Качество электроэнергии

Введение 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 13109-97 «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 13109-97 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.