Лекция 5 Показатели и нормирование качества электроэнергии

Лекция 5
Показатели и нормирование качества электроэнергии
При питании электроприёмников от трёхфазных сетей качество
электроэнергии в соответствии с действующим ГОСТ характеризуют
отклонение
частоты
тока,
отклонение
и
колебание
напряжения,
несинусоидальность формы кривой напряжения, смещение нейтрали и
несимметрия напряжений основной частоты.
При питании электроприёмников от сетей однофазного тока качество
электроэнергии определяется по тем же показателям за исключением двух
последних.
Частота тока и напряжения f зависит от числа пар полюсов и частоты
вращения синхронного генератора на электростанциях
f  n p
60
где p- число пар полюсов
n- частота его вращения, мин 1
Отклонение частоты f - разность между фактическим значением f и
номинальным f Н  50 Гц
f  f  f Н
Разность усредняют за 10 мин.
Достаточно медленные изменения напряжения характеризуются
отклонением напряжения V равным разности между фактическим значением
U в некоторой точке и номинальным U Н
V  U UН
Отклонение напряжения обычно
выражается
номинального напряжения
V% 
100(U  U Н )
UН
в процентах от
Колебания напряжения, т.е. изменения со скоростью более 1% в
секунду, характеризуются размахом изменения напряжения и дозой фликера.
Под размахом понимают разность между следующими друг за другом
экстремумами
огибающей
действующих
значений
напряжения.
Если
огибающая действующие значения напряжения имеет горизонтальные
участки, то размах изменения напряжения определяют как разность между
соседним горизонтальным участком кривой и её экстремумом или как
разность между соседними горизонтальными участками.
Размах изменения напряжения U вычисляется по формуле
U  U max  U min ,
где U max ,U min - экстремумы огибающей действующие значения
напряжения, или в процентах
V % 
100(U max  U
min
)
UН
Если два изменения напряжения происходят в одном направлении, но
интервал времени между ними менее 40 мс, то их считают одним размахом.
На рис.1 показаны пять размахов изменения напряжения за 12с
Доза фликера- это мера восприимчивости человека к воздействию
колебаний
светового
потока
искусственных
источников
освещения,
вызванных колебаниями напряжения в электрической сети. Различают
кратковременную и длительную дозу фликера. Кратковременную дозу
определяют на интервале времени наблюдения равном 10 мин, а длительную
на интервале 2 часа.
Доза фликера определяется прибором- фликерметром.
Другими оценками колебаний напряжения служат частота изменения
напряжения F и интервал времени между следующими друг за другом
изменениями напряжения t ij . Частоту изменения напряжения F определяют
по формуле
F m ,
T
где m- число изменения напряжения со скоростью более 1% в секунду
за время T.
Основная причина отключения напряжения- изменение нагрузки во
времени и потери U в элементах сети.
Синусоидальная
форма
кривой
напряжения
искажается
из-за
нелинейности вольт-амперных характеристик отдельных элементов сети или
присоединённых к ней электроприёмников.
В этом случае кроме основной гармоники с действующим значением
U 1 содержатся и высшие с действующим значением U К . В практических
расчётах можно ограничиться учётом 13-й гармоники (к=13).
В трёхфазной сети с симметричной системой нагрузки действующее
значение несинусоидального напряжения определяется по формуле
13
U  U 1  0,005  U 2 К
к 3
Если вычисляют фазное напряжение, то в формуле k принимает все
нечётные значения от 3 по 13 включительно. При расчёте линейного
напряжения по этой формуле помимо чётных гармоник исключают и
гармоники кратные трём, т.е. третью и девятую.
Коэффициент
k-ой
гармонической
составляющей
напряжения
представляет собой отношение действующих значений напряжения k-ой
гармоники к напряжению основной частоты.
Коэффициент несинусоидальности
13
(0,005  U 2 K )
k 3

К Н .С
U1
или в процентах
13
K Н .С
Несимметрию
значениями
(0,5 U 2 K )
k 3
%
трёхфазной
напряжений
системы
обратной
и
U1
напряжений
прямой
характеризуют
последовательности.
Действующие значения напряжения обратной последовательности U 2 и
нулевой последовательности U 0 основной частоты допустимо вычислять по
приближённым формулам
U 2  0,62(U ЛБ  U ЛМ )
U 0  0,62(U ФБ  U ФМ )
где
U ЛБ ,U ЛМ -
наибольшее
и
наименьшее
значение
из
трёх
междуфазных (линейных)напряжений основной частоты, В, или кВ.
U ФБ ,U ФМ - наибольшее и наименьшее из действующих значений
трёхфазных напряжений основной частоты, В, кВ.
Коэффициенты
обратной
и
нулевой
последовательности
определяются как отношение соответствующих напряжений обратной или
нулевой последовательности к номинальному напряжению, т.е в %
K2 % 
K0 % 
100  U 0
100  U 0
Uн
UН
где K 2 , K 0 - коэффициенты обратной и нулевой последовательностей
напряжений основной частоты, U Н - номинальное напряжение. Ещё один
установленный ГОСТом показатель качества электроэнергии- длительность
провала напряжения. Под провалом напряжения понимают внезапное его
понижение в точке электрической сети ниже 90% от номинального, за
которым следует восстановление напряжения до первоначального или
близкого к нему уровня через промежуток времени от 10 мс до нескольких
десятков секунд.
Длительность
провала
напряжения-
интервал
времени
между
начальным моментом провала и моментом восстановления напряжения.
Показатели качества не должны выходить за пределы нормальных
значений в течение не менее 95% времени каждых суток и за пределы
максимальных значений- в остальное время. Показатели качества должны
укладываться в интервалы максимальных значений в послеаварийных
режимах.