Влияние качества электроэнергии на работу электроприемников реферат

Обновлено: 05.07.2024

- влияние качества электроэнергии на работу электроприемников зданий.

- знакомство с проблемами качества и надежности электроэнергии в условиях города.

Отключения напряжения оказывают значительное влияние на работу асинхронных двигателей. Так, вращающий момент двигателя пропорционален квадрату напряжения на его выводах. При снижении напряжения уменьшаются вращающий момент и частота вращения ротора двигателя, так как увеличивается его скольжение. При значительных снижениях напряжения на выводах двигателя, работающего с полной нагрузкой, момент сопротивления механизма может превысить вращающий момент, что приведет к “опрокидыванию” двигателя, т.е. к его остановки. Снижение напряжения ухудшает условия пуска двигателя, так как при этом уменьшается его пусковой момент. Кроме того, при снижении напряжения на зажимах двигателя уменьшается потребляемая им реактивная мощность, увеличивается ток двигателя, что вызывает перегрев изоляции, а следовательно, уменьшается срок службы двигателя. Повышение напряжения на выводах двигателя приводит к увеличению потребляемой им реактивной мощности.

Снижение напряжения приводит к заметному снижению светового потока ламп накаливания; при снижении напряжения резко сокращается срок службы этих ламп. Увеличение напряжения приводит к росту потребляемой реактивной мощности люминесцентными лампами. Но изменение показателей у люминесцентных ламп значительно меньше при изменении напряжения, чем у ламп накаливания.

К колебаниям напряжения очень чувствительны осветительные приборы, особенно лампы накаливания и электронная техника.

Колебания напряжения, вызывающие мигание источников освещения (фликер-эффект), приводят к утомлению глаз человека, что снижает производительность труда, а в ряде случаев может привести и к травматизму.

Колебания напряжения нарушают нормальную работу телевизоров, холодильников, телефонно-телеграфной связи, компьютерной техники и т.п.

При колебаниях напряжения более 15 % может быть нарушена нормальная работа электродвигателей, возможно отпадание контактов магнитных пускателей, что приводит к отключению работающих двигателей.

Небольшая несимметрия напряжений (коэффициент несимметрия напряжений по нулевой последовательности) вызывает значительные токи обратной последовательности, которые, накладываясь на токи прямой последовательности, приводят к дополнительному нагреву статора и особенно ротора двигателя, а следовательно, к ускоренному старению изоляции и уменьшению его располагаемой мощности. Так, срок службы полностью загруженного асинхронного двигателя, работающего при несимметрии напряжения 4 %, сокращается в 2 раза. В синхронных двигателях кроме указанных выше отклонений, могут возникнуть опасные вибрации.

Несимметрия напряжений значительно влияет на работу однофазных электроприемников, если фазные напряжения не равны. Так, например, лампы накаливания, подключенные к фазе с более высоким напряжением, имеют меньший срок службы.

Несинусоидальность напряжения, обусловленная электроприемниками с нелинейной вольт-амперной характеристикой, вызывает появление в сети высших гармонических тока и напряжения. Это приводит к дополнительным потерям активной мощности во всех элементах системы электроснабжения, а также к ухудшению или нарушению работы устройств автоматики, телемеханики, компьютерной техники и других устройств с элементами электроники.

Таким образом, качество электроэнергии существенно влияет на надежность электроснабжения зданий, поскольку аварийность в сетях с низким качеством электроэнергии выше, чем в случае, когда показатели качества электроэнергии находятся в допустимых пределах

Невзирая на многочисленные работы, проблема надежности электроснабжения не имеет законченного решения. Ряд принципиальных положений, включая само определение надежности, остаются дискуссионными.

До недавнего времени проблема надежности ограничивалась вопросами обеспечения передачи потребителю заданного количества электрической энергии в рассматриваемый промежуток времени. С этой целью изучались закономерности появления различных нарушений в системе электроснабжения, на основе которых имеется возможность получить показатели надежности. Эти показатели в совокупности с величиной народнохозяйственного ущерба позволяют в принципе оптимизировать надежность, что является решением проблемы

Последние работы расширяют поставленную проблему. В понятие надежности включают не только количественные показатели подаваемой энергии, но также ее качественные характеристики, имея в виду обеспечение требуемого уровня напряжения, частоты и т. п. В обшем виде указанное определение представляется достоверным, так как надежность можно рассматривать как характеристику качества электроснабжения.

