Несинусоидальность напряжения
Стр 1 из 3Следующая ⇒ Показатели качества электроэнергии Основные и дополнительные показатели качества электроэнергии ГОСТ 13109-99 устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей, или приемники электрической энергии (точки общего присоединения - ТОП). Этот ГОСТ устанавливает 11 основных показателей качества электроэнергии (ПКЭ): 1) отклонение частоты δf; 2) установившееся отклонение напряжения δUу; 3) размах изменения напряжения δU1 4) дозу фликера (мерцания или колебания) Рt; 5) коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения КU 6) коэффициент п-й гармонической составляющей напряжения КU(n) 7) коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности К2U', 8) коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности К0U; 9) глубину и длительность провала напряжения δUn, ∆tn; 10) импульсное напряжение Uимп; 11) коэффициент временного перенапряжения КлерU. Отклонение частоты и причины его возникновения Отклонение частоты в электрической системе, Гц, характеризует разность между действительным и номинальным значениями частоты переменного тока в системе электроснабжения и определяется по выражению δf=f-fном (1) Допустимые нормы по отклонению частоты составляют δfнорм= ± 0,2 Гц, δfпред=± 0,4 Гц Частота переменного тока в электрической системе определяется скоростью вращения генераторов электростанций. Номинальное значение частоты в ЕЭС России 50 Гц в электрической системе может быть обеспечено при условии наличия резерва активной мощности. В каждый момент времени в электрической системе должно забыть обеспечено равенство (баланс) между мощностью генераторов электростанций и мощностью, потребляемой нагрузкой с учетом потерь мощности на передачу в электрической сети. Ввод резервной мощности возможен в системе за счет дополнительного расхода энергоносителя турбин электростанций.
Отклонение напряжения Отклонение напряжения характеризуется показателем установившегося отклонения текущего значения напряжения С/ от номинального значения С/ном:
Отклонение напряжения обусловлено изменением потерь напряжения (см. гл. 12), вызываемых изменением мощностей нагрузок. Отклонение напряжения нормируется на выводах приемников электрической энергии:
Колебания напряжения Колебания напряжения характеризуются размахом изменения напряжения δU1,, частотой повторения изменений напряжения FδUt, интервалом между изменениями напряжения ∆ti, ti + 1 , дозой фликера Рt. Источниками колебаний напряжения являются потребители электроэнергии с резкопеременным графиком потребления мощности (особенно реактивной). К ним относятся: дуговые сталеплавильные печи, электросварка, поршневые компрессоры и ряд других. При резком возрастании нагрузки происходит резкое увеличение потерь напряжения в ветвях сети, питающих эту нагрузку. В результате резко уменьшается напряжение на приемном узле ветви. При резком уменьшении нагрузки происходит уменьшение потерь напряжения и, следовательно, увеличение напряжения на приемном узле ветви. Отмечается, что в электрических сетях распространение колебаний напряжения происходит в направлении к шинам низкого напряжения практически без затухания, а к шинам высокого напряжения - с затуханием по амплитуде. Этот эффект проявляется в зависимости от мощности короткого замыкания SКЗ.СИСТ системы. При распространении колебаний напряжения в любом направлении их частотный спектр сохраняется.
Размах изменения напряжения - разность между следующими друг за другом действующих значений напряжения любой формы, т. е. между следующими друг за другом максимальным и минимальным значениями огибающей действующих значений напряжения. Огибающая действующих (среднеквадратичных) значений напряжения - ступенчатая временная функция, образованная действующими значениями напряжения, определенными на каждом полупериоде напряжения основной частоты. Если огибающая действующих значений напряжения имеет горизонтальные участки (при спокойном графике нагрузки), то размах изменения напряжения определяется как разность между соседними экстремумом (максимумом или минимумом) и горизонтальным участком или как разность между соседними горизонтальными участками (рис.1). Длительность изменения напряжения - интервал времени от начала одиночного изменения напряжения до его конечного значения (см. рис. 1). Рис. 1. Колебания напряжения (пять размахов изменений напряжения) Ф л и к е р (мерцание) - субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети, питающей эти источники. Доза фликера - мера восприимчивости человека к воздействию фликера за установленный промежуток времени, т. е. интегральная характеристика колебаний напряжения, вызывающих у человека накапливающееся за установленный период времени раздражение мерцаниями (миганиями) светового потока. Дозу фликера напряжения в процентах в квадрате вычисляют по выражению Время восприятия фликера - минимальное время для субъективного восприятия человеком фликера, вызванного колебаниями напряжения. Рис. 2. Зависимости частоты допустимых изменений напряжения от частоты их появления Предельно допустимые значения размаха изменения напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям в зависимости от частоты повторения изменений напряжения FδUt, или интервала между изменениями напряжения равны значениям, определяемым по кривым рис. 2. Кривая 1 - для потребителей электрической энергии, располагающих лампами накаливания. Кривая 2 -в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение. Перечень помещений с разрядами работ, требующих значительного зрительного напряжения, устанавливают в нормативных документах, утверждаемых в установленном порядке.
Предельно допустимое значение суммы установившегося отклонения напряжения δUy и размаха изменений напряжения δUt, в точках присоединения к электрическим сетям напряжением 0,38 кВ равно ±10% от номинального напряжения. Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера Р5t при колебаниях напряжения равно 1.38, а для длительной дозы фликера РLt 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 РSt в точках общего присоединения потребителей электрической энергии, располагающих лампами накаливания в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, равно 1,0, а для длительной дозы фликера РLt в этих же точках равно 0,74. Несинусоидальность напряжения Несинусоидальность напряжения появляется потому, что в кривой напряжения, помимо гармоники основной частоты, имеют место гармоники других высших частот, кратных основной частоте (п = 2, 3, 4,..., и т.д.). Гармоники обычно определяются разложением кривой фактического напряжения в ряд Фурье. Причиной возникновения несинусоидальности напряжения является наличие потребителей электроэнергии с нелинейной вольт-амперной характеристикой. Основной вклад в несинусоидальность напряжения вносят тиристорные преобразователи электрической энергии, получившие широкое распространение в промышленности. Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими показателями:
· коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения; · коэффициентом «-и гармонической составляющей напряжения. · Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кu, %, является отношением суммарного действующего значения всех высших гармоник к действующему значению напряжения основной гармоники, причем п ≥ 2 Таблица.1 Значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения, % При определении коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения допускается не учитывать гармонические составляющие порядка и > 40 или действующее значение которых менее 0,3 от U(1). Предельно допустимое значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения вычисляют по
где KU(n)норм - нормально допустимое значение коэффициента п -й гармонической составляющей напряжения. Несимметрия напряжения Несимметрия трехфазной системы напряжений появляется при наличии в трехфазной электрической сети напряжений обратной и нулевой последовательностей, значительно меньших по величине соответствующих составляющих напряжения прямой (основной) последовательности. Основной причиной возникновения несимметрии напряжения являются потребители с несимметричным потреблением мощности по фазам. К ним относятся: однофазные потребители, включаемые на фазное либо междуфазное напряжения; трехфазные потребители с несимметричным потреблением мощности по фазам (в частности, дуговые сталеплавильные печи, сварочные установки). Причиной несимметрии напряжений может быть также несимметрия сопротивлений сети по фазам. Несимметрия трехфазной системы напряжений характеризуется коэффициентами несимметрии обратной последовательности, и нулевой последовательности, которые представляют собой отношение действующего значения напряжения соответственно обратной и нулевой последовательности к действующему значению напряжения прямой последовательности (к номинальному напряжению):
U2(1) и U01) дейвующие значения напряжения соответственно обратной и нулевой последовательностей основной частоты трехфазной системы напряжений, В и кВ. Провал напряжения Провал напряжения - внезапное значительное снижение напряжения в точке электрической сети ниже 0,9Uном, которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня через промежуток времени от десяти миллисекунд до нескольких десятков секунд (рис. 3). Рис. 3. Провал напряжения Провал напряжения характеризуется глубиной (по отношению к значению напряжения в нормальном режиме) и длительностью.
Длительность провала напряжения ∆t - интервал времени между начальным моментом провала напряжения и моментом восстановления напряжения до первоначального или близкого к нему уровня. Глубина провала напряжения может изменяться от 10 до 100%, длительность - от сотых до нескольких десятых секунды (в некоторых случаях - секунды). Вспомогательной характеристикой является частота появления провалов напряжения Рп- число провалов напряжения определенной глубины и длительности за определенный промежуток времени по отношению к общему числу провалов за этот же промежуток времени. Основной причиной появления провалов напряжения в системе электроснабжения являются короткие замыкания в отходящих от цепи питания данного узла нагрузки ответвлениях электрической сети высокого (35...220 кВ), среднего (6... 10 кВ) напряжений и в сетях с напряжением до 1 кВ. Провалы напряжения не нормируются, поскольку они неизбежны настолько же, насколько неизбежны короткие замыкания. Однако знать статистику по частоте, глубине и длительности провалов напряжения в системе электроснабжения необходимо для аргументированного использования агрегатов и источников бесперебойного питания с целью электроснабжения особенно чувствительных к провалам напряжения потребителей. К ним относятся: электронные микропроцессорные устройства управления, компьютеры, серверы и ряд других. Импульсное напряжение Искажение формы кривой питающего напряжения может происходить за счет появления высокочастотных импульсов при коммутациях сети, работе разрядников и т.п. Импульс напряжения - резкое изменение напряжения в точке электрической сети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд (т. е. меньше полупериода) (рис. 4). Рис. 4. Импульс напряжения Импульсное напряжение характеризуют следующие величины: амплитуда импульса Uимп- максимальное мгновенное значение импульса напряжения; длительность импульса - интервал времени между начальным моментом импульса напряжения и моментом восстановления мгновенного значения напряжения до первоначального или близкого к нему уровня; часто длительность импульса оценивается по уровню 0,5 его амплитуды ∆tимп о,5. В электрическую сеть напряжением 220...380В может проникать импульсное напряжение до 3... 6 кВ. Наиболее чувствительны к импульсным напряжениям электронные и микропроцессорные элементы систем управления и защиты, компьютеры, серверы и компьютерные станции. Основным способом защиты от импульсных напряжений является использование ограничителей перенапряжения (ОПН) на основе металло- Временное перенапряжение Временное перенапряжение - повышение напряжения в точке электрической сети выше 1,1Uном продолжительностью более 10 мс, возникающее в системах электроснабжения при коммутациях или коротких замыканиях. Коэффициент временного перенапряжения КперU - величина, равная отношению максимального значения огибающей амплитудных значений напряжения за время существования временного перенапряжения к амплитуде номинального напряжения сети. Длительность временного перенапряжения ∆tперU- интервал времени между начальным моментом возникновения временного перенапряжения и моментом его исчезновения.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|