3.8.5. Учет электроэнергии.

Учет электроэнергии при несинусоидальных режимах связан со значительными погрешностями, величины которых зависят от места установки счетчиков (на линейной или нелинейной нагрузке) и типа счетчика.

По линии, питающей нелинейную (искажающую) нагрузку, идут два встречных потока мощности , переносимые током основной и токами высших гармоник.

По линии к линейной (неискажающей) нагрузке идут две совпадающих по направлению мощности основной и высших гармоник .

С учетом погрешности счетчика для линейной и нелинейной нагрузок:

= ,

, где

ΔР_k, γ_k – абсолютная и относительная погрешности счетчика на частотах гармоники k.

Погрешности учета энергии, переносимой высшими гармониками:

и .

Зависимость погрешности счетчика от частоты (от номера гармоники) называется частотной характеристикой счетчика. Например, для индукционного счетчика она приведена на рис. 3.8.8.

Рис.3.8.8. Частотная характеристика индукционного счетчика электроэнергии.

На частотах ВГ относительная погрешность счетчика велика и имеет отрицательный знак, т.е. наблюдается недоучет электроэнергии, перемещенной токами ВГ. С учетом знака γ_k можно утверждать, что погрешность учета энергии ВГ для нелинейной нагрузки положительна (ΔР_НЛ > 0 – переучет), а для линейной нагрузки – отрицательна (ΔР_Л < 0 – недоучет).

Пример. Имеются два ЭП: первый – линейный (с линейной ВАХ), второй - нелинейный (с нелинейной ВАХ). Активные потребляемые мощности одинаковы:

- на основной гармонике: Р₁=10 кВт,

- на ВГ: Р_ВГ = 2 кВт,

- относительная погрешность счетчика на ВГ γ_ВГ = -0,4 (40%).

Потребляемые мощности без учета γ_ВГ:

Р_НЛ = 10 – 2 = 8 кВт, Р_Л = 10 + 2 = 12 кВт.

Потребляемые мощности с учетом γ_ВГ:

Р_НЛ = 10 – 2 + 2 · 0,4 = 8,8 кВт, Р_Л = 10 + 2 - 2 · 0,4 = 11,2 кВт.

3.8.6. Системы автоматики и связи.

При параллельной прокладке силовых кабелей и «слаботочных» кабелей, предназначенных для передачи сигналов связи, АСУТП, телемеханики и т.п., в последних наводятся сигналы высокочастотных помех, вызванные токами ВГ в силовых кабелях. Токи ВГ затрудняют работу высокочастотных каналов связи, защиты и автоматики по проводам ЛЭП высокого напряжения.

3.9. Расчет напряжения вг.

3.9.1.Сопротивление работающего асинхронного двигателя (ад) на вг.

На рис. 3.9.1 для гармоник № 1, 5, и 7, присутствующих в напряжении АД, представлены зависи­мости вращающих моментов и токов от скорости.

Рис.3.9.1. Вращающие моменты “m” и токи “I” АД гармоник 1, 5, 7.

Диапазон рабочих скоростей (рабочая область) АД лежит в пределах 0 – n₁, где n₁ – синхронная скорость вращения поля первой гармоники. В рабочей области скольжение ротора относительно поля первой гармоники , гдеn – ско­рость вращения ротора. При малых и отрицательных (режим противовключения) скоростях ротора (S₁ > 0,2) АД потребляет пусковой ток I_П = (5–7)·I_H.

Скольжение ротора относительно поля гармоники k: .

Знак «+» перед “n” ставится для гармоник обратной последовательности, поле которых вращается в противоположную сторону относительно ротора. Знак «-» ставится для гармоник прямой последовательности. Учитывая, что номинальное скольжение двигателя невелико (S_H = 0,02 – 0,05), можно принять n ≈ n₁.

Тогда .

Скольжение на 5-й гармонике: .

Скольжение на 7-й гармонике: .

Вывод: скольжение вращающегося ротора относительно полей ВГ примерно равно единице, т.е. на ВГ двигатель работает в режиме пуска, имеет пусковое (пониженное) сопротивление и потребляет пусковой ток.

Пусковое сопротивление АД на первой гармонике: , где

U_Ф – номинальное фазное напряжение;

К_П – кратность пускового тока;

I_H – номинальный ток АД.

Сопротивление АД на k-ой гармонике: Х_k = k · Х_П.

Пример: АД, S_H = 1 МВА (с учетом кпд), U_H = 6 кВ, К_П = 6.

Пусковое сопротивление на первой гармонике:Ом.

Сопротивление АД на k-ой гармонике: Х_k = 6 k.