37.Расчет разомкнутых сетей по параметрам конца передачи.

38.Показатели качества э/энергии. Встречное регулирование напряжения.

Напряжение и форма его кривой в соответствии со стандартом на качество электрической энергии (ГОСТ 13109-97) характеризуется следующими показателями:

отклонение частоты Δf;

установившееся отклонение напряжения δU_у;

колебания напряжения;

несинусоидальность напряжения;

несимметрия напряжения;

провалы напряжения;

перенапряжения.

Отклонением напряжения δU называют разность между значениями напряжения U в данной точке системы электроснабжения в рассматриваемый момент времени и его номинальным значением, т. e.δU = U — Uном.

Нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения равны соответственно ±5 и ±10% от номинального напряжения сети. На рис. 1 приведен график, иллюстрирующий смысл понятия «отклонение напряжения». Показан уровень амплитуды номинального напряжения √2U_ном).

Рис. 1. Отклонения и колебания напряжений

Там же показаны пониженное (с амплитудой 0,9√2U_ном) и повышенное (с амплитудой 1,1√2U_ном) напряжения. Отклонения напряжения в данном случае составляют -10%Uном и +10%Uном

Колебания напряжения характеризуются размахом изменения напряжения δU₁, , частотой повторения изменений напряжения F_δUt, ин­тервалом между изменениями напряжения ∆_{ti, ti + 1} , дозой фликера Р_t.

Источниками колебаний напряжения являются потребители элек­троэнергии с резкопеременным графиком потребления мощности (особенно реактивной). К ним относятся: дуговые сталеплавильные печи, электросварка, поршневые компрессоры и ряд других. При рез­ком возрастании нагрузки происходит резкое увеличение потерь на­пряжения в ветвях сети, питающих эту нагрузку. В результате резко уменьшается напряжение на приемном узле ветви. При резком умень­шении нагрузки происходит уменьшение потерь напряжения и, сле­довательно, увеличение напряжения на приемном узле ветви.

Отмечается, что в электрических сетях распространение колеба­ний напряжения происходит в направлении к шинам низкого на­пряжения практически без затухания, а к шинам высокого напря­жения - с затуханием по амплитуде. Этот эффект проявляется в зависимости от мощности короткого замыкания S_КЗ._СИСТ системы. При распространении колебаний напряжения в любом направле­нии их частотный спектр сохраняется.

Размах изменения напряжения -  разность между сле­дующими друг за другом действующих значений напряжения лю­бой формы, т. е. между следующими друг за другом максимальным и минимальным значениями огибающей действующих значений на­пряжения.

Несинусоидальность напряжения характеризуется коэффициентами искажения синусоидальности и гармонических составляющих. На рис.2 приведена кривая напряжения, отличающаяся от синусоиды. Несинусоидальную кривую, как доказывается в математике, можно разложить в ряд Фурье. Ряд Фурье представляет собой сумму синусоидальных кривых и постоянную величину.

Обычно в установившемся режиме ряд содержит следующие величины:

Рис. 2. Кривая несинусоидального напряжения

U(t) = Um₁ sin(ω₁t + Ψ₁) + Um₃ sin(3ω₁t + Ψ₃) +Um₅sin(5ω₁t + Ψ₅) + ...,

где Um₁ — амплитуда синусоиды основной частоты f  ≈ 50Гц;

Um₃ — амплитуда составляющей с частотой f₃ = 3f ₁ ≈  150 Гц;

Um₅ — амплитуда составляющей с частотой f = 5f₁ ≈ 250 Гц;

Ψ₁, Ψ₃, Ψ₅, ... — начальные фазы.

На кривой (рис. 2) имеют место составляющие основной частоты и частоты 150 Гц. Последнюю называют третьей гармонической составляющей. Чаще всего третья гармоническая возникает из-за насыщения магнитопроводов силовых трансформаторов. Составляющие с частотами f > 50 Гц называют высшими гармоническими.Появление их в кривых напряжения и тока крайне нежелательно, т. к. они:

1) вызывают увеличение потерь мощности и энергии в системе электроснабжения;

2)    создают помехи для работы средств связи, автоматики, защиты и телемеханики;

3)    создают помехи бытовым приборам (телевидение, радио и др.).

Несимметрия напряжения оценивается по относительному содержанию обратной и нулевой последовательностей в фазном или линейном (междуфазном) напряжении. Несимметрия напряжения приводит к увеличению потерь в системе и увеличивает отклонения напряжения.

Отклонением частоты называют разность между действительным и номинальным (50 Гц) значением, т. е.

δf = f - 50, Гц.

Нормально допустимые значения δf составляют ±0,2 Гц, а предельно допустимые ±0,4 Гц.

Провалом напряжения (рис. 3) называют внезапное снижение напряжения с последующим его восстановлением. Предельно допустимая длительность провала напряжения в городских электрических сетях равна 30 с.

Рис. 3. Перенапряжение и провал напряжения

Для непрерывных производств предельно допустимая длительность провалов напряжения может быть меньше1 с.

Провал напряжения опасен для потребителей с непрерывным технологическим процессом. В системах электроснабжения городов к таким потребителям, в частности, относятся банки. Прекращение электропитания персональных компьютеров может привести к потере оперативной информации и значительному ущербу.

Импульс напряжения (рис. 4) и временное перенапряжение (рис. 3) характеризуют повышение напряжения выше номинального значения.

Рис. 4. Импульс напряжения

Перенапряжения опасны для изоляции и могут привести к ее пробою и, как следствие, к КЗ.

Временное перенапряжение - повышение напряжения в точке электрической сети выше 1,1U_ном продолжительностью более 10 мс, возникающее в системах электроснабжения при коммутациях или коротких замыканиях.