2020-10-10
310
Общие сведения
ГОСТ 13901 - 97 устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазно го и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым при соединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии ПЭ или приемники электрической энергии (точки общего присоединения).
Нормы КЭ, устанавливаемые стандартом, являются уровня ми электромагнитной совместимости для кондуктивных электромагнитных помех в системах электроснабжения общего на значения. При соблюдении указанных норм обеспечивается электромагнитная совместимость электрических сетей систем электроснабжения общего назначения и электрических сетей потребителей электрической энергии (приемников электрической энергии).
Нормы, установленные стандартом, являются обязательны ми во всех режимах работы систем электроснабжения общего назначения. Кроме режимов, обусловленных:
|
|
|
- исключительными погодными условиями и стихийными бедствиями (ураган, наводнение, землетрясение и т.п.);
- непредвиденными ситуациями, вызванными действиями стороны, не являющейся энергоснабжающей организацией и потребителем электроэнергии (пожар, взрыв, военные действия и т.п.);
- условиями, регламентированными государственными органами управления, а также связанных с ликвидацией последствий, вызванных исключительными погодными условиями и непредвиденными обстоятельствами.
Нормы, установленные ГОСТом 31109-97, подлежат включению в технические условия на присоединение потребителей электрической энергии и в договоры на пользование электрической энергией между электроснабжающими организациями и потребителями электрической энергии.
Согласно ГОСТу, проектные и эксплуатирующие организации должны предусматривать применение экономически обоснованных устройств и мероприятий, обеспечивающих нормированное качество электроэнергии у ее приемников. Решения отдельных организаций по размещению регулирующих и компенсирующих устройств в питающих и распределительных сетях, а также по снижению колебаний, несимметриии и несинусоидальности напряжения должны быть взаимно согласованы на основе технико-экономических обоснований.
Поддержание оптимального уровня напряжения на зажимах каждого ПЭ в общем случае нецелесообразной, в первую очередь, по экономическим соображениям. Действительно, поскольку ПЭ могут иметь неодинаковые режимы работы и находятся электрически на разном удалении от ИП (источника питания), то для поддержания оптимального напряжения на зажимах каждого из них необходимо снабдить их индивидуальными регуляторами напряжения. Очевидно, что это слишком дорого.
|
|
|
Более выгодным является групповое регулирование напряжения, когда общее регулирующее устройство устанавливается для группы ПЭ. При этом, естественно, номинальное напряжение будет поддерживаться лишь у некоторых из ПЭ, тогда как у остальных напряжение может отклоняться от номинального в большую или меньшую сторону.
Из-за этого в какой-то мере могут ухудшаться технические параметры производственных установок, отрицательно влияя на их экономичность. Однако экономия от замены индивидуально го регулирования напряжения правильно выбранным групповым, как правило, перекрывает соответствующее снижение экономичности производства.
Для обеспечения показателей качества электроэнергии у приемников по согласованию между электроснабжающей организацией и потребителем должны быть установлены значения показателей качества электроэнергии на границе раздела балансовой принадлежности электрических сетей. Контроль качества электроэнергии на границе раздела балансовой принадлежности должен осуществляться энергоснабжающей организацией и потребителем.
Показатели качества электроэнергии
Обеспечение качества электроэнергии на зажимах приемников электроэнергии - одна из наиболее сложных задач, решаемых в процессе проектирования и эксплуатации систем электроснабжения. Появление в системах электроснабжения мощных электродвигателей, вентильных преобразователей и других приемников с резкопеременной нагрузкой создало проблему их электромагнитной совместимости с системой электроснабжения, успешное решение которой обеспечивает рациональную работу как этих приемников, так и приемников со спокойной нагрузкой, присоединенных к той же системе (освещение, электродвигатели длительного режима работы и др.).
Показатели качества электроэнергии регламентируются требованиями ГОСТ 13109-97.