Такой подход значительно расширяет проблему надежности. Если рассмотреть технические мероприятия, обеспечивающие количественные и качественные характеристики поставляемой энергии, то можно утверждать, что решение вопросов, связанных с обеспечением этих характеристик, может производиться в подавляющем числе случаев независимо друг от друга. При этом имеется в виду, что средства, обеспечивающие количественные показатели подаваемой энергии, являются основными элементами (линии, трансформаторы) системы электроснабжения. Эти элементы определяют технико-экономические показатели системы при ее оптимизации.

Между тем средства, обеспечивающие качественные характеристики энергии и прежде всего уровни напряжения, не являются основными элементами системы электроснабжения. Если в первом случае в результате учета необходимой степени резервирования электроснабжения определяется глобальный оптимум системы, то во втором случае речь идет о решении частной задачи, например, о выборе рационального способа регулирования напряжения при заданных оптимальных параметрах системы электроснабжения.

В связи с отмеченным в дальнейшем, рассматривая вопросы надежности, ограничиваемся проблемой обеспечения потребителей необходимым количеством электрической энергии в соответствии с заданным графиком ее потребления, т. е. вопросами выбора рациональной степени резервирования электроснабжения. Такой подход широко отражен в литературе.

Требуемый уровень надежности электроснабжения промышленных потребителей определяется особенностями их технологического процесса. При этом в случае технико-экономической оценки надежности следует учитывать условия резервирования в технологической части предприятий, т. е. рассматривать систему электроснабжения и технологический процесс как единое целое.

Однако методика такого рода расчетов не разработана и вряд ли она будет касаться вышестоящих ступеней систем электроснабжения, предназначенных для питания совокупности потребителей.

При решении поставленной проблемы возможны два подхода, в частности, расчет надежности на основе натуральных показателей и оптимизация надежности с использованием стоимостных характеристик, путем сопоставления затрат на надежность с предотвращением народнохозяйственного ущерба, возникающего из-за перерывов электроснабжения.

Следует подчеркнуть, что регламентированная методика расчета надежности, как на основе натуральных показателей, так и с использованием стоимостных характеристик, невзирая на многообразие опублекованыx работ, до настоящего времени отсутствует. По этой причине при проектировании систем электроснабжения следует использовать соответствующие рекомендации ПУЭ и других нормативных документов.

Согласно ПУЭ, выбор надежности электроснабжения регламентируется применительно к электроприемникам потребителей. При этом под потребителем понимается предприятие илн организация, имеющие комплекс электроприемников, в то время как приемником называется электрооборудование (электродвигатель, преобразователь, светильники и т. п.), потребляющее или преобразовывающее электроэнергию.

Все виды электроприемников по надежности их электроснабжения делятся ПУЭ на три категории. При создании системы электроснабжения конкретного потребителя, питание каждой группы электроприемников должно рассматриваться самостоятельно. Учитывая многообразие электроприемников, классификация их в ПУЭ не может не носить общего характера. Последнее порождает определенные затруднения при установлении категорий некоторых электроприемников. Основным условием рационального решения вопросов электроснабжения потребителей является подробное знание технологии производственного процесса потребителей, а также последствий нарушения питания отдельных электроприемников и потребителей в целом.

Практика проектирования показывает, что необходимо критически оценивать требования технологов к надежности электроснабжения отдельных электроприемников. При этом следует учитывать степень резервирования в технологической части потребителей. Встречаются случаи, когда заведомо завышаются требования к надежности электроснабжения с целью перестраховки резервных технологических связей, имея в виду недостаточный уровень эксплуатации производственного процесса.

Определяющим фактором, влияющим на выбор системы электроснабжения конкретного потребителя, является удельный вес электроприемников разных категорий. Например, по проекту одного из крупных металлургических заводов приемников первой категории было 15%, второй - 80% и третьей -5%. Следовательно, схема питания, объем резервных элементов, используемые средства автоматики и другие вопросы системы электроснабжения данного завода должны быть выполнены с учетом указанного распределения приемников по категориям. В частности, резервное питание от второго независимого источника должно быть предусмотрено только для нагрузок первой категории, т. е. на 15% суммарной потребляемой мощности завода. Приемники третьей категории, мощность которых составляет 5%, резервным питанием могут не обеспечиваться и на случай нарушений нормального режима работы системы электроснабжения завода можно предусматривать их автоматическое отключение.

