Влияние показателей качества электроэнергии на работу сетей и электроприемников

Для нормальной работы любого промышленного предприятия должно быть обеспечено надежное снабжение его приемников электрической энергией в необходимом количестве и определенного качества. Качество электрической энергии потребителей, присоединенных к электрическим сетям общего назначения, регламентируется ГОСТ. Показателями качества электрической энергии у ее приемников являются:

при питании от электрических сетей однофазного тока — отклонения частоты напряжения, колебания частоты и напряжения и несинусоидальность формы кривой напряжения;

при питании от электрических сетей трехфазного тока — отклонения f, колебания f и U, несинусоидальность формы кривой напряжения, несимметрия напряжения основной частоты;

при питании от электрических сетей постоянного тока — отклонения напряжения, колебания напряжения и коэффициент пульсации напряжения.

Отклонение частоты - разность, усредненная за 10 мин между фактическим значением основной частоты и номинальным ее значением. Норма – не более 0,1 Гц.

Колебание частоты - разность между наибольшим и наименьшим значениями основной частоты в процессе быстрого изменения парамет­ров режима, когда скорость изменения частоты не меньше 0,2 Гц в секунду. Норма – не более 0,2 Гц сверх допускаемых отклонений 0,1 Гц.

Отклонение напряжения - разность между фактическим значением напряженияи его номинальным значением для сети, возникающая при сравнительно медленном изменении режима работы, когда скорость изме­нения напряжения меньше 1% в секунду. Не более 5% в нормальном режиме и не более 10% в максимальном.

Колебание напряжения - разность между наибольшими наименьшимдействующими значениями напряжения в процессе достаточно быстрого изменения параметров режима, когда скорость изменения напряжения не меньше 1% в секунду.

Отклонения и колебания напряжения в питающей сети нарушают нормальный режим работы промышленных установок, вызывают снижение их производитель­ности, уменьшение светового потока ламп, увеличивают удельные расходы электроэнергии, сырья и вспомогательных материалов, приводят к порче технологического оборудования и снижению меж­ремонтных сроков работы. Эксперименты показали, что снижение напряжения по отношению к номинальному даже в технически допустимых пределах приводит к уменьшению производительности установленного оборудования, ведет к значи­тельному убытку.

Несинусоидальность формы кривой напряжения характеризуется:

а) составом высших гармоник, каждая из которых определяется действующим значением;

б) действующим значением всех высших гармоник.

Наличие высокого уровня гармонических составляющих в сетях электро­снабжения предприятий приводит к ряду отрицательных явлений:

1) появление дополнительных потерь активной мощности и электроэнергии в элементах сети;

2) снижение коэффициента мощности;

3) ограничение области применения косинусных конденсаторных батарей вследствие возможности появления резонансных или близких к ним режимов на частотах высших гармоник;

4) ускоренное старение изоляции электрооборудования как вследствие ди­электрического, так и дополнительного ее нагрева;

5)повышенная вероятность перехода однофазного замыкания в междуфаз­ное вследствие увеличения полного тока или остаточного после компенсации тока замыкания на землю;

6)наличие высших гармоник тока в сети выпрямленного напряжения;

7)наличие высших гармоник токов и напряжений существенно увеличивает погрешности счетчиков для учета активной и реактивной энергии, а также вносит погрешности при измерениях токов и напряжений;

8)гармоники оказывают вредное действие на коммутацию трехфазных кол­лекторных двигателей;

9)токи высших гармоник вызывают неправильное действие некоторых видов релейных защит, ухудшают качество, а в некоторых случаях приводят к сбоям в работе систем контроля, автоматики, телемеханики и связи.

Несимметрия напряжения – вызывается несимметричной однофазной нагрузкой. Характеризуется коэффициентом напряжения обратной и нулевой последовательности.

Несимметрия приводит:

1. к уменьшению срока службы двигателей;

2. к избыточности при выборе мощности трансформаторов;

3. к дополнительным потерям мощности;

4. к уменьшению коэффициента мощности cos φ;

5. к уменьшению срока службы ОУ;

6. к расстройству устройств РЗиА.

Коэффициент пульсации постоянного (выпрямленного) напря­жения - выраженное в процентах отношение действующего значения всех гармо­нических составляющих выпрямленного напряжения к постоянной составляющей того напряжения. Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения на зажимах электродвигателей постоянного тока не должен превышать 8%. Высшие гармоники оказывают значительное влияние на технологический процесс и режим работы электролизеров и т. п. Наличие пульсирующего напряжения с большим содержанием высших гармоник способствует увеличению обратимых восстановительных процессов в электролите, влияет на подвижность ионов, на перенос за­ряда от катода к аноду и, следовательно, приводит к снижению коэффициента по­лезного действия электролизных установок, к ухудшению качества продукции.