Содержание
Обеспечение качества электроэнергии на зажимах электроприемников………………………………………………….3
Несимметрия напряжений и токов трехфазной системы………...7
Колебание частоты…………………………………………………9
Компенсация реактивной мощности………………………….....11
Обеспечение качества электроэнергии на зажимах электроприемников.
Показатели качества электроэнергии. Обеспечение качества электроэнергии на зажимах приемников электроэнергии — одна из наиболее сложных задач, решаемых в процессе проектирования и эксплуатации систем электроснабжения. Появление в системах электроснабжения мощных электродвигателей, вентильных преобразователей и других приемников с резкопеременной нагрузкой создало проблему их электромагнитной совместимости с системой электроснабжения, успешное решение которой обеспечивает рациональную работу как этих приемников, так и приемников со спокойной нагрузкой, присоединенных к той же системе (освещение, электродвигатели длительного режима работы и др.).
Показатели качества электроэнергии регламентируются требованиями ГОСТ 13109 — 97.
К показателям качества электроэнергии для трехфазных сетей переменного тока относятся:
отклонение напряжения;
колебание напряжения;
коэффициенты несимметрии и неуравновешенности напряжения;
коэффициент несинусоидальности напряжения;
отклонение частоты;
колебания частоты.
Соответствие перечисленных параметров указанному стандарту способствует увеличению выпуска продукции и общей рентабельности производства.
Отклонение напряжения V — это разность между действительным значением напряжения U и его номинальным значением Uн для сети, возникающая при сравнительно медленном изменении режима работы, когда скорость изменения напряжения меньше 1 % в секунду:
V= U - Uн.
При понижении напряжения возрастает скольжение и уменьшается частота вращения асинхронных двигателей, являющихся основными электродвигателями, применяемыми в промышленности. При этом возрастает потребляемый ток, двигатели перегреваются, быстрее изнашивается их изоляция. Вращающий момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения, поэтому при понижении напряжения затрудняются пуск и самозапуск двигателей под нагрузкой. В связи с этим установлены пределы отклонения напряжения на зажимах электродвигателей, станций управления от -5 до +10%.
Весьма чувствительны к изменению напряжения косинусные конденсаторы. Их реактивная мощность пропорциональна квадрату подводимого напряжения. При понижении напряжения на 10 % мощность конденсатора снижается до 81 % от номинальной. Повышение напряжения на 10% увеличивает реактивную мощность конденсатора до 121 % и приводит к его перегрузке, поэтому для конденсаторов допускается увеличение напряжения не более чем на 10 %.
Отклонение напряжения оказывает значительное влияние на работу электросварочных установок, ухудшая качество сварки. Для рационального ведения этого процесса отклонение напряжения на сварочных установках должно составлять не более ±5 %.
Высокие требования к качеству напряжения предъявляют осветительные установки. При отклонениях напряжения изменяются сила света ламп накачивания и срок их службы. Сила света изменяется пропорционально изменению напряжения в третьей степени. Повышение напряжения на 10 % сокращает срок службы ламп накаливания примерно в 3 раза.
В соответствии с ГОСТ 13109 — 97 допускается отклонение напряжения на зажимах электроосветительных приборов от -2,5 до +5%.
Под колебанием напряжения V, подразумевается изменение напряжения в сети со скоростью более I %/с:
К=и„б-инм,
где инб и Uнм — соответственно наибольшее и наименьшее действующие напряжения в кратковременном процессе его изменения, % от номинального значения.
Колебания напряжения ограничиваются частотой их возникновения. Для зрительного восприятия наиболее опасными считаются колебания частот, возникновения которых находится в пределах 1... 10 Гц. Допустимое значение V, при этом составляет примерно 1 %. Если колебания возникают не чаще 10 раз в час, то это значение возрастает до 1,5 %, если же не более одного раза в час — до 4%.
V, =1±<1 %, т
Допустимые значения колебаний напряжения в сетях, от которых питаются электроосветительные установки и радиоприборы, определяют по формуле где т — частота возникновения колебаний, l/ч; At — средний интервал между моментами возникновения колебаний, мин.
Для обеспечения нормируемого ГОСТ 13109 — 97 режима напряжения применяются различные способы и средства регулирования напряжения.
Способы регулирования:
регулирование напряжения на шинах центра питания;
изменение сопротивления элементов сети;
изменение реактивного тока, протекающего в сети;
изменение коэффициента трансформации трансформаторов и автотрансформаторов (линейных регуляторов).
Средства регулирования:
трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН):
линейные регуляторы;
управляемые батареи конденсаторов;
синхронные двигатели с автоматическими регуляторами возбуждения.
Кроме того, можно использовать трансформаторы с переключением без возбуждения (Г1БВ), неуправляемые батареи конденсаторов, синхронные двигатели без автоматического регулирования возбуждения.