При дифференцированном подходе к электроснабжению приемников разных категорий могут возникнуть трудности при осуществлении системы их совместного питания, так как электронриемники всегда смешаны на территории предприятия и их разделение может быть затруднено. Поэтому в каждом конкретном случае следует искать рациональные решения для местных условий.

В районах новой застройки города, как правило, потребители I категории составляют 10-15%, II категории 50-60% и III категории 20-40% суммарной, т. е. мощность потребителей I и II категорий составляет от 60 до 80% суммарной нагрузки района. В таких условиях может быть рациональна полная автоматизация городских распределительных сетей 6—10 кВ. Такие сети допустимы в том случае, когда их применение приводит к увеличению приведенных затрат не более чем на 5%. Использование данной рекомендации позволяет обосновать осуществление распределительных сетей по совершенным схемам, путем сравнения их техникоэкономических показателей с показателями петлевых сетей. В заключение отметим, что чем выше рассматриваемая ступень системы электроснабжения, 'тем большие требования предъявляются к надежности питания.

Обеспечение надежного качества электроэнергии ведет к повышению эффективности работы приемников электроэнергии и электроэнергетических систем.
Решение проблемы качества электроэнергии должно опираться на технико-экономическое сопоставление эффекта от мероприятий по улучшению качества и неизбежных при этом дополнительных затрат.

Прикрепленные файлы: 1 файл

показатели качества энергии.doc

Показатели качества электроэнергии и их влияние на работу электрооборудования

Обеспечение надежного качества электроэнергии ведет к повышению эффективности работы приемников электроэнергии и электроэнергетических систем.

Решение проблемы качества электроэнергии должно опираться на технико-экономическое сопоставление эффекта от мероприятий по улучшению качества и неизбежных при этом дополнительных затрат.

Качество электроэнергии оценивается по технико-экономическим показателям, учитывающим ущерб от некачественной электроэнергии:

- технологический ущерб, обусловленный недоотпуском продукции, расстройством технологического процесса потребителей электроэнергии – ущерб в системах электроснабжения потребителей;

- электромагнитный ущерб от некачественной электроэнергии, выражающийся в увеличении потерь электроэнергии и нарушении работы электрооборудования - ущерб в электроэнергетике.

Качество электроэнергии связано с надежностью, поскольку нормальным

считается режим электроснабжения, при котором потребители обеспечиваются электроэнергией нормированного качества, требуемого количества и бесперебойно.

Основные показатели качества электроэнергии

ГОСТ 13109-99 устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей, или приемники электрической энергии (точки общего присоединения - ТОП).

Этот ГОСТ устанавливает 11 основных показателей качества электроэнергии (ПКЭ):

1) отклонение частоты δf;

2) установившееся отклонение напряжения δUу;

3) размах изменения напряжения δU 1

4) дозу фликера (мерцания или колебания) Рt;

5) коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения КU

6) коэффициент п-й гармонической составляющей напряжения КU(n)

7) коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности К2U',

8) коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности К0U;

9) глубину и длительность провала напряжения δUn , ∆tn;

10) импульсное напряжение Uимп;

11) коэффициент временного перенапряжения КлерU.

1.1. Отклонение частоты

Отклонение частоты в электрической системе, Гц, характеризует разность между действительным и номинальным значениями частоты переменного тока в системе электроснабжения и определяется по выражению

Допустимые нормы по отклонению частоты составляют

δfнорм= ± 0,2 Гц, δfпред =± 0,4 Гц

Влияние: При возникновении дефицита генерируемой мощности в системе происходит снижение частоты до такого значения, при котором устанавливается новый баланс генерируемой и потребляемой мощности, при избытке генерируемой мощности, наоборот, частота повышается.

Частота переменного тока в электрической системе определяется скоростью вращения генераторов электростанций. Номинальное значение частоты 50 Гц (в некоторых странах 60 Гц) может быть обеспечено при наличии резерва активной мощности на электростанциях.

В первую очередь изменение частоты отрицательно влияет на работу электрических двигателей, которые представляют собой основную нагрузку энергосистемы. Снижение частоты ведет к уменьшению эффективности работы оборудования собственных нужд электростанции, уменьшению генерации активной мощности и, как следствие, к еще большему снижению частоты вплоть до полного отключения генераторов.

Рост частоты также увеличивает токи намагничивания, а следовательно, и нагрев сталесодержащих элементов двигателей и трансформаторов. Это в свою очередь приводит к преждевременному старению указанных устройств.

