Качество электроэнергии

Электрические приборы становятся многофункциональнее, точнее, чувствительнее. Чувствительнее они становятся не только к входным сигналам, но и к качеству питающей сети. А усложнение аппаратуры и увеличение ее количества ухудшает качество сети.

Самым неприхотливым прибором, наверное, является нагреватель (электроплитка). Он может работать и при пониженном напряжении (отдавая меньше мощности), при бросках, провалах и любых помехах. Хотя и он при длительном повышенном напряжении выйдет из строя.

Холодильник — капризнее, он может сгореть и при пониженном напряжении (если мотору не хватит напряжения, чтобы запуститься).

Радиоприемнику и телевизору может «не понравиться» не только повышенное или пониженное напряжение сети, но и наличие в ней помех. Эти устройства могут их показывать, воспроизводя помехи поверх полезного изображения и звука.

А устройства, имеющие сложные блоки управления, при наличии в сети помех могут сбиваться или вообще откажутся работать.

Поэтому стандартом определены требования, предъявляемые к качеству электроэнергии: ГОСТ 13 109–97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». И вся аппаратура должна быть приспособлена к этим параметрам.

Изначально качество электроэнергии зависит от производителя, однако в процессе транспортировки к потребителю её качественные показатели изменяются. Их ухудшение чаще всего происходит на конечном участке системы электроснабжения, т. е. непосредственно в распределительных сетях и системе электроснабжения потребителя. В данной статье определены основные технические решения позволяющие поддерживать качество электроэнергии на должном уровне.

Наибольшее внимание уделено самым современным разработкам только начинающим появляться в наших системах электроснабжения.

1. Отклонение напряжения Отклонение напряжения — отличие фактического напряжения в установившемся режиме работы системы электроснабжения от его номинального значения.

Отклонение напряжения в той или иной точке сети происходит под воздействием медленного изменения нагрузки в соответствии с её графиком.

1.1. Влияние отклонения напряжения на работу электрооборудования

1) Технологические установки:

• При снижении напряжения существенно ухудшается технологический процесс, увеличивается его длительность. Следовательно, увеличивается себестоимость производства.

• При повышении напряжения снижается срок службы оборудования, повышается вероятность аварий.

• При значительных отклонениях напряжения происходит срыв технологического процесса.

2) Освещение:

• Снижается срок службы ламп освещения, так при величине напряжения 1,1•Uном срок службы ламп накаливания снижается в 4 раза.

• При величине напряжения 0,9•Uном снижается световой поток ламп накаливания на 40% и люминесцентных ламп на 15%.

• При величине напряжения менее 0,9•Uном люминесцентные лампы мерцают, а при 0,8•Uном просто не загораются.

3) Электропривод:

• При снижении напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя на 15% момент снижается на 25%, двигатель может не запуститься или остановиться.

• При снижении напряжения увеличивается потребляемый от сети ток, что влечёт разогрев обмоток и снижение срока службы двигателя. При длительной работе на напряжении 0,9•Uном срок службы двигателя снижается вдвое.

• При повышении напряжения на 1% увеличивается потребляемая двигателем реактивная мощность на 3…7%. Снижается эффективность работы привода и сети.

Обобщённый узел нагрузки электрических сетей (нагрузка в среднем) составляет:

— 10% специфической нагрузки ;

— 30% освещение и прочее;

— 60% асинхронные электродвигатели.

Поэтому, ГОСТ 13 109–97 устанавливает нормально и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на зажимах электроприёмников в пределах соответственно δUyнор= ± 5% и δUyпред= ± 10% номинального напряжения сети.

1.2. Регулирование напряжения

Способы регулирования напряжения в системах электроснабжения промышленных предприятий можно классифицировать следующим образом а) Регулирование на шинах электростанций и подстанций

На шинах эл. станций изменением тока возбуждения генераторов повышают напряжения в часы максимума нагрузки и снижают напряжения в часы минимума нагрузок.

Регулирование напряжения на шинах понизительной п/cт 6−10 кВ может осуществляться при помощи трансформаторов, статистических конденсаторов, синхронных компенсаторов и т. д.

б) Регулирование на отходящих линиях Индивидуальное регулирование напряжения на каждой отходящей от шин п/ст линии является эффективным способом. В этом случае могут быть использованы трансформаторы с РНП, и конденсаторы для продольной компенсации.