Λόγοι για την πτώση της ποιότητας της ηλεκτρικής ενέργειας. Λόγοι υποβάθμισης της ποιότητας ηλεκτρικής ενέργειας Λόγοι παραβίασης της ποιότητας ηλεκτρικής ενέργειας στα συστήματα τροφοδοσίας

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΔΕΙΚΤΩΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Κατευθυντήριες γραμμές

Για ανεξάρτητη εργασία των μαθητών

IVANOVO 2010

Συντάχθηκε από: O. A. Bushueva

E. V. TYUTIKOVA

ΣυντάκτηςΜ. Ι. Σοκόλοφ

Οι οδηγίες προορίζονται για φοιτητές των ειδικοτήτων 140205, 140211 και μπορούν επίσης να φανούν χρήσιμες σε φοιτητές άλλων ειδικοτήτων που σπουδάζουν το γνωστικό αντικείμενο «Ηλεκτρική παροχή».

Εγκεκριμένο από τη μεθοδολογική επιτροπή κύκλου της ΕΕΦ.

Κριτής

Τμήμα Ηλεκτρικών Συστημάτων, Κρατικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ανώτατης Επαγγελματικής Εκπαίδευσης «Κρατικό Ενεργειακό Πανεπιστήμιο Ιβάνοβο. ΣΕ ΚΑΙ. Λένιν"

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΔΕΙΚΤΩΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Κατευθυντήριες γραμμές

για ανεξάρτητη εργασία των μαθητών

Συντάχθηκε από: Bushueva Olga Aleksandrovna

Tyutikova Ekaterina Vladimirovna

Εκδότης N. B. Mikhaleva

Υπογραφή για εκτύπωση Μορφή 60x84 1/16

Η εκτύπωση είναι επίπεδη. Υποθετικός φούρνος μεγάλο. 2.09. Κυκλοφορία 200 αντίτυπα. Σειρά

GOUVPO "Κρατικό Ενεργειακό Πανεπιστήμιο του Ιβάνοβο με το όνομα V.I. Λένιν"

153003, Ivanovo, οδός. Rabfakovskaya, 34

Τυπωμένο σε UIUNL ISUE

Εισαγωγή 4

Πρόβλημα ποιότητας ρεύματος 4

Χαρακτηριστικά των κύριων δεικτών ποιότητας

Ηλεκτρισμός 5

Υπολογισμός αποκλίσεων τάσης και

Η βαθμολογία του αποδεκτού είναι 8

Εκτίμηση του επιτρεπτού των διακυμάνσεων τάσης 10

Μη ημιτονοειδής τάση. Υπολογισμός

Συντελεστής παραμόρφωσης ημιτονοειδούς καμπύλης

Τάση και αξιολόγηση του παραδεκτού της 15

Ανισορροπία τάσης. Υπολογισμός συντελεστή

Ασυμμετρίες τάσης αρνητικής ακολουθίας

Και εκτίμηση του παραδεκτού του. 20

Προβλήματα για ανεξάρτητη λύση 25

8. Ερωτήσεις τεστ 35

Βιβλιογραφία 37

Εισαγωγή

Σκοπός αυτών των κατευθυντήριων γραμμών είναι να αποκτήσουν τις απαραίτητες θεωρητικές γνώσεις και πρακτικές δεξιότητες για τον υπολογισμό των δεικτών της ποιότητας της ηλεκτρικής ενέργειας που εκτελούνται κατά τη μελέτη του θέματος «Ποιότητα Ηλεκτρικής Ενέργειας». Αυτό το θέμα μελετάται από φοιτητές της ειδικότητας 140205 στον κλάδο «Ειδικά Θέματα Ενεργειακών Συστημάτων» και από φοιτητές της ειδικότητας 140211 στον κλάδο «Συστήματα Παροχής Ενέργειας».

Οι οδηγίες περιέχουν το απαραίτητο θεωρητικό υλικό και τους υπολογισμούς που πραγματοποιούνται κατά τον σχεδιασμό και τη λειτουργία ηλεκτρικών δικτύων για διάφορους σκοπούς.

Οι οδηγίες θα βοηθήσουν τους μαθητές να προετοιμαστούν για πρακτικά μαθήματα, καθώς και για τη διεπιστημονική τελική εξέταση της ειδικότητάς τους.

Πρόβλημα ποιότητας ρεύματος

Η ευρεία χρήση στη βιομηχανία ισχυρών μη γραμμικών, ασύμμετρων και απότομα μεταβαλλόμενων φορτίων που μπορούν να παραμορφώσουν σημαντικά τα βασικά χαρακτηριστικά της ηλεκτρικής ενέργειας εγείρει το πρόβλημα της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας ηλεκτρικού εξοπλισμού και ηλεκτρικών δικτύων. Η ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα αναφέρεται στην ικανότητα των καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας να λειτουργούν κανονικά και να μην εισάγουν απαράδεκτες στρεβλώσεις στο ηλεκτρικό δίκτυο που εμποδίζουν την εργασία άλλων καταναλωτών.

Με κακή ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα, πρώτα απ 'όλα, η ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας μειώνεται. Τα συστήματα τροφοδοσίας και οι δέκτες ισχύος έχουν σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να επιτυγχάνεται η καλύτερη λειτουργία όταν τροφοδοτούνται από μονοφασικό ή συμμετρικό τριφασικό σύστημα με τάση δεδομένου πλάτους και ημιτονοειδούς σχήματος με συχνότητα 50 Hz. Ωστόσο, σε πραγματικά ηλεκτρικά δίκτυα, ως αποτέλεσμα διαφόρων ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών, συμβαίνουν αποκλίσεις από αυτές τις ιδανικές παραμέτρους, οι οποίες οδηγούν σε επιδείνωση της λειτουργίας των εγκαταστάσεων καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας, που εκδηλώνεται με τεχνικές και οικονομικές βλάβες.

Η μειωμένη ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας έχει αρνητικό αντίκτυπο τόσο στη λειτουργία μεμονωμένων ηλεκτρικών δεκτών όσο και στην κανονική λειτουργία του ενεργειακού συστήματος στο σύνολό του. Όταν η ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας στα ηλεκτρικά δίκτυα μειώνεται, προκύπτουν οι ακόλουθες αρνητικές συνέπειες:

αύξηση των απωλειών ηλεκτρικής ενέργειας σε όλα τα στοιχεία του ηλεκτρικού δικτύου.
υπερθέρμανση των περιστρεφόμενων μηχανών, επιταχυνόμενη γήρανση της μόνωσης, μειωμένη διάρκεια ζωής ή αστοχία ηλεκτρικού εξοπλισμού.
αύξηση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και της απαιτούμενης ισχύος ηλεκτρικού εξοπλισμού·
δυσλειτουργία και ψευδείς συναγερμοί συσκευών προστασίας ρελέ και αυτοματισμού.
παρεμβολές στη λειτουργία του τηλεοπτικού και ραδιοφωνικού εξοπλισμού, αστοχίες ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου και τεχνολογίας υπολογιστών.
αρνητικό αντίκτυπο στις γραμμές επικοινωνίας και τις συσκευές αυτόματου μπλοκαρίσματος στους σιδηροδρόμους·
επιδείνωση της οικονομικής απόδοσης των βιομηχανικών επιχειρήσεων κ.λπ.

Η παρουσία ηλεκτρικών συνδέσεων μεταξύ συστημάτων ισχύος διευρύνει σημαντικά τη ζώνη αρνητικής επίδρασης της μειωμένης ποιότητας ισχύος, επιδεινώνοντας έτσι το πρόβλημα της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας. Υπάρχει ανάγκη αξιολόγησης και ελέγχου της ποιότητας της ηλεκτρικής ενέργειας όχι μόνο στο δεδομένο σημείο σύνδεσης του καταναλωτή με τον οργανισμό παροχής ενέργειας, αλλά και σε διάφορα απομακρυσμένα σημεία του ηλεκτρικού δικτύου.

Η απροσεξία στην ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη λειτουργία των ηλεκτρικών δικτύων οδηγεί σε προοδευτική διακοπή της παροχής ρεύματος στους καταναλωτές και διαταραχές στη λειτουργία των ηλεκτρικών δεκτών. Επομένως, η μελέτη των θεμάτων αξιολόγησης της ποιότητας της ηλεκτρικής ενέργειας σε διάφορα σημεία του ηλεκτρικού δικτύου είναι ένα σημαντικό έργο στην εκπαίδευση των ηλεκτρολόγων μηχανικών.

Ο περισσότερος ηλεκτρικός και ηλεκτρονικός εξοπλισμός απαιτεί λειτουργία από πηγή ισχύος με ορισμένα χαρακτηριστικά που ορίζουν ελάχιστα και μέγιστα όρια για την τάση και τη συχνότητα RMS.

