1.Проблема качества эл.энергии. Показатели качества электроэнергии
Показателями КЭ (всего их 11) являются:
отклонение U;
размах изменения U;
доза фликера;
k искажения синусоидальности кривой U;
k n-ой гармонической составляющей U;
k несимметрии U по обратной последовательности;
k несимметрии U по 0 последовательности;
отклонение f;
длительность провала U;
импульсное U;
k временного перенапряжения.
Для каждого показателя КЭ установлены два вида норм: нормально допустимые и предельно допустимые. Если в течение 95 % времени суток значение показателя КЭ не выходит за пределы нормально допустимого, а остальные 5 % времени не превышают предельно допустимого, качество эл. энергии по данному показателю считается удовл-м.
- разность между действительным U на зажимах потребителя и его номинальным значением. Если действительное U выше номинального, то отклонение положительно, и наоборот. В соответствии с ГОСТ Р 54149-2010 нормально допустимые и предельно допустимые значения отклонения U на выходах приемников эл.энергии равны соответственно ±5 и ±10% номинального U эл.сети.
 - отрицательное отклонение напряжения
U0 – номинальное/согласованное напряжение
 - положительное отклонение U
Характеризуются 2 показателями КЭ: размахом изменения U и дозой фликера.
Фликер - это субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в эл.сети. Под дозой фликера понимают меру восприимчивости человека к воздействию фликера за установленный промежуток времени.
Показателями КЭ1, относящимися к колебаниям U, являются кратковременная доза фликера Pst, измеренная в интервале t 10 мин, и длительная доза фликера Plt, измеренная в интервале t 2 ч, в точке передачи эл.энергии.
Несинусоидальность напряжения
Характеризуется 2 показателями КЭ: коэффициентом искажения синусоидальности кривой U и коэффициентом n-й гармонической составляющей U. Под коэффициентом искажения синусоидальности кривой U понимают отношение действующего значения всех высших гармоник к действующему значению U основной f. Нормально допустимое значение данного коэффициента для сетей 35 кВ равно 4%, а для сетей 110-330 кВ - 2%. Предельно допустимые значения соответственно составляют 6 и 3 %.
Для трехфазной трехпроводной электрической сети оценивается коэффициентом несимметрии напряжений по обратной последовательности. Нормально допустимое и предельно допустимое значения данного коэффициента в точках общего присоединения к электрическим сетям равны 2 и 4 % соответственно.
Отклонение частоты 
напряжения переменного тока в эл.сетях хар-ся показателем отклонения частоты, для которого установлены следующие нормы: нормально допустимое и предельно допустимое значения отклонения частоты равны ±0,2 и ±0,4 Гц соответственно.
fm – измер-я усредненная частота, fном – 50Гц
|
2. Оценка уровня частоты и меры по ее стабилизации
Показателем КЭ, относящимся к f, является отклонение значения основной частоты U эл.питания  от номинального значения  где fm — значение основной частоты напряжения электропитания, Гц, измеренное в интервале времени 10 с; fном - номинальное значение частоты U эл.питания.
Ном-е значение частоты U эл.питания в эл.сети равно 50 Гц.
Для указанного показателя КЭ установлены следующие нормы:
- отклонение частоты в синхронизированных системах электроснабжения не должно превышать ± 0,2 Гц в течение 95 % времени интервала в одну неделю и ± 0,4 Гц ― в течение 100 % времени интервала в одну неделю;
- отклонение частоты в изолированных системах ЭС с автономными генераторными установками, не подключенных к синхронизированным системам передачи эл.энергии, не должно превышать ± 1 Гц в течение 95 % времени интервала в одну неделю и ± 5 Гц ― в течение 100 % времени интервала в одну неделю.
f эл.системы прямо зависит от частоты вращения генераторов, питающих данную систему. И из-за колебаний динамического баланса между нагрузками и выработкой энергии происходит слабые отклонения частоты. Величина и продолжительность сдвига частоты зависит от характеристик нагрузки и от быстродействия системы контроля генераторов к изменениям нагрузки.
Изменения частоты, которые превышают лимиты, принятые для нормального режима работы энергосистемы, могут быть вызваны ошибками в системе передачи энергии: разъединение больших нагрузок или выключение мощного источника выработки энергии.
В современных взаимосвязанных энергосистемах значительные изменения частоты случаются редко. Существенные изменения частоты более свойственны нагрузкам, которые получают энергию от одного изолированного генератора. В таких случаях внутри маленького круга потребителей решение управляющего резко сократить нагрузки может не совпасть с возможностями оборудования, чувствительного к изменениям частоты.
Колебания частоты характеризуются разностью между наибольшим и наименьшим значениями основной частоты за определенный промежуток времени. Размах колебаний частоты не должен превышать ее указанных допустимых отклонений. Причина глубоких длительных снижений частоты – дефицитность баланса мощности или энергоресурсов в энергосистеме.
