный оператор единой энергетической системы

Гц (Герц)
В Герцах измеряется частота, обозначается буквой «F» (число наступления какого-либо события за секунду). Ну, например, пульс человека 60 ударов в минуту, значит, частота с которой бьется сердце F=60/60=1 Гц. Виниловая пластинка при проигрывании делает 33 оборота в минуту - F=33/60=0,55 Гц. Частота обновления экрана монитора с ЭЛТ составляет 200 Гц, значит электронный пучок «пробегает» экран 200 раз в секунду.

Применительно к энергетике под частотой понимают частоту переменного электрического тока в энергосистеме. Или еще говорят «промышленная частота». У нас и в Европе частота 50 Гц. В США и Японии 60 Гц. Что это значит? Это значит, 50 раз в секунду электрический ток течет с возрастанием-убыванием (по синусоиде) в одну сторону, 50 раз в другую. Несколько слов, почему промышленная частота именно 50 или 60 Гц. Просто частота у тока появляется из-за вращения ротора генератора. Если увеличивать частоту вращения ротора (и соответственно частоту в энергосистеме), нужно делать конструкцию генератора более прочной. А увеличивать прочность до бесконечности нельзя, у любых конструкционных материалов есть предел. Короче 50-60 Гц это равновесие многих технических ограничений.

Когда с частотой проблем нет, нет и упоминаний в журналистских материалах об этой величине. Но так может быть далеко не всегда. К чему может привести отклонение частоты от номинала (у нас 50 Гц)? К серьезной аварии! Когда частота выше номинальных 50 Гц, на вращающийся ротор генератора и турбины действуют центробежные силы большей величины, чем заложено в их конструкции. Это может привести к их разрушению. Конечно, есть автоматика. Если F достигнет значения 55 Гц, агрегат автоматически отключится от сети, чтобы не допустить повреждений. Если частота ниже 50 Гц, происходит снижение производительности всех электрических двигателей (снижение частоты их вращения), подключенных к энергосистеме - и тех которые обеспечивают работу эскалаторов в супермаркете, и тех, которые вращают конвейерную ленту на заводе, и тех, которые обеспечивают технологический процесс производства электроэнергии на электростанциях. Последнее - самое опасное. Снижается частота, снижается выработка электроэнергии, что приводит к еще большему снижению частоты, в результате - электростанции могут просто «встать на ноль» (если частота снизится до 45 Гц), это полное погашение, как говорится blackout. Конечно, и здесь есть автоматика. Чтобы не допустить глубокого снижения частоты автоматически отключается часть потребителей, в том числе «бытовых». Вышеописанное это конечно крайние случаи аварий. Но частота может отклоняться и на меньшие величины. Это тоже плохо. И в энергосистеме предусмотрены автоматики, позволяющие этого избежать. Вот я немного расписал, как это работает, кому интересно, читайте.

Еще немного теории (терпите, раз уж до сюда дошли). Частота в системе, значением ровно 50 Гц может быть только в одном случае - если в каждый момент времени генерируется ровно столько активной мощности, сколько потребляется. При нарушении этого баланса, частоту «уводит» в одну или другую сторону, а это ведет к аварии. Представьте себе любое другое предприятие (мебельную фабрику, хлебопекарню, автомобильный завод) и ту же задачу - каждую долю секунды производить ровно столько продукции, сколько необходимо потребителям. Вот видите, какое сложное у энергетиков производство. Что здесь интересного - если частота выше 50 Гц, значит, генераторы вырабатывают мощность большую, чем мощность всех потребителей, ну это лечится просто - снижается выработка на электростанциях, да и все. Если частота ниже 50 Гц - мощность потребления больше, чем генерируемая мощность. И если частота все время ниже 50 Гц, значит в энергосистеме дефицит мощности. Не построили вовремя электростанций - это большая проблема.

Сегодня качественную частоту 50 Гц нам обеспечивает Россия. Именно там находятся быстродействующие регуляторы частоты с воздействием на российские станции. Когда вы включаете утюг, где-то далеко в России генератор загружается на дополнительных 1,5 кВт, и наоборот (это немного упрощенно, но по большей части так). Ни в ЕЭС Казахстана, ни в энергосистемах Центральной Азии, на сегодняшний день, нет систем, позволяющих держать частоту «в струнку» на уровне 50 Гц. Если мы отделимся от России (электрически), частота у нас будет «гулять», а это очень плохо.

И еще одно - частота это глобальный фактор. Она одинакова везде в энергосистеме. И в Казахстане и по всей России (той части, что входит в ЕЭС) она одинакова в один и тот же момент времени. Если в какой-то части частота стала другой, значит эта часть электрически отсоединилась (из-за аварии или по другим причинам) и работает от основной энергосистемы изолировано.

Только не говорите мне: «Папа, а с кем это ты сейчас разговаривал?». Шучу, конечно:) Идем дальше.

