- •1. Системы эс. Способы производства электроэнергии.
- •2. Категории потребителей надёжности электроснабжения.
- •3. Методы расчета электрических нагрузок потребителей.
- •4. Суточные и годовые графики электрических нагрузок.
- •5. Выбор числа и мощности трансформаторов.
- •6. Мероприятия для компенсации реактивной мощности. Выбор типа и конструкции, схемы присоединения и размещения, особенности компенсирующих устройств.
- •7. Расчет токов короткого замыкания.
- •8. Выбор и проверка высоковольтных выключателей и разъединителей.
- •9. Схемы и конструкции зру.
- •10. Проверка шин на электродинамическую и термическую устойчивость.
- •11. Схемы и конструкции ору.
- •12. Выбор реакторов.
- •13. Выбор высоковольтных предохранителей.
- •14. Схемы присоединения и размещения конденсаторных установок.
- •15. Выбор разрядников и опн.
- •16. Выбор трансформаторов тока и напряжения.
- •17. Защитная аппаратура до 1 кВ.
- •18. Показатели качества электроэнергии. Влияние качества электроэнергии на работу электроприемников.
- •19. Схемы и конструктивное исполнение внешних и внутренних электрических сетей промышленных предприятий.
- •20. Расчет и проверка воздушных и кабельных линий.
- •21. Расчет потерь и падения напряжения в электрических сетях
- •22. Основные показатели надежности сетей электроснабжения.
- •23. Методы моделирования и виды отказов в сетях электроснабжения .
- •24. Расчеты интенсивности отказов и вероятности безотказной работы в системах электроснабжения.
- •25. Способы резервирования в системах электроснабжения.
- •26. Расчеты вероятностей отказа и безотказной работы при различных видах резервирования.
- •27. Экономические аспекты надежности электроснабжения.
18. Показатели качества электроэнергии. Влияние качества электроэнергии на работу электроприемников.
Показатели качества электроэнергии. 1. Установившееся отклонение напряжения δUу;2. Размах изменения напряжения δUt; 3. Доза фликера Pt; 4. Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения KU; 5. Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения KU(n); 6. Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности K2U; 7. Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности K0U; 8. Отклонение частоты Δf; 9. Длительность провала напряжения Δtn; 10. Импульсное напряжение Uимп; 11. Коэффициент временного перенапряжения KпврU.
Для характеристики вышеперечисленных показателей стандартом установлены численные нормально и предельно допустимые значения ПКЭ.
Отклонение напряжения – отличие фактического напряжения в установившемся режиме работы системы электроснабжения от его номинального значения.
Отклонения напряжения от номинальных значений происходят из-за суточных, сезонных и технологических изменений электрической нагрузки потребителей; изменения мощности компенсирующих устройств; регулирования напряжения генераторами электростанций и на подстанциях энергосистем; изменения схемы и параметров электрических сетей.
Отклонение напряжения определяется разностью между действующим U и номинальным значениями напряжения Uном , В: δU = U – Uном; δU% = (U – Uном)·100 / Uном
Допустимые величины по ГОСТ: ±5% и ±10%
Колебания напряжения – быстро изменяющиеся отклонения напряжения длительностью от полупериода до нескольких секунд.
Колебания напряжения вызываются резким изменением нагрузки на рассматриваемом участке электрической сети, например, включением асинхронного двигателя с большой кратностью пускового тока, технологическими установками с быстропеременным режимом работы, сопровождающимися толчками активной и реактивной мощности – такими как, привод реверсивных прокатных станов, дуговые сталеплавильные печи, сварочные аппараты и т.п.
Колебания напряжения характеризуются двумя показателями:
1) размахом изменения напряжения δUt;
2) дозой фликера Pt
Размах изменения напряжения δUt вычисляют по формуле, %
,где Ui, Ui+1 – значения следующих один за другим экстремумов (или экстремума и горизонтального участка) огибающей среднеквадратичных значений напряжения
Доза фликера – это мера восприимчивости человека к воздействию колебаний светового потока, вызванных колебаниями напряжения в питающей сети, за установленный промежуток времени.
Несинусоидальность напряжения – искажение синусоидальной формы кривой напряжения.
Электроприёмники с нелинейной вольтамперной характеристикой и выпрямители являются причиной искажения синусоидальной формы кривой напряжения.
К оэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения KU определяется по выражению
где U(n) – действующее значение n-ой гармонической составляющей напряжения;
n – порядок гармонической составляющей напряжения,
N – порядок последней из учитываемых гармонических составляющих напряжения, стандартом устанавливается N = 40;
U(1) – действующее значение напряжения основной частоты.
Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения равен, %
KU(n) = U(n)·100 / U(1) .
Несимметрия напряжения – неравенство модулей и аргументов векторов напряжения.
Наиболее распространенными источниками несимметрии напряжений в трехфазных системах электроснабжения являются такие потребители электроэнергии, симметричное многофазное исполнение которых или невозможно, или нецелесообразно по технико-экономическим соображениям.
Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности равен отношению действующего значения линейного напряжения обратной последовательности основной частоты к действующему значению линейного напряжения прямой последовательности основной частоты
K2U = U2(1)·100 / U1(1).
Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности равен, % :
K0U = U0(1)·100 / U1(1).
Допустимые величины по ГОСТ: 2% и 4%.
Отклонение частоты – разность между действительным и номинальным значениями частоты, Гц
Δf = f – fном. Δf% = (f – fном)·100/ fном
Снижение частоты происходит при дефиците мощности работающих в системе электростанций. Повышение частоты происходит при резком сбросе нагрузки в системе электроснабжения, – ситуация аварийная и действие ГОСТ 13109-97 на неё не распространяется, а в установившемся режиме работы сети такое событие весьма редкое. Допустимые величины по ГОСТ: ± 0,2 Гц и ± 0,4 Гц.
Провал напряжения – внезапное значительное изменение напряжения в точке электрической сети ниже уровня 90%, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня через промежуток времени от десяти миллисекунд до нескольких десятков секунд.
Причинами провалов напряжения является срабатывание средств защиты и автоматики при отключении грозовых перенапряжений, токов кз, а также при ложных срабатываниях защит или в результате ошибочных действий оперативного персонала.
Характеристикой провала напряжения является его длительность Δtn, равная:
Δtn = tк – tн, где tн и tк – начальный и конечный моменты времени провала напряжения.
Импульс напряжения – резкое изменение напряжения в точке электрической сети длительностью менее 10 мс, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня.
Импульсные перенапряжения возникают при грозовых явлениях и при коммутациях оборудования (трансформаторы, двигатели, конденсаторы, кабели), в том числе при отключении токов кз.
Величина искажения напряжения при этом характеризуется показателем импульсного напряжения. Импульсное напряжение в относительных единицах равно:
δUимп = Uимп / Uном , где Uимп – значение импульсного напряжения, В.
Временное перенапряжение – повышение напряжения в точке электрической сети выше 1,1Uном продолжительностью более 10 мс (рис. 2.8.).
Временные перенапряжения возникают при коммутациях оборудования (коммутационные, кратковременные) и при коротких замыканиях на землю (длительные). Коммутационные перенапряжения возникают при разгрузке протяжённых линий электропередач высокого напряжения. Длительные перенапряжения возникают в сетях с компенсированной нейтралью и четырёхпроводных сетях при обрыве нейтрального провода, а в сетях с изолированной нейтралью при однофазном КЗ на землю (в сетях 6-10-35 кВ в таком режиме допускается длительная работа). В этих случаях, напряжение неповреждённых фаз относительно земли (фазное напряжение) может вырасти до величины междуфазного (линейного) напряжения.
Временное перенапряжение характеризуется коэффициентом временного перенапряжения KперU – это величина, равная отношению максимального значения огибающей амплитудных значений напряжения за время существования временного перенапряжения к амплитуде номинального напряжения сети. КперU = UаMax / Uном.
При выходе ПКЭ за установленные пределы увеличиваются расход и потери электроэнергии в системах электроснабжения, снижается уровень надежности работы электрооборудования, возникают нарушения технологических процессов и снижается выпуск продукции. Потери мощности в сети и в электрооборудовании изменяются в зависимости от значения напряжения. Влияние КЭ на сроки службы электрооборудования проявляется в основном в превышении температуры проводников и изоляции над допустимыми значениями, что приводит к их ускоренному старению. Технологический ущерб определяется видом технологического процесса и выпускаемой продукции. Обычно технологический ущерб проявляется в снижении количества или качества выпускаемой продукции, в браке продукции и в нарушении технологических процессов. Основным ПКЭ, определяющим технологический ущерб и потери электроэнергии в пром. и гор. сетях, является отклонение напряжения. Экономический ущерб из-за низкого качества напряжения для ряда производств имеет существенное значение. Показатели качества электроэнергии можно записать в порядке уменьшения их влияния на потери мощности и срок службы оборудования, а также на снижение количества и качества продукции следующим образом: 1) отклонение напряжения и частоты; 2) несимметрия напряжения и тока; 3) несинусоидальность кривых напряжений и токов; 4) размах изменения напряжения.