Ο χρήστης, με τη σειρά του, ελπίζει ότι η ισχύς θα είναι πάντα συνεχής και εντός των ορίων του σφάλματος. Ο προμηθευτής δεν εγγυάται κάτι τέτοιο και σε λογική τιμή αυτό είναι σχεδόν αδύνατο να επιτευχθεί.

Η ποιότητα του τροφοδοτικού δεν μπορεί να εκτιμηθεί εκ των προτέρων, γιατί Διέρχεται από πολλούς μετασχηματιστές, πολλά χιλιόμετρα ηλεκτρικών γραμμών και αναμιγνύεται με την έξοδο άλλων γεννητριών.

Η έννοια της "καλής ποιότητας ισχύος" μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει μια συνεχή τροφοδοσία ρεύματος εντός των ανοχών τάσης και συχνότητας και ενός καθαρού ημιτονοειδούς κύματος.

Η "κακή ποιότητα ισχύος" περιγράφει την ισχύ που αποκλίνει από τον κανόνα· εάν η απόκλιση παίζει σημαντικό ρόλο εξαρτάται από τον σκοπό της εγκατάστασης, τον σχεδιασμό του εξοπλισμού και την εγκατάσταση.

Οι πιο σημαντικές αιτίες της κακής ποιότητας ισχύος χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, οι οποίες περιγράφονται παρακάτω.

Ζητήματα ποιότητας συστήματος ισχύος
Προβλήματα εγκατάστασης και φόρτωσης

Δεν υπάρχουν σαφή όρια μεταξύ αυτών των δύο κατηγοριών, γιατί Οι παρεμβολές που προκαλούνται σε εξοπλισμό σε μια τοποθεσία μπορεί να προκαλέσουν αστοχία ή ζημιά σε εξοπλισμό σε άλλη τοποθεσία. Για παράδειγμα, ένα μεγάλο φορτίο από φούρνους τόξου σε ένα εργοστάσιο ή ένα μικρό νοικοκυριό μπορεί να προκαλέσει πτώση τάσης σε αρκετούς γειτονικούς χρήστες όταν είναι ενεργοποιημένοι.

Το αποτέλεσμα μπορεί να είναι ο πλήρης τερματισμός του δικτύου υπολογιστών, προκαλώντας μεγαλύτερη διακοπή λειτουργίας από ό,τι αναμένει ο χρήστης.

1. Προβλήματα ποιότητας του συστήματος ισχύος

Διακοπή ρεύματος

Πλήρης διακοπή ρεύματος που διαρκεί περισσότερο από ένα λεπτό που προκαλείται από παραγωγή ή διανομή ρεύματος, βλάβη υποσταθμού, διακοπή της γραμμής ρεύματος ή κατανομή φορτίου κατά τη διάρκεια υπερφόρτωσης του συστήματος. Συνέπεια είναι η πλήρης διακοπή λειτουργίας του υποσταθμού.

Παραδείγματα διακοπών ρεύματος

Προσωρινή διακοπή

Διακοπή ρεύματος που διαρκεί λιγότερο από ένα λεπτό, που συνήθως προκαλείται από ένα αυτόματο σύστημα επαναφοράς που επαναφέρει το ρεύμα μετά από μια προσωρινή διακοπή. Οι υπολογιστές και ο εξοπλισμός επικοινωνιών τερματίζονται και τα δεδομένα χάνονται. Η επανεκκίνηση μπορεί να διαρκέσει αρκετά λεπτά και η ανάκτηση δεδομένων μπορεί να διαρκέσει περισσότερο.

Μεταβατικά

Ξαφνικές αυξήσεις της τάσης πάνω στην τάση τροφοδοσίας. Μπορεί να προκληθεί από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων των υπολειμματικών επιπτώσεων από κεραυνούς, της συμπερίληψης πυκνωτών αντιστάθμισης άεργου ισχύος και της συμπερίληψης επαγωγικών φορτίων.

Παλμικό παλμογράφο τάσης

Υποτάση ή υπέρταση

Μακροχρόνια απότομη υπέρβαση των παραμέτρων σχεδιασμού που προκαλείται από βλάβη των διακοπτών βρύσης. Όταν μειώνετε σκόπιμα την τάση για να μειώσετε το φορτίο, μπορεί να προκληθεί ασταθής λειτουργία του εξοπλισμού, συμπεριλαμβανομένης της επανεκκίνησης των υπολογιστών, αστοχία των ηλεκτρομαγνητικών βαλβίδων και υπερθέρμανση των κινητήρων του κλωβού σκίουρου. Η υπέρταση μπορεί να προκαλέσει μόνιμη βλάβη σε διάφορους ηλεκτρικούς και ηλεκτρονικούς εξοπλισμούς.

Πτώση ή υπερτάσεις

Βραχυπρόθεσμες διακυμάνσεις τάσης που υπερβαίνουν τα κανονικά όρια και προκαλούνται από την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση ισχυρών φορτίων, όπως οι μεγάλοι κινητήρες. Σε ακραίες συνθήκες, οι πτώσεις τάσης μπορεί να προκαλέσουν διακοπή λειτουργίας του εξοπλισμού και οι υπερτάσεις μπορεί να προκαλέσουν βλάβες.

Ασυμμετρία τάσης

Ασυμμετρία της τάσης φάσης ενός τριφασικού τροφοδοτικού λόγω του διαφορικού φορτίου των φάσεων, που έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση ρεύματος κυκλοφορίας (και υπερθέρμανση) των μετασχηματιστών, καθώς και μειωμένη απόδοση των τριφασικών κινητήρων.

Είδος σκολοπάκος

Περιοδικές διακυμάνσεις στην παροχή ρεύματος που προκαλούνται από αλλαγές στο κυκλικό φορτίο, για παράδειγμα από τη λειτουργία ενός συστήματος μετάδοσης κίνησης με κύκλους μεταγωγής. Το αποτέλεσμα είναι ο φωτισμός που τρεμοπαίζει.

Αρμονικές δονήσεις

Διακύμανση τάσης που προκαλείται από μη γραμμικά φορτία. Το αποτέλεσμα είναι υπερθέρμανση λόγω αυξημένων απωλειών στροβιλισμού και υστέρησης στους μετασχηματιστές, υπερθέρμανσης και μειωμένης ροπής στους κινητήρες, καθώς και υπερθέρμανση σε ουδέτερα καλώδια και πυκνωτές για αντιστάθμιση άεργου ισχύος.

Παραμορφωμένο σήμα που απεικονίζεται ως σειρά Fourier

Ορισμένα ελαττώματα, όπως διακοπές και τρεμόπαιγμα, γίνονται άμεσα αντιληπτά από τον χρήστη, ενώ άλλα εκδηλώνονται μέσω της επίδρασής τους στον εξοπλισμό και τους υποσταθμούς. Η ανθεκτικότητα του εξοπλισμού σε βλάβες μπορεί να βελτιωθεί με διάφορους τρόπους.

Αν και αυτά τα προβλήματα ταξινομούνται ως προβλήματα τροφοδοσίας, ενδέχεται να προκαλούνται από προβλήματα στην τοποθεσία του χρήστη.

2. Προβλήματα που σχετίζονται με την εγκατάσταση και το φορτίο

Υπάρχουν τρία κύρια προβλήματα με τις εγκαταστάσεις:

Ρεύματα διαρροής γείωσης
Πτώση τάσης και υπερτάσεις

Αρμονικά ρεύματα

Τα αρμονικά ρεύματα προκύπτουν από την αυξανόμενη επικράτηση των μη γραμμικών φορτίων κατά τη χρήση και προκαλούν προβλήματα στις καλωδιώσεις, τους μετασχηματιστές και τους κινητήρες. Η χρήση αρμονικών ρευμάτων από το τροφοδοτικό εισάγει παραμόρφωση στην κυματομορφή τάσης, η οποία, εάν δεν ελεγχθεί, μπορεί να προκαλέσει προβλήματα σε άλλους χρήστες του τροφοδοτικού. Έτσι, δημιουργείται ένα πλαίσιο για το επιτρεπόμενο πλάτος των θεμελιωδών αρμονικών.

Ρεύματα διαρροής γείωσης

Τα ρεύματα διαρροής γείωσης προέρχονται από τον πιο σύγχρονο ηλεκτρονικό εξοπλισμό.

Για μεμονωμένες μονάδες το ρεύμα είναι αρκετά μικρό, συχνά μικρότερο από 3,5 mA, αλλά όπως για τους υπολογιστές, για παράδειγμα, το ρεύμα μπορεί να είναι αρκετά μεγάλο. Επιπλέον, υπάρχει ένα σημαντικό στοιχείο υψηλής συχνότητας στο ρεύμα διαρροής που προκύπτει από το παροδικό φιλτράρισμα στις μονάδες ισχύος.