1.2. Отклонение напряжения

Отклонение напряжения характеризуется показателем установившегося отклонения текущего значения напряжения С/ от номинального значения С/ном:

Причина: Отклонения напряжения от номинальных значений происходят из-за суточных, сезонных и технологических изменений электрической нагрузки потребителей; изменения мощности компенсирующих устройств; регулирования напряжения генераторами электростанций и на подстанциях энергосистем; изменения схемы и параметров электрических сетей. Отклонение напряжения нормируется на выводах приемников электрической энергии:

Влияние: При отклонении напряжения от номинального значения потребители электроэнергии и электрические сети работают в худших условиях по сравнению с режимом номинальных напряжений.

При повышении напряжения:

- возникает опасность перегрева статоров асинхронных двигателей;

- уменьшается срок службы ламп накаливания (в 5 раз при увеличении

напряжения на 10 %);

- увеличивается ток холостого хода трансформаторов, что приводит к перегреву сердечников трансформаторов;

- увеличивается потребление реактивной мощности вентильными преобразователями (на 1…1,5 % при повышении напряжения на 1 %).

При снижении напряжения:

- уменьшаются вращающие моменты асинхронных двигателей (на 19 %

при снижении напряжения на 10 %);

- возможен перегрев роторов асинхронных двигателей, уменьшение их

пусковых и опрокидывающих моментов, что может повлечь за собой нарушение технологического процесса электроприемников;

- уменьшается световой поток ламп накаливания (на 30 % при снижении

напряжения на 10 %);

- возникает перерасход электроэнергии и ухудшается технологический

процесс электропечей (в 1,5 раза при снижении напряжения на 7 %).

Обеспечить эти требования можно двумя способами: снижением потерь напряжения и регулированием напряжения.

Снижение потерь напряжения (ΔU) достигается:

· Выбором сечения проводников линий электропередач по условиям потерь напряжения.

· Применением продольной емкостной компенсации реактивного сопротивления линии (X).

· Компенсацией реактивной мощности (Q) для снижения ее передачи по электросетям, с помощью конденсаторных установок и синхронных электродвигателей, работающих в режиме перевозбуждения.

Кроме снижения потерь напряжения, компенсация реактивной мощности является эффективным мероприятием энергосбережения, обеспечивающим снижение потерь электроэнергии в электрических сетях.

Регулирование напряжения U:

· В центре питания регулирование напряжения осуществляется с помощью трансформаторов, оснащённых устройством автоматического регулирования коэффициента трансформации в зависимости от величины нагрузки — регулирование под нагрузкой (РПН). Такими устройствами оснащены ~ 10 % трансформаторов. Диапазон регулирования ± 16 % с дискретностью 1,78 %.

· Напряжение может регулироваться на промежуточных трансформаторных подстанциях (UТП) с помощью трансформаторов, оснащённых устройством переключения отпаек на обмотках с различными коэффициентами трансформации — переключение без возбуждения (ПБВ), т.е. с отключением от сети. Диапазон регулирования ± 5 % с дискретностью 2,5 %.

1.3. Колебания напряжения

Колебания напряжения характеризуются размахом изменения напряжения δU1, , дозой фликера Рt.

Колебания напряжения — быстро изменяющиеся отклонения напряжения длительностью от полупериода до нескольких секунд. Колебания напряжения происходят под воздействием быстро изменяющейся нагрузки сети.

Источниками колебаний напряжения являются мощные электроприёмники с импульсным, резкопеременным характером потребления активной и реактивной мощности: дуговые и индукционные печи; электросварочные машины; электродвигатели при пуске.

Размах изменения напряжения - разность между следующими друг за другом действующих значений напряжения любой формы, т. е. между следующими друг за другом максимальным и минимальным значениями огибающей действующих значений напряжения.

Влияние колебаний напряжения на работу электрооборудования:

Отклонения напряжения ещё более снижают эффективность работы и срок службы оборудования. Вызывают брак продукции. Способствуют отключению автоматических систем управления и повреждению оборудования. Так, например, колебания амплитуды и фазы напряжения вызывают вибрации электродвигателя, приводимых механизмов и систем. В частности, это ведёт к снижению усталостной прочности трубопроводов и снижению срока их службы. А при размахах колебаний более 15 % могут отключаться магнитные пускатели и реле.