Этот ГОСТ устанавливает 11 основных показателей качества электроэнергии (ПКЭ):
1. отклонение частоты df;
2. установившееся отклонение напряжения dUу;
3. размах изменения напряжения dUt
4. дозу фликера (мерцания или колебания) Pt;
5. коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кu;
6. коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения Кu( n )
7. коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности K2u;
8. коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности K0u;
9. глубину и длительность провала напряжения dUП, dtП;
10. импульсное напряжение Uимп;
11. коэффициент временного перенапряжения KперU
При определении значений некоторых показателей КЭ используют следующие вспомогательные параметры электрической энергии:
1. частоту повторения изменений напряжения FdUt;
2. интервал между изменениями напряжения Dti,j+1;
3. глубину провала напряжения dUп;
4. частоту появления провалов напряжения Fп;
5. длительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды Dtимп0,5;
6. длительность временного перенапряжения DtперU.
Установлены два вида норм ПКЭ: нормально допустимые (норм.) и предельно допустимые (пред.).
Свойства электрической энергии, показатели и наиболее вероятные виновники ухудшения КЭ приведены в табл. 1.1
Таблица 1.1 Свойства электрической энергии, показатели и наиболее вероятные виновники ухудшения КЭ
| Свойства электрической энергии | Показатель КЭ | Наиболее вероятные виновники ухудшения КЭ |
| Отклонение напряжения | Установившееся отклонение напряжения dUу | Энергоснабжающая организация |
| Колебания напряжения | Размах изменения напряжения dUt Доза фликера Pt | Потребитель с переменной нагрузкой |
| Несинусоидальность напряжения | Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кu Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения Кu( n ) | Потребитель с нелинейной нагрузкой |
| Несимметрия трехфазной системы напряжений | Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности K2u Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности K0u | Потребитель с несимметричной нагрузкой |
| Отклонение частоты | Отклонение частоты df | Энергоснабжающая организация |
| Провал напряжения | Длительность провала напряжения dtП | Энергоснабжающая организация |
| Импульс напряжения | Импульсное напряжения Uимп | Энергоснабжающая организация |
| Временное перенапряжение | Коэффициент временного перенапряжения KперU | Энергоснабжающая организация |
Соответствие перечисленных параметров ГОСТу способствует увеличению выпуска продукции и общей рентабельности производства.
|
|
|
Отклонение напряжения
Отклонение напряжения характеризуется показателем установившегося отклонения текущего значения напряжения U от номинального значения Uном:
. (1.1)
При понижении напряжения возрастает скольжение и уменьшается частота вращения асинхронных двигателей, являющихся основными приемниками электроэнергии. При этом возрастает сила потребляемого тока, двигатели перегреваются и, быстрее изнашивается изоляция. Вращающий момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения, поэтому при его понижении затрудняются пуск и самозапуск двигателей под нагрузкой. В связи с этим установлены пределы отклонения напряжения на зажимах электродвигателей, станций управления от -5 до +10%.
Весьма чувствительны к изменению напряжения косинусные конденсаторы. Их реактивная мощность пропорциональна квадрату подводимого напряжения. Таким образом, при понижении напряжения на 10% мощность конденсатора снизится до 81%. Повышение напряжения на 10% увеличивает реактивную мощность конденсатора до 121% и приводит к его перегрузке, по этому для конденсаторов допускается увеличение напряжения не более чем на 10%.
|
|
|
Значительное влияние отклонение напряжения, оказывает, на работу электросварочных установок, ухудшая качество сварки. Для рационального ведения этого процесса отклонение напряжения на сварочных установках должно составлять ±5%.
Жесткие требования к качеству напряжения предъявляют осветительные установки. При отклонениях напряжения изменяются сила света ламп накаливания и срок их службы. Сила света изменяется при этом пропорционально изменению напряжения в третьей-четвертой степени. Повышение напряжении на 10% сокращает срок службы ламп накаливания примерно в 3 раза. ГОСТ 13109-97 допускает отклонения напряжения im зажимах электроосветительных приборов от -2,5 до +5%.
Колебания напряжения
Источниками колебаний напряжения являются потребители электроэнергии с резкопеременным графиком потребления мощности (особенно реактивной).
Колебания напряжения характеризуются размахом изменения напряжения dUt, частотой повторения изменений напряжения FdUt, интервалом между изменениями напряжения Dti,j+1; дозой фликера Pt.
Возникая в какой-либо точке электрической сети и распространяясь по ней, колебания напряжения оказывают отрицательное воздействие на чувствительные к ним электроприемники, в основном на осветительные.
Размах изменения напряжения - разность между следующими друг за другом действующих значений напряжения любой формы, то есть между следующими друг за другом максимальным и минимальным значениями огибающей действующих значений напряжения.
Огибающая действующих (среднеквадратичных) значений напряжения- ступенчатая временная функция, образованная действующими значениями напряжения, определенными на каждом полупериоде напряжения основной частоты.
Если огибающая действующих значений напряжения имеет горизонтальные участки (при спокойном графике нагрузки), то размах изменения напряжения dUt определяется как разность между соседними экстремумом (максимумом Umaxили минимумом Umin) и горизонтальным участком или как разность между соседними горизонтальными участками (рис. 1.1):
. (1.2)
Частота повторения изменения напряжения - число одиночных изменений напряжения в единицу времени:
,(c-1,мин-1,час-1) (1.3)
где m - число изменений напряжения со скоростью изменения более 1% в секунду за время Т.
Длительность изменения напряжения Dti,j+1 - интервал времени от начала одиночного изменения напряжения до его конечного значения (рис. 1.1).
Рис. 1.1 Колебания напряжения (пять размахов изменений напряжения)
Фликер (мерцание) - субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети, питающей эти источники.
Доза фликера Рt - мера восприимчивости человека к воз действию фликера за установленный промежуток времени, то есть интегральная характеристика колебаний напряжения, вызывающих у человека накапливающееся за установленный период времени раздражение мерцаниями (миганиями) светового потока. Дозу фликера напряжения в процентах в квадрате вычисляют по выражению
(1-4)
где dUf - действующие значения составляющих разложения в ряд Фурье изменений напряжения с размахом dUt, gf - коэффициент приведения действительных размахов изменения напряжения к эквивалентным; TOCP = 10 мин - интервал времени осреднения.
Время восприятия фликера - минимальное время для субъективного восприятия человеком фликера, вызванного колебаниями напряжения.
Предельно допустимые значения размаха изменения напряжения dUt в точках общего присоединения к электрическим сетям в зависимости от частоты повторения изменений напряжения FdUt или интервала между изменениями напряжения Dti,j+1 равны значениям, определяемым по кривым рис. 1.2. Кривая 1 - для потребителей электрической энергии, располагающих лампами накаливания. Кривая 2 - в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение. Перечень помещений с разрядами работ, требующих значительного зри тельного напряжения, устанавливают в нормативных документах, утверждаемых в установленном порядке.
Рис. 1.2. Зависимости частоты допустимых изменений напряжения от частоты их появления
Предельно допустимое значение суммы установившегося отклонения напряжения dUy, и размаха изменений напряжения dUt в точках присоединения к электрическим сетям напряжением 0,38 кВ равно ±10% от номинального напряжения.
Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера PΣt при колебаниях напряжения равно 1,38, а для дли тельной дозы фликера PLt при тех же колебаниях напряжения равно 1,0.
Кратковременную дозу фликера определяют на интервале времени наблюдения, равном 10 мин. Длительную дозу фликера определяют на интервале времени наблюдения, равном 2 ч.
Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера PSt. в точках общего присоединения потребителей электрической энергии, располагающих лампами накаливания в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, равно 1,0, а для длительной дозы фликера PLt в этих же точках равно 0,74.
Несинусоидальность формы кривой напряжения и тока
Внедрение ПЭ с нелинейными вольт - амперными характеристиками, но обеспечивающими увеличение экономической эффективности производства, привело к отрицательному влиянию этих приемников на электрические параметры режима сети. К таким ПЭ относятся: вентильные преобразователи (ртутные и полупроводниковые), установки электросварки, газоразрядные источники света, а также трансформаторы и электродвигатели. Характерной особенностью этих устройств является потребление ими из сети несинусоидальных токов при подведении к их зажимам несинусоидального напряжения.
Высшие гармонические токи и напряжения обусловливают дополнительные потери электроэнергии, приводят к нагреву электрооборудования и увеличивают интенсивность старения его изоляции и изоляции кабелей. Особенно неблагоприятное влияние эти гармоники оказывают на работу конденсаторных батарей, вызывая дополнительные потери и даже выход их из строя.
Токи высших гармоник, проходя по элементам сети, вызывают падения напряжения в сопротивлениях этих элементов, которые, накладываясь на основную синусоиду напряжения, приводят к искажению формы кривой напряжения.
Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими показателями:
- коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения;
- коэффициентом n-й гармонической составляющей напряжения.
Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кu, %, является отношением суммарного действующего значения всех высших гармоник к действующему значению напряжения основной гармоники, причем п ≥ 2:
. (1.5)
При определении коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения допускается не учитывать гармонические составляющие порядка п > 40 или действующее значение которых менее 0,3 от U(1).
Коэффициент n-й гармонической составляющей KU(n), %, является отношением действующего значения напряжения n-й гармоники U(n), к действующему значению напряжения первой гармоники:
(1.6)
Нормально допустимые и предельно допустимые значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с разными номинальными напряжениями приведены в табл. 1.2.
Таблица 1.2 Значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения, %
| Нормально допустимое значение при Uном, кВ | Предельно допустимое значение при Uном, кВ | ||||||
| 0,38 | 6...20 | 35 | 110...330 | 0,38 | 6...20 | 35 | 110...330 |
| 8,0 | 5,0 | 4,0 | 2,0 | 12,0 | 8,0 | 6,0 | 3,0 |
Нормально допустимые значения коэффициента KU(n)норм n-й гармонической составляющей напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с разными номинальными напряжениями Uном приведены в ГОСТе 13109-97.
Предельно допустимое значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения вычисляют по формуле
. (1.7)
ГОСТ 13109 - 97 нормирует форму кривой напряжения у приемников электроэнергии, допуская отклонение действующего напряжения всех высших гармоник от действующего напряжения основной частоты не более 5%.
Для снижения уровня влияния высших гармоник на напряжение устанавливают силовые фильтры, уменьшают число фаз выпрямления.
Несимметрия напряжения
При появлении в трехфазной электрической сети напряжений обратной и нулевой последовательностей, значительно меньших по величине соответствующих составляющих напряжения прямой (основной) последовательности нарушается симметрия напряжений трехфазной системы. Несимметрия трехфазной системы напряжений характеризуется коэффициентами несимметрии обратной последовательности K2u, %, и нулевой последовательности K0u, %, которые представляют собой отношение действующего значения напряжения соответственно обратной и нуле вой последовательности к действующему значению напряжения прямой последовательности (к номинальному напряжению):
где U2(1) и U0(1) - действующие значения напряжения соответственно обратной и нулевой последовательностей основной частоты трехфазной системы напряжений, В и кВ.
Допустимые значения этих показателей следующие: в нормальном режиме K2uнорм = K0uнорм = 2%; предельно допустимые K2uпред = K0uпред = 4%.
Несимметрия напряжений в системах электроснабжения оказывает значительное влияние на работу отдельных элементов сети и приемников электрической энергии. При несимметрии напряжений, обусловленных несимметричной нагрузкой, в статорах синхронных машин проходят токи прямой, обратной и нулевой последовательности, что вызывает нагрев ротора и увеличение вибрации, в некоторых случаях опасной для конструкции машин. Особенно неблагоприятно несимметрия напряжений сказывается на работе и сроке службы асинхронных машин. При несимметрии напряжений конденсаторные установки неравномерно загружаются реактивной мощностью по фазам, мощность многофазных выпрямителей снижается.
При несимметричном режиме токи нулевой последовательности постоянно проходят через заземлители и отрицательно сказываются на их работе, вызывая высушивание грунта и увеличение сопротивления растеканию. Они оказывают значительное влияние на низкочастотные каналы проводной связи, сигнализации и автоблокировки.
В системах электроснабжения различают кратковременные (аварийные) и длительные (эксплуатационные) несимметричные режимы. Кратковременные несимметричные режимы обычно связаны с различными аварийными процессами, например несимметричными короткими замыканиями, обрывами одного или двух проводов воздушной линии с замыканием на землю и т.п. Длительные несимметричные режимы обычно обусловлены несимметрией элементов электрической сети или подключением к системе электроснабжения несимметричных нагрузок.
Несимметрия напряжений и токов, обусловленная несимметрией элементов электрической сети, называется продольной. Примером продольной несимметрии могут служить неполнофазные режимы воздушных линий. Несимметрия характерна также для специальных систем электропередачи: два провода - земля (ДПЗ); два провода - рельсы (ДПР), два провода - труба (ДПТ) и т.д.
Несимметрия напряжений и токов, вызванная подключением к сети много- и однофазных несимметричных нагрузок, называется поперечной.
Провал напряжения
Внезапное значительное снижение напряжения в точке электрической сети ниже 0,9·Uном за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня через промежуток времени от десяти миллисекунд до нескольких десятков секунд (рис. 1.3), называют провалом напряжения.
Он характеризуется глубиной dUп (по отношению к значению напряжения в нормальном режиме) и длительностью Dtп.
Рис. 1.3. Провал напряжения
Провал напряжения:
или 
. (1.9)
Длительность провала напряжения Dtп - интервал времени между начальным моментом провала напряжения tн и моментом восстановления напряжения до первоначального или близкого к нему уровня tк
Dtп= tн - tк. (12.10)
Глубина провала напряжения может изменяться от 10 до 100%, длительность - от сотых до нескольких десятых секунды (в некоторых случаях - секунды).
Вспомогательной характеристикой является частота появления провалов напряжения Fп - число провалов напряжения определенной глубины и длительности за определенный промежуток времени по отношению к общему числу провалов за этот же промежуток времени.
Основной причиной появления провалов напряжения в системе электроснабжения являются короткие замыкания в от ходящих от цепи питания данного узла нагрузки ответвлениях электрической сети высокого (35...220 кВ), среднего (6...10 кВ) напряжений и в сетях с напряжением до 1 кВ.
Провалы напряжения не нормируются поскольку они неизбежны настолько же, насколько неизбежны короткие замыкания. Однако знать статистику по частоте, глубине и длительности провалов напряжения в системе электроснабжения необходимо для аргументированного использования агрегатов и источников бесперебойного питания с целью электроснабжения особенно чувствительных к провалам напряжения потребителей. К ним относятся: электронные микропроцессорные устройства управления, компьютеры, серверы и ряд других.
Импульсные напряжения и временные перенапряжения
Рис. 1.4. Точки присоединения электрической сети общего назначения
Импульсные напряжения - это резкое изменение напряжения в точке электрической сети рис. 1.4, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близ кого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд (то есть меньше полупериода).
Импульсное напряжение характеризуют следующие величины:
- амплитуда импульса - максимальное мгновенное значение импульса напряжения;
- длительность импульса - интервал времени между начальным моментом импульса напряжения и моментом восстановления мгновенного значения напряжения до первоначального или близкого к нему уровня; часто длительность импульса оценивается по уровню 0,5 его амплитуды Dtимп0,5.
В электрическую сеть напряжением 220...380 В может проникать импульсное напряжение до 3...6 кВ. Наиболее чувствительны к импульсным напряжениям электронные и микропроцессорные элементы систем управления и защиты, компьютеры, серверы и компьютерные станции.
Основным способом защиты от импульсных напряжений является использование ограничителей перенапряжения (ОПН) на основе металлооксидных соединений.
