4.5. Качество электроэнергии

С качеством электроэнергии связано два ущерба:

1.Технологический ущерб. Обусловлен прерыванием электроснабжения потребителей или расстройством технологического процесса.

2. Электромагнитный ущерб. Выражается в повышении потерь, износом изоляции, снижением срока службы оборудования и т.д..

Различают 4 вида режимов:

1). Нормальный (это установившийся режим) – режим при котором отклонение параметров ГОСТ не превышает предельно допустимые значения.

( по ГОСТ-13109-87 (есть также 1997,2007) «Качество электроэнергии»).

2). Временно допустимый. Сопровождается токовыми перегрузками, кратковременными снижениями напряжения от включения нагрузки, а также изменением других параметров, которые учтены при проектировании.

3). Аварийный режим. Сопровождается недопустимыми отклонениями параметров качества электроэнергии, и имеют переходный характер (токи к.з.).

4). Послеаварийный режим – режим, в котором электроснабжение восстанавливается либо автоматикой, либо вручную.

На все 4 вида режимов ГОСТ-13109 устанавливает свои предельные величины для каждого из параметров качества электроэнергии.

Основные параметры:

(1). Установившееся отклонение напряжения ;

(2). Колебания напряжения, характеризующиеся размахом изменения напряжения и дозой фликера ;

(3). Коэффициент n-ой гармоники составляющей напряжения ;

(4). Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения ;

(5). Коэффициент несимметрии по обратной последовательности ;

(6). Коэффициент несимметрии по нулевой последовательности ;

(7). Отклонение частоты ;

(8). Длительность провала напряжения ;

(9). Импульсное напряжение (это величина перенапряжения) ;

(10). Коэффициент временного перенапряжения .

На выводах электроприёмников, которые являются источниками электромагнитных помех, допускается отклонение параметров качества электроэнергии в более широких пределах, установленных в ГОСТ, если это не приводит к ухудшению качества электроэнергии и других потребителей.

Рис.4.. График идеального сигнала

Для идеального сигнала соответствуют следующие значения:

ГОСТ вводит ряд действующих линейных напряжений.

Рис.4.. Векторная запись идеального сигнала

Время чередования фаз составляет (0,02/3) с; угол между фазами 120 градусов.

Сигнал напряжения содержит только прямую последовательность первой гармоники на частоте 50 Гц.

Все эти параметры должны соблюдаться на зажимах электроприёмников (потребителей) или на ГРБП.

Все параметры качества электроэнергии делятся на:

1. Статические ( , , , , , , , ). Данные параметры систематически повторяются из периода в период.

2. Динамические ( , , ).

Установившееся отклонение напряжения

Нормально допустимое значение ;

Предельно допустимое значение .

Причём напряжения от номинального не должно превышать времени, установленного договором.

Рис.4.. Характерные графики

При повышении напряжения:

• возникает перегрев двигателей;

• уменьшается срок службы оборудования (в 5 раз на каждые 10%);

• увеличиваются потери в трансформаторах из-за увеличения тока холостого хода.

При снижении напряжения:

• уменьшаются вращающиеся моменты двигателей (снижение момента на 20% приводит к снижению напряжения на 10%);

• перегрев роторов двигателей;

• снижение освещённости помещения на 30% за каждые 10% ( );

• возникает перерасход электроэнергии и увеличение потерь в сетях в 1,5 раза на каждые 7% ( ).

Колебания напряжения, характеризующиеся размахом изменения напряжения и дозой фликера

Где - субгармонические колебания напряжения; - доза фликера – является частным случаем и рассматривается для сетей, где присутствует человек. Это очень опасно для жизни!

Рис.4.. Характерный график

Если тактовая частота субгармонических колебаний совпадает с тактовой частотой колебания человека, то происходит механическое разрушение тела.

Коэффициент n-ой гармоники составляющей напряжения

и коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения

Рис.4.. Графики синусоидального и несинусоидального сигналов

Несинусоидальность появляется при генерации гармоник с номером 2,3 и т.д. и если их амплитуда значительная, то их напряжение перестаёт быть синусоидальным.

Коэффициент несимметрии по обратной последовательности и коэффициент несимметрии по нулевой последовательности

Напряжение основной частоты прямой последовательности первой гармоники:

(4..)

Несимметрия прямой последовательности возникает при изменении симметрии междуфазных напряжений.

Нормально допустимое значение ;

Предельно допустимое значение ;

Нормально допустимое значение ;

Предельно допустимое значение .

Основные причины несимметрии – это различная мощность потребителей, включённых на разные фазы. Несимметрия встречается на напряжении 35 кВ и ниже.