8. Коливання напруги і заходи щодо зменшення

Дії ударного навантаження викликають швидкі зміни напруги у вузлах мережі. Коливання напруги приводять до флікеру, перешкодам у роботі телебачення, хибній роботі регулюючих пристроїв, порушеннями у роботі рентгенівського обладнання, коливанням моменту на валах двигунів, які приводять до підвищених втрат електроенергії та зносу матеріалів.  Заходи щодо зниження коливань напруги: 1. Пристрої повздовжньої компенсації  2. Синхронні генератори с АРВ  3.Раздільне живлення навантажень (статичної і різко змінної). Висновки: 1. По рівню впливу на втрати активної потужності, терміну служби обладнання, ущербу показники якості енергії можливо записати в такій послідовності: відхилення напруги та частоти; несиметрія; несінусоїдальность; коливання напруги. 2. По рівню впливу на протікання технологічного процесу по причині хибної роботи систем автоматичного регулювання, релейного захисту і автоматики показники якості можливо записати: несінусоїдальность; коливання напруги несиметрія; відхилення напруги та частоти.

9. Забезпечення електромагнітної сумісності споживачів

При вирішенні комплексу питань, які пов'язанні з спотвореннями слід ураховувати ті обставини, що технічні засоби подавлення спотворень чи захисту від них можуть бути реалізовані: - у джерел спотворень (індивідуальні пристрої); - в електричній мережі (потужні централізовані пристрої); - у сприйнятливих до спотворень споживачів електроенергії (буферні пристрої, які підвищують рівень захисту до спотворень). Стандарти в галузі електромагнітної сумісності можуть бути віднесені до двох основних груп: - встановлюють допустимий рівень спотворень у мережі; - встановлюють правила підключення до мережі обладнання що спотворює. Кожний споживач електроенергії повинен характеризуватися відношеннями рівнів сприятливості до спотворень та стійкості до спотворень до рівня електричної сумісності. При вирішені задач по забезпеченню електричної сумісності: - визначають амплітуди гармонік і оцінюють сумарний вплив кількох гармонік; - визначають загальний рівень спотворень і дозволений індивідуальний вклад споживача в напругу n-ої гармоніки у точці загального підключення; - визначають частотні характеристики елементів мережі і вузлів навантажень; виконують оцінки по сумісному впливу на коливання напруги кількох дугових сталеплавильних печей (ДСП); - визначають допустимий термін перерви живлення. Дозволений індивідуальний вклад в стандартах різних країн визначається по різному. В Австралії конкретному споживачу, який живеться від мережі напругою 22-66 кВ, дозволяється внести в мережу спотворення, які не перевищують 1/3 от норми електромагнітної сумісності. Залишки 2/3 відносять на вже існуючий рівень спотворень та на вклад майбутніх навантажень. У мережах 110 кВ і вище на майбутні навантаження відносять від 60 до 80 % норми електромагнітної сумісності. У Франції споживач не повинен вносити спотворювання більші за 1,6 % (дорівнює 1/3 від норми 5 %), при цьому вклад на кожну парну гармоніку не повинен перебільшувати 0,6 %, а на непарну 1 % . У Англії підключення споживачів без пристроїв що коректують дозволяється до моменту, коли у точці загального підключення буде досягнуто нормованого рівня електромагнітної сумісності. Послідуючі споживачі повинні передбачати у себе встановлення пристроїв що коректують. Загальна процедура оцінки допустимості підключення споживачів електроенергії до мережі, як правило, включає три стадії. 1. Коли обладнання має потужність меншу максимальної (установлена в стандарті), то воно підключається без оцінки його впливу на мережу. 2. Якщо потужність обладнання перевищує максимальне встановлене значення, то необхідно оцінювати індивідуальний вклад споживача в рівень спотворень в точці загального підключення. Якщо він нижчий встановленого у стандарті рівня, то підключення допустимо. Значення струму гармонік 5 £ n £ 31 визначається по . Сумарна дія кількох гармонік визначається по   де Un – значення напруги гармоніки n –го порядку; qn – ваговий коефіцієнт, який дорівнює 1 при визначені втрат у активному опорі; n –для конденсаторів; 1/n – для синхронних та асинхронних машин; 1,41U1*Kn при визначені впливу на телефонний зв'язок (Кn визначається згідно кривій на частотах n-ї гармоніки и 16 гармоніки, де крива має максимум). При визначені загального рівня спотворення від кількох приймачів з навантаженнями, що викликає спотворення, сумуються випадкові вектори Vi    де a, К залежать від фазового кута і амплітуди V, а при урахуванні, що режими роботи приймачів в різних вузлах мережі незалежні один від другого, то фазові кути і амплітуди гармонік можливо приймати випадковими незалежними величинами, які розподіляються по нормальному закону. Дозволений індивідуальний вклад i-го споживача у напругу n-ої гармоніки в точці загального підключення визначається по співвідношенню   де Рi – обумовлена максимальна потужність i-го споживача; Рпр – пропускна потужність мережі. Значення a приймаються рівними 1 для n=3, 5, 7; рівними 1,4 для n=11, 13 та рівними 2 для n>13. Так як збіг частот інтергармонік малоймовірний, то и сумування їх амплітуд у практичних розрахунках малоймовірно . Еквівалентну потужність кількох ДСП визначають таким чином: - при N однакових ДСП   де Х – регламентоване значення (0,25-0,5); - для  N ДСП різної потужності    При оцінці індивідуального вкладу використається частотна характеристика мережі енергопостачальної організації, яка повинна бути надана споживачу. При відсутності характеристики використовується значення потужності короткого замикання в вузлі. При цьому приймають, що Xn = n*X1. У загальному випадку нормується максимальне відношення потужності приймача електроенергії до потужності короткого замикання у точці загального підключення. Воно не повинно перевищувати: 0,5 % для 3-фазных перетворювачів, 1 % для 6-ти фазних, 2 % для 12 фазних и 3 % для 24 фазних. 