Τα βασικά συστήματα γείωσης σχεδιάστηκαν για να λειτουργούν ως προστατευτική γείωση (δηλαδή να παρέχουν μια διαδρομή χαμηλής αντίστασης για το ρεύμα σφάλματος, να παρέχουν προστασία από υπερένταση) αντί να αντιμετωπίζουν συνεχή ρεύματα διαρροής, ειδικά σε υψηλή συχνότητα Η υψηλή ευαισθησία στο θόρυβο από σύγχρονους υπολογιστές και εξοπλισμό συστημάτων επικοινωνίας έχει επιβάλει πρόσθετες απαιτήσεις στο σύστημα γείωσης.

Πτώση τάσης και υπερτάσεις

Βασικά ελαττώματα από αποκλίσεις τάσης αποδίδονται σε προβλήματα τροφοδοσίας, αλλά δεν είναι πάντα αυτή η αιτία.

Η εναλλαγή βαρέων φορτίων, όπως οι μεγάλοι κινητήρες και οι φούρνοι τόξου, προκαλεί πτώση τάσης και, εάν το φορτίο είναι επαγωγικό, παροδικές ηλεκτρικές υπερτάσεις. Οι βυθίσεις μπορεί να διαρκέσουν αρκετά δευτερόλεπτα ενώ ο εξοπλισμός ανεβάζει ταχύτητα, προκαλώντας προβλήματα στον ευαίσθητο στην τάση εξοπλισμό. Τέτοιες παροδικές υπερτάσεις μπορεί να προκαλέσουν βλάβη στον ηλεκτρονικό εξοπλισμό και, μέσω επαγωγικής σύζευξης στη γραμμή δεδομένων, σφάλματα στην επεξεργασία δεδομένων σε υπολογιστές και συστήματα επικοινωνιών.

Σε περιπτώσεις όπου χρησιμοποιούνται πυκνωτές αντιστάθμισης συντελεστή ισχύος, μπορεί να προκύψει συντονισμός με την επαγωγική αντίδραση του τροφοδοτικού, προκαλώντας την αστοχία των πυκνωτών.

Οι πρακτικές λύσεις περιλαμβάνουν το διαχωρισμό του ενός συστήματος ισχύος από το άλλο και τη χρήση καλωδίων με καλή επιφάνεια διατομής.

Ορισμένες λύσεις μπορεί να είναι χρήσιμες όταν η πηγή του προβλήματος δεν βρίσκεται υπό τον έλεγχο του πελάτη.

Σε κάθε περίπτωση, η χρήση προληπτικών μέτρων στην πράξη είναι η καλύτερη επιλογή.

Σύμφωνα με το GOST 13109-87, υπάρχουν κύριοι και πρόσθετοι δείκτες ποιότητας ισχύος.

Στους κύριους δείκτες ποιότητας ισχύος, που καθορίζουν τις ιδιότητες της ηλεκτρικής ενέργειας που χαρακτηρίζουν την ποιότητά της, περιλαμβάνουν:

1) απόκλιση τάσης (δ U, %);

2) εύρος αλλαγής τάσης (δ U t,%));

3) δόση διακυμάνσεων τάσης (ψ,%).

4) συντελεστής μη ημιτονικότητας της καμπύλης τάσης (k nsU,%).

5) συντελεστής της νης αρμονικής συνιστώσας της τάσης περιττής (άρτιας) τάξης (kU(n), %).

6) συντελεστής ακολουθίας αρνητικής τάσης (k 2U,%).

7) συντελεστής τάσης μηδενικής ακολουθίας (k 0U, %);

8) διάρκεια πτώσης τάσης (Δ t pr, s);

9) παλμική τάση (U imp, V, kV);

10) απόκλιση συχνότητας (Δ φά, Hz).

Πρόσθετοι δείκτες ποιότητας ισχύος, που αποτελούν μορφές καταγραφής των κύριων δεικτών ποιότητας ισχύος και χρησιμοποιούνται σε άλλα κανονιστικά και τεχνικά έγγραφα:

1) συντελεστής διαμόρφωσης πλάτους τάσης (k modes).

2) συντελεστής ανισορροπίας των ενδιάμεσων τάσεων (k sky.m);

3) συντελεστής ανισορροπίας τάσης φάσης (k neb.f).

Ας σημειώσουμε τις αποδεκτές τιμές των προαναφερθέντων δεικτών ποιότητας ισχύος, τις εκφράσεις για τον προσδιορισμό τους και τους τομείς εφαρμογής τους. Κατά τη διάρκεια του 95% της ημέρας (22,8 ώρες), οι δείκτες ποιότητας ισχύος δεν πρέπει να υπερβαίνουν τις κανονικές επιτρεπόμενες τιμές και καθ' όλη τη διάρκεια, συμπεριλαμβανομένων των καταστάσεων έκτακτης ανάγκης, θα πρέπει να βρίσκονται εντός των μέγιστων επιτρεπόμενων τιμών.

Ο ποιοτικός έλεγχος ηλεκτρικής ενέργειας σε χαρακτηριστικά σημεία των ηλεκτρικών δικτύων διενεργείται από το προσωπικό της επιχείρησης ηλεκτρικού δικτύου. Σε αυτήν την περίπτωση, η διάρκεια μέτρησης του δείκτη ποιότητας ισχύος πρέπει να είναι τουλάχιστον 24 ώρες.

Αποκλίσεις τάσης

Η απόκλιση τάσης είναι ένας από τους πιο σημαντικούς δείκτες ποιότητας ισχύος. Η απόκλιση τάσης βρίσκεται από τον τύπο

δ U t = ((U(t) - Un)/Un) x 100%

Οπου U(t) - η πραγματική τιμή της τάσης θετικής ακολουθίας της θεμελιώδους συχνότητας ή απλώς η πραγματική τιμή της τάσης (με μη ημιτονοειδή συντελεστή μικρότερο ή ίσο με 5%), τη χρονική στιγμή t, kV. Μη ονομαστική τάση, kV.

Μέγεθος U t = 1/3 (U AB(1) + U BC(1) + U AC(1)), όπου U AB(1), U BC(1), U AC(1) είναι οι ενεργές τιμές από τις κύριες συχνότητες τάσεων φάσης-φάσης.

Λόγω αλλαγών στα φορτία με την πάροδο του χρόνου, μεταβολών στα επίπεδα τάσης και άλλων παραγόντων, αλλάζει το μέγεθος της πτώσης τάσης στα στοιχεία του δικτύου και, κατά συνέπεια, το επίπεδο τάσης U t. Ως αποτέλεσμα, αποδεικνύεται ότι σε διαφορετικά σημεία του δικτύου την ίδια στιγμή, και σε ένα σημείο σε διαφορετικούς χρόνους, οι αποκλίσεις τάσης είναι διαφορετικές.

Η κανονική λειτουργία ηλεκτρικών δεκτών με τάσεις έως 1 kV διασφαλίζεται με την προϋπόθεση ότι οι αποκλίσεις τάσης στην είσοδό τους είναι ίσες με ±5% (κανονική τιμή) και ±10% (μέγιστη τιμή). Σε δίκτυα με τάση 6 - 20 kV, η μέγιστη απόκλιση τάσης ορίζεται στο ±10%.

Η ισχύς που καταναλώνεται από τους λαμπτήρες πυρακτώσεως είναι ευθέως ανάλογη με την παρεχόμενη τάση στην ισχύ 1,58, η φωτεινή απόδοση των λαμπτήρων είναι στην ισχύ 2,0, η φωτεινή ροή είναι στην ισχύ 3,61 και η διάρκεια ζωής των λαμπτήρων είναι στη δύναμη του 13,57. Η λειτουργία των λαμπτήρων φθορισμού εξαρτάται λιγότερο από τις αποκλίσεις τάσης. Έτσι η διάρκεια ζωής τους αλλάζει κατά 4% με απόκλιση τάσης 1%.

Η μείωση του φωτισμού των χώρων εργασίας συμβαίνει με τη μείωση της τάσης, η οποία οδηγεί σε μείωση της παραγωγικότητας των εργαζομένων και επιδείνωση της όρασής τους. Με μεγάλες πτώσεις τάσης, οι λαμπτήρες φθορισμού δεν ανάβουν ούτε αναβοσβήνουν, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της διάρκειας ζωής τους. Καθώς η τάση αυξάνεται, η διάρκεια ζωής των λαμπτήρων πυρακτώσεως μειώνεται απότομα.

