Cerințe pentru fiabilitatea sursei de alimentare și calitatea energiei. Proiect alimentare cabana Nota explicativa (continuare) Sectiunea calitatea energiei electrice
Calitatea puterii
Această secțiune a proiectului a fost dezvoltată pe baza „Scrisorii de informare - Instrucțiunea IP-22/99” și în conformitate cu Legea rusă „Cu privire la protecția drepturilor consumatorilor” (Articolul 7) și Decretul Guvernului Rusiei din 13 august. , 1997 Nr. 1013 Energia electrică este o marfă și este supusă certificării obligatorii conform indicatorilor de calitate stabiliți prin GOST 131-9-97 „Standarde de calitate pentru energia electrică în sistemele de alimentare cu energie de uz general”.Calitatea energiei electrice în conformitate cu „Regulile de certificare a energiei electrice” trebuie să îndeplinească 6 puncte principale:
1 - abaterea constantă a tensiunii;
2- abaterea de frecventa;
3 - factorul de distorsiune al formei de undă a tensiunii sinusoidale;
4 - coeficientul celei de-a n-a componente armonice a tensiunii;
5 - coeficientul de asimetrie a tensiunii secventa negativa;
6 - coeficientul de asimetrie a tensiunii de ordine zero.
Abaterea tensiunii caracterizat printr-un indicator al abaterii tensiunii în regim de echilibru, pentru care sunt stabilite următoarele standarde:
Valorile normal admise și maxim admisibile ale abaterii tensiunii în regim de echilibru la bornele receptoarelor de energie electrică sunt egale cu 5%, respectiv 10% din tensiunea nominală a rețelei electrice.
Valorile în mod normal admise și maxime admise ale abaterii tensiunii în regim de echilibru în punctele de conectare comună a consumatorilor de energie electrică la rețelele electrice cu o tensiune de 0,38 kV sau mai mult trebuie stabilite în contractele de utilizare a energiei electrice între organizația furnizoare de energie. si consumatorul.
Abaterea frecvenței tensiunii caracterizat printr-un indicator de abatere pentru care sunt stabilite următoarele standarde:
Valorile în mod normal permise și maxim admisibile ale abaterii de frecvență sunt 0,2 și, respectiv, 0,4 Hz.
Factor de distorsiune sinusoidală Curba de tensiune pentru modul normal este de -8% pentru 0,38 kV, -5% pentru 6-10 kV, valorile maxime admise sunt de 12%, respectiv 8%.
Coeficientul componentei a n-a armonică tensiunile în punctele de conectare comună la rețelele electrice cu tensiuni nominale diferite sunt date în tabelul 2 GOST 13109-97.
Asimetrie de tensiune caracterizat de următorii indicatori:
Factorul de asimetrie a tensiunii secvență negativă;
coeficient de asimetrie a tensiunii cu secvență zero.
Valorile normal admise și maxim admisibile ale coeficientului de asimetrie a tensiunii secvență negativă în punctele de conectare comună la rețelele electrice sunt 2,0 și, respectiv, 4,0%.
2.1. Indicatori de calitate a energiei electrice și standardizarea acestora
Pentru o lungă perioadă de timp, dezvoltarea sectorului energetic în țara noastră a fost însoțită de subestimarea și adesea necunoașterea problemelor calității energiei electrice, ceea ce a dus la agitarea masivă a compatibilității electromagnetice a rețelelor electrice, consumatorilor și sistemelor de alimentare. Compatibilitatea electromagnetică este definită ca abilitatea unui dispozitiv electric de a funcționa satisfăcător în mediul electromagnetic căruia îi aparțin și alte dispozitive. Calitatea energiei electrice se deteriorează de la an la an, în timp ce cererile pentru îmbunătățirea acesteia cresc. Acum există o situație dificilă când există multe procese tehnologice, de exemplu, biotehnologie, linii automate, calcul, vid, tehnologie cu microprocesoare, telemecanică, sisteme electrice de măsurare etc. Având în vedere calitatea actuală a energiei electrice, acestea nu pot funcționa în mod fiabil (fără întreruperi).
La urma urmei, a sosit momentul în care energia electrică (EE) trebuie considerată ca o marfă, care, în orice sistem de management, se caracterizează prin anumiți indicatori (specifici), a căror listă și valori determină calitatea sa de consumator.
Calitatea energiei (QE) există un set corespunzător al parametrilor săi care descriu caracteristicile procesului de transmisie EE pentru utilizarea sa în condiții normale de funcționare, determină continuitatea alimentării cu energie (absența întreruperilor pe termen lung sau scurt în alimentarea cu energie) și caracterizează tensiunea de alimentare. (magnitudine, asimetrie, frecvență, formă de undă). Înainte de această definiție, mai trebuie adăugate două observații.
În primul rând: KE se exprimă în general prin gradul de satisfacție a consumatorului față de condițiile de alimentare cu energie, ceea ce este important din punct de vedere practic.
În al doilea rând: KE depinde nu numai de condițiile de alimentare cu energie, ci și de caracteristicile echipamentului electric utilizat (criticitatea acestuia la obstacolele electromagnetice (EMI), precum și capacitatea de a le genera) și practicile de operare. Ultima remarcă determină faptul că responsabilitatea pentru KE ar trebui să fie suportată nu numai de organizațiile furnizoare, ci și de consumatorii de energie electrică și producătorii de echipamente electrice.
Comisia Electrotehnică Internațională (IEC) elaborează și aprobă standarde KE de trei tipuri: definitorii, care conțin o descriere a mediului electromagnetic, terminologie, instrucțiuni pentru limitarea generației egale de EMF și pentru măsurarea și testarea mijloacelor pentru determinarea indicatorilor de calitate a puterii ( PQE), recomandări pentru fabricarea echipamentelor electrice; standarde generale care prevăd nivelurile admisibile ale EMF care sunt generate sau nivelurile admisibile ale acestora în rețelele electrice pentru uz casnic sau industrial; standarde detaliate (subiecte), care conțin cerințe pentru produse individuale și sunt atașate din punctul de vedere al KE.
Principala organizație din Europa care coordonează lucrările privind standardizarea în inginerie electrică, electronică și domenii conexe de cunoaștere este MEK. De asemenea, este necesar să se numească organizații internaționale precum Comitetul pentru sisteme electrice mari și Uniunea producătorilor și distribuitorilor de EE. O organizație regională influentă care se ocupă de normalizarea în domeniul CE pentru țările Uniunii Europene (UE) este CENELEC. Există, de asemenea, o serie de organizații profesionale internaționale și comitete naționale care dezvoltă standarde naționale pentru EC, de obicei bazate pe standardele IEC. Adoptarea normelor are loc în principal prin metoda expertizelor, prin vot.
Normalizarea valorilor PKE este una dintre principalele probleme ale problemei KE. Sistemul PKE este format din caracteristicile cantitative ale modificărilor lente (deviație) și rapide (oscilații) ale valorii tensiunii efective, forma și simetria acesteia într-un sistem trifazat, precum și modificări ale frecvenței. Personalul serviciilor energetice ale întreprinderii nu poate influența nivelul de frecvență din rețea. Excepție fac cazurile de alimentare din surse autonome, care sunt relativ rare în practică. Prin urmare, în cele ce urmează, sunt luate în considerare numai problemele care se referă la unitățile de control al tensiunii.
Principiile standardizării tensiunii PKE se bazează pe cerințe tehnice și economice și sunt după cum urmează:
PKE-urile de tensiune au o valoare energetică, adică caracterizează distorsiunea de putere (energie) a curbei de tensiune, gradul de efect negativ al acestei energii asupra echipamentelor electrice, iar eficiența proceselor tehnologice este comparată cu valorile distorsiuni PKE specificate;
Valorile maxime admise ale PKE sunt selectate pe baza considerentelor tehnice și economice;
PKE sunt normalizate cu o fiabilitate dată pe un anumit interval de timp pentru a obține valori specifice care să permită compararea.
Sistemul PKE, care se bazează pe aceste premise, poate fi utilizat începând de la lucrările de proiectare. Face posibilă implementarea suportului metrologic în masă pentru monitorizarea KE folosind instrumente relativ simple și ieftine, precum și implementarea măsurilor și mijloacelor tehnice pentru normalizarea KE.
În Ucraina, la 1 ianuarie 2000, a intrat în vigoare standardul interstatal GOST 13109-97 „Standarde de calitate a energiei electrice în sistemele de alimentare cu energie electrică de uz general”. Standardul stabilește indicatori și standarde de KE în rețelele electrice ale sistemelor de alimentare cu energie de uz general de curent trifazat și monofazat înlocuibil cu o frecvență de 50 Hz în nodurile la care sunt conectate rețelele electrice, care sunt deținute de diferiți consumatori EE, sau receptori EE (la nodurile comune de conectare). Sub rezerva respectării acestor standarde, este asigurată compatibilitatea electromagnetică a rețelelor electrice ale sistemelor de alimentare cu energie de uz general și a rețelelor electrice ale consumatorilor EE (receptoare EE).
Standardele stabilite de acest standard sunt obligatorii în toate modurile de funcționare ale sistemelor de alimentare cu energie electrică de uz general, cu excepția modurilor care sunt determinate de următoarele:
Condiții meteorologice excepționale și dezastre naturale (uragan, inundații, cutremur etc.);
Situații neprevăzute care sunt cauzate de acțiunile unei părți care nu este organizația de furnizare a energiei și consumatorul (incendiu, explozie, acțiune militară etc.);
Condiții reglementate de autoritățile guvernamentale, precum și cele legate de eliminarea consecințelor cauzate de condiții meteorologice excepționale și de circumstanțe neprevăzute.
Normele stabilite prin prezentul standard sunt supuse includerii în specificațiile tehnice de racordare a consumatorilor de EE și în contractele de utilizare a EE între furnizorii și consumatorii de energie electrică. Conform GOST 13109-97, indicatorii KE sunt:
Abatere stabilă de tensiune dU y;
Tensiune swing dUt;
Pt doza de pâlpâire;
Curba tensiunii factor de distorsiune sinusoidală KU;
Coeficientul celei de-a n-a componente de tensiune armonică KU (n);
Coeficientul de asimetrie a tensiunii secvenței negative K 2U ;
Coeficientul de asimetrie a tensiunii de ordine zero K 0U ;
Deviația de frecvență (f;
Durata căderii de tensiune Dtn;
Tensiune impuls U imp;
Factorul temporar de supratensiune K perU.
Trebuie remarcat faptul că sunt luate în considerare două tipuri de norme privind KE - în mod normal admisibile și maxim admisibil. Evaluarea conformității PKE cu standardele specificate se realizează în perioada de facturare, care este egală cu 24 de ore.
Cele mai multe dintre fenomenele care se observă în rețelele electrice și deteriorează calitatea energiei electrice apar din cauza particularităților funcționării generale a receptoarelor electrice și a rețelei electrice și a compatibilității lor electromagnetice. Șapte PKE-uri sunt cauzate în principal de pierderi de tensiune (căderi) în secțiunea rețelei electrice de la care sunt alimentați consumatorii.
Pierderea de tensiune într-o secțiune a rețelei electrice este determinată de expresia:
Rezistența activă (R) și reactivă (X) a secțiunilor de rețea indicate aici se presupune a fi constantă, iar puterile active (P) și reactive (Q) care sunt transmise prin secțiunea de rețea sunt înlocuibile. Natura acestor modificări, în plus, poate fi diferită, ceea ce determină diferite definiții ale pierderii de tensiune:
Când încărcătura se schimbă lent conform programului său - abaterea tensiunii;
Cu o natură în schimbare bruscă a sarcinii - fluctuația tensiunii;
Când sarcina este distribuită asimetric între fazele rețelei electrice - dezechilibru de tensiune într-un sistem trifazat;
Pentru sarcină neliniară - formă de curbă de sarcină nesinusoidală.
Din acele fenomene pe care consumatorul de energie electrică nu le poate influența, acesta își poate proteja echipamentul doar cu mijloace speciale, de exemplu, dispozitive de protecție de mare viteză sau dispozitive de putere garantată.
Responsabilitatea pentru menținerea tensiunii în limitele stabilite de GOST 13109-97 revine organizației de furnizare a energiei.
Abaterea tensiunii (VV) – discrepanța dintre tensiunea reală într-un mod stabil de funcționare a sistemului de alimentare cu energie și valoarea nominală a acesteia. Abaterea specificată este caracterizată de indicatorul stabil VN dU y.
Abaterea tensiunii într-unul sau altul punct al rețelei are loc, după cum s-a menționat deja, sub influența unei schimbări lente a sarcinii conform programului său.
GOST 13109 – 97 seturi valori admisibile ale abaterii tensiunii constante pe bornele receptorului electric. Iar limitele schimbării tensiunii în punctul de conectare a consumatorului trebuie determinate ținând cont de căderea de tensiune de la punctul specificat la receptorul de putere și specificată în contractul de furnizare a energiei.
Fluctuațiile de tensiune (VF) sunt abateri de tensiune care apar în intervalul de la o jumătate de ciclu la câteva secunde.
Sursele fluctuațiilor de tensiune sunt receptoare electrice puternice, cu o natură în impulsuri, în schimbare bruscă a consumului de energie activă și reactivă: cuptoare cu arc și inducție; dispozitive electrice de sudare; motoare electrice în regimuri de pornire etc. CN se caracterizează prin următorii indicatori:
Domeniul de modificare a tensiunii dUt;
Flicker doza Pt.
Pâlpâi – Aceasta este percepția subiectivă a unei persoane asupra fluctuațiilor fluxului luminos al surselor de lumină artificială, care sunt cauzate de fluctuațiile de tensiune din rețeaua electrică care alimentează aceste surse.
Doza de pâlpâire – o măsură a susceptibilității unei persoane la efectele pâlpâirii pe o anumită perioadă de timp. Timp de percepție a pâlpâirii - perioada minimă de timp pentru percepția subiectivă a unei persoane a pâlpâirii cauzate de fluctuațiile de tensiune de o anumită formă.
Doza de pâlpâire pe termen scurt este determinată pe un interval de timp de observare care nu depășește 10 minute. Doza pe termen lung de pâlpâire este determinată pe un interval de timp de observare de 2 ore.
Nesinusoidalitatea tensiunii este o distorsiune a formei sinusoidale a curbei de tensiune.
Receptoarele electrice cu o caracteristică curent-tensiune neliniară consumă curent a cărui formă de curbă diferă de cea sinusoidală. Și fluxul unui astfel de curent prin elementele rețelei electrice creează o cădere de tensiune pe ele, care este diferită de una sinusoidală. Acesta este motivul îndoirii formei sinusoidale a curbei de tensiune.
Figura 2.1. Tensiune nesinusoidală
Tensiunea sinusoidală este caracterizată de următorii indicatori:
Coeficientul de curbură al curbei de tensiune sinusoidală K U;
Coeficientul celei de-a n-a componente armonice a tensiunii K U (n).
Asimetria tensiunii - asimetria unui sistem de tensiune trifazat.
Asimetria tensiunii apare numai într-o rețea trifazată sub influența distribuției neuniforme a sarcinilor între fazele sale. GOST 13109-97 indică un consumator cu o sarcină asimetrică ca o sursă de încredere a vinovatului pentru asimetria tensiunii.
Sursele de asimetrie a tensiunii includ: cuptoare cu arc de topire a oțelului, substații de tracțiune cu curent alternativ, mașini de alimentare cu energie electrică, instalații electrotermice monofazate și alți consumatori monofazați, bifazici și trifazici asimetrici de energie electrică, în special pentru uz casnic. .
Deci sarcina totală a întreprinderilor individuale conține 85...90% din sarcina asimetrică. Și coeficientul de asimetrie a tensiunii de secvență zero (K 0U) al unei case de suprafață a 9-a poate fi de 20%, care pe barele colectoare ale unei stații de transformare (punctul de conectare comună) poate depăși 2%.
Figura 2.2. Asimetrie de tensiune
Asimetria tensiunii este caracterizată de următorii indicatori:
Coeficientul de asimetrie a tensiunii secvenței negative K 2U;
Coeficientul de asimetrie a tensiunii de ordine zero K 0U.
Abaterea de frecvență este abaterea frecvenței reale a tensiunii de înlocuire (fapt) de la valoarea nominală (f nom) în modul de funcționare constant al sistemului de alimentare.
Abaterea de frecvență a tensiunii de curent alternativ în rețelele electrice este caracterizată de indicatorul de abatere de frecvență (f.
Scăderea tensiunii este o scădere bruscă și semnificativă a tensiunii (mai puțin de 90% U nom) care durează de la câteva perioade până la câteva zeci de secunde cu revenire ulterioară a tensiunii.
Cauzele căderilor de tensiune sunt activarea mijloacelor automate de protecție la supratensiunile de trăsnet, curenții de scurtcircuit (SC), precum și la activarea eronată a protecției sau ca urmare a acțiunilor eronate ale personalului de exploatare.
GOST 13109-97 nu standardizează căderile de tensiune, limitează durata acesteia la 30 de secunde. Adevărat, scăderile de tensiune care durează 30 de secunde practic nu se întâmplă niciodată - tensiunea nu este restabilită.
Scăderea de tensiune este caracterizată de durata căderii de tensiune Dtn. .
Impuls de tensiune - o creștere bruscă a tensiunii care durează mai puțin de 10 milisecunde.
Supratensiunile impulsurilor apar în timpul furtunii și la comutarea echipamentelor (transformatoare, motoare, condensatoare, cabluri), în special la oprirea curenților de scurtcircuit. Mărimea impulsului de supratensiune depinde de multe condiții, dar este întotdeauna semnificativă și poate atinge multe sute de mii de volți.
GOST 13109-97 oferă valori de referință ale supratensiunii în timpul comutării pentru diferite tipuri de rețele.
Fig.2.3. Impuls de tensiune
Impulsul de tensiune este caracterizat de indicatorul de tensiune de impuls U imp.
Supratensiunea temporară este o creștere bruscă și semnificativă a tensiunii (mai mult de 110% U nom) care durează mai mult de 10 milisecunde.
Supratensiunile temporare apar în timpul comutării echipamentelor (în comutare, pe termen scurt) și în timpul scurtcircuitelor la masă (pe termen lung).
Supratensiunile de comutare apar atunci când liniile electrice lungi de înaltă tensiune sunt descărcate. Supratensiunile de lungă durată apar în rețelele cu neutru compensat, rețele cu patru fire atunci când firul neutru este întrerupt și în rețelele cu neutru izolat în timpul unui scurtcircuit monofazat la masă (în rețelele de 6-10-35 kV, continuu). funcționarea este permisă în acest mod). În aceste cazuri, tensiunea fazelor nedeteriorate în raport cu pământul (tensiunea de fază) poate crește până la valoarea tensiunii interfazate (de linie).
Supratensiunea temporară se caracterizează prin coeficientul de supratensiune temporară K per.U.
Standardele pentru PKE dat sunt prezentate în Tabelul 2.1. Dacă modificarea abaterii de înaltă tensiune și frecvență este aleatorie, atunci cerințele GOST 13109-97 se aplică celor care în perioada de calcul au o fiabilitate integrală de cel puțin 95%.
Tabelul 2.1. – Norme ale indicatorilor KE și posibile motive pentru scăderea acestora
| Simbol |
Indicator KE, unitate de măsură |
Norme KE
GOST 13109-97 |
Motiv mai probabil | |
|
în mod normal acceptabil |
maxim admisibil |
|||
| Abaterea tensiunii | ||||
| δuy | VN sustenabil, % | ±5 | ±10 | |
| Fluctuație de tensiune | ||||
| δut | Interval de modificare a tensiunii, % | - | curbele 1.2 din Fig. 2.1 | |
| Doza de pâlpâire, vizibilă. od.: Pe termen scurt de lungă durată |
||||
| Sinusoidalitate de tensiune | ||||
| Ku | Coeficient de curbură sinusoidal de tensiune, % | conform tabelului 2.1.2 | conform tabelului 2.1.2 | |
| Ku(n) | Coeficientul componentei a n-a armonică a tensiunii, % | conform tabelului 2.1.3 | conform tabelului 2.1.3 | |
| Asimetria tensiunii într-un sistem trifazat | ||||
| K 2 u | Coeficientul de asimetrie a tensiunii secvenței negative, % | 2 | 4 | |
| K 0 u | Factor de asimetrie a tensiunii de ordine zero, % | 2 | 4 | |
| Alte | ||||
| Df | Deviația de frecvență, Hz | ±0,2 | ||
MINISTERUL ŞTIINŢEI ŞI EDUCAŢIEI DIN UCRAINA
INSTITUȚIE DE ÎNVĂȚĂMÂNT SUPERIOR DE STAT
UNIVERSITATEA NAȚIONALĂ TEHNICĂ DONETSK
Muncă de cercetare
pe tema: „Calitatea puterii”
Finalizat st.gr. _________________________________ data semnătură Bifată ________________________ data semnătură
Donețk, 2011
Această lucrare conține: 27 de pagini, 7 figuri, 1 tabel, 6 surse. Obiectul lucrării de cercetare este: calitatea energiei electrice în sistemele de alimentare cu energie electrică din Ucraina. Scopul lucrării: familiarizarea cu factorii care afectează calitatea energiei electrice și metodele de reglementare a acesteia; aflați cum se realizează reglarea automată a calității energiei; determina modul în care calitatea energiei electrice îi va afecta costul. Lucrarea a examinat sistemele de alimentare și de consum de energie de diferite modele și a identificat principalele probleme ale acestor sisteme, care pot duce la scăderea calității puterii. ENERGIE ELECTRICA, CALITATEA PUTERII ELECTRICE, NESIMETRIA TENSIUNII, SUPRATENSIUNEA, CONTROL AUTOMATIZAT, SISTEM ELECTRIC.
1. Indicatori de calitate a puterii………………………………………4 1.1 Abaterea tensiunii……………………………………………………………6 1.2 Fluctuațiile de tensiune………………………………………………………….8 1.2.1 Influența fluctuațiilor de tensiune asupra funcționării echipamentelor electrice………………………………… …………………… ..8 1.2.2 Măsuri de reducere a fluctuațiilor de tensiune…………………….9 1.3 Asimetria tensiunii………………………………………10 1.3. 1 Influența asimetriei tensiunii asupra funcționării echipamentelor electrice…………………………………………………………11 1.3.2 Măsuri de reducere a asimetriei tensiunii…………12 1.4 Non tensiune -sinusoidalitate………………………………………… …..12 1.4.1 Influența tensiunii nesinusoidale asupra funcționării echipamentelor electrice……………………………………… …………….13 1.4.2 Măsuri de reducere a tensiunii nesinusoidale..14 1.5 Abaterea de frecvență …………………………………………………….15 1.6 Supratensiune temporară…… …………………………………………………15 1.7 Supratensiune impuls…………………………………………………16 2. Control automat al calității energiei …………..16 2.1 Cerințe de bază pentru modelele de sisteme electrice care conțin surse mixte distribuite de distorsiuni de tensiune………… ..17 2.2 Metodologia de determinare a influenței efective a consumatorului asupra eficienței energetice...19 3. Plăți pentru energie electrică în funcție de calitatea acesteia………………………….22 Literatură…………………………………………………… ………………………………………26
1 INDICATORI DE CALITATE A PUNERII ELECTRICE
Aparatele și echipamentele electrice sunt proiectate să funcționeze într-un mediu electromagnetic specific. Mediul electromagnetic este considerat sistemul de alimentare cu energie electrică și dispozitivele și echipamentele electrice conectate la acesta, conectate inductiv și creând, într-o măsură sau alta, interferențe care afectează negativ reciproc funcționarea celuilalt. Dacă este posibil ca echipamentele să funcționeze normal în mediul electromagnetic existent, se vorbește despre compatibilitatea electromagnetică a echipamentelor tehnice. Cerințele unificate pentru mediul electromagnetic sunt stabilite prin standarde, ceea ce face posibilă crearea echipamentelor și garantarea performanței acestuia în condiții care îndeplinesc aceste cerințe. Standardele stabilesc niveluri acceptabile de interferență în rețeaua electrică, care caracterizează calitatea energiei electrice și se numesc indicatori de calitate a puterii (PQI). Odată cu schimbarea evolutivă a tehnologiei, cerințele pentru mediul electromagnetic se schimbă și ele, firesc în direcția strângerii. Prin urmare, standardul nostru pentru calitatea energiei, GOST 13109 din 1967, a fost revizuit în 1987 odată cu dezvoltarea tehnologiei semiconductoarelor și revizuit în 1997 odată cu dezvoltarea tehnologiei microprocesoarelor. Indicatorii calității energiei electrice, metodele de evaluare a acestora și standardele sunt determinați de Standardul Interstatal: „Energie electrică. Compatibilitatea electromagnetică a echipamentelor tehnice. Standarde pentru calitatea energiei electrice în sistemele de alimentare cu energie de uz general" GOST 13109-97. Tabel 1.1 – Standardizarea indicatorilor de calitate a energiei electrice
Numele PKE | Cauza cea mai probabilă |
|
Abaterea tensiunii |
||
abatere constantă a tensiunii | programul de încărcare a consumatorului |
|
Fluctuațiile de tensiune |
||
Tensiune | consumator cu sarcină în schimbare rapidă |
|
doza de pâlpâire |
||
Asimetria tensiunii într-un sistem trifazat |
||
factor de asimetrie a tensiunii de secvență negativă | consumator cu sarcină asimetrică |
|
coeficientul de asimetrie a tensiunii de ordine zero |
||
Forma de undă a tensiunii nesinusoidală |
||
factor de distorsiune a formei de undă de tensiune | consumator cu sarcină neliniară |
|
coeficientul celei de-a n-a componente armonice a tensiunii |
||
abaterea de frecventa | caracteristicile rețelei, condițiile climatice sau fenomenele naturale |
|
durata căderii de tensiune |
||
tensiune de impuls |
||
factor temporar de supratensiune |
||
- Cu o schimbare lentă a sarcinii în conformitate cu programul său - abatere de tensiune cu o natură în schimbare bruscă a sarcinii - fluctuații de tensiune cu o distribuție asimetrică a sarcinii între fazele rețelei electrice - asimetrie de tensiune într-un sistem trifazat; Cu o sarcină neliniară - formă nesinusoidală a curbei de tensiune.
Influența abaterii tensiunii asupra funcționării echipamentelor electrice:
- Instalatii tehnologice:
- Când tensiunea scade, procesul tehnologic se deteriorează semnificativ, iar durata acestuia crește. În consecință, costul de producție crește când tensiunea crește, durata de viață a echipamentului scade și probabilitatea de accidente crește atunci când apar abateri semnificative de tensiune, procesul tehnologic eșuează.
- Iluminat:
- Durata de viață a lămpilor de iluminat este redusă, astfel încât la o valoare a tensiunii de 1,1 U nom, durata de viață a lămpilor cu incandescență este redusă de 4 ori La o valoare a tensiunii de 0,9 U nom, fluxul luminos al lămpilor incandescente este redusă cu 40. % și lămpile fluorescente cu 15%. Când tensiunea este mai mică de 0,9 U nom, lămpile fluorescente pâlpâie, iar la 0,8 U nom pur și simplu nu se aprind.
- Acționare electrică:
- Când tensiunea la bornele unui motor electric asincron scade cu 15%, cuplul scade cu 25%. Este posibil ca motorul să nu pornească sau să se blocheze.
- Când tensiunea scade, curentul consumat din rețea crește, ceea ce duce la încălzirea înfășurărilor și la o scădere a duratei de viață a motorului. La funcționarea prelungită la o tensiune de 0,9 U, durata de viață nominală a motorului se reduce la jumătate Cu o creștere a tensiunii cu 1%, puterea reactivă consumată de motor crește cu 3...7%. Eficiența unității și a rețelei este redusă.
- 10% din sarcina specifică (de exemplu, la Moscova acesta este metroul - ~ 11%);
-30% iluminare etc.;
- 60% motoare electrice asincrone. Prin urmare, GOST 13109-97 stabilește valorile normale și maxime admise ale abaterii tensiunii în regim de echilibru la bornele receptoarelor electrice în limitele, respectiv, δUy nor = ± 5% și δUy pre = ± 10% din tensiunea nominală a rețelei . Aceste cerințe pot fi îndeplinite în două moduri: reducerea pierderilor de tensiune și reglarea tensiunii. ΔU = (P R + Q X) / U CPU (TP) Se realizează reducerea pierderilor de tensiune (ΔU):
- Selectarea secțiunii conductoarelor de linie de putere (≡ R) în funcție de condițiile de pierdere de tensiune Utilizând compensarea capacitivă longitudinală a reactanței liniei (X). Totuși, acest lucru este periculos din cauza creșterii curenților de scurtcircuit la X→0 Compensarea puterii reactive (Q) pentru a reduce transmisia acesteia prin rețelele electrice, folosind unități de condensatoare și motoare electrice sincrone care funcționează în modul de supraexcitare.
Reglarea tensiunii:
- În centrul de putere, reglarea tensiunii (U CPU) se realizează cu ajutorul transformatoarelor echipate cu un dispozitiv pentru reglarea automată a raportului de transformare în funcție de dimensiunea sarcinii - reglare la sarcină (OLTC). ~10% dintre transformatoare sunt echipate cu astfel de dispozitive. Domeniul de reglare este de ± 16% cu o discretie de 1,78%. Tensiunea poate fi reglată la stațiile intermediare de transformare (U TS) folosind transformatoare echipate cu un dispozitiv pentru comutarea robinetelor pe înfășurări cu rapoarte de transformare diferite - comutare fără excitare (PBV), adică cu deconectarea de la rețea. Domeniu de control ± 5% cu rezoluție de 2,5%.
Responsabilitatea pentru menținerea tensiuniiîn limitele stabilite de GOST 13109-97, este atribuită organizației de furnizare a energiei.
Într-adevăr, prima (R) și a doua (X) metodă sunt selectate la proiectarea rețelei și nu pot fi modificate ulterior. Metodele a treia (Q) și a cincea (U TP) sunt bune pentru reglarea schimbărilor sezoniere ale sarcinii rețelei, dar este necesar să se controleze modurile de funcționare ale echipamentelor de compensare ale consumatorilor la nivel central, în funcție de modul de funcționare al întregii rețele, adică organizația de furnizare a energiei. A patra metodă - reglarea tensiunii în centrul de alimentare (U CPU), permite organizației de alimentare cu energie să regleze rapid tensiunea în conformitate cu programul de încărcare a rețelei. GOST 13109-97 stabilește valorile admise ale abaterii tensiunii în regim de echilibru la bornele receptorului electric. Iar limitele modificării tensiunii în punctul de conectare a consumatorului trebuie calculate ținând cont de căderea de tensiune din acest punct la receptorul de putere și specificate în contractul de furnizare a energiei. 1.2 Fluctuațiile de tensiune Fluctuațiile de tensiune sunt abateri de tensiune care se schimbă rapid, care durează de la o jumătate de ciclu la câteva secunde. Fluctuațiile de tensiune apar sub influența sarcinii rețelei care se schimbă rapid. Sursele de fluctuații de tensiune sunt receptoare electrice puternice, cu o natură pulsată, puternic variabilă a consumului de energie activă și reactivă: cuptoare cu arc și inducție; aparate electrice de sudat; motoare electrice la pornire.Conform GOST 23875-88, calitatea energiei electrice este înțeleasă ca gradul de conformitate a parametrilor energiei electrice cu valorile lor stabilite.
Un parametru este înțeles ca o mărime care caracterizează cantitativ orice proprietate a energiei electrice (de exemplu, tensiunea, frecvența, forma curbei tensiunii etc.).
Diferența dintre valoarea curentă a parametrului energiei electrice și valoarea sa nominală sau de bază se numește abaterea parametrului energiei electrice. Valoarea de bază a parametrului poate fi luată ca medie de funcționare, valoare calculată, valoare limită sau stipulată prin contractul de alimentare.
Abaterea de tensiune (frecvență) în regim de echilibru este abaterea de tensiune (frecvență) în modul de funcționare în regim de echilibru al sistemului de alimentare.
Abaterea tensiunii este estimată ca procent
Fluctuațiile de tensiune sunt o serie de modificări unice ale tensiunii în timp. Fluctuațiile de tensiune sunt caracterizate de mărimea schimbării tensiunii și doza de pâlpâire.
Gama de fluctuații de tensiune este o valoare egală cu diferența dintre cele mai mari și cele mai mici valori ale tensiunii într-un anumit interval de timp în funcționarea în regim de echilibru a unei surse, a unui convertor de energie electrică sau a unui sistem de alimentare cu energie electrică.
Flickerul este percepția subiectivă a unei persoane cu privire la fluctuațiile fluxului luminos al surselor de lumină artificială cauzate de fluctuațiile de tensiune din rețeaua electrică.
Doza de pâlpâire este o măsură a susceptibilității unei persoane la efectele pâlpâirii pe o anumită perioadă de timp.
Supratensiune în sistemul de alimentare se referă la excesul de tensiune peste cea mai mare tensiune de operare stabilită pentru un anumit echipament electric. Supratensiune temporară înseamnă o creștere a tensiunii într-un punct din rețeaua electrică peste 1,1 U HOM , cu o durată mai mare de 10 ms, care apar în sistemele de alimentare în timpul comutării
și scurtcircuite.
Un impuls de tensiune este o schimbare bruscă a tensiunii într-un punct dintr-o rețea electrică, urmată de restabilirea la nivelul original sau aproape de acesta într-o perioadă de timp de până la câteva milisecunde.
Scăderea tensiunii înseamnă o scădere bruscă semnificativă a tensiunii (sub 0,9 U NOM) în sistemul de alimentare cu refacerea sa ulterioară după o perioadă de timp de la zece milisecunde la câteva zeci de secunde.
Conform GOST 13109-97, valorile admise în mod normal și maxim admisibile ale abaterii tensiunii în regim de echilibru la bornele receptorilor de energie electrică sunt egale cu +5% și, respectiv, +10% din tensiunea nominală a energiei electrice. reţea.
Limitele variațiilor de tensiune admise depind de frecvența de repetare a fluctuațiilor de tensiune pe minut și pentru fluctuațiile de tensiune care au formă de meandre, acestea variază de la fracțiuni de un procent la 10% din valoarea nominală.
Valorile în mod normal permise și maxime admise ale abaterii de frecvență sunt +0,2 și, respectiv, +0,4 Hz.
Scăderea de tensiune este caracterizată de durata scăderii de tensiune. Valoarea maximă admisă a duratei unei căderi de tensiune în rețelele electrice de până la 20 kV inclusiv este de 30 s.
Orez. 3.1 ilustrează unele dintre definițiile de mai sus.
Distorsiunea formei curbei de tensiune alternativă (curent) – diferența de formă a curbei de tensiune alternativă (curent) față de cea necesară.
Coeficientul formei curbei de tensiune alternativă (curent) este o valoare egală cu raportul dintre valoarea efectivă a tensiunii periodice (curent) și valoarea medie a acesteia (pentru o jumătate de perioadă).
Pentru unda sinusoidala 
.
Coeficientul de amplitudine al curbei tensiunii alternative (curentului) este o valoare egală cu raportul dintre valoarea maximă absolută a tensiunii (curentului) de-a lungul perioadei și valoarea efectivă a tensiunii (curentului) periodice. (Pentru sinusoid 
).
Factorul de distorsiune sinusoidală a curbei tensiunii (curentului) este unul dintre principalii indicatori ai calității puterii, egal cu raportul dintre valoarea efectivă a sumei componentelor armonice superioare și valoarea efectivă a componentei principale a tensiunii alternative (curent). ):
% ,
Unde n- numărul de serie al componentei armonice a tensiunii. Al doilea indicator de non-sinusoidalitate este coeficientul n componenta armonică a tensiunii:
,
%.
Valorile normal admise și maxim admisibile ale coeficientului de distorsiune sinusoidală a curbei tensiunii sunt, respectiv, la punctele de conectare la rețelele electrice:
Cu U NOM = 0,38 kV 8 și 12%, s U NOM = 6 -20 kV 5 și 8%, s U NOM = 35 kV 4 și 6% , Cu U NOM= 110 - 330 kV 2 și 3%. .
Pentru a caracteriza asimetria tensiunii, se folosesc coeficienți de asimetrie pentru secvențele negative și zero.
Factorul de dezechilibru al secvenței negative este dat pentru tensiunile fază la fază, a căror sumă geometrică este întotdeauna zero. Este egal cu raportul, %,
,
% ,
Unde U 2 , U 1 - componente de secvență negativă și pozitivă atunci când sunt descompuse folosind metoda componentelor simetrice ale sistemului de tensiune fază-fază.
Coeficientul de asimetrie a secvenței zero este definit ca
,
% .
Este egal cu raportul procentual al componentelor secvenței zero și pozitive atunci când sunt descompuse folosind metoda componentelor simetrice ale sistemului de tensiune de fază. Mai mult, se știe că raportul U 1 Și U 1 F pentru sistemele conectate de tensiuni de fază și fază la fază are o formă simplă:
U 1
=
U 1 F .
Valorile normal admise și maxim admisibile ale coeficientului de asimetrie a tensiunii secvență negativă în punctele de conectare comună la rețelele electrice sunt egale cu 2, respectiv 4%.
Valorile în mod normal admise și maxime admise ale coeficientului de asimetrie cu secvență zero în punctele de conectare comună la rețelele electrice cu patru fire cu o tensiune nominală de 0,38 kV sunt egale cu 2 și, respectiv, 4%.
Componentele de secvență pozitivă și zero pot fi introduse folosind o transformare liniară bazată pe o ecuație matriceală:
,
Unde 
,
;
;
A 3
= 1;
A 4 = A; 1+ a + a 2 = 0.
Aici 
Și 
simbol pentru vectorii coloană a tensiunilor de fază și a tensiunilor incluse în sisteme simetrice de secvențe zero, directe și negative, i.e.
= 
= 
.
Aceasta înseamnă că sistemele de mărimi de fază pot fi compuse din sisteme de zero ( 
,
,
),
linie dreaptă care coincide cu ordinea de bază a alternanței fazelor ( 
,A 2
,A
)
și secvențe inverse ( 
,
A
,
A 2 
).
Alternarea fazelor prezentată în Fig. 1 este luată ca principală. 3.2. Săgeata indică faptul că, după atingerea unei tensiuni maxime pozitive în faza A, trebuie să apară un maxim pozitiv în faza B, iar apoi în faza C. Ordinea tensiunilor de fază în vectorul coloană a tensiunilor de fază corespunde ordinii de bază a alternanței fazelor.
SECȚIUNEA 9. Calitatea puterii
PĂMÂNARE ECRANELE DE CABLURI
Conexiunile de ecranare a cablurilor sub forma unui „pigtail” nu pot fi recomandate pentru asigurarea EMC al liniilor de cablu, cu excepția aplicațiilor de joasă frecvență, în orice caz lungimea „pigtail” nu trebuie să depășească 30 mm. Pentru împământarea ecranelor CL, se recomandă utilizarea unor cleme sau conectori speciali.
Regula de bază este ca ecranele cablurilor de control și de alimentare să fie împământate la ambele capete. Acest lucru reduce interferența în modul comun. Cazurile speciale sunt dubla ecranare a cablurilor, împământarea printr-un condensator sau dispozitiv de protecție la supratensiune. Prin utilizarea condensatoarelor se realizează cuplarea între curenții de joasă și înaltă frecvență.
Utilizarea perechilor răsucite reduce semnificativ interferența indusă;
Cablurile coaxiale, în ciuda utilizării lor pentru a transporta semnale de înaltă frecvență, nu sunt foarte bune pentru frecvențele medii-inferioare;
Ecranele sub formă de împletitură pe suprafața exterioară a cablului sunt superioare în parametrii electrici față de ecranele sub formă de folie înfășurată în spirală;
Impletitura si folia sunt mai bune, cu cat sarma sau materialul foliei este mai gros;
Instalarea longitudinală a foliei este mai bună decât instalarea în spirală, dar este dificil de îndoit;
Ecranul extern sub formă de împletitură și folie sau împletitură dublă este mult mai bun decât un singur ecran;
Perechile răsucite individuale dintr-un cablu ecranat comun pot necesita ecrane individuale pentru a preveni interferența capacitivă între conductorii de semnal;
Ecranele multistrat cu izolație între straturile de ecran sunt mai bune decât cele fără izolație.
Concluzii asupra secțiunii
Soluțiile de proiectare pentru asigurarea EMC a stațiilor de înaltă tensiune includ: dezvoltarea de soluții de amenajare, proiectarea dispozitivului de împământare a stației, dezvoltarea canalelor de cabluri și a sistemelor de protecție împotriva trăsnetului, proiectarea unui sistem operațional de curent continuu și a unui sistem de alimentare cu curent alternativ.
Indicatorii de calitate a energiei electrice (EQI), metodele de evaluare a acestora și standardele sunt determinate de Standardul Interstatal: „Energie electrică. Compatibilitatea electromagnetică a echipamentelor tehnice. Standarde pentru calitatea energiei electrice în sistemele de alimentare cu energie de uz general" GOST 54149-2010.
Limitele CE stabilite de acest standard sunt niveluri de compatibilitate electromagnetică pentru interferența electromagnetică condusă în sistemele de alimentare cu energie de uz general. Sub rezerva respectării acestor standarde, este asigurată compatibilitatea electromagnetică a rețelelor de alimentare cu energie electrică de uz general și a rețelelor electrice ale consumatorilor de energie electrică (receptoare de energie electrică).
Standardele stabilite prin prezentul standard sunt supuse includerii în specificațiile tehnice de racordare a consumatorilor de energie electrică și în contractele de utilizare a energiei electrice între organizațiile de furnizare a energiei electrice și consumatorii de energie electrică.
Pe lângă cerințele EMC în legătură cu emiterea Decretului Guvernului Rusiei nr. 1013 din 13 august 1997 privind includerea energiei electrice în lista mărfurilor supuse certificării obligatorii, CE trebuie respectată și din punctul de vedere al Legea Federației Ruse „Cu privire la protecția drepturilor consumatorilor”. În lumina acestui decret guvernamental, a fost luată o decizie comună de către Standardul de stat al Rusiei și Ministerul Combustibilului și Energiei al Federației Ruse „Cu privire la procedura de introducere a certificării obligatorii a energiei electrice” din 03.03.1998, precum și un „ A fost introdusă procedura temporară de certificare a energiei electrice”.