3. Якщо індивідуальний вклад є вищим допустимого, то необхідно більш детальний розгляд можливості підключення споживача електроенергії. Для оцінки допустимості підключення до мережі потужних навантажень що спотворюють і вибору фільтрів вищих гармонік необхідно знати опори мережі на частотах гармонік що досліджуються. Частотні характеристики можуть бути визнанні розрахунком на ПЕОМ, чи за допомогою експериментів виду: - виміру струмів і напруг вищих гармонік у вузлі що досліджується, які створюються нормально експлуатуючим обладнанням. В цьому разі необхідно вирішувати проблему відстрочки від фонових гармонік; - спеціального введення в вузол джерела неканонічних гармонік, наприклад парних, відсутність яких у мережах знімає проблему відсіву фонових гармонік; - короткочасного підключення до вузлу конденсаторної батареї, реактора чи опору з метою створення перехідного процесу, а потім  послідуючої обробки і одержання частотного еквіваленту. Загальним способом нормування коливань напруги є установлення норм на еквівалентний розмах коливань, який є сумою розмахів визначених за кривою g(f), яка є зворотною кривій допустимих розмахів    ,  де dUf – розмах коливань з частотою повторення f. Найбільш часто на стадії проектування використовують відношення потужності коротких замикань ДСП до потужності замикання мережі   Та співвідношення між Ккз и dUЭКВ не однозначно, тому що величина фактичного розмаху коливань визначається не тільки SКЗДСП, а і технологічними особливостями експлуатації ДСП (м’який початок плавки, обмазування електродів, газові інекції, шихта у вигляді окатишів и т.п.). Аналіз значень Ккз і скарг споживачів показує, що скарги практично відсутні при Ккз < 2 %. Допустимий термін перерви живлення залежить від категорії та характеристик споживача електроенергії і повинен визначатися на підставі техніко-економічних співставлень витрат на забезпечення підвищення надійності та ущербу від порушення електропостачання.  Компенсація реактивної потужності (КРП) в електричній мережі з нелінійними навантаженнями У вузлі мережі підприємства з нелінійними навантаженнями допускається застосовувати як джерело реактивної потужності БК, якщо виконуються такі умови: - для вентильних перетворювачів Sk/Sн.н. ≥ 200; - для інших нелінійних навантажень Sk/Sн.н. ≥ 100, де Sk – потужність короткого замикання; Sн.н. – сумарна потужність нелінійного навантаження. Для оцінки впливу нелінійних навантажень на мережу підприємства необхідно визначити коефіцієнт несинусоїдності, % де N – порядковий номер останньої з гармонік, що враховується; Un – дійсне значення напруги n – ї гармоніки; Uном – номінальна напруга мережі. Для обчислення Кнс необхідно обчислювати рівень напруги окремих гармонік, що генерується нелінійним навантаженням. Фазна напруга гармоніки у розрахунковій точці живлячої мережі Un=In*n*Uн.н/Sk , де In – фактичне значення сили струму n – ї гармоніки; Uн.н – напруга нелінійного навантаження (якщо розрахункова точка збігається з точкою приєднання нелінійного навантаження, то Uн.н = Uном). Для розрахунку Un необхідно заздалегідь визначити силу струму відповідної гармоніки, яка залежить не тільки від електричних параметрів, але й від нелінійного навантаження.  1. Визначення струму гармонік, що генеруються дуговими сталеплавильними печами Для дугової сталеплавильної печі (ДСП) при визначенні сили струму гармонік у режимі розплавлення достатньо враховувати тільки другу - сьому гармоніки. Сила струму гармонік (окрім сили струму другої гармоніки, яка приймається такою, що дорівнює силі струму третьої гармоніки) залежить від кількості та потужності ДСП, і для практичних розрахунків рекомендується приймати: для однієї ДСП In = Inт/n2,де Inт  - номінальна сила струму пічного трансформатора; для групи однакових ДСП  де К – число печей, одночасно працюючих у режимі розплавлення; для групи печей різної потужності де In. МАКС – струм гармоніки пічного трансформатора максимальної потужності; SnTi  - потужність I – го пічного трансформатора; SnTМАКС  - максимальна потужність пічного трансформатора у групі ДСП. 2. Визначення струму гармонік, що генеруються установками дугового електрозварювання постійного струму.Рекомендується враховувати тільки 5, 7 та 11 – ту гармоніки. Сила струму гармонік одиничної установки дугового електрозварювання постійного струму 3. Визначення струмів гармонік, що генеруються установками дугового та контактного електрозварювання змінного струму. Рекомендується враховувати тільки 3, та 5 – ту гармоніки. Для установки дугового або контактного електрозварювання сила струму гармонік: для одиночної установки (1) чи для групи установок дугового електрозварювання при незалежному режимі роботи (2)  (1)                   (2), де SТ – номінальна потужність трансформатора; bСВ – коефіцієнт завантаження; ТВ – тривалість ввімкнення; для групи;       де InГР – сила струму n-ї гармоніки i – ї установки; К – загальне число установок, що працюють.