Качество электрической энергии. Общие положения. Отклонения и размах колебаний частоты. Несимметрия напряжений, страница 2

Вопросы качества электроэнергии требуют более тщательной разработки и изучение происходящих  при этом явлений. Особые трудности обусловлены отсутствием требуемых измерительных приборов в электрических сетях и необходимостью изменения методов измерений. Это связанно, например, со случайным характером изменения нагрузок, что в свою очередь требует применения статистических приборов и соответствующей обработки получаемой информации – использования вероятностно-статических методов расчёта.

Отклонения и размах колебаний частоты.

Под отклонением частоты понимают разность между действительным и номинальным значениями основной частоты ∆f=f-fном  или ∆f= f-fном ⁄fном · 100

В нормальном режиме работы энергосистемы допускают отклонения частоты, усредненные за 10 мин, в пределах ±0,1Гц. Допускается временная работа энергосистемы с отклонением частоты, усреднённым за 10 мин, в пределах ± 0,2 Гц.

Размах колебаний частоты – разность между наибольшим и наименьшим значениями основной частоты за определённый промежуток времени:или

Под колебанием частоты понимают её изменения, происходящие со скоростью 0,2Гц в секунду. Размах колебаний частоты не должен превышать 0,2Гц.

Изменение отклонений и размаха колебаний частоты даже в жестко установленных пределах влияют на работу приёмников электроэнергии и надёжность некоторых типов электрооборудования. Асинхронные и синхронные электродвигатели с постоянным моментом на валу изменяют частоту вращения ω в зависимости от частоты сети. Например, для асинхронного двигателя такую зависимость определяют по формуле

где s- скольжение двигателя; f1 – частота напряжения питающей сети,

Гц;p – число пар полюсов двигателя.

Асинхронные двигатели с моментом, зависящим от скорости во второй степени, значительно изменяют свою производительность при отклонениях частоты; в ряде случаев возможны нарушения технологического процесса.

В {12}показано, что влияние отклонений частоты на производительность механизмов зависит от их типа. Потребляемая при этом активная мощность определяется по формуле Р= af n,

Где n – показатель степени, принимающий значения 0 – 4.

У металлорежущих станков мощность двигателей пропорциональна частоте и n=1. Для вентиляторов центробежных насосов n =2÷4 в зависимости от характера работы. Характеристики ряда потребителей, таких как электрические печи сопротивления, дуговые печи и лампы накаливания, не зависят от изменения частоты.

Неблагоприятно влияют отклонения частоты на сети промышленных предприятий, в этом случае установки силовых фильтров с защитными реакторами, предназначены для снижения уровня высших гармоник, возможны резонансные явления. Так, при некотором значении отклонения частоты в цепи защитный реактор – конденсаторная батарея возникает резонанс напряжения на частоте v. При дальнейшем снижении частоты цепь будет иметь ёмкостной характер для всех высших гармоник их источника. Это может явиться причиной перегрузок конденсаторной батареи по току, выходу её из строя, а также может привести к перераспределению высших гармоник в сети.

Вопросы влияния отклонений и размаха колебаний частоты на работу приёмников электроэнергии промышленных предприятий к настоящему времени изучены недостаточно полно.

Отклонения напряжения.

Одним из важнейших показателей качества электроэнергии является действующее значение напряжения – фазного или линейного в зависимости от схемы включения потребителей. В пределах одной ступени трансформации значение напряжения сети изменяется в относительно небольших пределах, поэтому с целью упрощения расчётов и достижения большей наглядности на практике пользуются понятием отклонения напряжения.

Под отклонением напряжения V понимают разность между фактическим значением напряжения U и его номинальным значением Uном для данной сети:

                                              V=U-Uном.

Если V выражается в процентах Uном, а U и Uном – в вольтах или киловольтах, то           

В СССР согласно ГОСТ 13109-87* в условиях нормальной работы приёмников электроэнергии отклонения напряжения от номинального значения допускаются в следующих пределах: