Выявление источников несинусоидальности в сети

Лекция 16

Выявление источников несинусоидальности в сети

Совокупности характеристик, при которых приемники электроэнергии способны выполнять заложенные в них функции, объединены общим понятием качества электроэнергии (ГОСТ 13109-87). Снижение качества электроэнергии может произойти по вине, как производителей, так и потребителей электроэнергии (табл. 1) «Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» (ГОСТ 13109-87), «Правила присоединения потребителей электрической энергии к сетям общего назначения по условиям качества», «Правила энергоснабжения», «Правила пользования электрической энергией» и «Правила применения скидок и надбавок к тарифам на электрическую энергию».

Продолжительность непрерывных измерений значений ПКЭ:

·  При проведении арбитражных и сертификационных испытаний не менее 7 сут.

·  Органы государственного контроля (надзора) не менее одних суток.

·  Соответствие установленным требованиям проверяют по результатам измерений за каждые 24 ч в отдельности. При этом суммарный перерыв в измерениях за сутки не должен превышать 5 мин.

·  При претензионных испытаниях ЭЭ общую продолжительность непрерывных измерений ПКЭ устанавливают соглашением между сетевой организацией и потребителями, но она должна составлять не менее одних суток.

Показателями качества у приемников электроэнергии (сети однофазного тока) приняты следующие (перечислены только те показатели, способы измерения которых приведены ниже):

1. Отклонение частоты:

    Df = f - fном, или Df = 100(f - fном)/ fном ,

где f - действительное значение основной частоты;

       fном - номинальное значение основной частоты.

2. Размах колебаний частоты - разность между наибольшим и наименьшим значениями основной частоты за определенный промежуток времени:

df = fнб - fнм, или df =100(fнб - fнм)/fном ,

где  fнб - наибольшее значение основной частоты;

               fнм - наименьшее значение основной частоты.

Под колебаниями частоты понимают ее изменения, происходящие со скоростью 0,2 Гц в секунду.

3. Отклонения напряжения:

V = U - U ном, или V = 100(U - U ном)/ U ном,

где U - действительное значение напряжения;

      U ном - номинальное значение напряжения.

4. Колебания напряжения - разность между следующими друг за другом экстремумами огибающей действующих значений напряжений:

dV = U max - U min, или dV = 100(U max - U min)/ U ном ,

где U max - наибольшее значение напряжения;

              U min - наименьшее значение напряжения.

Под колебанием напряжения понимают не менее пяти размахов изменения напряжения в течение 12 секунд. Допустимые значения определяются характером и составом нагрузки.

5. Интервал времени между следующими друг за другом изменениями напряжения. Если интервал времени между концом изменения напряжения и началом следующего менее 0,04 секунды, то изменения, проходящие в одном направлении, рассматривают как одно. Данный параметр является характеристикой колебаний напряжений.

6. Несинусоидальность напряжения. Коэффициент несинусоидальности напряжения:

 

где U₁ - действующее значение первой гармоники напряжения, содержащейся в напряжении сети; U₂,..., U_N – действующие значения напряжений гармоник от 2-ой до N.

Допустимые значения показателей качества электроэнергии и погрешностей измерительных приборов для их определения представлены в таблице 1.

Показатели качества электроэнергии                                                                                        Таблица 1

показатели качества электроэнергии	номинальное значение	максимальное значение	± D, ±δ
отклонение частоты	± 0,2 Гц	± 0,4 Гц	0,02 Гц
размах колебаний частоты	---	0,2 Гц	0,02 Гц
отклонение напряжения до 1 кВ 6 - 20 кВ	± 5 % ---	± 10 % ± 10 %	0,5 % 0,5 %
коэффициент несинусоидальности напряжения до 1 кВ 6 - 20 кВ	5 % 4 %	10 % 8 %	0,5 % 0,5 %

Несинусоидальность напряжения сети (табл. 2) возникает из-за применения вентильных преобразователей, установок электросварки, мощных электродуговых печей, вольтамперные характеристики которых нелинейные. Характерной особенностью этих устройств является потребление ими из сети несинусоидальных токов при подведении к их зажимам синусоидального напряжения.

Характеристики измерительных  комплексов, определяющих качество электроэнергии

Шестнадцатиканальный измерительно-вычислительный комплекс ИВК “ОМСК-М” предназначен для измерения параметров электрической энергии в однофазных и трехфазных сетях, включая показатели качества электроэнергии по ГОСТ 13109-97 и оценки их соответствия нормально и предельно допускаемым значениям.

Отклонения напряжения:V = U - U_НОМ, илиV = 100(U - U_НОМ)/ U_НОМ,

где U - действительное значение напряжения;     

U_НОМ - номинальное значение напряжения.

Нормально допускаемые значения коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения

Гармоники в составе напряжения сети                                                                             Таблица 2

Коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения	Номинальное напряжение Uном, кВ
	0,38		6 – 20	35	110 – 330
Нечетные гармоники n, не кратные 3	5	6,0	4,0	3,0	1,5
	7	5,0	3,0	2,5	1,0
	11	3,5	2,0	2,0	1,0
	13	3,0	2,0	1,5	0,7
	17	2,0	1,5	1,0	0,5
	19	1,5	1,0	1,0	0,4
	23	1,5	1,0	1,0	0,4
	25	1,5	1,0	1,0	0,4
	> 25	0,2 + 1,3´ ´25/n	0,2 + 0,8´ ´25/n	0,2 + 0,6´ ´25/n	0,2 + 0,2´ ´25/n
Нечетные гармоники n, кратные 3	3	5,0	3,0	3,0	1,5
	9	1,5	1,0	1,0	0,4
	15	0,3	0,3	0,3	0,2
	21	0,2	0,2	0,2	0,2
	> 21	0,2	0,2	0,2	0,2
Четные гармоники n	2	2,0	1,5	1,0	0,5
	4	1,0	0,7	0,5	0,3
	6	0,5	0,3	0,3	0,2
	8	0,5	0,3	0,3	0,2
	10	0,5	0,3	0,3	0,2
	12	0,2	0,2	0,2	0,2
	> 12	0,2	0,2	0,2	0,2
Примечание: при определении KU(n) учитывают гармоники с n не более 40.

Предельно допускаемое значение K_U(n)пред вычисляют по формуле

K_U(n)пред = 1,5K_U(n)нд,

где K_U(n)нд – нормально допускаемое значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения, определяемое по таблице 2.

Подключение измерительных трансформаторов в схеме электроснабжения

Снижение качества электроэнергии может произойти по вине как производителей, так и потребителей электроэнергии.

Согласно ГОСТ - 13109 в возникновении отклонений частоты и напряжения виновной считается энергоснабжающая организация. Однако в соответствии с правилами пользования электрической энергией данная организация ответственности не несет, если потребитель не выдержал договорных условий по величине перетоков активной и реактивной мощностей в период наибольших и наименьших нагрузок.