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

3.8. Статистическая оценка показателей качества электроэнергии


Изменения параметров электрической сети, мощности и характера нагрузки во времени являются основной причи­ной изменения ПКЭ. Таким образом, ПКЭ — установившее­ся отклонение напряжения, коэффициенты, характеризующие несинусоидальность и несимметрию напряжений, отклоне­ние частоты, размах изменения напряжения и др. — величи­ны случайные и их измерения и обработка должны базиро­ваться на вероятностно-статистических методах. Поэтому, как уже отмечалось, в стандарте устанавливаются нормы ПКЭ и оговаривается необходимость их выполнения в тече­ние 95 % времени каждых суток (для нормально допустимых значений).

Наиболее полную характеристику случайных величин дают законы их распределения, позволяющие находить вероятно­сти появления тех или иных значений ПКЭ. Применение ве­роятностно-статистических методов поясним на примере оценки отклонений напряжения.

Опыт эксплуатации показывает наличие суточных, не­дельных и более длительных циклов изменения отклонений напряжения во времени. Статистические данные подтверж­дают, что наиболее точно закон распределения отклонений напряжения в электрических сетях может быть описан с по­мощью нормального закона распределения, которым и пользуются в практике контроля КЭ [З].

Аналитическое описание нормального закона осуществ­ляется с помощью двух параметров: математического ожи­дания случайной величины т^, и стандартного отклонения от среднего сгд/. Уравнение кривой распределения отклоне­ний напряжения от номинального, соответствующей нормаль­ному закону распределения, имеет вид:

(3.25)

Выражение (3.25) записано для непрерывного процесса изменения случайной величины. Для упрощения приборов контроля КЭ непрерывные случайные величины, которыми являются ПКЭ, заменяются при контроле дискретными пос­ледовательностями их значений.

Наиболее удобной формой представления информации об изменениях случайной величины является гистограмма. Ги­стограмма — графическое представление статистического ряда исследуемого показателя, изменение которого носит случайный характер (рис.3.9), При этом весь диапазон, от­клонений напряжения делится на интервалы ?U равной ши­рины (например 1,25 %), Каждому интервалу дается назва­ние — значение отклонений напряжения, соответствующее середине интервала ?Ui и находится вероятность (часто­та) попадания отклонений напряжения в этот интервал:

Рi = ni/n (3.26)

где пi - число попаданий в /-и интервал;

п - общее число измерений.



На основании гистограммы дается ответ: какого качества электроэнергия в точке контроля. Такая оценка делается по сумме значений попадания в интервалы, укладывающиеся в допустимый диапазон отклонений напряжения. С помощью гистограммы находится и вероятность отклонений напряже­ния за нормально допустимые значения. Это позволяет су­дить о причинах низкого качества напряжения в электричес­кой сети и выбрать мероприятия для его улучшения.

Для оценки качества напряжения широко применяются числовые характеристики m?U и , определяемые из гистограммы

Математическое ожидание определяет средний уровень отклонений напряжения в рассматриваемой точке сети за контролируемый период времени:

(3.27)

где k - число интервалов гистограммы.

Рассеяние отклонений напряжения характеризуется дис­персией D?U. Она равна математическому ожиданию квад­рата отклонений случайной величины от ее среднего значе­ния и определяется из выражения:

(3.28)

Параметр является стандартным отклонением и ха­рактеризует рассеяние гистограммы, т.е. разброс отклоне­ний напряжения вокруг математического ожидания- Для боль­шинства гистограмм отклонений напряжения интегральная ве­роятность попадания в диапазон 4 и составляет 0,95. Это означает, что для удовлетворения требований стандарта зна­чение по результатам измерений не должно превышать 1/4 от ширины допустимого диапазона. Так, если допусти­мый диапазон отклонения напряжения ?Uy = ±5%, то необхо­димо, чтобы не превышало 2,5 %.

Стандартом устанавливаются способы и методики опре­деления ПКЭ и вспомогательных параметров, реализующие положения математической статистики и теории вероят­ностей, Для измеренных дискретных значений ПКЭ устанав­ливаются интервалы усреднения, представленные в табли­це 3.4 [1].


Таблица 3.4
Интервалы усреднения результатов измерений показателей КЭ

Показатель КЭ


Интервал ус­реднения, с


Установившееся отклонение напряжения Размах изменения напряжения

Доза фликера

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения

Коэффициент n-ой гармонической состав­ляющей напряжения

Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности

Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности

Отклонение частоты

Длительность провала напряжения

Импульсное напряжение

Коэффициент временного перенапряжения


60

33 3

320



Для интервалов усреднения различных ПКЭ стандартом устанавливается количество наблюдения (N) и, пользуясь методикой, изложенной в стандарте, определяется тот или иной ПКЭ. Например, вычисляют значение усредненного напряжения Uy в вольтах, как результат усреднения N наблюдений напряжений Ui за интервал времени 1 мин по формуле [ 1 ]:
(3.29)
где Ui - значение напряжения в i-ом наблюдении, В. Число наблюдений за 1 мин в соответствии со стандартом должно быть не менее 18. Вычисляют значение установив­шегося отклонения напряжения ?Uy по формуле, %
(3.30)
Накопленные за минимальный расчетный период значе­ния ПКЭ обрабатываются методами математической ста­тистики и определяются вероятности соответствия их нор­мам стандарта.

Методики определения ПКЭ, установленные стандартом, реализуются в аппаратурных средствах контроля КЭ. Фор­

ма представления результатов обработки измерения также должна отвечать требованиям стандарта.

В таблице 3.5 приведены сводные данные по нормам ПКЭ. Таблица 3.5
Нормы качества электрической энергии

Показатель КЭ, ед. измерения


Нормы КЭ


нормально допустимые


предельно допустимые


Установившееся отклонение напряжения 5L/, %


±5


10±


Размах изменения напряжения Щ, %




Кривые 1,2 на рис. 3.2


Доза фликера, отн.ед.:

кратковременная Pgi длительная Ру





1,38; 1,0 1,0; 0,74


Коэффициент искажения синусои-цальности кривой напряжения К^, %


По табли­це 3.1


По табли­це 3.1


Коэффициент п-ой гармонической составляющей напряжения К^ %


По табли­це 3.2


По табли­це 3.2


Коэффициент несимметрии нап­ряжений по обратной последова­тельности К^у, %


2


4


Коэффициент несимметрии нап­ряжений по нулевой последова­тельности К„.„ %

UU


2


4


Отклонение частоты Д/, Гц


±0,2


±0,4


Длительность провала напряжени? Л/„, с


——


30


Импульсное напряжение U^, кВ


——





Коэффициент временного пере­напряжения Кпер U отн.ед


____

______


4. ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА РАБОТУ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ

Отклонения ПКЭ от нормируемых значений ухудшают ус­ловия эксплуатации электрооборудования энергоснабжаю­щих организаций и потребителей электроэнергии, могут при­вести к значительным убыткам как в промышленности, так и в бытовом секторе, обуславливают, как уже отмечалось, тех­нологический и электромагнитный ущербы.
1   2   3   4   5   6


3.8. Статистическая оценка показателей качества электроэнергии
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации