Колебания напряжения

Колебания напряжения характеризуются размахом изменения напряжения bU_t, % и дозой фликера P_t, отн. ед.

Д/

м/

(/„„„(')

тгиг

"н««

ГЖ ""

JO мс

-и-

10 мс

Рис. 12.1. Колебания напряжения произвольной формы (а) и имеющие форму меандра (б)

Предельно допустимые значения bU, в точках общего присоединения к электрическим сетям при колебаниях напряжения, огибающая которых име­ет форму меандра (рис. 12.1), в зависимости от частоты повторения измене­ний напряжения F _ш или интервала между изменениями напряжения Д/_м+, равны значениям, определяемым по кривой 1 рис. 12.2, а для потребителей электрической энергии, располагающих лампами накаливания, в помещени­ях, где требуется значительное зрительное напряжение, равны значениям, оп­ределяемым по кривой 2.

F_m, мин

10 *3 3 4 56 810° 2 3 456 810¹ 2 3 4 56 810² 2 3 4 56 810³ */ мин

-I—I I I Mill

-I—I I I Mill

-I—I I МИН 600 300200 120 75 150100 60

-I—I I I I llll 0,30,2 0,120,0,75 0,150,1 0,06

| I I I I I I I М I I..................................................................................................... I I I I I I 1 1 I I "'' ^М"^П

30 2015 10 6,0 3,0 2,0 1,2 0,75 127,5

Рис. 12.2. Допустимые значения размаха изменений напряжения:

1 — общие требования для обычных потребителей; 2 — для потребителей при повышенных тре­бованиях к искусственному освещению

12.2. Отклонения и колебания напряжения

Предельно допустимое значение суммы установившегося отклонения на­пряжения Ы1 и размаха изменений напряжения bU_t в точках присоединения к электрическим сетям напряжением 0,38 кВ равно +10 % от номинального напряжения.

Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера P_sl при колебаниях напряжения с формой, отличающейся от меандра, равно 1,38, а для длительной дозы фликера Р_и при тех же колебаниях напряжения равно 1,0. Кратковременную дозу фликера определяют на интервале времени на­блюдения, равном 10 мин. Длительную дозу фликера определяют на интерва­ле времени наблюдения, равном 2 ч.

Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера P_st у потребителей, располагающих лампами накаливания в помещениях, где тре­буется значительное зрительное напряжение, при колебаниях напряжения с формой, отличающейся от меандра, равно 1,0, а для длительной дозы флике­ра Р_и в этих же точках — 0,74.

Размах 5£/, (см. рис. 12.1), %:

_{dUi =} \JLzEA. юо, (12.5)

ном

где U_t, U_l+] — значения следующих один за другим экстремумов или экстре­мума и горизонтального участка огибающей среднеквадратичных значений напряжения основной частоты, определенных на каждом полупериоде основ­ной частоты, кВ.

Допускается при коэффициенте искажения синусоидальности кривой на­пряжения, не превышающем 5 %, определять bU_t по формуле

6К =Щ^*±А.Ж, (12.6)

^v ^^ном

где U_ai, U_{ai +}, — значения огибающей амплитудных значений напряжения.

Частоту повторения изменений напряжения F _ип с^-1, (мин^-1), при перио­дических колебаниях напряжения вычисляют по формуле

\ = f> (12-7)

где т — число изменений напряжения за интервал времени измерения Т, принимаемый равным 10 мин (значение частоты повторения измерений на­пряжения, равное двум изменениям напряжения в секунду, соответствует 1Гц).

Интервал времени между изменениями напряжения

Л',..-ы = '.♦.-',> (12-8)

Глава 12. Качество электрической энергии

Таблица 12.2. Интервалы времени между изменениями напряжения (см. рис. 12.2)

°Ч„„р„. ^%	FMt, мин"^1	А',,,+,. с	5u,„„p„, %	FaUr мин"'	At, с
кривая 1	кривая 2	кривая 1	кривая 2