Η ταχύτητα περιστροφής των ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων και, κατά συνέπεια, η απόδοσή τους, καθώς και η κατανάλωση άεργου ισχύος, εξαρτώνται από το επίπεδο τάσης. Το τελευταίο αντανακλάται στο μέγεθος των απωλειών τάσης και ισχύος σε τμήματα του δικτύου.

Η μείωση της τάσης οδηγεί σε αύξηση της διάρκειας της τεχνολογικής διαδικασίας σε εγκαταστάσεις ηλεκτροθερμικής και ηλεκτρόλυσης, καθώς και σε αδυναμία σταθερής λήψης τηλεοπτικών εκπομπών σε δημόσια δίκτυα. Στην τελευταία περίπτωση χρησιμοποιούνται οι λεγόμενοι σταθεροποιητές τάσης, οι οποίοι οι ίδιοι καταναλώνουν σημαντική άεργο ισχύ και έχουν απώλειες ισχύος στον χάλυβα. Στην παραγωγή τους καταναλώνεται σπάνιος χάλυβας μετασχηματιστών.

Για την εξασφάλιση της απαιτούμενης τάσης στους διαύλους χαμηλής τάσης όλων των υποσταθμών μετασχηματιστών, τα λεγόμενα ρύθμιση αντίθετης τάσηςστο κέντρο διατροφής. Εδώ, στη λειτουργία μέγιστου φορτίου, διατηρείται η μέγιστη επιτρεπόμενη τάση στους διαύλους της CPU και στη λειτουργία ελάχιστου φορτίου διατηρείται η ελάχιστη τάση.

Στην περίπτωση αυτή, το λεγόμενο τοπική ρύθμιση τάσηςσε κάθε σημείο του μετασχηματιστή ρυθμίζοντας τον διακόπτη βρύσης του μετασχηματιστή διανομής στην κατάλληλη θέση. Σε συνδυασμό με την κεντρική (στην CPU) και την καθορισμένη τοπική ρύθμιση τάσης, χρησιμοποιούνται ρυθμιζόμενες και μη ρυθμιζόμενες μονάδες πυκνωτών, που σχετίζονται επίσης με την τοπική ρύθμιση τάσης.

Εύρος τάσης

Το εύρος αλλαγής τάσης είναι η διαφορά μεταξύ του πλάτους ή των τιμών της πραγματικής τάσης πριν και μετά από μία αλλαγή τάσης και καθορίζεται από τον τύπο

δ Ut = ((U i - U i+1)/√2U n) x 100%

Οπου U i και U i+1- τιμές διαδοχικών άκρων ή ακραίων και οριζόντια τομή του περιβλήματος των τιμών της τάσης πλάτους.

Τα εύρη αλλαγής τάσης περιλαμβάνουν αλλαγές μονής τάσης οποιουδήποτε σχήματος με ρυθμό επανάληψης από δύο φορές το λεπτό (1/30 Hz) έως μία φορά την ώρα, με μέσο ρυθμό αλλαγής τάσης μεγαλύτερο από 0,1% ανά δευτερόλεπτο (για λαμπτήρες πυρακτώσεως) και 0. 2% ανά δευτερόλεπτο για άλλους δέκτες.

Οι γρήγορες αλλαγές στην τάση προκαλούνται από τη λειτουργία κραδασμών των κινητήρων μεταλλουργικών ελασματουργείων, των εγκαταστάσεων έλξης σιδηροδρόμων, των κλιβάνων τήξης χάλυβα λιβαδιών, του εξοπλισμού συγκόλλησης, καθώς και των συχνών εκκινήσεων ισχυρών βραχυκυκλωμένων ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων, κατά την εκκίνηση τους. η ισχύς είναι αρκετά τοις εκατό της ισχύος βραχυκυκλώματος.

Ο αριθμός των αλλαγών τάσης ανά μονάδα χρόνου, δηλαδή η συχνότητα των μεταβολών της τάσης, βρίσκεται με τον τύπο F = m/T, όπου m είναι ο αριθμός των αλλαγών τάσης κατά τη διάρκεια του χρόνου T, T είναι ο συνολικός χρόνος παρατήρησης των ταλαντώσεων τάσης.

Οι βασικές απαιτήσεις για τις διακυμάνσεις της τάσης καθορίζονται από λόγους προστασίας της ανθρώπινης όρασης. Έχει διαπιστωθεί ότι η μεγαλύτερη ευαισθησία του ματιού στο τρεμόπαιγμα του φωτός είναι στην περιοχή συχνότητας των 8,7 Hz. Επομένως, για λαμπτήρες πυρακτώσεως που παρέχουν φωτισμό εργασίας με σημαντική οπτική καταπόνηση, η ταλάντευση τάσης επιτρέπεται όχι περισσότερο από 0,3%, για άντληση λαμπτήρων στην καθημερινή ζωή - 0,4%, για λαμπτήρες φθορισμού και άλλους ηλεκτρικούς δέκτες - 0,6.

Τα επιτρεπόμενα εύρη κραδασμών φαίνονται στο Σχ. 1.

Ρύζι. 1. Επιτρεπόμενα εύρη διακυμάνσεων τάσης: 1 - φωτισμός εργασίας με λαμπτήρες πυρακτώσεως με υψηλή οπτική καταπόνηση, 2 - οικιακές λάμπες πυρακτώσεως, 3 - λαμπτήρες φθορισμού

Περιοχή Το I αντιστοιχεί στη λειτουργία αντλιών και οικιακών συσκευών, II - γερανοί, ανελκυστήρες, III - φούρνοι τόξου, χειροκίνητη συγκόλληση αντίστασης, IV - λειτουργία συμπιεστών εμβόλου και αυτόματη συγκόλληση αντίστασης.

Για να μειωθεί το μέγεθος των αλλαγών τάσης στο δίκτυο φωτισμού, ξεχωριστή τροφοδοσία των δεκτών του δικτύου φωτισμού και το φορτίο ισχύος από διαφορετικούς μετασχηματιστές ισχύος, διαμήκης χωρητική αντιστάθμιση του δικτύου τροφοδοσίας, καθώς και σύγχρονοι ηλεκτρικοί κινητήρες και τεχνητές πηγές αέργου ισχύος ( αντιδραστήρες ή συστοιχίες πυκνωτών, το ρεύμα των οποίων σχηματίζεται χρησιμοποιώντας ελεγχόμενες βαλβίδες) χρησιμοποιούνται για την απόκτηση της απαιτούμενης άεργου ισχύος).

Δόση διακυμάνσεων τάσης

Η δόση των διακυμάνσεων τάσης είναι ίδια με το εύρος των μεταβολών τάσης και εισάγεται στα υπάρχοντα ηλεκτρικά δίκτυα καθώς είναι εξοπλισμένα με κατάλληλες συσκευές. Κατά τη χρήση του δείκτη "δόση διακυμάνσεων τάσης", δεν μπορεί να γίνει αξιολόγηση του αποδεκτού εύρους μεταβολών τάσης, καθώς οι υπό εξέταση δείκτες είναι εναλλάξιμοι.

Η δόση των διακυμάνσεων της τάσης είναι επίσης αναπόσπαστο χαρακτηριστικό των διακυμάνσεων της τάσης που προκαλούν ερεθισμό σε ένα άτομο που συσσωρεύεται σε μια καθορισμένη χρονική περίοδο λόγω των φώτων που αναβοσβήνουν στο εύρος συχνοτήτων από 0,5 έως 0,25 Hz.

Η μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή δόσης των διακυμάνσεων της τάσης (ψ, (%) 2) στο ηλεκτρικό δίκτυο στο οποίο συνδέονται οι εγκαταστάσεις φωτισμού δεν πρέπει να υπερβαίνει: 0,018 - με λαμπτήρες πυρακτώσεως σε χώρους όπου απαιτείται σημαντική οπτική καταπόνηση. 0,034 - με λαμπτήρες πυρακτώσεως σε όλα τα άλλα δωμάτια. 0,079 - με λαμπτήρες φθορισμού.

Μη ημιτονοειδής συντελεστής καμπύλης τάσης

Όταν εργάζεστε σε ένα δίκτυο ισχυρών μονάδων ανορθωτή και μετατροπέα, καθώς και σε φούρνους τόξου και μονάδες συγκόλλησης, δηλαδή σε μη γραμμικά στοιχεία, εμφανίζεται παραμόρφωση των καμπυλών ρεύματος και τάσης. Οι μη ημιτονικές καμπύλες ρεύματος και τάσης αντιπροσωπεύουν αρμονικές ταλαντώσεις με διαφορετικές συχνότητες (η βιομηχανική συχνότητα είναι η χαμηλότερη αρμονική, όλες οι άλλες σε σχέση με αυτήν είναι υψηλότερες αρμονικές).

Οι υψηλότερες αρμονικές στο σύστημα τροφοδοσίας προκαλούν πρόσθετες απώλειες ενέργειας, μειώνουν τη διάρκεια ζωής των συστοιχιών πυκνωτών συνημιτόνου, των ηλεκτροκινητήρων και των μετασχηματιστών, οδηγούν σε δυσκολίες στη ρύθμιση της προστασίας ρελέ και της σηματοδότησης, καθώς και στη λειτουργία ηλεκτροκινητήρων με έλεγχο θυρίστορ κ.λπ.

όπου N είναι η τάξη της τελευταίας από τις αρμονικές συνιστώσες που λαμβάνονται υπόψη, Un είναι η πραγματική τιμή της nης (n = 2, ... N) αρμονικής συνιστώσας της τάσης, kV.

Οι κανονικές και οι μέγιστες επιτρεπόμενες τιμές του k nU δεν πρέπει αντίστοιχα να υπερβαίνουν: σε ηλεκτρικό δίκτυο με τάση έως 1 kV - 5 και 10%, σε ηλεκτρικό δίκτυο 6 - 20 kV - 4 και 8%, σε ηλεκτρικό δίκτυο των 35 kV - 3 και 6%, σε ηλεκτρικό δίκτυο 110 kV και άνω 2 και 4%.

Για τη μείωση των υψηλότερων αρμονικών, χρησιμοποιούνται φίλτρα ισχύος, τα οποία είναι μια σειρά από επαγωγικές και χωρητικές αντιδράσεις συντονισμένες σε συντονισμό σε μια συγκεκριμένη αρμονική. Προκειμένου να εξαλειφθούν οι αρμονικές χαμηλής συχνότητας, χρησιμοποιούνται μονάδες μετατροπέων με μεγάλο αριθμό φάσεων.

Συντελεστής της νης αρμονικής συνιστώσας της τάσης περιττής (άρτιας) τάξης

Ο συντελεστής της nης αρμονικής συνιστώσας της τάσης περιττής (άρτιας) τάξης είναι ο λόγος της πραγματικής τιμής της νης αρμονικής συνιστώσας της τάσης προς την πραγματική τιμή της τάσης της θεμελιώδη συχνότητα, δηλ. kU(n) = (Un /U n) x 100%

Η τιμή του συντελεστή kU(n) καθορίζει το φάσμα n αρμονικών συνιστωσών, για την καταστολή των οποίων πρέπει να σχεδιαστούν τα αντίστοιχα φίλτρα ισχύος.

Οι κανονικές και οι μέγιστες επιτρεπόμενες τιμές δεν πρέπει αντίστοιχα να υπερβαίνουν: σε ηλεκτρικό δίκτυο με τάση έως 1 kV - 3 και 6%, σε ηλεκτρικό δίκτυο 6 - 20 kV 2,5 και 5%, σε ηλεκτρικό δίκτυο 35 kV - 2 και 4%, σε δίκτυα ηλεκτρικού δικτύου 110 kV και άνω 1 και 2%.

Ασυμμετρία τάσης

Η ασυμμετρία τάσης εμφανίζεται λόγω του φορτίου των μονοφασικών ηλεκτρικών δεκτών. Δεδομένου ότι τα δίκτυα διανομής με τάσεις πάνω από 1 kV λειτουργούν με απομονωμένο ή αντισταθμισμένο ουδέτερο, αυτό προκαλείται από την εμφάνιση μιας τάσης αρνητικής ακολουθίας. Η ασυμμετρία εκδηλώνεται με τη μορφή ανισότητας και χαρακτηρίζεται από παράγοντας ακολουθίας αρνητικής τάσης:

k 2U = (U 2(1) /U n) x 100%,

Οπου U 2(1) - πραγματική τιμή της τάσης αρνητικής ακολουθίας της θεμελιώδους συχνότητας ενός συστήματος τριφασικής τάσης, kV. Η τιμή του U 2(1) μπορεί να ληφθεί μετρώντας τρεις τάσεις της θεμελιώδους συχνότητας, δηλ. U A (1) , U B (1) , U C (1) . Επειτα

Οπου y A, y B και y C - αγωγιμότητα των φάσεων A, B και C του δέκτη.

Σε δίκτυα με τάσεις πάνω από 1 kV, η ασυμμετρία τάσης εκδηλώνεται κυρίως λόγω μονοφασικών ηλεκτροθερμικών εγκαταστάσεων (έμμεσοι κλίβανοι τόξου, κλίβανοι αντίστασης, κλίβανοι καναλιών επαγωγής, εγκαταστάσεις επανατήξης ηλεκτροσκωρίας κ.λπ.

Η παρουσία τάσης αρνητικής ακολουθίας οδηγεί σε πρόσθετη θέρμανση των περιελίξεων διέγερσης των σύγχρονων γεννητριών και αύξηση των κραδασμών τους, σε πρόσθετη θέρμανση ηλεκτροκινητήρων και απότομη μείωση της διάρκειας ζωής της μόνωσής τους, μείωση της αέργου ισχύος που παράγεται από την ισχύ πυκνωτές, πρόσθετη θέρμανση γραμμών και μετασχηματιστών; αύξηση του αριθμού των ψευδών συναγερμών προστασίας ρελέ κ.λπ.

Στους ακροδέκτες ενός συμμετρικού ηλεκτρικού δέκτη, ο συνήθως επιτρεπτός συντελεστής ασυμμετρίας είναι 2%, και ο μέγιστος επιτρεπόμενος είναι 4%.

Η επίδραση της ασυμμετρίας μειώνεται σημαντικά όταν οι μονοφασικοί ηλεκτρικοί δέκτες τροφοδοτούνται από χωριστούς μετασχηματιστές, καθώς και όταν χρησιμοποιούνται ελεγχόμενα και μη ελεγχόμενα μπαλόνια που αντισταθμίζουν το ισοδύναμο ρεύμα αρνητικής ακολουθίας που καταναλώνεται από μονοφασικά φορτία.

Σε δίκτυα τεσσάρων καλωδίων με τάσεις έως 1 kV, η ασυμμετρία που προκαλείται από μονοφασικούς δέκτες που συνδέονται με τάσεις φάσης συνοδεύεται από τη διέλευση ρεύματος στο ουδέτερο καλώδιο και, κατά συνέπεια, την εμφάνιση τάσης μηδενικής ακολουθίας.

Συντελεστής τάσης μηδενικής ακολουθίας k 0U = (U 0(1) /U n.f.) x 100%,

Οπου U0(1) - πραγματική τιμή της τάσης μηδενικής ακολουθίας της θεμελιώδους συχνότητας, kV. U n.f. - ονομαστική τιμή τάσης φάσης, kV.

Μέγεθος Το U 0(1) προσδιορίζεται με τη μέτρηση των τάσεων τριών φάσεων της θεμελιώδους συχνότητας, δηλ.

όπου y A, y B, y C, y O - αγωγιμότητα των φάσεων A, B, C του δέκτη και αγωγιμότητα του ουδέτερου σύρματος. U A (1), U B(1), U C(1) - αποτελεσματικές τιμές των τάσεων φάσης.

Η επιτρεπόμενη τιμή του U 0 (1) περιορίζεται από τις απαιτήσεις για απόκλιση τάσης, οι οποίες ικανοποιούνται από έναν συντελεστή μηδενικής ακολουθίας ίσο με 2% ως το κανονικό επίπεδο και 4% ως το μέγιστο επίπεδο.

Η μείωση της τιμής μπορεί να επιτευχθεί με την ορθολογική κατανομή του μονοφασικού φορτίου μεταξύ των φάσεων, καθώς και με την αύξηση της διατομής του ουδέτερου σύρματος στη διατομή των συρμάτων φάσης και με τη χρήση μετασχηματιστών στο δίκτυο διανομής με αστέρι - ομάδα σύνδεσης ζιγκ-ζαγκ.

Βύθιση τάσης και την ένταση των βυθίσεων τάσης

Βύθιση τάσης- πρόκειται για μια ξαφνική σημαντική μείωση της τάσης σε ένα σημείο του ηλεκτρικού δικτύου, ακολουθούμενη από επαναφορά της τάσης στο αρχικό ή κοντά σε αυτό επίπεδο μετά από μια χρονική περίοδο από πολλές περιόδους έως αρκετές δεκάδες δευτερόλεπτα.

Διάρκεια πτώσης τάσηςΔ t pr - το χρονικό διάστημα μεταξύ της αρχικής στιγμής αστοχίας τάσης και της στιγμής επαναφοράς της τάσης στο αρχικό ή κοντά σε αυτό επίπεδο (Εικ. 2), δηλ. Δ t pr = t ήλιος - t start

Ρύζι. 2. Διάρκεια και βάθος βύθισης τάσης

Δ τιμή t pr κυμαίνεται από πολλές περιόδους έως αρκετές δεκάδες δευτερόλεπτα. Η βύθιση τάσης χαρακτηρίζεται από την ένταση και το βάθος της βύθισης δ Upr, που είναι η διαφορά μεταξύ της ονομαστικής τιμής τάσης και της ελάχιστης πραγματικής τιμής τάσης Umin κατά τη διάρκεια της πτώσης τάσης, και εκφράζεται ως ποσοστό της ονομαστικής τιμής τάσης ή σε απόλυτες μονάδες.

Μέγεθος Το δ Upr προσδιορίζεται ως εξής:

δUpr = ((Un - Umin ) / Un) x 100% ή δUpr = Un - Umin

Ένταση πτώσης τάσηςΤο m * αντιπροσωπεύει τη συχνότητα εμφάνισης βυθίσεων τάσης συγκεκριμένου βάθους και διάρκειας στο δίκτυο, δηλ. m * = (m(δUpr, Δ t pr)/ M) x 100%, όπου m(δUpr, Δ t και τα λοιπά)- αριθμός βυθίσεων τάσης με βάθος δUpr και διάρκεια Δt και τα λοιπάγια το χρόνο T? M είναι ο συνολικός αριθμός των βυθίσεων τάσης κατά τη διάρκεια του χρόνου T.

Ορισμένοι τύποι ηλεκτρικών δεκτών (υπολογιστές) είναι ευαίσθητοι σε βυθίσεις τάσης, οι οποίες στις περισσότερες περιπτώσεις συμβαίνουν κατά τη διάρκεια βραχυκυκλωμάτων στο δίκτυο, επομένως, τα έργα παροχής ρεύματος για τέτοιους δέκτες θα πρέπει να περιλαμβάνουν μέτρα για τη μείωση της διάρκειας, της έντασης και του βάθους των βυθίσεων τάσης. Το GOST δεν υποδεικνύει αποδεκτές τιμές για τη διάρκεια των βυθίσεων τάσης.

Αυτή είναι μια ξαφνική αλλαγή της τάσης που ακολουθείται από ανάκτηση της τάσης σε κανονικά επίπεδα σε μια χρονική περίοδο που κυμαίνεται από μερικά μικροδευτερόλεπτα έως 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αντιπροσωπεύει τη μέγιστη στιγμιαία τιμή της τάσης παλμού U imp (Εικ. 3).

Ρύζι. 3. Παλμική τάση

Η τάση παλμού χαρακτηρίζεται από τον παλμό πλάτους παλμού U", που είναι η διαφορά μεταξύ του παλμού τάσης και της στιγμιαίας τιμής τάσης της θεμελιώδη συχνότητα που αντιστοιχεί στη στιγμή που ξεκινά ο παλμός. Διάρκεια παλμού t παλμός είναι το χρονικό διάστημα μεταξύ της αρχικής στιγμής του παλμού τάσης και τη στιγμή που η στιγμιαία τιμή της τάσης επανέρχεται στο κανονικό επίπεδο Μπορεί Η διάρκεια παλμού t imp0,5 μπορεί να υπολογιστεί με βάση το επίπεδο 0,5 του πλάτους του (βλ. Εικ. 3).

Η τάση παλμού προσδιορίζεται σε σχετικές μονάδες χρησιμοποιώντας τον τύπο Δ U imp = U imp/(√2U n)

Ηλεκτρικοί δέκτες όπως υπολογιστές, ηλεκτρονικά ισχύος κ.λπ. είναι επίσης ευαίσθητοι στους παλμούς τάσης Οι παλμικές τάσεις εμφανίζονται ως αποτέλεσμα της μεταγωγής στο ηλεκτρικό δίκτυο. Κατά την ανάπτυξη συγκεκριμένων έργων παροχής ρεύματος θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη μέτρα για τη μείωση των υπερτάσεων. Το GOST δεν υποδεικνύει επιτρεπόμενες τιμές παλμικών τάσεων.

Αποκλίσεις συχνότητας

Οι αλλαγές συχνότητας προκαλούνται από αλλαγές στο συνολικό φορτίο και στα χαρακτηριστικά των ελεγκτών ταχύτητας του στροβίλου. Οι μεγάλες αποκλίσεις συχνότητας προκύπτουν από αργές, τακτικές αλλαγές φορτίου με ανεπαρκή αποθέματα ενεργού ισχύος.

Η συχνότητα τάσης, σε αντίθεση με άλλα φαινόμενα που επιδεινώνουν την ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας, είναι μια παράμετρος σε όλο το σύστημα: όλες οι γεννήτριες που συνδέονται σε ένα σύστημα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια με τάση της ίδιας συχνότητας - 50 Hz.

Σύμφωνα με τον πρώτο νόμο του Kirchhoff, υπάρχει πάντα μια αυστηρή ισορροπία μεταξύ παραγωγής ενέργειας και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Επομένως, οποιαδήποτε αλλαγή στην ισχύ φορτίου προκαλεί αλλαγή στη συχνότητα, η οποία οδηγεί σε αλλαγή στην ενεργή ισχύ εξόδου των γεννητριών, για το σκοπό αυτό οι μονάδες γεννήτριας στροβίλου είναι εξοπλισμένες με συσκευές που επιτρέπουν τη ρύθμιση της ροής ενέργειας στον στρόβιλο ανάλογα με αλλαγές συχνότητας στο ηλεκτρικό σύστημα.

Με μια ορισμένη αύξηση του φορτίου, αποδεικνύεται ότι η ισχύς των μονάδων στροβίλου-γεννήτριας έχει εξαντληθεί. Εάν το φορτίο συνεχίσει να αυξάνεται, η ισορροπία δημιουργείται σε χαμηλότερη συχνότητα - εμφανίζεται μια απόκλιση συχνότητας. Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει έλλειψη ενεργού ισχύος για τη διατήρηση της ονομαστικής συχνότητας.

Η απόκλιση συχνότητας Δ f από την ονομαστική τιμή f n προσδιορίζεται από τον τύπο Δ f = f - f n, όπου f είναι η τρέχουσα τιμή συχνότητας στο σύστημα.

Οι αλλαγές συχνότητας που υπερβαίνουν τα 0,2 Hz επηρεάζουν σημαντικά την τεχνική και οικονομική απόδοση των ηλεκτρικών δεκτών, επομένως η κανονικά επιτρεπτή τιμή της απόκλισης συχνότητας είναι ±0,2 Hz και η μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή της απόκλισης συχνότητας είναι ±0,4 Hz. Σε καταστάσεις μετά από έκτακτη ανάγκη, επιτρέπεται απόκλιση συχνότητας από +0,5 Hz σε - 1 Hz για όχι περισσότερες από 90 ώρες ετησίως.

Η απόκλιση της συχνότητας από την ονομαστική οδηγεί σε αύξηση των απωλειών ενέργειας στο δίκτυο, καθώς και σε μείωση της παραγωγικότητας του εξοπλισμού διεργασίας.

Συντελεστής διαμόρφωσης πλάτους τάσης και συντελεστής ανισορροπίας των τάσεων φάσης και φάσης προς φάση

Λόγος διαμόρφωσης πλάτους τάσηςχαρακτηρίζει τις διακυμάνσεις της τάσης και είναι ίσος με τον λόγο της μισής διαφοράς του μεγαλύτερου και του μικρότερου πλάτη της διαμορφωμένης τάσης, που λαμβάνεται σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, προς την ονομαστική ή βασική τιμή τάσης, δηλ.

k mod = (U nb - U nm)/(2√2 U n),

Οπου Τα U nb και U nm είναι το μεγαλύτερο και το μικρότερο εύρος της διαμορφωμένης τάσης, αντίστοιχα.

Συντελεστής ανισορροπίας τάσης φάσης σε φάσηΤο k neb.mf χαρακτηρίζει την ανισορροπία των τάσεων φάσης προς φάση και ισούται με τον λόγο του εύρους ανισορροπίας των τάσεων φάσης προς φάση προς την ονομαστική τιμή τάσης:

k sky.mf = ((U nb - U nm)/U n) x 100%

Οπου Τα U nb και U nm είναι οι υψηλότερες και οι χαμηλότερες αποτελεσματικές τιμές των τριών τάσεων φάσης-φάσης.

Ο συντελεστής ανισορροπίας τάσης φάσης k neb.f χαρακτηρίζει την ασυμμετρία των τάσεων φάσης και είναι ίσος με τον λόγο του εύρους ανισορροπίας τάσης φάσης προς την ονομαστική τιμή της τάσης φάσης:

k neb.f = ((U nb.f - U nm.f)/U n.f) x 100%,

Οπου Το U nb και το U nm είναι οι υψηλότερες και οι χαμηλότερες ενεργές τιμές των τριφασικών τάσεων, το U n.f είναι η ονομαστική τιμή της τάσης φάσης.

