Основные показатели качества электроэнергии в системах электроснабжения
Качество электрической энергии – это совокупность характеристик электроэнергии по напряжению и частоте.
К показателям качества электрической энергии относятся: продолжительность провала напряжений, коэффициент несинусоидальности напряжения, отклонения напряжения, доза колебаний напряжений и т.п.
Одним из самых важных показателей качества электрической энергии, используемой в системах снабжения, является отклонение напряжения. Отклонение напряжения можно рассчитать по следующей формуле:
$jUt = ((U(t) - Un) / Un * 100$
где, U(t) - настоящее напряжение прямой последовательности основной частоты в момент времени t; Un - номинальное напряжение;
Значение величины Ut можно рассчитать следующим образом:
$Ut = ⅓ (Uab + Ubc + Uac)$
где, Uab, Ubc, Uac - действующие значения междуфазных напряжений на разных участках.
В связи с изменением нагрузок системы, уровня напряжения и т.п. изменяется величина падения напряжения в составляющих сети, что в свою очередь способствует изменению величины Ut. Из-за этого отклонения напряжения в сети в один и тот же момент времени в разных точках, и в одной точке в разные моменты различны.
Размах изменения напряжения, представляющий собой разность между действующими или амплитудными значениями напряжения после и до одиночного изменения напряжения, рассчитывается по следующей формуле:
Рисунок 1. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где, Ui и Ui+1 - значения экстремумов и горизонтального участка амплитудных значений напряжений, огибающих их, которые следуют друг за другом.
К размахам изменения напряжений относятся одиночные изменения напряжений любой формы, частота повторения которых не более двух раз за 60 секунд и одного раза в час, а также имеющие скорость изменения напряжения не более 0,1 % в секунду (для ламп накаливания) и 0,2 % для остальных приемников.
Показатель дозы колебаний напряжений идентичен размаху изменения напряжений и вводится в сети по мере их оснащения соответствующим оборудованием. При использовании данного показателя оценка допустимости размаха изменения напряжения может не проводиться, так как он взаимозаменяемый с дозой колебаний. Данная характеристика представляет собой интегральную характеристику колебаний напряжений, которые могут вызвать у человека накапливающееся раздражение.
Коэффициент нулевой последовательности рассчитывается по следующей формуле:
Рисунок 2. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где, U(0)1 - действующее значение нулевой последовательности основной частоты; Uн.ф - номинальное фазное напряжение.
Величина U(0)1 может быть рассчитана следующим образом:
Рисунок 3. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где, Уа, Ув, Ус и Уо - проводимость трех фаз (а,в,с) и нулевого провода. Uа(1), Uв(1) и Uс(1) - действующие фазные напряжения.
Допустимое значение действующего напряжения нулевой последовательности ограничивается некоторыми требованиями, которые предъявляются к отклонению напряжения, удовлетворяемые 2 % в качестве нормального уровня и 4 % в качестве максимального уровня. Снижение этой величины до допустимой может достигаться за счет распределения однофазной нагрузки между фазами или посредством увеличения сечения нулевого провода до сечения фазных и применении трансформаторов в распределительной сети с группой соединения “звезда-зигзаг”.
Электромагнитная совместимость
Электромагнитная совместимость – это способность электротехнических средств одновременно функционировать в реальных условия с необходимым качеством при воздействии на них электромагнитных помех, не создавая помех для других устройств.
Если в системе электроснабжения не обеспечен достаточный уровень электромагнитной совместимости, то создаются условия для:
- Поражения обслуживающего персонала.
- Ухудшения качества электроэнергии.
- Ухудшение электромагнитной обстановки в окружающем пространстве.
Электромагнитные помехи делятся на:
- Кондуктивные.
- Полевые.
К первым относятся помехи, которые распространяются по проводам. Полевые помехи способны распространяться в окружающем пространстве. Помехи создаются электротехнологическими процессами внутри сети или электротехническим оборудованием. Например, воздушная линия передачи может создавать электромагнитные помехи в процессе передачи электрической энергии. Напряженность магнитного и электрического полей вокруг линии передачи характеризует электромагнитную обстановку. Преобразователи тяговой подстанции могут стать причиной кондуктивных помех в электрической сети, от которых происходит их питание.
Допустимые значения показателей качества электрической энергии в системах электроснабжения представляют собой уровни электромагнитной совместимости, при которых нормальное функционирование элементов системы электроснабжения гарантировано, то есть показатели качества не превышают допустимые. Электротехнические средства, входящие в состав системы электроснабжения характеризуются собственными уровнями электромагнитной совместимости, определяющие их устойчивость по отношению к помехам, то есть гарантируют нормальное их функционирование, поэтому при анализе и проектировании систем электроснабжения уровни помехоустойчивости выше, чем показатели качества электрической энергии.
На промышленных предприятия анализ и контроль качества электрической энергии системы электроснабжения осуществляется на постоянной основе. С этой целью используются не только измерительные приборы, но и электронно-вычислительные машины, работающие по заранее установленному алгоритму. Качественное проведение данных мероприятий способствует не только поддержанию заданного уровня качества готового продукта, но и способствует его увеличению, что положительно сказывается на технико-экономических показателях предприятия.