Не менее опасна, вызываемая колебаниями напряжения, пульсация светового потока ламп освещения. Её восприятие человеком — фликер — утомляет, снижает производительность труда и, в конечном счёте, влияет на здоровье людей. Мера восприятия человеком пульсаций светового потока — доза фликера. Наиболее раздражающее действие фликера проявляется при частоте колебаний 8,8 Гц и размахах изменения напряжения δUt = 29 %. Причём, при одинаковых колебаниях напряжения отрицательное влияние ламп накаливания проявляется в значительно большей мере, чем газоразрядных ламп.

В качестве вероятного виновника колебаний напряжения ГОСТ 13109-97 указывает потребителя с переменной нагрузкой.

Мероприятия по снижению колебаний напряжения:

· Применение оборудования с улучшенными характеристиками.

Применение электродвигателей со сниженным пусковым током и улучшенным cos φ при пуске. Применение частотного регулирования электроприводов, или устройств плавного пуска-останова двигателя.

· Подключение к мощной системе электроснабжения

Распространение колебаний напряжения в сторону системы электроснабжения происходит с затуханием колебаний по амплитуде. Причём, коэффициент затухания тем больше, чем мощнее система электроснабжения.

· Разнесение питания спокойной и резкопеременной нагрузок на разные трансформаторы или секции сборных шин.

Размах изменения напряжения на шинах спокойной нагрузки снижается на 50. 60 %.

„Минусы“ — возрастают потери при неполной загрузке трансформаторов.

· Снижение сопротивления питающего участка сети.

„Минусы“ — увеличиваются капитальные затраты, а применение продольной компенсации опасно повышением токов короткого замыкания.

1.4. Несинусоидальность напряжения

Несинусоидальность напряжения — искажение синусоидальной формы кривой напряжения.

Электроприёмники с нелинейной вольтамперной характеристикой потребляют ток, форма кривой которого отличается от синусоидальной. А протекание такого тока по элементам электрической сети создаёт на них падение напряжения, отличное от синусоидального, это и является причиной искажения синусоидальной формы кривой напряжения.

Например, полупроводниковые преобразователи потребляют ток трапециевидной формы, образно говоря — выхватывают из синусоиды кусочки прямоугольной формы.

Источниками несинусоидальности напряжения являются: статические преобразователи, дуговые сталеплавильные и индукционные печи, трансформаторы, синхронные двигатели, сварочные установки, газоразрядные осветительные приборы, офисная и бытовая техника и так далее.

Строго говоря, все потребители имеют нелинейную вольтамперную характеристику, кроме ламп накаливания, да и те запрещены.

Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими показателями:

коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения;
коэффициентом n-и гармонической составляющей напряжения.
Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кu,

Влияние несинусоидальности напряжения на работу электрооборудования:

· Фронты несинусоидального напряжения воздействуют на изоляцию кабельных линий электропередач, — учащаются однофазные короткие замыкания на землю. Аналогично кабелю, пробиваются конденсаторы.

· В электрических машинах, включая трансформаторы, возрастают суммарные потери.

Так, при коэффициенте искажения синусоидальной формы кривой напряжения KU = 10 % суммарные потери в сетях предприятий, крупных промышленных центров, сетях электрифицированного железнодорожного транспорта могут достигать 10. 15 %.

· Возрастает недоучёт электроэнергии, вследствие тормозящего воздействия на индукционные счётчики гармоник обратной последовательности.

· Неправильно срабатывают устройства управления и защиты.

· Выходят из строя компьютеры.

Мероприятия по снижению несинусоидальности напряжения:

· Аналогично мероприятиям по снижению колебаний напряжения:

· Подключение к мощной системе электроснабжения.

· Питание нелинейной нагрузки от отдельных трансформаторов или секций шин.

· Снижение сопротивления питающего участка сети.

· Применение фильтрокомпенсирующих устройств.

L-С цепочка, включенная в сеть, образует колебательный контур, реактивное сопротивление которого для токов определённой частоты равно нулю. Подбором величин L и С фильтр настраивается на частоту гармоники тока и замыкает её не пропуская в сеть. Набор таких контуров, специально настроенных на генерируемые данной нелинейной нагрузкой высшие гармоники тока, и образует фильтрокомпенсирующее устройство (ФКУ), которое не пропускает в сеть гармоники тока и компенсирует протекание реактивной мощности

Влияние качества электроэнергии на работу электроприемников

Ветошкина М.С., КЭЛ-081(св)

Показатели качества электроэнергии

К показателям качества электроэнергии относятся:
Отклонение напряжения
Колебания напряжения
Несимметрия напряжений
Несинусоидальность напряжения
Отклонение частоты
- Электромагнитные помехи

Влияние отклонений напряжения

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 0,9ном срок службы двигателя снижается вдвое.
-При повышении напряжения на 1% потребляемая двигателем реактивная мощность увеличивается на 3. 7%. Снижается эффективность работы привода и сети.