ЕЭС - Единая Электроэнергетическая система. Это совокупность электростанций, подстанций и линий электропередачи, связанные единым общим технологическим режимом работы. Короче, все, что работает «параллельно» и взаимосвязано (все, что соединено между собой линиями электропередачи) составляет ЕЭС. И хотя есть ЕЭС Казахстана и есть ЕЭС России, на самом деле это больше политическое деление, «электрически» все это одна энергосистема, которая раньше называлось ЕЭС СССР. А вот, например энергосистема Австралии в нашу ЕЭС не входит, поскольку не связана с нами линиями электропередачи.

КЛ - кабельная линия электропередачи - под землей прокладывается кабель, конечно с мощной изоляцией. По стоимости КЛ намного дороже ВЛ, поэтому в СССР, было принято прокладывать КЛ только внутри населенных пунктов, чтобы не уродовать внешний вид. Такой дикости, как в других странах, когда все кишки по улицам размотаны, у нас не встретишь.

Самая первая кабельная линия была предназначена не для передачи электроэнергии, а для передачи сигналов. В 1843 году конгресс США объявил тендер на постройку экспериментальной телеграфной линии, который выиграл Морзе (известный нам по «азбуке Морзе»), так вот линию решили прокладывать под землей. Однако, из-за того, что компаньон Морзе решил сэкономить на изоляции для проводов, вместо линии получилось одно сплошное короткое замыкание (такие ситуации случаются и сегодня, когда коммерсанты начинают управлять технарями). А денег уже было потрачено более чем достаточно. Инженер Корнелл, участвующий в проекте предложил такой выход из ситуации - расставить вдоль трассы столбы, и развесить прямо на этих столбах оголенные телеграфные провода, используя в качестве изоляторов горлышки от стеклянных бутылок. Так появилась воздушная телеграфная линия, электрическая ВЛ - практически ее копия, причем даже сегодня принципиально конструкция не изменилась.

ВЛ - воздушная линия электропередачи. Служит для передачи электроэнергии по проводам, которые подвешены к опоре посредством изоляторов. Чем выше рабочее напряжение ВЛ, тем выше опоры и больше количество изоляторов в гирлянде. На ВЛ-6,10 кВ всего один изолятор, на ВЛ-35 кВ - 2 изолятора, на ВЛ-110 кВ - 6 изоляторов, ВЛ-220 кВ - 12 изоляторов, ВЛ-500 кВ - 24 изолятора, так что по внешнему виду не трудно определить рабочее напряжение ВЛ.

ГЭС - гидроэлектрическая станция (еще может расшифровываться как гидравлическая электростанция, старайтесь не употреблять просторечное «гидростанция» - на мой взгляд, звучит пошловато). ГЭС - это электростанция, на которой электроэнергию получают преобразованием энергии воды (поток воды крутит турбину). Крупных ГЭС в Казахстане не много. Если сравнивать по мощности, то все ГЭС составят не более 10% от всех генерирующих мощностей в ЕЭС. Это плохо. Для того чтобы энергосистема была самодостаточной, необходимо иметь хотя бы 20-30% ГЭС в системе, но что поделаешь - водных ресурсов маловато. Достоинство ГЭС - высокая маневренность. Такие станции могут быстро набрать нагрузку и также быстро ее сбрасывать (это необходимо для точного регулирования частоты на уровне 50 Гц). Какие у нас есть ГЭС?

Европейские покупатели, которым приходилось приобретать в США электронные устройства или технику для дома, знают, что у американского оборудования конфигурация вилки шнура питания отличается от привычной для нас. Есть разница и в диапазоне напряжения сети. Так, нормой для США является напряжение в 110 вольт, тогда как в сетях стран Европы оно составляет 220 вольт.

Поэтому люди, желающие купить в США ноутбук, смартфон, телевизор или депилятор, опасаются, что не смогут использовать эти приборы.

На самом деле смогут, но для этого нужно будет сделать определенные шаги. Далее мы попробуем разобраться, как определить уровень напряжения, при котором работает прибор, и как приспособить североамериканское устройство к сетям европейского континента.

Как определить допустимые границы напряжения для того или иного прибора?

В настоящее время почти все изготовители укомплектовывают свою продукцию адаптерами сети универсального типа, блоками питания и устройствами для подзарядки гаджетов, что позволяет оборудованию работать в любой стране мира.

Узнать диапазон напряжения для того или иного изделия не представляет труда. Для этого достаточно посмотреть:

• инструкцию к прибору (раздел, посвященный техническим параметрам);
• спецификацию на наклейке, расположенной на задней части изделия;
• описание модели прибора на сайте изготовителя.

Стандартные сетевые адаптеры такого типа поставляются в комплекте со всеми современными ноутбуками. В данных, указанных на наклейке, мы можем увидеть, что данное устройство является универсальным и может функционировать в пределах от 100 до 240 вольт (выделено красным).

Перед приобретением товара покупатель может предварительно узнать о том, каков диапазон работы соответствующего устройства. Кроме того, вопрос о форме вилки и допустимом уровне напряжения можно задать продавцу изделия. Но следует помнить, что практически любой прибор можно адаптировать к работе с подходящим уровнем напряжения.