Жесткие требования стандарта к отклонениям частоты питающего напряжения обусловлены значительным влиянием частоты на режимы работы электрооборудования и ход технологических процессов производства.
Наиболее чувствительны к понижению частоты двигатели собственных нужд электростанций. Снижение частоты приводит к уменьшению их производительности, что сопровождается снижением располагаемой мощности генераторов и дальнейшим дефицитом активной мощности и снижением частоты (имеет место лавина частоты).
Такие ЭП, как лампы накаливания, печи сопротивления, дуговые электрические печи на изменение частоты практически не реагируют.
Кроме этого, пониженная частота в электрической сети влияет на срок службы оборудования, содержащего элементы со сталью (электродвигатели, трансформаторы, реакторы со стальным магнитопроводом), за счет увеличения тока намагничивания в таких аппаратах и дополнительного нагрева стальных сердечников.
Стабилизация частоты возможна на электростанциях, путем ее регулирования изначально, а также применение различных стабилизаторов, например на основе инвертора, который выдает ток заданной частоты.
-автоматическая частотная разгрузка
-снижение U в сети (сейчас не применяется)
|
3. Влияние уровня напряжения на работу ЭП2. Установившееся отклонение U
Влияние отклонения напряжения на работу электрооборудования:
технологические установки:
– при снижении U существенно ухудшается технологический процесс, увеличивается его длительность;
– при повышении U снижается срок службы обор-я, повышается вероятность аварий;
– при значительных отклонениях U происходит изменение технологического процесса;
освещение:
– снижается срок службы ламп освещения, так, при величине напряжения 1,1Uном срок службы ламп накаливания снижается в 4 раза;
– при величине напряжения 0,9Uном снижается световой поток ламп накаливания на 40 %, а люминесцентных ламп – на 15 %;
– при величине напряжения менее 0,9Uном люминесцентные лампы мерцают, а при 0,8Uном – просто не загораются;
электропривод:
– при снижении U на зажимах асинхронного эл.двигателя на 15% механический момент снижается на 25%, двигатель при этом может не запуститься или остановиться;
– при снижении U увеличивается потребляемый от сети I, что приводит к перегреву обмоток, => к снижению срока службы двигателя; при длительной работе на U 0,9Uном срок службы двигателя снижается вдвое;
– при повышении напряжения на 1% увеличивается потребляемая двигателем Q на 3…7%. Поэтому ГОСТ Р 54149-2010 устанавливает нормально допустимые и предельно допустимые значения отклонения U на выходах приемников эл.энергии равны соответственно ±5 и ±10% Uном эл.сети.
- отрицательное отклонение напряжения
U0 – номинальное/согласованное U
- положительное отклонение U
Обеспечить эти требования можно 2 способами: снижением ΔU и регулированием U.
Снижение ΔU достигается:
– выбором сечения проводников ЛЭП R по условиям потерь напряжения;
– применением прод-й емкостной компенсации реактивного сопротивления линии X;
– компенсацией Q для снижения ее передачи по электросетям, с помощью конденсаторных установок и синхронных электродвигателей, работающих в режиме перевозбуждения; кроме снижения потерь напряжения, это является эффективным методом энергосбережения, снижающим потери электроэнергии в сетях.
|
4. Колебания напряжения. Размах изменения напряжения. Доза фликера.
Колебание U - многократно повторяющиеся изменения U. Колебания U характеризуются 2 показателями качества эл. энергии: размахом изменения U и дозой фликера.
Под размахом понимают разность между следующими друг за другом экстремумами огибающей действующих значений напряжения.
Размах изменения напряжения δU вычисляется по формуле:  где Umax, Umin - экстремумы огибающей действующие значения напряжения, или в процентах:
Пять размахов напряжения за 12 секунд
Фликер - это субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями U в эл.сети. Под дозой фликера понимают меру восприимчивости человека к воздействию фликера за установленный промежуток времени. Показателями КЭ, относящимися к колебаниям U, являются кратковременная доза фликера Pst, измеренная в интервале времени 10 мин, и длительная доза фликера Plt, измеренная в интервале времени 2 ч, в точке передачи электрической энергии. Для указанных показателей КЭ установлены следующие нормы: кратковременная доза фликера Pst не должна превышать значения 1,38, длительная доза фликера Plt не должна превышать значения 1,0 в течение 100 % времени интервала в одну неделю. Колебания U эл.питания (как правило, продолжительностью < 1 мин), в том числе одиночные быстрые изменения U, обусловливают возникновение фликера.
Причина возникновения - потребитель с резкопеременной нагрузкой, например, сварочный аппарат.
|
Скачать 1.4 Mb.