Влияние колебаний напряжения

Колебания напряжения более 10% могут привести к погасанию газоразрядных ламп.
При глубоких колебаниях напряжения (более 15%) могут отпасть контакты магнитных пускателей, вызвав нарушения технологии производства.
Колебания напряжения с размахом 10. 15% могут привести к выходу из строя конденсаторов, а также вентильных выпрямительных агрегатов.
Колебания недопустимы для текстильного, бумагоделательного и других производств, предъявляющих особенно высокие требования к точности поддержания частоты вращения приводов, в качестве которых используют асинхронные двигатели.
Колебания напряжения с размахом 5 % вызывают резкое увеличение износа анодов и сокращение срока службы.
Колебания напряжения отрицательно влияют на работу радиоприборов, нарушая их нормальную работу и снижая срок службы.
К электроприемникам, чувствительным к колебаниям напряжения, относятся также вычислительные машины, рентгеновские установки и т.д.

Влияние несимметрии напряжения

Источниками несимметрии напряжений являются:
-дуговые сталеплавильные печи,
-тяговые подстанции переменного тока,
-электросварочные машины,
-однофазные электротермические установки и другие однофазные, двухфазные и несимметричные трёхфазные потребители электроэнергии, в том числе бытовые.
Влияние несимметрии напряжений на работу электрооборудования:
-Рост потерь электроэнергии в сетях, вызванный дополнительными потерями в нулевом проводе.
-Однофазные, двухфазные потребители и разные фазы трёхфазных потребителей электроэнергии работают на различных не номинальных напряжениях, что вызывает те же последствия, как при отклонении напряжения.
-В электродвигателях, кроме отрицательного влияния не несимметричных напряжений, возникают магнитные поля, вращающиеся встречно вращению ротора.
-Значительное снижение срока службы электрических машин, включая трансформаторы, как результат общего влияния на них несимметрии напряжений.

Влияние несинусоидальности напряжения

Источниками несинусоидальности напряжения являются:
-статические преобразователи,
-дуговые сталеплавильные и индукционные печи,
-трансформаторы,
-синхронные двигатели,
-сварочные установки,
-газоразрядные осветительные и бытовые приборы и так далее.

Влияние несинусоидальности напряжения на работу электрооборудования:
-Фронты несинусоидального напряжения воздействуют на изоляцию кабельных линий электропередач, — учащаются однофазные короткие замыкания на землю.
-Аналогично кабелю, пробиваются конденсаторы.
-В электрических машинах, включая трансформаторы, возрастают суммарные потери.
-Возрастает недоучёт электроэнергии, вследствие тормозящего воздействия на индукционные счётчики гармоник обратной последовательности.
-Неправильно срабатывают устройства управления и защиты.
-Выходят из строя компьютеры.

Влияние отклонения частоты

Жесткие требования стандарта к отклонениям частоты питающего напряжения обусловлены значительным влиянием частоты на режимы работы электрооборудования, ход технологических процессов производства и, как следствие, технико-экономические показатели работы промышленных предприятий. Электромагнитная составляющая ущерба обусловлена увеличением потерь активной мощности в электрических сетях и ростом потребления активной и реактивной мощностей.
Известно, что снижение частоты на 1 % увеличивает потери в электрических сетях на 2 % . Отклонения частоты отрицательно влияют на работу электронной техники, пониженная частота в электрической сети влияет и на срок службы оборудования, содержащего элементы со сталью (электродвигатели, трансформаторы, реакторы со стальным магнитопроводом), за счет увеличения тока намагничивания в таких аппаратах и дополнительного нагрева стальных сердечников.

