Суднова В.В. Качество электрической энергии - файл n1.doc

приобрести
Суднова В.В. Качество электрической энергии
скачать (834 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1391kb.07.05.2009 09:13скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6

3.1. Отклонение напряжения



Отклонения напряжения от номинальных значений происходят из-за суточных, сезонных и технологических изменений электрической нагрузки потребителей; изменения мощности компенсирующих устройств; регулирования напряжения генераторами электростанций и на подстанциях энергосистем; изменения схемы и параметров электрических сетей.

Отклонение напряжения определяется разностью между действующим U и номинальным Uном значениями напряжения, В:
U = U – Uном, (3.1)

или, %

(3.2)


Установившееся отклонение напряжения Uу равно, % [1]:
(3.3)
где Uу – установившееся (действующее) значение напряжения за интервал усреднения (см. п. 3.8).

В электрических сетях однофазного тока действующее значение напряжения определяется как значение напряжения основной

частоты U(1) без учета высших гармонических составляющих напряжения, а в электрических сетях трехфазного тока – как действующее значение напряжения прямой последовательности основной частоты U1(1), формулы для их определения приведены в [1].

Стандартом нормируются отклонения напряжения на выводах приемников электрической энергии. Нормально допустимые и предельно допустимые значения установившего отклонения напряжения равны соответственно + 5 и + 10 % от номинального значения напряжения и в точках общего присоединения потребителей электрической энергии должны быть установлены в договорах энергоснабжения для часов минимума и максимума нагрузок в энергосистеме с учетом необходимости выполнения норм стандарта на выводах приемников электрической энергии в соответствии с нормативными документами [2].

3.2. Колебания напряжения



Колебания напряжения вызываются резким изменением нагрузки на рассматриваемом участке электрической сети, например, включением асинхронного двигателя с большой кратностью пускового тока, технологическими установками с быстропеременным режимом работы , сопровождающимися толчками активной и реактивной мощности – такими, как привод реверсивных прокатных станов, дуговые сталеплавильные печи, сварочные аппараты и т.п.

Колебания напряжения характеризуются двумя показателями [1]:

Размах изменения напряжения Ut вычисляют по формуле, %
(3.4)

где Ui, Ui+1 – значения следующих один за другим экстремумов (или

экстремума и горизонтального участка) огибающей* среднеквадратичных значений напряжения, в соответствии с рис. 3.1.
_____________

*Огибающей среднеквадратичных значений напряжения называется ступенчатая временная функция, образованная среднеквадратичными значениями напряжения, дискретно определенными на каждом полупериоде основной частоты [1].


Частота повторения изменений напряжения FUt, (1/с, 1/мин) определяется по выражению:
, (3.5)
где m – число изменений напряжения за время Т;

Т – интервал времени измерения, принимаемый равным 10 мин.

Если два изменения напряжения происходят с интервалом менее 30 мс, то их рассматривают как одно [1].

Интервал времени между изменениями напряжения равен:
(3.6)
Оценка допустимости размахов изменения напряжения (колебаний напряжения) осуществляется с помощью кривых зависимости допустимых размахов колебаний от частоты повторений изменений напряжения или интервала времени между последующими изменениями напряжения.

Предельно допустимые значения размаха изменения напряжения Ut определяются в точке общего присоединения к электрическим сетям по кривой 1 рис. 1 (приложение 1), а для потребителей ЭЭ, располагающих ЛН, в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, по кривой 2 рис. 1 (приложение 1) [1].

Зависимость Ut = f(FUt) (или Ut = f(ti,I+1)) кривой 2 рис. 1 имеет строгий энергетический смысл – величины, пропорциональные квадратам ее ординат, характеризуют среднее значение мощности колебаний напряжения (и пропорциональное ему значение колебаний светового потока), безболезненно воспринимаемое зрительным анализатором человека в течение 10-15 мин. Кривая 2 (рис.1) получена экспериментально путем обследования реакции групп людей на периодические мигания ламп накаливания [3].

КЭ в точке общего присоединения при периодических колебаниях напряжения, имеющих форму меандра (прямоугольную) (см. рис 3.2) считают соответствующим требованиям стандарта, если измеренное значение размаха изменений напряжения не превышает значений, определяемых по кривым рис. 3.2 для соответствующей частоты повторения изменений напряжения FUt, или интервала между изменениями напряжения ∆ti,i+1.

Аналитические методы оценки соответствия колебаний напряжения с формой, отличной от меандра, установленным нормам приведены в [1].

Предельно допустимое значение суммы установившегося отклонения напряжения Uу и размаха изменений напряжения Ut в точках присоединения к электрическим сетям напряжением 0,38 кВ равно + 10% от номинального напряжения [1].


Доза фликера – это мера восприимчивости человека к воздействию колебаний светового потока, вызванных колебаниями напряжения в питающей сети, за установленный промежуток времени.

Стандартом устанавливается кратковременная (Рst) и длительная доза фликера (РLt) (кратковременную определяют на интервале времени наблюдения, равном 10 мин, длительную – на интервале 2 ч). Дозу фликера (кратковременную и длительную) при колебаниях напряжения любой формы определяют по формулам, приведенным в . Исходными данными для расчета являются уровни фликера, измеряемые с помощью фликерметра – прибора, в котором моделируется кривая чувствительности (амплитудно-частотная характеристика) органа зрения человека. В настоящее время в Российской Федерации началась разработка фликерметров для контроля колебаний напряжения.

КЭ по дозе фликера соответствует требованиям стандарта, если кратковременная и длительная дозы фликера, определенные путем измерения в течение 24 ч или расчета, не превышают предельно допустимых значений: для кратковременной дозы фликера- 1,38 и для длительной – 1,0 (при колебаниях напряжения с формой, отличающейся от меандра) .

Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера в точках общего присоединения потребителей электроэнергии, располагающих лампами накаливания в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, равно 1,0, а для длительной – 0,74, при колебаниях напряжения с формой, отличающейся от меандра.

3.3. Несинусоидальность напряжения



В процессе выработки. Преобразования, распределения и потребления электроэнергии имеют место искажения формы синусоидальных токов и напряжений. Источниками искажений являются синхронные генераторы электростанций, силовые трансформаторы, работающие при повышенных значениях магнитной индукции в сердечнике (при повышенном напряжении на их выводах) преобразовательные устройства переменного тока в постоянный и ЭП с нелинейными вольт-амперными характеристиками (или нелинейные нагрузки).

Искажения, создаваемые синхронными генераторами и силовыми трансформаторами малы и не оказывают существенного влияния на систему электроснабжения и на работу ЭП. Главной причиной искажений являются вентильные преобразователи, электродуговые сталеплавильные и рудно-термические печи, установки дуговой и контактной сварки, преобразователи частоты, индукционные печи, ряд электронных технических средств (телевизионные приемники, ПЭВМ), газоразрядные лампы и др. Электронные приемники электроэнергии и газоразрядные лампы создают при своей работе невысокий уровень гармонических искажений–на выходе, но общее количество таких ЭП велико.

Из курса математики известно, что любую несинусоидальную функцию с периодом (например, см. рис. 3.3), удовлетворяющую условию Дирихле, можно представить в виде суммы постоянной величины и бесконечного ряда синусоидальных величин с кратными частотами. Такие синусоидальные составляющие называются гармоническими составляющими или гармониками. Синусоидальная составляющая, период которой равен периоду несинусоидальной периодической величины, называется основной или первой гармоникой. Остальные составляющие синусоиды с частотами со второй n-ую называют высшими гармониками.



Несинусоидальность непряжения характеризуется следующими показателями :

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения КU определяется по выражению, %
(3.7)
где - действующее значение n-ой гармонической составляющей напряжения, В;

n – порядок гармонической составляющей напряжения;

N – порядок последней из учитываемых гармонических составляющих напряжения стандартом устанавливается N = 40;

U(n) – действующее значение напряжения основной частоты, В.

Допускается определять КU по выражению, %

(3.8)

где Uном – номинальное напряжение сети, В.

Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения равен, %
(3.9)
Допускается вычислять по выражению, %
(3.10)
Для вычисления КU необходимо определить уровень напряжения отдельных гармоник, генерируемых нелинейной нагрузкой.

Фазное напряжение гармоники в расчетной точке сети находят из выражения :
, (3.11)
где I(n) – действующее значение фазного тока n-ой гармоники;

Uнл – напряжение нелинейной нагрузки (если расчетная точка совпадает с точкой присоединения нелинейной нагрузки, то Uнл = Uном);

Uном – номинальное напряжение сети;

Sk – мощность короткого замыкания в точке присоединения нелинейной нагрузки.

Для расчета U(n) необходимо предварительно определить ток соответствующей гармоники, который зависит не только от электрических параметров, но и от вида нелинейной нагрузки. Определение токов гармоник для разных видов нелинейной нагрузки приведено в .

Нормально допустимые и предельно допустимые значения КU в точке общего присоединения к электрическим сетям с разным номинальным напряжением приведены в таблице 3.1 .
Таблица 3.1

Значения коэффициента искажения

синусоидальности кривой напряжения


Нормально допустимое значение при Uном, кв

Предельно допустимое значение при Uном, кв

0,38

6-20

35

110-330

0,38

6-20

35

110-330

8,0

5,0

4,0

2,0

12,0

8,0

6,0

3,0


Нормально допустимые значения коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения приведены в таблице 3.2


Таблица 3.2

Значение коэффициента n-ой гармонической

составляющей напряжения


Нечетные гармоники, не кратные 3, при Uном, кв

Нечетные гармоники, кратные 3ей, при Uном, кв

Четные гармоники при Uном,кв

n0

0,38

6-20

35

110-130

n0

0,38

6-20

35

110-130

n0

0,38

6-20

35

110-130

5

7

11

13

17

19

23

25

>25

6,0

5,0

3,5

3,0

2,0

1,5

1,5

1,5

0,2+

+1,3х

х25/n

4,0

3,0

2,0

2,0

1,5

1,0

1,0

1,0

0,2+

+0,8х

х25/n


3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

1,0

1,0

1,0

0,2+

+0,6х

х25/n


1,5

1,0

1,0

0,7

0,5

0,4

0,4

0,4

0,2+

+0,2х

х25/n


3

9

15

21

>21

5,0

1,5

0,3

0,2

0,2

3,0

1,0

0,3

0,2

0,2

3,0

1,0

0,3

0,2

0,2

1,5

0,4

0,2

0,2

0,2


2

4

6

8

10

12

>12

2,0

1,0

0,5

0,5

0,5

0,2

0,2

1,5

0,7

0,3

0,3

0,3

0,2

0,2

1,0

0,5

0,3

0,3

0,3

0,2

0,2

0,5

0,3

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

_____________
*n – номер гармонической составляющей напряжения.

**Нормально допустимые значения, приведенные для n, равных 3 и 9, относятся к однофазным электрическим сетям. В трехфазных трехпроводных электрических сетях эти значения принимают вдвое меньшими, приведенных в таблице

Предельно допустимое значение коэффициента п-ой гар­монической составляющей напряжения вычисляют по фор­муле:
(3.12)
где нормально допустимое значение коэффи­циента п-ои гармонической составляющей напряжения, оп­ределяемое по таблице 3.2.

1   2   3   4   5   6


3.1. Отклонение напряжения
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации