Показатели качества электрической энергии.

Одним из главных условий обеспечения нормальной работы электроприемников является питание их электроэнергией, параметры которой соответствуют определенным требованиям к ее качеству. Снижение качества электрической энергии приводит: к сокращению срока службы электрооборудования, нарушению его нормального функционирования, частым ремонтам и простою технологического оборудования.

Показателями качества электроэнергии являются:

- установившееся отклонение напряжения δUу;

- размах изменения напряжения δ Ut;

- доза фликера Рt;

- коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кu;

- коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения Кu(n);

- коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности ;

- коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности Коu;

- отклонение частоты ᴧ f;

- длительность провала напряжения ᴧ tп;

- импульсное напряжение Uимп;

- коэффициент временного перенапряжения Кпер u.

Отклонение напряжения

На надежность и долговечность работы электрооборудования в значительной степени влияет их тепловой режим. Так, для асинхронных и синхронных двигателей влияние отклонения напряжения на их тепловой режим зависит и от загрузки двигателей. Работа электродвигателей при пониженном напряжении приводит к перегреву изоляции и может явиться причиной выхода их из строя. Дело в том, что при снижении напряжения в пределах нормы (± 10 %) токи ротора и статора увеличиваются в среднем соответственно на 14 и 10 %.

При значительной загрузке АД отклонения напряжения приводят к существенному уменьшению его срока службы. Отклонения напряжения оказывают заметное влияние на тепловое состояние не только наиболее нагретых узлов аппарата, но и на коммутационный аппарат в целом, а также на электрическую прочность изоляции, а, следовательно, на надежность и срок службы этих аппаратов. Повышение напряжения в сети приводит к росту нагрузок и мощности КЗ, что вызывает ускоренный износ коммутационных аппаратов и может сказаться на их коммутационной способности.

При работе ламп накаливания с пониженным по отношению к номинальному напряжением происходит уменьшение светового потока, а следовательно уменьшение освещенности рабочих мест, быстрой утомляемости и в итоге к снижению производительности труда. Повышение напряжения на 1 % приводит к сокращению срока службы на 14 %, при повышении напряжения на 3 % срок службы снижается на 30 %, а увеличение напряжения на 5 % приводит к сокращению срока службы ламп в 2 раза. Таким образом, качество электроэнергии напрямую влияет на надежность технологического процесса.

Колебания и провалы напряжения

колебания и провалы напряжения могут приводить к сбоям в работе вычислительной техники и в частности персональных компьютеров, а также к ложным срабатываниям защиты и автоматики.

Колебания напряжения также, как и отклонения напряжения, оказывают отрицательное влияние на работу электроприемников. При питании печей сопротивления от тиристорных преобразователей колебания напряжения приводят к колебаниям тока нагрузки, что может явиться причиной неустойчивого режима системы автоматического регулирования температуры, а, следовательно, привести к снижению надежности протекания технологического процесса.

Несинусоидальные режимы

Несинусоидальные режимы оказывают ощутимое влияние на надежность работы электрооборудования. Это объясняется тем, что при наличии высших гармоник в кривой напряжения более интенсивно протекает процесс старения изоляции, чем в случае работы электрооборудования при синусоидальном напряжении.

Высшие гармоники тока и напряжения до 10 % увеличивают погрешность индукционных счетчиков электроэнергии, ухудшают работу телемеханических устройств, вызывая сбои в их работе, если в качестве каналов связи для передачи информации используют силовые кабели. Кроме того, высшие гармоники вызы-вают ложную работу релейной защиты и автоматики при использовании фильтров токов обратной последовательности.

Несимметрия напряжения

Несимметрии напряжения неблагоприятно сказывается на работе и сроке службы АД. Так, несимметрия напряжения в 1 % вызывает значительную несимметрию токов в обмотках (до 9 %). Токи обратной последовательности накладываются на токи прямой последовательности и вызывают дополнительный нагрев статора и ротора, что приводит к ускоренному старению изоляции и уменьшению располагаемой мощности двигателя. Известно, что при несимметрии напряжения в 4 % срок службы АД, работающего с номинальной нагрузкой, сокращается примерно в 2 раза; при несимметрии напряжения в 5 % располагаемая мощность АД уменьшается на 5 — 10 %.

Магнитное поле токов обратной последовательности статора синхронных машин индуцирует в массивных металлических частях ротора значительные вихревые токи, вызывающие повышенный нагрев ротора и вибрацию вращающейся части машины. При значительной несимметрии вибрация может оказаться опасной для конструкции машины.

Нагрев обмотки возбуждения СД за счет дополнительных потерь от несимметрии напряжения приводит к необходимости снижать ток возбуждения, при этом уменьшается реактивная мощность, выдаваемая СД в сеть.

Несимметрия напряжения не оказывает заметного влияния на работу кабельных и воздушных линий, однако для трансформаторов наблюдается значительное сокращение срока службы.

Отклонение частоты

Нормально допустимое и предельно допустимое отклонение частоты Δf составляет ±0,2 и ±0,4 Гц соответственно. Причиной отклонения частоты является изменение баланса активной мощности. Наиболее чувствительны к отклонениям частоты вращающиеся машины. Снижение частоты приводит к снижению скорости вращения АД, являющегося приводом производственных механизмов, что способствует технологическому ущербу.

При снижении частоты снижается сопротивление АД и возрастает потребляемый им ток, что приводит к дополнительному нагреву статора и ротора и, как следствие, к электротехническому ущербу, обусловленному сокращением срока службы АД за счет ускоренного взноса его изоляции при повышенной температуре.

При снижении частоты возрастает и потребляемая реактивная мощность. Увеличение потребляемой реактивной мощности способствует увеличению по-терь электроэнергии в линиях электропередачи и трансформаторах, что также приводит к электротехническому ущербу.

Дата добавления: 2015-07-17