Η αύξηση του αριθμού και της εγκατεστημένης χωρητικότητας ηλεκτρικών δεκτών με μη γραμμικά και ασύμμετρα φορτία, η εμφάνιση νέων ηλεκτρικών εγκαταστάσεων έχουν καταστήσει τους παραμορφωμένους τρόπους λειτουργίας χαρακτηριστικό και αναπόσπαστο χαρακτηριστικό της λειτουργίας ενός σύγχρονου συστήματος τροφοδοσίας. Σε αυτή την περίπτωση, η παραβίαση του GOST 13109-97 είναι δυνατή τόσο από την πλευρά του οργανισμού παροχής ενέργειας (σταθερή απόκλιση τάσης δU y, απόκλιση συχνότητας Δf, διάρκεια πτώσης τάσης Δf p, τάση παλμού U imp, προσωρινός συντελεστής υπέρτασης K ανά U ) και με υπαιτιότητα των καταναλωτών.

Ο λόγος που προκαλεί μη ημιτονοειδή, ασυμμετρία, διακυμάνσεις και αποκλίσεις τάσης είναι ο ένας ή ο άλλος τύπος ηλεκτρικού δέκτη, που καθορίζεται από την τεχνολογική διαδικασία (παραγωγή). Οι αποκλίσεις τάσης προκαλούν αλλαγές στο φορτίο οποιασδήποτε παραγωγής. Οι επιχειρήσεις με ισχυρές συσκευές συγκόλλησης δημιουργούν επίσης διακυμάνσεις τάσης και ασυμμετρία. Οι φούρνοι τήξης χάλυβα τόξου είναι επίσης μη ημιτονοειδής. κατά την ηλεκτρόλυση στη μη σιδηρούχα μεταλλουργία, εμφανίζονται ταλαντώσεις και μη ημιτονοειδή. με μονοφασικό φορτίο - ασυμμετρία. κατά τη λειτουργία των υποσταθμών έλξης - μη ημιτονοειδής και ασυμμετρία τάσης.

Εκτός από τις παραμορφώσεις σε συνθήκες λειτουργίας σταθερής κατάστασης, υπάρχουν βιομηχανικές πηγές παραμόρφωσης τάσης που δημιουργούν παρεμβολές στις λειτουργίες εκκίνησης ή κατά τη ρύθμιση. Υψηλότερες αρμονικές δημιουργούνται κατά την εκκίνηση και το φρενάρισμα κινητήρων και μετατροπέων AC μεταβλητής ταχύτητας κατά την αναγεννητική πέδηση. Οι μετασχηματιστές προκαλούν βραχυπρόθεσμες υπερτάσεις όταν ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται.

Οι πηγές των διακυμάνσεων της τάσης στα σύγχρονα ηλεκτρικά συστήματα είναι ισχυροί ηλεκτρικοί δέκτες με παλμική, έντονα μεταβλητή φύση κατανάλωσης ενεργού και άεργου ισχύος. Χαρακτηρίζονται από: τροφοδοσία από ζυγούς με τάση 35-220 kV. σημαντικές αλλαγές στα ενεργά που καταναλώνονται Rκαι αντιδραστική Qισχύς ίση με (10-130)% P, σε υψηλή ταχύτητα κατά τη διάρκεια της ημέρας. παρουσία μη γραμμικών στοιχείων σε συλλέκτες ρεύματος.

Τέτοιοι ηλεκτρικοί δέκτες περιλαμβάνουν, κατά σειρά προτεραιότητας ανάλογα με τον βαθμό πρόσκρουσης σε αυτό το PKE: καμίνους τήξης χάλυβα τόξου. Θερμικοί φούρνοι μεταλλεύματος. ηλεκτροκινητήρες υψηλής ισχύος (ιδίως ελαστήρια). επαγωγικοί κλίβανοι? Μηχανές συγκόλλησης με αντίσταση. Μετατροπείς για εγκαταστάσεις ηλεκτρόλυσης. Σύγχρονοι κινητήρες. κινητήρες αντλιών και συμπιεστών σε δίκτυα διανομής.

Η ασυμμετρία τάσης έχει σημαντικό αντίκτυπο στη λειτουργία του ηλεκτρικού εξοπλισμού, κυρίως των ηλεκτροκινητήρων και των μετασχηματιστών ισχύος. Με συντελεστή αρνητικής ακολουθίας τάσης 4%, η διάρκεια ζωής των ηλεκτροκινητήρων μειώνεται περίπου στο μισό.

Η αύξηση του αριθμού και της εγκατεστημένης χωρητικότητας ηλεκτρικών δεκτών με μη γραμμικά και ασύμμετρα φορτία, η εμφάνιση νέων ηλεκτρικών εγκαταστάσεων έχουν καταστήσει τους παραμορφωμένους τρόπους λειτουργίας χαρακτηριστικό και αναπόσπαστο χαρακτηριστικό της λειτουργίας ενός σύγχρονου συστήματος τροφοδοσίας. Σε αυτή την περίπτωση, η παραβίαση του GOST 13109-97 είναι δυνατή τόσο από την πλευρά του οργανισμού παροχής ενέργειας (σταθερή απόκλιση τάσης, απόκλιση συχνότητας, διάρκεια πτώσης τάσης, τάση παλμού, προσωρινός συντελεστής υπέρτασης), όσο και από την πλευρά των καταναλωτών.

Ένας καταναλωτής με μεταβλητό φορτίο μπορεί να παραβιάσει το πρότυπο όσον αφορά το πλάτος της αλλαγής 8 U και τη δόση τρεμοπαίσματος με μη γραμμικό - σύμφωνα με τον συντελεστή ημιτονοειδούς παραμόρφωσης της καμπύλης Ki και τον συντελεστή αρμονικής συνιστώσας με το ασύμμετρο - σύμφωνα με την τάση συντελεστής ασυμμετρίας σύμφωνα με την αρνητική ακολουθία και ο συντελεστής ασυμμετρίας τάσης σύμφωνα με τη μηδενική ακολουθία Koi.

Οι δείκτες απόκλισης συχνότητας εξαρτώνται από την ισορροπία ενεργών και αέργου ισχύος στο σύστημα ισχύος, επομένως η διατήρησή τους είναι ευθύνη των οργανισμών παροχής ενέργειας των οποίων τα δίκτυα είναι υπεύθυνα για βυθίσεις τάσης, παλμούς και βραχυπρόθεσμες υπερτάσεις. Η αποτυχία - ένα αναπόφευκτο γεγονός για το δίκτυο οποιουδήποτε - οδηγεί σε άμεσες συνέπειες, όσο πιο σημαντικές, τόσο μεγαλύτερο είναι το βάθος και η διάρκειά τους.

Ο λόγος που προκαλεί μη ημιτονοειδή, ασυμμετρία, διακυμάνσεις και αποκλίσεις τάσης είναι ο ένας ή ο άλλος τύπος ηλεκτρικού δέκτη, που καθορίζεται από την τεχνολογική διαδικασία (παραγωγή). Η απόκλιση προκαλεί αλλαγή στο φορτίο οποιασδήποτε παραγωγής. Οι επιχειρήσεις με ισχυρές συσκευές συγκόλλησης δημιουργούν επίσης διακυμάνσεις τάσης και ασυμμετρία. Οι φούρνοι τήξης χάλυβα τόξου είναι επίσης μη ημιτονοειδής. ηλεκτρόλυση μη σιδηρούχου μεταλλουργίας - διακυμάνσεις, μη ημιτονοειδής. μονοφασικό φορτίο - ασυμμετρία. υποσταθμοί έλξης - μη ημιτονοειδής και ασυμμετρία τάσης.

Εξετάσαμε τις στρεβλώσεις σε συνθήκες λειτουργίας σταθερής κατάστασης. Υπάρχουν όμως βιομηχανικές πηγές παραμόρφωσης τάσης που δημιουργούν παρεμβολές στις λειτουργίες εκκίνησης ή κατά τη ρύθμιση. Υψηλότερες αρμονικές δημιουργούνται κατά την εκκίνηση και το φρενάρισμα κινητήρων και μετατροπέων AC μεταβλητής ταχύτητας κατά την αναγεννητική πέδηση. Οι μετασχηματιστές προκαλούν βραχυπρόθεσμες υπερτάσεις όταν ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται.