4,14	3,00	0,76	78,95	1,52	1,10	19,10	3,14
4,00	2,90	0,84	71,43	1,38	1,00	26,60	2,26
3,86	2,80	0,95	63,16	1,31	0,95	32,00	1,88
3,73	2,70	1,06	56,605	1,24	0,90	39,00	1,54
3,59	2,60	1,20	50,00	1,17	0,85	48,70	1,23
3,45	2,50	1,36	44,12	1,10	0,80	61,80	0,97
3,30	2,40	1,55	38,71	1,04	0,75	80,50	0,74
3,17	2,30	1,78	33,71	0,97	0,70	110,00	0,54
3,04	2,20	2,05	29,27	0,90	0,65	175,00	0,34
2,90	2,10	2,39	25,10	0,83	0,60	275,00	0,22
2,76	2,00	2,79	21,50	0,76	0,55	380,00	0,16
2,60	1,90	3,29	18,24	0,69	0,50	475,00	0,13
2,48	1,80	3,92	15,31	0,62	0,45	580,00	0,10
2,35	1,70	4,71	12,74	0,55	0,40	690,00	0,09
2,21	1,60	5,72	10,49	0,48	0,35	795,00	0,08
2,07	1,50	7,04	8,52	0,40	0,29	1052,00	0,06
1,93	1,40	8,79	6,82	0,41	0,30	1180,00	—
1,79	1,30	11,16	5,38	0,48	0,35	1400,00	—
1,66	1,20	14,44	4,16	0,55	0,40	1620,00	—

где /., /_/+| — начальные моменты следующих один за другим изменений напря­жения, с (если интервал времени между окончанием одного изменения и на­чалом следующего, происходящего в том же направлении, менее 30 мс, то эти изменения рассматриваются как одно). Численные значения, соответствую­щие (12.5)—(12.8), даны в табл. 12.2.

Качество электрической энергии при периодических колебаниях напряже­ния, имеющих форму меандра, считают соответствующим требованиям, если измеренное значение размаха изменений напряжения не превышает значе­ний, определяемых по кривым рис. 12.2 для соответствующей частоты повто­рения изменений напряжения F_Su или интервала между изменениями напря­жения A(_i, ₊,. При любой форме периодических и непериодических колебаний напряжения оценка соответствия колебаний нормам может быть проведена с помощью специализированного средства измерения — фликерме-тра. При наличии записи огибающей среднеквадратичных значений напряже­ния на интервале времени измерений с помощью средств измерений, оценка может быть проведена аналитическими методами.

Для периодических колебаний, формы которых приведены на рис. 12.3—12.4 с частотой повторения изменений напряжения менее 2 изменений в секунду (120 в минуту), оценку проводят следующим образом.

1. Определяют форму колебаний, выделяя огибающую среднеквадратичных значений напряжения, полученных на каждом полупериоде основной частоты (см. рис. 12.1), размах 5£/, и частоту повторения F_aU изменений напряжения.

2. Для периодических колебаний двухступенчатой и пилообразной (рис. 12.3. а), прямоугольной и треугольной (рис. 12.3, б) форм определяют интер-

12.2. Отклонения и колебания напряжения

Рис. 12.3. Коэффициент приведения F_np для периодических колебаний напряжения, имеющих двухступенчатую, пилообразную (а) и прямоугольную, треугольную (б) форму

вал между изменениями напряжения At, _j+,. Для периодических колебаний, вызванных пуском двигателей (рис. 12.4), определяют длительность передне­го и заднего фронта изменений напряжения (Д/_ф,, А/_ф2).

3. По рис. 12.3-12.4 определяют коэффициент F приведения колебаний напряжения с формой, полученной по пункту 1, к колебаниям ступенчатой формы.

4. Определяют приведенный размах изменения напряжения 8U_lnp:

8U_lnp=F_np8U_r (12.9)

5. По кривым рис. 12.2 для измерения частоты повторения изменений на­
пряжения F_aU сравнивают приведенный размах 8(J_lnp с нормированным зна­
чением б£/_пюрм Если bU_lnp не превышает bU_t, то колебания соответствуют
требованиям стандарта.

При непериодических колебаниях, когда интервал времени между оконча­нием одного колебания напряжения и началом следующего не менее 1 с, оценку соответствия нормам проводят следующим образом.

