Значения коммутационных импульсных напряжений

Номинальное напряжение сети, кВ	0,38	3	6	10	20	35	11	220
Импульсное напряжение, кВ	4,5	15,5	2,7	43	85.5	148	363	705

Таблица 2.27

Характеристики временных перенапряжений

ΔtперU , с	до 1	до 20	до 60
kперU	1,47	1,31	1,15

Все ПКЭ можно разделить на две группы: нормируемые и ненормируемые. К нормируемым ПКЭ относятся: δU_y, δU_t, Р_t, К_U, К_U(n), К_2U, К_0U, Δf. К ненормируемым ПКЭ относятся δU_пр, К_перU, U_имп. Провалы напряжения нормируются только по длительности и не нормируются по глубине (δU_пр). На все нормируемые ПКЭ, кроме дозы фликера и размаха изменения напряжения, установлены нормально и предельно допустимые значения. Для этих ПКЭ установлены только предельно допустимые значения. Нормально и предельно допустимые значения ПКЭ установлены в зависимости от номинального напряжения электрической сети 0,38; 6–20; 35; 110–330 кВ.

Кроме того, ГОСТ 13109-97 устанавливает номенклатуру вспомогательных параметров электрической энергии, которые используются при определении значений некоторых ПКЭ. Вспомогательные параметры не нормируются. К ним относятся: частота повторений изменений напряжения F_δUt и интервал между изменениями напряжения Δt_i – для оценки колебаний напряжения; глубина провала напряжения, δU_пр и частость появления провалов напряжения, F_n – для оценки провалов напряжения; длительность импульса по уров­ню 0,5 его амплитуды ΔT_{имп 0,5} – для оценки импульсов напряжения; длительность временного перенапряжения – для оценки перенапряжений.

Нормы ПКЭ, установленные ГОСТ 13109-97, являются обязательными во всех режимах работы систем электроснабжения общего назначения, кроме режимов, обусловленных непредвиденными обстоятельствами.

Такие ПКЭ как: δU_y, δU_t, Р_t, К_U, К_U(n), К_2U, К_0U, Δf, применяются для характеристики стационарных, относительно длительных процессов в электрической сети, а такие как длительность провала напряжения, ко­эффициент временного перенапряжения, импульсное напряжение – для кратковременных процессов, возникающих в сети в результате ком­мутации, атмосферных перенапряжений.

Отклонение напряжения – это изменение напряжения по отноше­ние к номинальному значению в определенной точке (узле) сети в установившемся режиме под влиянием изменяющейся нагрузки и/или работы устройства регулирования напряжения, выраженное в процентах

Размах изменения напряжения (δU_y) и доза фликера (Р_t) характе­ризуют колебания напряжения, к которым относятся быстрые изменения огибающей действующего (амплитудного) значения напряжения в результате изменений резкопеременной нагрузки. К колебаниям напряжения относятся изменения напряжения с частотой от одного за 10 мин до двух тысяч за 1 мин с амплитудой (размахом) до 10 % от номинального напряжения.

Размах изменения напряжения – это разница между значениями следующих один за другим экстремумов огибающей напряжения основной частоты или между экстремумом и горизонтальным участком огибающей, определенных на каждом полупериоде, выраженная в процентах от номинального напряжения

На рис. 2.8 приведен пример колебаний напряжения и характеристи­ки, иллюстрирующие размах δU_t и интервал между смежными колеба­ниями Δt_i.

Частота повторения изменений напряжения F_δUt – это число оди­ночных изменений (размахов) в единицу времени, измеряемая в 1/с, 1/мин. Длительность изменения напряжения Δt_i – это интервал вре­мени от начала одиночного изменения до его конечного значения.

Р и с. 2.8. Характеристики колебаний напряжения

На рис. 2.9 приведены кривые для оценки предельно допускаемых размахов изменений напряжения в зависимости от частоты повторения изменений напряжения за минуту для колебаний напряжения, имеющих форму меандра.

Р и с. 2.9. Предельно допускаемые размахи изменений напряжения в зависимости от частоты повторения изменений напряжения за минуту для колебаний напряжения, имеющих форму меандра

Фликер (от анг. fliker – мерцание) – это субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников ос­вещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети, питающей эти источники.

Доза фликера – это мера восприимчивости человека к воздействию фликера за установленный промежуток времени. Доза фликера является безразмерной величиной и нормируется для интервала равного 10 мин (кратковременная доза – Р_St и 120 мин (длительная доза – Р_Lt).

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения характеризует искажение формы кривой в отличие от синусоидальной, которое вызвано наличием нелинейных элементов в электрической сети. Ток потребляемый такими элементами имеет не синусоидаль­ную форму и содержит высшие гармоники (ВГ), как правило, кратные основной частоте сети. Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения выражается в процентах по выражению:

где n = 2…40 – порядок кратных гармоник, учитываемых при расчете К_U; U_(n) – действующее значение напряжения n-й гармоники, В; U₁ – действующее значение напряжения основной частоты, В.

Коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения характеризует каждую из учитываемых гармоник напряжения в процентам по отношению к основной гармонике:

Коэффициент несимметрии напряжения по обратной (нулевой) последовательности характеризует трехфазную систему напряжений ос­новной частоты по отклонению фазных (междуфазных) напряжений от симметрии, т.е. равенства действующих значений напряжений в трех фазах сети и относительного углового сдвига (фазы) между ними. Зна­чения коэффициента несимметрии напряжения определяются в процен­тах формулами:

где U₂₍₁₎ и U₀₍₁₎ – соответственно напряжения обратной и нулевой по­следовательности основной частоты; U₁₍₁₎ – напряжение прямой после­довательности основной частоты.

Провал напряжения – это внезапное, в течение 10 мс, снижение напряжения до значения ниже 0,9 U_ном с последующим его восстанов­лением до значений, равных или близких к первоначальному, в резуль­тате действия средств защиты и автоматики, установленных в сети. Провалы напряжения характеризуются глубиной δU_п в процентах:

и длительностью провала напряжения – Δt_п.

Длительность провала напряжения Δt_п определяется суммарным временем срабатывания средств защиты и автоматики, под действием которых напряжение может восстанавливаться до первоначального значения.

Отклонение частоты – это ее изменение в ЭЭС в целом в резуль­тате изменения числа оборотов синхронных генераторов электростан­ций, происходящего под воздействием медленного изменения баланса активной мощности, выдаваемой генераторами электростанций и по­требляемой нагрузкой ЭЭС:

Δf = f_y – f_ном, Гц.

Временные перенапряжения – это повышение напряжения в точ­ке электрической сети выше 1,1U_ном продолжительностью более 10 мс, возникающее в системах электроснабжения при коммутациях или ко­ротких замыканиях за счет энергии, накопленной в индуктивных или емкостных элементах. Такие перенапряжения носят кратковременный характер, определяемый длительностью процесса. Значение этого ПКЭ оценивается коэффициентом временного перенапряжения К_перU в отн. ед. и его длительностью Δt_перU в секундах:

где U_{a max} – максимальное из измеренных амплитудное значение напря­жения.

Импульс напряжения – это резкое изменение напряжения в точке электрической сети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени от десятков микросекунд до нескольких миллисекунд. Импульсы напряже­ния характеризуются амплитудой (U_имп.а) в вольтах и длительностью Δt_имп и Δt_{имп 0,5} в секундах.