Отклонение напряжения. Колебания напряжения. Несинусоидальность напряжения

Отклонение напряжения. Под этим показателем понимают величину, равную разности между значением напряжения в данной точке сети в рассматриваемый момент времени и его номинальным значением. Отклонение напряжения характеризует относительно медленные и плавные изменения напряжения. Они вызываются изменением нагрузки потребителей и, как следствие, изменением потерь напряжения в сети. На отклонение напряжения в. различных точках сети также оказывает влияние режим напряжений источников питания.

При эксплуатации электрических сетей невозможно постоянно контролировать напряжение у всех электроприемников. Поэтому для контроля устанавливают специальные контрольные точки, наиболее характерные для данной сети. Если в этих точках напряжение оказывается в допустимых пределах, то это означает, что у большинства потребителей оно также в допустимых пределах. Контрольные точки обычно выбирают на шинах вторичного напряжения подстанций, на шинах первичного напряжения в основных узлах системы и на электростанциях.

Отклонение напряжения существенно влияет на работу электроприемников и электрических сетей. Так, наиболее распространенные электроприемники — асинхронные электродвигатели — при отклонении напряжения изменяют частоту вращения, что во многих случаях оказывает влияние на производительность механизмов, работающих совместно с этими двигателями. Кроме того, при изменении напряжения за счет изменения тока могут возникать повышенный нагрев изоляции и снижение срока ее службы. При этом изменяются также потери мощности.

Снижение напряжения на лампах накаливания приводит к уменьшению освещенности, что может вызывать снижение производительности труда на ряде производств, где требуется значительное зрительное напряжение (заводы радиоаппаратуры, швейные фабрики и т. п.). Повышение напряжения приводит к сокращению срока службы ламп накаливания.

У газоразрядных люминесцентных ламп при повышении напряжения также уменьшается срок службы, а при снижении напряжения до определенной величины возникает «мигание».

В электролизных и электротермических установках при понижении напряжения снижается производительность труда и увеличивается себестоимость продукции, а в сварочном производстве ухудшается качество сварки.

В электрических сетях величина напряжения оказывает влияние на технико-экономические показатели. Так, потери активной мощности в линии при изменении напряжения изменяются неоднозначно. При повышении напряжения нагрузочные потери снижаются, а потери холостого хода, связанные с явлением короны, увеличиваются:

где ΔР_Н, ΔР_к — нагрузочные потери и потери на корону при номинальном напряжении; n — показатель, характеризующий состояние погоды.

Результирующая реактивная мощность линии, обусловленная потерями реактивной мощности и зарядной мощностью, также зависит от напряжения:

где ΔQ_Н, Q_В, — потери реактивной мощности и зарядная мощность при номинальном напряжении.

Отклонение напряжения вычисляют по формуле

где U — действительное значение напряжения, определяемое в сетях трехфазного тока как действующее значение напряжения прямой последовательности основной частоты.

Численные значения допустимых отклонений напряжения в соответствии со стандартом приведены в табл. 7.1. Для сетей напряжением 35 кВ и выше стандарт не нормирует отклонения напряжения. В таблице эти значения приведены в соответствии с ПУЭ.

Таблица 7.1.

Допустимые значения показателей качества напряжения

		Допустимые значения показателя
№ п/п	Наименование показателя
		Нормальное	Максимальное
1.	Отклонение напряжения, %, в сети напряжением:
	до 1 кВ	±5	+10
	6—20 кВ	—	±10
	35—220 кВ	—	+15
	330 кВ	—	+10
	500 кВ и более	—	+5
2.	Размах изменения напряжения, %	—	По рис. 7.2
3.	Доза колебаний напряжения, %2 (в зависимости от типа осветительных установок)	—	0,018—0,079
4.	Коэффициент несинусоидальности, %, в электрической сети напряжением:
	до 1 кВ	5	10
	6—20 кВ	4	8
	35 кВ	3	6
	110 кВ и выше	2	4
5.	Коэффициент гармонической составляющей напряжения нечетного (четного) порядка, %, в электрической сети напряжением:
	до 1 кВ	—	6 (3)
	6—20 кВ	—	5 (2,5)
	35 кВ	—	4 (2)
	110 кВ и выше	—	2 (1)
6.	Коэффициент обратной последовательности напряжений, %	2	4
7.	Коэффициент нулевой последовательности напряжений, %	2	4