На наклейке зарядного устройства от электрической бритвы мы видим, что прибор также работает при напряжении 100-240 вольт (выделено красным)

Оборудование, которое работает при напряжении от 100 до 240 вольт

После получения товара нужно, прежде всего, убедиться, что данный блок питания действительно универсален, потому что иначе высок риск порчи электрического прибора.

Стандартное зарядное устройство для мобильного телефона. Красным выделена информация, которая свидетельствует о его универсальности

Затем необходимо решить проблему с вилкой шнура американского типа, которая отличается от европейского стандарта. Если при заказе изделия магазин не предлагает вилку европейского образца в качестве опции, то есть два пути выхода из сложившейся ситуации.

Приобретение адаптера

Купить адаптер для вилки шнура американского типа к европейскому типу сетей это самый простой, дешевый и популярный способ разрешения проблемы. Но в данном случае необходимо учесть один важный нюанс - наличие или отсутствие контакта заземления на вилке.

Сетевая вилка, оснащенная контактом заземления

Если вилка приобретенного устройства оснащена контактом заземления, то следует выбрать переходник универсального типа. Если же контакт заземления отсутствует, то более всего подойдет стандартный переходник.

Вилка, которая не имеет заземляющего контакта

Приобретение подобного адаптера является оптимальным решением. Такие устройства стоят около двух-трех долларов и реализуются во многих электротехнических магазинах. Правда, сложность состоит в том, что они не всегда имеются в продаже.

Типы сетевых переходников, предназначенных для вилок без функции заземления

Но и эта проблема не является непреодолимой, так как подобные приспособления можно приобрести на радиорынках или через сеть интернет. К примеру, большой ассортимент таких изделий представлен на американском онлайн-аукционе eBay.

Приобретение подходящего шнура питания

Альтернативным способом решения проблемы является приобретение нового шнура питания, оснащенного вилкой подходящей конфигурации. Также можно использовать шнур от какого-либо другого прибора, к примеру, от фотоаппарата или видеокамеры.

Шнур можно купить по цене 3-5 долларов в любом магазине электронных товаров или техники для дома. Но следует учесть, что тот разъем покупаемого шнура, который подключается к технике, должен полностью соответствовать разъему американского шнура.

Рассмотрим достаточно распространенную ситуацию: на территории США был приобретен ноутбук с типичной для этого государства конфигурацией вилки. На адаптере сети гаджета указано, что он является универсальным и может функционировать при напряжении сети в 100-240 вольт. Решить проблему замены шнура можно очень простым способом:

Наиболее простым выходом из положения является его замена на шнур питания, подходящий для европейских сетей. Больше ничего предпринимать не нужно, потому что сетевой адаптер ноутбука может работать с любыми сетями.

Случаи, когда приобретение шнура нецелесообразно

Для некоторых видов техники покупка шнуров является неоправданной, и в подобных случаях предпочтение следует отдавать приобретению адаптеров. К устройствам, используемым преимущественно с адаптерами, относятся:

• мобильные телефоны и смартфоны, так как приобретение нового устройства для подзарядки является нерентабельным;
• крупная техника для дома, в которой шнур соединен с самим устройством, и его замену могут осуществить только мастера специализированных ремонтных центров;
• приборы, оснащенные сложными разъемами, и подключающиеся прямо к электрическому оборудованию; в подобных ситуациях приобрести подходящий шнур можно только в сервисном центре компании-производителя.

Электротехника, функционирующая при напряжении от 100 до 110 вольт

В настоящее время часто встречаются бытовые приборы, работающие строго при 110 вольтах. Это, в первую очередь, крупная техника, которую пользователи редко заказывают через онлайн-магазины с других частей света.

Но если покупатель все же получил такой товар, то возникшую проблему он сможет решить достаточно легко. Наилучшим выходом в таком случае является приобретение понижающего трансформатора.

Этот прибор снижает напряжение электрической сети 220В до подходящих для устройства 110В. Он оснащен всеми необходимыми разъемами, поэтому никаких дополнительных переходников приобретать не нужно. Процесс подключения прибора к электросети через трансформатор осуществляется путем соединения вилок, никаких настроек не нужно.

Выбор правильной мощности трансформатора

При выборе трансформатора необходимо обращать внимание на уровень мощности того электроприбора, с которым он будет использоваться, так как для крупной техники, в частности, холодильников, телевизоров, электрообогревателей и т.д., требуется трансформатор более высокой мощности. Поэтому сначала нужно узнать, какова мощность электрического прибора (в Ваттах‑W или Watt), а затем покупать наиболее подходящее трансформаторное устройство.

Габариты понижающих трансформаторов бывают разными. Так, для техники с низким уровнем мощности (до двухсот Ватт) трансформаторы по своим размерам едва превышают устройства для подзарядки смартфонов. Прибор для оборудования мощностью до трех тысяч Ватт может быть сопоставим по своим параметрам с двухлитровой бутылкой.

Понижающий трансформатор для мощных электрических устройств

Многие покупатели заказывают такие изделия через интернет, в частности, на американском аукционе eBay, где всегда есть большой выбор понижающих трансформаторов.