Временное перенапряжение - это повышение напряжения в точке электрической сети выше 1,1·Uном продолжительностью более Юме, возникающее в системах электроснабжения при коммутациях или коротких замыканиях.
Коэффициент временного перенапряжения КперU - величина, равная отношению максимального значения огибающей амплитудных значений напряжения за время существования временного перенапряжения к амплитуде номинального напряжения сети.
Длительность временного перенапряжения DtперU - интервал времени между начальным моментом возникновения временного перенапряжения и моментом его исчезновения.
Расчетные значения грозовых (табл. 1.3) и коммутационных импульсных напряжений (табл. 1.4) в точках присоединения электрической сети общего назначения (рис. 1.4) приведены для фазных номинальных напряжений сети и справедливы при условии, что распределительные устройства и линии электропередачи в электрических сетях энергоснабжающей организации и потребителей выполнены в соответствии с Правилами устройства электроустановок.
Формы грозовых импульсов, характерные для данных то чек, указаны на рис. 1.5-1.7 грозовых импульсных напряжений в электрической сети потребителя могут превышать указанные в табл. 1.3 значения за счет грозовых поражений в самой сети потребителя за счет отражений и преломлений грозовых импульсов в сети потребителя и частично - за счет разброса параметров грозовых импульсов.
Таблица 1.3 Грозовые импульсные напряжения, кВ
| Место расположения точек присоединения | Варианты точек на рис. 1.4 | Номинальное напряжение сети, кВ | |||||||
| 6 | 10 | 35 | 110 | 220 | 330 | 500 | 750 | ||
| Воздушная линия (ВЛ) | а, в б1 | 100 160 2000 | 125 | 325 | 800 | 1580 | 1890 | 2730 | 3570 |
| Кабельная линия(КЛ) | г е2 д, ж3 | 100 | 125 | 325 | 800 | 1580 | - | - | - |
| 34 | 48 | 140 | 350 | 660 | - | - | - | ||
| - | - | - | - | - | - | - | - | ||
| Силовой трансформатор (ТР) | з, з', и4 и' | 60 | 80 | 200 | 480 | 750 | 1050 | 1550 | 1950 |
| 34 | 48 | 140 | 350 | 660 | - | - | - | ||
Примечания. 1 В варианте точек присоединения б в числителе указано импульсное напряжение на металлических и железобетонных опорах, в знаменателе - на деревянных опорах.
2 Грозовые импульсные напряжения в точке присоединения е со ответствуют случаю отсутствия воздушной линии электропередачи на стороне вторичного напряжения UH2 трансформатора Тр2 (рис. 1.4) и значениям напряжений обмоток Тр2 UH1,UH2, соответствующим двум номинальным напряжениям, расположенным рядом в шкале стандартных напряжений (например 35 и 10 кВ, 110 и 220 кВ и т.д.).
При других сочетаниях номинальных напряжений Тр2 (например 110 и 10 кВ, 35 и б кВ и т.д.) грозовые импульсные напряжения, проходящие через обмотки трансформатора, меньше указанных значений.
3 При наличии на распределительной подстанции типа РП-Б, РП-В (рис. 12.4) воздушных линий электропередачи значения грозовых импульсных напряжений в точках присоединения д, ж такое же, как в варианте точек присоединения г и в. При отсутствии на распредели тельной подстанции типа РГ1-Б, РП-В воздушных линий электропередачи грозовые импульсные напряжения в точках присоединения д и ж опре деляются значениями импульсных напряжений в начале кабельной линии (точки г и в), уменьшенными в соответствии с данными по затуханию грозовых импульсов в кабельных линиях в зависимости от длины линии.
4 Указанные в данной строке значения импульсных напряжений справедливы при условии расположения точек общего присоединения з, з,,и на вводах силового трансформатора и наличии связи рассматриваемой обмотки с воздушной линией. При отсутствии связи (точка и' нарис. 1.4) импульсные напряжения соответствуют точке присоединения е.
Таблица 1.4 - Значения коммутационных импульсных напряжений при их длительности на уровне 0,5 амплитуды импульса, равной 1000-5000 мкс
| Номинальное напряжение сети, кВ | 0,38 | 3 | 6 | 10 | 20 | 35 | 110 | 220 |
| Коммутационное импульсное напряжение, кВ | 4,5 | 15,5 | 27 | 43 | 85,5 | 148 | 363 | 705 |
Рис. 1.5. Форма грозовых им пульсов, характерная для точек присоединения а, в, г, д на рис. 1.4.
Рис. 1.6. Форма грозовых им пульсов, характерная для точек присоединения, проходящих через выводы силового трансформатора, рассматриваемая обмотка которого имеет связь с ВЛ (точки присоединения з, з', ина рис. 1.4)
Рис. 1.7. Форма грозовых импульсов, характерная для точек присоединения б, е, ж на рис. 1.4.
Таблица 12.5 Значения коэффициента временного перенапряжения в точках присоединения электрической сети общего назначения в зависимости от длительности временных перенапряжений
| Длительность временного перенапряжения DtперU, с | До 1 | До 20 | До 60 |
| Коэффициент временного перенапряжения КперU, о.е | 1,47 | 1,31 | 1,15 |
В среднем за год в точке присоединения возможны около 30 временных перенапряжений.
При обрыве нулевого проводника в трехфазных электрических сетях напряжением до 1 кВ, работающих с глухо заземленной нейтралью, возникают временные перенапряжения между фазой и землей. Уровень таких перенапряжений при значительной несимметрии фазных нагрузок может достигать значений междуфазного напряжения, а длительность - нескольких часов.
Вероятность превышения указанных в табл. 1.4. значений коммутационных импульсных напряжений составляет не более 5%, а значений грозовых импульсных напряжений (табл. 1.3) - не более 10% для воздушных линий с металлическими и железобетонными опорами и 20% - для воздушных линий с деревянными опорами.
Причины отклонения частоты в электрической системе
Отклонение частоты в электрической системе, Гц, характеризует разность между действительным f и номинальным значениями частоты fном переменного тока в системе электроснабжения и определяется по выражению
df = f - fнoм. (1.11)
При нормальном режиме работы энергетической системы допускаются отклонения частоты, усредненные за 10 мин, ±0,1 Гц.
Временная работа энергетической системы разрешается с отклонением частоты, усредненным за 10 мин, +0,2 Гц.
Колебания частоты - это изменения частоты, происходящие со скоростью 0,2 Гц/с. Колебания частоты df- разность наибольшего fнб и наименьшего fнм значений основной частоты за определенный промежуток времени:
в Гц:
df = fнб - fнм (1.12)
или в %:
. (1.13)
Частота во всей энергетической системе (связанной сетями переменного тока) при установившемся режиме одинакова и определяется частотой вращения генераторов. Однако часто та вращения роторов генераторов определяется частотой вращения роторов турбин, которые имеют специальный регулятор частоты вращения (первичное регулирование), обладающий сравнительно большой инерцией (до 5%). Это значит, что частота вращения ротора турбины зависит от механической нагрузки на ее валу и определяется расходом энергоносителя (пар, вода). Электрическая нагрузка турбин непрерывно изменяется, поэтому должна изменяться и частота вращения генераторов (турбогенераторов); при росте нагрузки частота вращения (и частота сети) снижается, а при уменьшении возрастает.
Поддержание допустимого размаха колебаний частоты в энергетических системах во время аварийного отключения источников питания обеспечивается устройствами аварийной автоматической разгрузки по частоте (ААРЧ), которые отключают часть менее ответственных потребителей.
Нормализация параметров качества электроэнергии в каждом отдельном случае решается по разному.
Значения показателей качества электроэнергии должны находиться в допустимых пределах с вероятностью 0,95 за установленный период времени. Показатели качества, выходящие за допустимые пределы с вероятностью не более 0,05, должны в случае необходимости ограничиваться по величине и длительности по согласованию с энергоснабжающей организацией.
