2. Вплив якості електричної енергії на нормальну роботу споживачів.

Економічність роботи ЕП та споживачів електроенергії , а також елементів електропостачальних систем залежить від якості електроенергії.

Відхилення показників якості за межі допустимих значень призводить до значних матеріальних збитків.

Частота - загальносистемний параметр. Зміна частоти впливає на потужність і продуктивність ЕП промислових підприємств. За ступенем залежності від частоти всі ЕП поділяють на 3 групи:

1. ЕП, на роботу яких зміна частоти майже не впливає (освітлення, електротермічне обладнання, електрозварювальні установки);

2. ЕП, ступінь впливу частоти на продуктивність механізмів змінюється лінійно (металообробні верстати, асинхронні двигуни, привод перетворювачів частоти);

3. ЕП, ступінь впливу частоти на продуктивність механізмів змінюється нелінійно (залежність 2, 3 та більш високого порядку) - вентилятори, турбокомпресори.

Зниження частоти на 1 % зменшує сумарну споживаєму потужність на 1-3 %, що призводить до значних збитків пов’язаних з недовипуском продукції.

Відхилення напруги можна поділити на 2 складові: електромагнітну та технологічну. Перша визначається додатковими втратами електроенергії в ЕП і в мережі, а друга – зниженням продуктивності технологічного електрообладнання. З підвищенням стабільності напруги обидві складові зменшуються, однак це вимагає капіталовкладень в систему електропостачання.

Зменшення напруги для асинхронних двигунів викликає зростання ковзання і зменшення частоти обертання валу. Крім того, зростає струм двигунів, що викликає їх перегрів, збільшуються втрати потужності та енергії, швидше зношується ізоляція, скорочується термін служби двигунів. Обертовий момент двигуна пропорційний квадрату напруги, відповідно знижується продуктивність механізмів, важкім стає пуск двигуна під навантаженням.

У більшості ЕП зниження напруги викликає зменшення споживаної потужності і можливий брак у технологічному процесі або взагалі його неможливість (наприклад зниження напруги на 8-10 % у печах опору та індукційних печах зриває процес нагрівання деталей).

Дуже чуттєві до зміни напруги косинусні конденсатори. Реактивна потужність, яку вони видають пропорційна квадрату напруги. Отже, при знижені на 9 % напруги потужність конденсатора зменшиться на 81 %. Збільшення напруги на 9 % призводить до збільшення потужності конденсатора до 121 % і викликає його перевантаження.

Для систем освітлення зменшення напруги викликає зменшення світлового потоку (пропорційну 3 – 4 ступеню зміни напруги). Збільшення напруги підвищує ККД ламп, однак термін служби зменшується у 2-3 рази.

Коливання і швидкі зміни напруги призводять до непомітної і неприємної для ока швидкості зміни світлового потоку ламп та створюваного ними освітленості, що негативно впливає на здоров’я людей.

Несинусоїдність напруги (поява її вищих гармонік) викликає додаткові втрати електричної енергії у трансформаторах, ЛЕП, ЕД , конденсаторах , скорочує термін роботи ізоляції електричних машин та апаратів, можуть порушувати роботу пристроїв автоматики телемеханіки та зв’язку, створювати радіоперешкоди.

Несиметрія напруги створює додаткові втрати потужності в елементах електромережі (ЛЕП, трансформаторах), негативно впливає на роботу ЕП (насамперед асинхронних ЕД, знижує їх потужність, призводить до нагрівання ротора та статора, прискорює старіння ізоляції).

Несиметрія струмів приводить до збільшення втрат напруги (у більш завантаженій фазі), а також потужності та енергії. Так при симетричному навантажені втрати у лінії визначаються виразом

.

При наявності несиметрії струмів , за умов передачі тієїж потужності, струм в одній фазі залишається незмінним, у другій збільшується на ΔІ , а в третій зменшується на таку ж величину. Тоді втрати дорівнюють

.

Провал напруги, тимчасова перенапруга та імпульси напруги викликають порушення технологічних процесів у електрообладнанні, відновлення яких потребує значних матеріальних витрат.

ВИСНОВКИ.

1. Електроенергія, що надається ЕП повинна відповідати певним нормам і параметрам, що визначаються ГОСТ 13109-97.

Основними показниками якості згідно ГОСТ 13109-97 є:

• усталене значення відхилення напруги δU (±5…10% від U_НОМ);

• доза флікера Р_t;

• коефіцієнт спотворення синусоїдності кривої напруги К_U (8…12% -0.4кВ, 5…8% -6…20кВ, 4…6% -35кВ, 2…3% -110…330кВ);

• коефіцієнт n-гармонічної складової напруги К_U(n);

• коефіцієнт несиметрії напруг: за оберненою послідовністю К_2U та за нульовою послідовністю К_0U (2…4%);

• відхилення частоти Δf (0.2…0.4 Гц);

• тривалість провалу напруги Δt_п (30 с в мережах до 20 кВ);

• імпульсна напруга U_імп ;

• коефіцієнт тимчасової перенапруги К_пер. (1.47 при Δt_пер =1 с; 1.31 при Δt_пер до 20 с; 1.15 при Δt_пер до 60 с).

2. Забезпечення гранично допустимих значень показників якості електричної енергії дозволяє зменшити втрати напруги, потужності та енергії в електричних мережах.