2. Классификация и характеристика показателей качества ээ.

2.1. Классификация.

Они делятся на 3 группы:

1 - Отклонения напряжения и частоты. Поддержание этих ПКЭ возможно общесистемными средствами.

2 - Колебания, несинусоидальность и несимметрия напряжения. Источником этих искажений являются электроприемники (ЭП).

3 - ПКЭ, определяемые случайными эл. магнитными явлениями в СЭС - провалы, импульсы напряжения и перенапряжения. Они не нормируются, но информация о них собирается и анализируется.

2.2. Отклонения частоты.

Рис. 2.1. Регулирование частоты.

Частота определяется балансом активной мощности в объединенной энергосистеме: в каждый момент времени вырабатываемая активная мощность равна потребляемой. Если, например, потребляемая мощность снижается, то создаваемый генератором тормозной момент на валу турбины тоже снижается, а скорость и частота растут. Для сохранения нормальной частоты нужно снизить впуск пара (воды) в турбину.

При недостаточном резерве активной мощности в системе превышение нагрузки над располагаемой мощностью генераторов может привести к недопустимому снижению частоты, что приведет к экономическому ущербу на предприятиях. Для предотвращения аварийного снижения частоты на подстанциях энергосистемы и на предприятиях устанавливается АЧР:

1 очередь - 49 Гц (третья категория), 2 очередь - 48 Гц, 3 очередь - 47 Гц.

2.3. Отклонения напряжения.

Они определяются :

- графиком нагрузки потребителей;

- сопротивлениями участков сети;

- балансом реактивной мощности;

- положением отпаек трансформаторов;

- режимом работы компенсирующих устройств.

Нормы отклонения напряжения , установленные ГОСТ 54149-2010 должны соблюдаться с интегральной вероятностью ≥95% - нормально допустимые (± 5%) и 100% - предельно допустимые (±10%).

Пример. В течение суток было сделано 1440 измерений напряжения, из которых лишь 1370 раз отклонение напряжения находилось в пределах ± 5% и 1440 раз – в пределах ±10%. Определить соответствие отклонений напряжения ГОСТу. Решение: Вер(± 5%) = (1370 / 1440)*100 =95,14%

Ответ: отклонения напряжения соответствуют ГОСТу.

Потеря напряжения на участке сети:

Для сетей напряжением 110 кВ и выше (сети энергосистем) R < X в 2 - 4 раза (Рис.2.2). Поэтому потери и уровни напряжения в узлах слабо зависят от передаваемой активной мощности (АМ) и определяются в основном балансом реактивной мощности (РМ). Если вырабатываемая РМ увеличивается, то напряжение в сети повышается, потребляемая РМ в соответствии со статической х-кой потребителей также увеличивается и устанавливается новый баланс РМ, но уже при более высоком напряжении.

Рис.2.2. Зависимость удельных сопротивлений ЛЭП от сечения.

Статические х-ки активной и реактивной мощности (рис.2.3) в окрестности нормального режима (U*=1, P*=1, Q*=1) имеют положительный наклон, что свидетельствует об устойчивости такого режима, благодаря регулирующему эффекту нагрузки. Но при значительном снижении напряжения (ниже критического) вращающий момент АД становится меньше момента нагрузки, двигатели тормозятся, увеличиваются потребляемые реактивная мощность и ток, (отрицательный наклон статической характеристики) .

Рис. 2.3. Статические характеристики узла с преимущественно асинхронной на

грузкой.

Это приводит к дальнейшему снижению напряжения ("лавина напряжения"), режим становится неустойчивым, происходит аварийное отключение. Для предотвращения такой аварии предусматривается защита минимального напряжения.

Присутствие статических конденсаторов в узле нагрузки приводит к уменьшению положительного наклона статической характеристики и снижению регулирующего эффекта нагрузки.

Рассмотрим пример (рис.2.4):

Имеются два узла с асинхронной нагрузкой, которые при номинальном напряжении U* = 1 потребляют одинаковую реактивную мощность (РМ) Q = 100 квар, но в узле 2 мощность Q = Qp – Qк = 200 – 100 = 100 квар.

Рис.2.4. Влияние КБ на регулирующий эффект нагрузки.

Предположим далее, что снижение напряжения до U*=0,9 приведет к снижению мощности нагрузки в узлах соответственно до 90 и 180 квар. Но РМ, вырабатываемая в КБ Qк = U²ωC пропорциональна квадрату напряжения: Qк = 100 * 0,9² = 81 квар, Q = 180 – 81 = 99 квар. В итоге снижение напряжения до U*=0,9 в узле 1 вызвало пропорциональное снижение потребляемой РМ, но из-за присутствия КБ в узле 2 потребляемая РМ практически не изменилась.

Методы регулирования напряжения.

- Централизованное на шинах ЦП.

- Включение вольтодобавочного трансформатора в рассечку линии.

- Изменением реактивного сопротивления линии (продольная компенсация).

- Изменением передаваемой по линии РМ (поперечная компенсация).

Для снижения отклонений напряжения на зажимах ЭП ПУЭ рекомендуют поддерживать напряжение на шинах ЦП не ниже 105% в максимальном и не выше 100% в минимальном режимах.