Лекция 5

Нормы качества электроэнергии Под качеством электроэнергии понимается совокупность свойств электроэнергии, обуславливающие ее пригодность для нормальной работы электроприемников в соответствии с их назначением при расчетной работоспособности.

Классификация норм качества электроэнергии Нормы на предельные уровни искажений, вносимые отдельными электроприемниками в сеть. Нормы на предельные уровни искажений, вносимые потребителями в сеть. Нормы на качество электроэнергии, поставляемой энергосистемой потребителям. Нормы на предельные уровни искажений, на зажимах электроприемников в сеть. ГОСТ "Электрическая энергия" – требования качества электрической энергии в электрических сетях общего назначения. I-я группа используется при конструировании электроприемников. II и III группы устанавливаются на границы балансовой принадлежности между электрическими сетями, между энергосистемой и потребителем. По этим нормам устанавливаются скидки и надбавки к тарифам на электроэнергию. IV группа используется для защиты электроприемника от помех.

Показатели, характеризующие качество электроэнергии 1. Напряжение – отклонение U, размах колебаний U. 2. Частота – отклонение частоты f, размах колебаний f. 3. Коэффициент обратной последовательности E2 4. Коэффициент несинусоидольности Кнс. U=U1-U2=Uн-Uс, U=U1-U2=Uн-Uс, Для основной массы электроприемников отклонение напряжения U=±5%, максимально допускаются 10% в установившихся режимах. U – относительно медленные изменения со скоростью не более 10% в секунду. U – относительно медленные изменения со скоростью не более 10% в секунду. Колебания напряжения – изменение напряжения со скоростью более 10% в секунду. Размах колебаний напряжения наибольшее влияние оказывает на лампы накаливания.

Коэффициент несинусоидальности Коэффициент несинусоидальности определяет наличие высших гармоник в кривой напряжения. где Uj – амплитуда j-й гармоники. В процентах этот коэффициент может быть рассчитан для анализа отдельных гармоник.

Коэффициент обратной последовательности где U2 – напряжение обратной последовательности. Напряжение обратной последовательности определяет наличие несимметрии напряжения сети ==> появляются перетоки токов обратной последовательности. E22%, Кнс=5% – если они превышают эти величины, то необходимы мероприятия по их снижению. E2=E2=,

Влияние отклонения напряжения на работу электроприемников Самым массовым в промышленности является АД. Асинхронный двигатель Происходит увеличение потерь активной мощности, т.к. S=UI. Увеличение тока ведет к увеличению потерь в обмотках статора. Увеличение потерь реактивной мощности по той же причине. Изменение скорости АД. ~U2. При больших изменениях происходит "опрокидывание" АД. Синхронные двигатели Имеют место все последствия для АД, и еще уменьшается компенсирующая способность по реактивной мощности. Осветительные установки Лампы накаливания. При снижении напряжения резко падает световой поток, при этом относительная освещенность определяется где F – освещенность в данный момент времени; Fн – номинальная освещенность. Относительный срок службы лампы

Газоразрядные лампы Для этих ламп изменение напряжения до 7% не меняет режима работы лампы. При дальнейшем снижении разряд в лампе прекращается. Электротехнологические установки Здесь сам электрический ток совершает работу – сварочные агрегаты, плавка металла. При изменении напряжения снижается производительность установок вплоть до появления брака. Способы регулирования напряжения Они рассматриваются по отношению к центру электрической сети. 1. Изменение напряжения в центре питания (центр питания – ППЭ, где стоит трансформатор, который регулирует это напряжение). В центре питания в 99,9% случаев используют РПН. 2. Изменение потоков реактивной мощности по сети. Через трансформаторы ГПП реактивную мощность Через трансформаторы ГПП реактивную мощность пропускать нельзя. пропускать нельзя. Режимы, которые возможны при эксплуатации, могут возникать из-за неправильного использования нагрузки --> перетоки реактивной мощности --> потери --> изменение напряжения. Нужен правильный расчет источников реактивной мощности.

Изменение коэффициента трансформации трансформаторов. Регулирование напряжения с помощью линейного регулятора. В его качестве рассматриваются БСК при их продольном включении. Линейные регуляторы используются для регулирования напряжения в сетях, питающих нагрузку с резким изменением потребляемой мощности – прокатные станы. Происходит резкий наброс нагрузки, возрастает ток, срабатывает токовая отсечка. Достоинства БСК продольной компенсации Производится регулирование не только напряжения, но и размаха колебания напряжения. Регулирующий эффект в 4-6 раз больше, чем при поперечной компенсации. БСК устанавливается на напряжение ниже напряжения электрической сети. Недостатки: Могут возникать субгармоники при пуске АД, т.е. при пуске АД изменение состояния среды зависит от частоты. Если двигатель запускается поэтапно, или двигатель при снижении напряжения восстанавливает его, то возникают субгармоники --> если они совпадают, то двигатель может сгореть. При протекании токов КЗ могут возникать недопустимо высокие напряжения – если ток большой, то конденсатор будет заряжаться – возможны изменения напряжения.

Определение пределов регулирования напряжения в ППЭ 1. Изменение напряжения в ППЭ – централизованное регулирование. 2. Использование технических средств, для регулирования напряжения в отдельных частях системы – местное регулирование. Централизованное регулирование бывает в основном согласованным или встречным. Согласованное – происходит во всех элементах сети одновременно. Когда централизованного регулирования недостаточно, происходит местное регулирование, оно может быть согласованным и встречным. Согласованное регулирование имеет место тогда, когда требуется снизить напряжение в одном электроприемнике –> снижают в другом элементе сети. Встречный способ – эти способы должны быть жестко между собой увязаны. Регулирование напряжения осуществляется отдельно для режимов максимальной и минимальной загрузок. Для каждого режима – свои понятия регулирования. Если в режиме максимальных нагрузок обычно напряжение регулируют в сторону увеличения, то в минимальном режиме – в стороны уменьшения количества обмоток. Регулировка в обоих случаях осуществляется на интервале Umax>U>Umin. Диапазоны регулирования d=Umax-Umin.

Основные требования, необходимые для обеспечения режима напряжения у ЭП. Со стороны питающей сети к входным зажимам понижающих трансформаторов должно быть подано напряжение, находящееся в допустимых пределах. Автоматический регулятор РПН понижающих трансформаторов должен иметь специально выбранные уставки, применительно условий рассматриваемой сети. В распределительной сети потери напряжения должны быть в допустимых пределах.