Показатели качества электрической энергии
Качество электрической энергии – это степень соответствия параметров электроэнергии их нормативно установленным значениям.
Параметр электрической энергии – это величина, которая количественно характеризует какое-либо свойство электрической энергии.
Все показатели качества электрической энергии делятся на:
- Основные, к которым относятся: отклонение частоты, отклонение напряжения, импульсное напряжение, размах изменения напряжения, продолжительность провала напряжения, доза колебаний напряжения, коэффициент нулевой последовательности напряжения, коэффициент несинусоидальности кривой напряжения, коэффициент обратной последовательности напряжений, коэффициент гармонической составляющей четкого (нечеткого) порядка.
- Дополнительные, к которым относятся: коэффициент амплитудной модуляции напряжений, а также коэффициенты небаланса фазных и междуфазных напряжений.
Статья: Влияние качества электрической энергии на работу электроприемников
В течении 95 % времени показатели электрической энергии не должны выходить за границы нормально допустимых значений. В течение всего времени, в том числе в послеаварийные режимы, показатели не должны выходить за границы максимально допустимых значений. Контроль качества электрической энергии осуществляется специальными сотрудниками предприятия, при этом длительность измерения показателей качества электроэнергии должна составлять не менее 24 часов.
Одним из самых важных показателей является отклонение напряжения, допустимое значение которого рассчитывается по формуле:
$Utmax = ((U(t) - Un)/Un)*100$%
где: U(t) - действующее значение напряжения прямой последовательности основной частоты в момент времени t; Un - номинальное напряжение.
Еще одним важным показателем качества электрической энергии является размах изменения напряжения, который представляет собой разность между амплитудными или действующими значениями напряжения до и после изменения напряжения (одиночного). Данный показатель может быть рассчитана по формуле:
$Uизм.н = ((Ui - Ui+1)/√2Uн) *100 $%
где Ui, Ui+1 - значения экстремумов, которые следуют друг за другом.
Доза колебаний напряжений в существующих электрических сетях вводится по мере обеспечения их необходимым оборудованием, также она является идентичной размаху изменения напряжения, поэтому при использовании показателя дозы колебания напряжения делает применение показателя изменения размаха напряжения необязательной. Данная характеристика представляет собой интегральную характеристику колебаний напряжения, которые вызывают у человека за определенный промежуток времени раздражение глаз из-за мигания света.
Влияние качества электроэнергии на работу электроприемников
Изменение напряжения может оказывать значительное влияние на работу электроприемников. Например, снижение напряжение уменьшается частота вращения и вращающий момент ротора электрических двигателей, потому что увеличивается его скольжение. При значительном снижении напряжения на выводах двигателя, который работает с полной нагрузкой, может стать причиной его остановки, так как момент сопротивления механизма может стать больше, чем вращающий момент. Кроме того, снижение напряжения может стать причиной ухудшение условий пуска двигателя, снижение потребление им реактивной мощности, что приводит к перегреву изоляции и снижению срока его службы. Снижение напряжения также оказывает влияние на работу осветительных установок, в частности, уменьшается световой поток ламп (при использовании ламп накаливания) и сокращается срок службы. Увеличение напряжения становится причиной повышения потребления реактивной мощности люминесцентными лампами.
К колебаниями напряжения очень чувствительны осветительные приборы. Они вызывают мигание источников света, что способствует утомлению глаз человека, снижению производительности труда, а в некоторых случаях может стать причиной травматизма на рабочем месте. Колебания напряжения нарушают работу таких приборов, как телевизоры, компьютерной техники, телефонной связи и т.п. В случае колебания напряжения более 15 % нарушается работа электрических двигателей, могут отпадать магнитные пускатели - приводит к отключению двигателя.
Незначительная несимметрия напряжения (коэффициент нулевой последовательности) становится причиной возникновения токов обратной последовательности, которые накладываются на токи прямой последовательности, что становится причиной дополнительного нагрева ротора двигателя и ускоренного старения изоляции и уменьшения мощности. Несимметрия оказывает значительное влияние на работу однофазных электроприемников, сокращая их срок службы. Несинусоидальность напряжения, которая обусловлена электроприемниками с нелинейной вольтамперной характеристикой, становится причиной возникновения в сети высших гармонических напряжения и тока. Это может привести к дополнительным потерям активной мощности в элементах системы электроснабжения и ухудшению работы устройств телемеханики и автоматики.
Таким образом качество электрической энергии существенно влияет на надежность электроснабжения промышленных и гражданских объектов. Аварийность в сетях с низким качеством электрической энергии значительно выше, чем в тех случаях, когда качество энергии находится в допустимых пределах.