Ένας καταναλωτής μπορεί να είναι πηγή παραμόρφωσης για πολλά PCE. Ο αριθμός και η θέση των πηγών στο κύκλωμα είναι περίπου γνωστά και το επίπεδο παραμόρφωσης που εισάγουν είναι πρακτικά άγνωστο. Τα ρεύματα παραμόρφωσης διαδίδονται στα δίκτυα ανάλογα με το σχεδιασμό του δικτύου, τα χαρακτηριστικά συχνότητάς του κ.λπ. Τα ρεύματα αθροίζονται στους κόμβους, επομένως η παραμόρφωση καθορίζεται από τη δράση πολλών ενόχων.

Αν λάβουμε υπόψη όλα τα σημεία (κόμβους) όπου πρέπει να διατηρηθεί (και να ελεγχθεί) το PCE, τότε υπάρχει ένα αντικείμενο με κηνολογικές ιδιότητες. Αλλά η υπάρχουσα θεωρία για τον υπολογισμό της PCE βασίζεται στην κανονική κατανομή. Η τρέχουσα κατάσταση είναι παρόμοια με την κατάσταση με τον υπολογισμό των ηλεκτρικών φορτίων στη δεκαετία του '50-60. XX αιώνα, όταν πίστευαν ότι η πιθανολογική προσέγγιση Gauss θα έλυνε το πρόβλημα των φορτίων. Είναι προφανές ότι υπάρχει ένας μεγάλος χώρος θεωρίας και πράξης, σημαντικότερος στη χρήση του ηλεκτρισμού, που απαιτεί νέες ιδέες.

Για να ικανοποιηθούν οι ποιοτικές απαιτήσεις των καταναλωτών, οι τιμές τάσης σε κάθε σημείο του ηλεκτρικού δικτύου πρέπει να είναι εντός ορισμένων αποδεκτών ορίων. Πρακτικά χωρίς ειδικές συσκευές ελέγχου, το επιτρεπόμενο καθεστώς τάσης μπορεί να διασφαλιστεί μόνο όταν οι συνολικές απώλειες είναι μικρές. Αυτό μπορεί να συμβεί μόνο σε δίκτυα μικρού μήκους και με μικρό αριθμό ενδιάμεσων μετασχηματισμών.

Στα δίκτυα ηλεκτρικής διανομής, οι αποκλίσεις προσδιορίζονται συνήθως για χαρακτηριστικά σημεία - τους πιο ευαίσθητους καταναλωτές στις αποκλίσεις και τα σημεία σύνδεσης ηλεκτρικών δεκτών που είναι πιο απομακρυσμένα από τους υποσταθμούς μετασχηματιστών. Σε ένα σταθερό χρονικό σημείο, για οποιοδήποτε σημείο του ακτινικού δικτύου, η τιμή bU καθορίζεται από την έκφραση

Οι ταλαντώσεις τάσης που διαδέχονται η μία την άλλη δημιουργούν ταλαντώσεις 5 Ut. Οι ταλαντώσεις κανονικοποιούνται ανάλογα με τον βαθμό πρόσκρουσης στην ανθρώπινη όραση. Η διαδικασία οπτικής αντίληψης των κραδασμών (τρεμόπαιγμα) ξεκινά με ένα ανώτερο όριο συχνότητας δόνησης της τάξης των 35 Hz με αλλαγές μικρότερες από 10%. Η πιο ερεθιστική επίδραση του φωτός που αναβοσβήνει εμφανίζεται στους ανθρώπους σε συχνότητα 8,8 Hz, με μια ορισμένη τιμή αιώρησης U. Η διάρκεια της έκθεσης σε κραδασμούς είναι 10 λεπτά. Από την άποψη του τρεμούλιασμα, οι λαμπτήρες πυρακτώσεως είναι τα φορτία που είναι πιο ευαίσθητα στο μέγεθος των μεταβολών της τάσης.

Οι πηγές των ταλαντώσεων στα σύγχρονα ηλεκτρικά συστήματα είναι ισχυροί ηλεκτρικοί δέκτες, που χαρακτηρίζονται από μια παλμική, έντονα μεταβλητή φύση της κατανάλωσης ενεργού και άεργου ισχύος. Χαρακτηρίζονται από: τροφοδοσία από ζυγούς με τάση 35 - 220 kV. σημαντικές αλλαγές στην καταναλωμένη ενεργό P και στην άεργη ισχύ Q (η οποία μπορεί να υπερβαίνει το 1,5 φορές) σε υψηλή ταχύτητα κατά τη διάρκεια της ημέρας. παρουσία μη γραμμικών στοιχείων σε συλλέκτες ρεύματος.

0,1...0,3 κατά την περίοδο τήξης μετάλλων και cos cp = 0,70...0,77 - σε άλλους τρόπους λειτουργίας. Σε αυτή την περίπτωση, η ταλάντωση αποδείχθηκε ίση με 8,3 Hz.

Η αστάθεια των ταλαντώσεων καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τη μεταβλητότητα της κατανάλωσης αέργου ισχύος, επομένως, αναλύοντας τη διαδικασία μεταβολής της, μπορεί κανείς να λάβει αρκετά αξιόπιστες πληροφορίες σχετικά με τη φύση των ταλαντώσεων στο υπό μελέτη ηλεκτρικό δίκτυο.

Στα ηλεκτρικά συστήματα, οι ταλαντώσεις διαδίδονται προς την κατεύθυνση των χαμηλών διαύλων χωρίς ουσιαστικά εξασθένηση και προς τους υψηλούς διαύλους με εξασθένηση σε πλάτος. Αυτό το αποτέλεσμα εκδηλώνεται ανάλογα με την τιμή του SK 3 του συστήματος. Όταν οι ταλαντώσεις διαδίδονται προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, το φάσμα συχνοτήτων τους διατηρείται και ο συντελεστής εξασθένησης ή ενίσχυσης K καθορίζεται από τη σχέση

όπου Skz είναι η ισχύς βραχυκυκλώματος του σταδίου μετασχηματισμού. St nom - ονομαστική ισχύς του μετασχηματιστή. Ek - βραχυκύκλωμα μετασχηματιστή.

Πηγές αρμονικών παραμορφώσεων είναι κυρίως φορτία με μη γραμμικά χαρακτηριστικά: κάμινοι τήξης χάλυβα τόξου. μετατροπείς βαλβίδων? μετασχηματιστές με μη γραμμικά χαρακτηριστικά ρεύματος-τάσης. μετατροπείς συχνότητας? επαγωγικοί κλίβανοι? περιστρεφόμενες ηλεκτρικές μηχανές που τροφοδοτούνται μέσω μετατροπέων βαλβίδων. δέκτες τηλεόρασης? λαμπτήρες φθορισμού? λαμπτήρες υδραργύρου. Οι τρεις τελευταίες πηγές δημιουργούν χαμηλό επίπεδο αρμονικής παραμόρφωσης στην έξοδο κατά τη λειτουργία τους, αλλά η συνολική τους ποσότητα είναι μεγάλη. Η επίδραση της υπερτιθέμενης παραμόρφωσης οδηγεί σε σημαντικά επίπεδα παραμόρφωσης, ακόμη και σε δίκτυα υψηλής τάσης. Έτσι, η τιμή της αρμονικής παραμόρφωσης του CTSHIA σε δίκτυα 230 kV λόγω της λειτουργίας των τηλεοπτικών δεκτών μπορεί να φτάσει το 1%. Μέχρι στιγμής, σε κόμβους τροφοδοσίας βιομηχανικών επιχειρήσεων, οι τιμές του συντελεστή παραμόρφωσης της ημιτονοειδούς καμπύλης Ki και του συντελεστή της αρμονικής συνιστώσας υπερβαίνουν τα πρότυπα GOST (Πίνακας 10.4).

Η διάδοση των αρμονικών ρεύματος μέσω του δικτύου εξαρτάται επίσης από τις παραμέτρους του κυκλώματος και τη διαμόρφωση του δικτύου. Όταν οι αρμονικές ρεύματος διαδίδονται από μια πηγή προς την κατεύθυνση ενός υψηλότερου δικτύου, εμφανίζεται μια μείωση στα πλάτη των αρμονικών συνιστωσών, που συνήθως προκαλείται από την αύξηση της τιμής του SK3 του συστήματος. Εάν η διάδοση των αρμονικών συμβαίνει προς την κατεύθυνση των δικτύων χαμηλής τάσης, τότε η αρμονική εξασθένηση είναι ασθενέστερη. Η ασυμμετρία τάσης έχει σημαντικό αντίκτυπο στη λειτουργία του ηλεκτρικού εξοπλισμού, κυρίως των ηλεκτροκινητήρων και των μετασχηματιστών ισχύος. Με συντελεστή ακολουθίας αρνητικής τάσης ίσο με

nom 4%, η διάρκεια ζωής των ηλεκτροκινητήρων μειώνεται κατά περίπου

Σύνολο:0
Σε επαφή με 0
Google+ 0
Εντάξει 0
Facebook 0