1. Выделяют длительные интервалы наблюдения колебаний T_L, равные 2 ч, соответствующие периодам наибольших проявлений этих колебаний по раз­маху и числу изменений напряжения. Внутри этих интервалов выделяют крат-

Глава 12. Качество электрической энергии

Рис. 12.4. Коэффициент приведения F_np для периодических колебаний на­пряжения, вызванных пуском двигателя

ковременные интервалы T_sh, равные 10 мин, соответствующие периодам наи­больших проявлений этих колебаний по размаху и числу изменения напряже­ния. На каждом из выделенных T_sh определяют форму колебаний напряжения и размах изменения напряжения bU_n для каждого /-го колебания напряжения установленной формы.

2. На выделенном кратковременном интервале T_sh для колебаний двухсту­пенчатой и пилообразной (см. рис. 12.3, а), прямоугольной и треугольной (см. рис. 12.3, б) форм определяют интервалы между смежными изменениями на­пряжения А/,, + | или длительности переднего и заднего фронтов изменений напряжения (Д/ф,, Д^_ф2) для колебаний, вызванных пуском двигателей (см. рис. 12.4). В результате определяют коэффициент приведения F для каждо­го /'-го колебания напряжения и в соответствии с (12.9) вычисляют приведен­ный размах 6Z7_mp для каждого /-го колебания напряжения.

3. Для каждого i-го 5t/_mp определяют минимальный интервал времени меж­ду изменениями напряжения At, _l+, _min по табл. 12.2 или кривым рис. 12.2 при условии, что 8U„_np = 5£/„_норм.

4. На рассматриваемом кратковременном интервале T_sh вычисляют сумму всех минимальных интервалов времени Д/,, +, _тш и сопоставляют эту сумму с длительностью T_sh. Если Z A/_{f (+l min} < 7^, то колебания напряжения соответст­вуют требованиям стандарта на данном кратковременном интервале T_sh. Все операции повторяют для каждого выделенного кратковременного интервала

T_sh, то колебания соответ-

T_sh. Если 2 Л/_{м+1 min} S r_sh выполняется для каждого

ствуют требованиям ГОСТ 13109—97.

Если интервал времени между окончанием одного колебания напряжения и началом следующего больше 1 с, то для определения кратковременной и длительной доз фликера при непериодических колебаниях, форма которых поиведена на dhc. 12.3—12.4, может быть использован аналитический метод,

12.3. Несинусоидальность и несимметрия напряжения

аналогичный приведенному выше и позволяющий оценить соответствие ко­лебаний нормам. Но предпочтительнее использование фликер-метра, позво­ляющего измерить дозу фликера (кратковременную и длительную) при коле­баниях напряжения любой формы.

В этом случае измеряют за интервал времени T_sh, равный 10 мин, уровни фликера Р, (%)², соответствующие интегральной вероятности, равной: 0,1; 0,7; 1,0; 1,5; 2,2; 3,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 13,0; 17,0; 30,0; 50,0; 80,0 %. Затем опреде­ляют с помощью фликер-метра или вычисляют сглаженные уровни фликера P_s, (%)², по формулам

^и~ 3 ' ^ls~ 3 ' (12.10)

р _ "б ⁺ -*8 ⁺ "ю ⁺ -М3 ⁺ "\ 7. р _ -*30 ⁺ -*50 ⁺ -*80
^rl0s ~~ С ' ^r50s 2 '

где P_u, P_3i, P_:0j, P_50s — сглаженные уровни фликера при интегральной вероят­ности, равной соответственно 1,0; 3,0; 10,0; 50,0.

Кратковременную дозу фликера P_sl, отн. ед., на интервале времени T_sh (кратковременная доза фликера при периодических колебаниях напряжения с формой, отличающейся от меандра, может быть рассчитана)

Р_я =^0,03ЫР₀₁ +0,0525^ +0,0657^ + 0,28i?_0s + 0,08i>₀,. (12.11)

Длительная доза фликера Р_и, отн. ед., на интервале времени T_L, равном 2 ч,

1 £,_в чз

^{Pu =} 4nW^stk)' ^(12Л2)

где P_slk — кратковременная доза фликера на к-м интервале времени T_sh в те­чение длительного периода наблюдения T_L.

Качество электрической энергии по дозе фликера считают соответствую­щим требованиям стандарта, если каждая кратковременная и длительная до­зы фликера, определенные при измерении в течение 24 часов или расчетом по аналитическим методам, не превышают предельно допустимых значений.

Дата добавления: 2015-07-17