Влияние электромагнитных помех

Провалы напряжения
Провалы напряжения – это внезапное и значительное снижение напряжения (менее 90 % Uном) длительностью от нескольких периодов до нескольких десятков секунд с последующим восстановлением напряжения. Причинами провалов напряжения является срабатывание средств защиты и автоматики при отключении грозовых перенапряжений, токов короткого замыкания (КЗ), а также при ложных срабатываниях защит или в результате ошибочных действий оперативного персонала.
Временное перенапряжение
Внезапное и значительное повышение напряжения (более 110% Uном) длительностью более 10 миллисекунд. Временные перенапряжения возникают при коммутациях оборудования (коммутационные, кратковременные) и при коротких замыканиях на землю (длительные). Коммутационные перенапряжения возникают при разгрузке протяжённых линий электропередач высокого напряжения. Длительные перенапряжения возникают в сетях с компенсированной нейтралью и четырёхпроводных сетях при обрыве нейтрального провода, в сетях с изолированной нейтралью при однофазном КЗ на землю (в сетях 6-10-35 кВ в таком режиме допускается длительная работа).
Импульсное перенапряжение
Импульсное перенапряжение – это резкое повышение напряжения длительностью менее 10 миллисекунд. Импульсные перенапряжения возникают при грозовых явлениях и при коммутациях оборудования (трансформаторы, двигатели, конденсаторы, кабели), в том числе при отключении токов КЗ. Величина импульса перенапряжения зависит от многих условий, но всегда значительна и может достигать многих сотен тысяч вольт.

Выводы

Таким образом, качество электроэнергии существенно влияет на надёжность электроснабжения, поскольку аварийность в сетях с низким качеством электроэнергии выше, чем в случае, когда показатели качества электроэнергии находятся в допустимых пределах.
Важнейшая роль в обеспечении качества электрической энергии отводится её потребителям. Но до тех пор, пока они не будут знать, что творится с качеством потребляемой ими электроэнергии, и сколько средств они при этом теряют, ждать реальных подвижек в лучшую сторону не приходится.

Качество электрической энергии характеризуется нормированными параметрами, главными из которых являются напряжение и частота. Качество электроэнергии оказывает большое влияние на эффективность работы электроприемников, что выражается в изменении экономических и технических показателей их работы.

Разновидности влияния на электроприемники

В зависимости от характера воздействия параметров электрической энергии на электроприемники, различают:

технологическое влияние;
электромагнитное влияние.

Технологическая составляющая связана с недовыпуском продукции предприятиями, что несет для них прямые убытки. Электромагнитная составляющая характеризуется ростом потребления реактивной мощности и значительными потерями активной мощности. По расчетам экспертов, убытки от технологического воздействия на несколько порядков выше от электромагнитной составляющей потерь.

Изменение частоты

При детальном рассмотрении влияния качества электроэнергии на технологические потери можно заметить, что основной фактор снижения производительности – снижение частоты в электрической сети. Это провоцирует снижение скорости вращения электрических двигателей и соответственно снижает производительность технологического оборудования. При этом увеличение частоты в сети также провоцирует аварийные ситуации. Это связано с выходом из строя технологического оборудования вследствие повышения скорости вращения электропривода.

Изменение напряжения

Колебание величины напряжения питающей электрической сети негативно влияет на работу осветительных устройств и асинхронных электродвигателей. При понижении напряжения снижается яркость и мощность светового потока от ламп накаливания, а дроссельные светильники могут вообще не работать. Это значительно снижает производительность и может стать причиной травматизма на рабочем месте. Пониженное напряжение также служит причиной остановки электрических двигателей и возникновению системной аварии на предприятии.

В случае увеличения напряжения, яркость освещения увеличится, но и срок службы лампы значительно сократится. Установлено, что при увеличении напряжения на 10% сверх нормативного, рабочий ресурс лампы сокращается в три раза. При росте напряжения на зажимах электропривода, существенно возрастает потребление реактивной мощности и соответственно нагрев. Это может стать причиной перегрузки электрического мотора и выхода его из строя. Кроме этого существует высокая вероятность пробоя изоляции на корпус и поражение людей электрическим током.

Как предупредить аварию?

Для предупреждения возникновения аварий при низком качестве поставляемой электрической энергии, следует использовать установку силовых трансформаторов и автотрансформаторов с устройством регулирования напряжения. Для предупреждения негативного влияния изменения частоты питающей сети используют частотную разгрузку на распределительных подстанциях. Для предупреждения травматизма, вследствие поставок электроэнергии низкого качества, следует регулярно проводить измерение сопротивления изоляции и замер контура заземления. Это поможет выявить слабые места в изоляции и отсутствие заземления.

Читайте также: