Якість електричної енергії. Якість електроенергії

Найшвидше було б зателефонувати в мережі і з'ясувати, що саме їм треба.
Особисто я хз, що потрібно зробити, але спробую припустити:

Варіант перший: існує ГОСТ 32144-2013(набув чинності 01.07.2014) "Норми якості електричної енергії в системах електропостачання загального призначення" там Ви знайдете норми якості та допустимі відхилення і сам термін:
3.1.38 якість електричної енергії (КЕ): Ступінь відповідності характеристик електричної енергії у цій точці електричної системи сукупності нормованих показників КЕ.
Власне якщо ви провели всі розрахунки і у Вас немає споживачів, які погіршують якість електроенергії, то в розділі "Забезпечити якість електроенергії" просто вкажіть дані розрахунки та відсутність необхідності встановлення "пристроїв компенсації та регулювання реактивної потужності в електричних мережах".

Варіант другий: до постанови (№861 від 27.12.2004) у додатку про те, що повинні містити ТУ: "Технічні умови для приєднання до електричних мереж (для фізичних осіб з метою технологічного приєднання енергоприймальних пристроїв, максимальна потужність яких становить до 15 кВт включно) (з урахуванням раніше приєднаних у цій точці приєднання енергоприймальних пристроїв) та які використовуються для побутових та інших потреб, не пов'язаних із здійсненням підприємницької діяльності) " є пункт 10:
10. Мережева організація здійснює
(зазначаються вимоги до посилення існуючої електричної мережі у зв'язку з приєднанням
нових потужностей (будівництво нових ліній електропередачі, підстанцій, збільшення перерізу проводів та кабелів,
заміна або збільшення потужності трансформаторів, розширення розподільчих пристроїв, модернізація обладнання, реконструкція
об'єктів електромережевого господарства, встановлення пристроїв регулювання напруги для забезпечення надійності та якості електричної енергії,
а також за домовленістю Сторін інші обов'язки щодо виконання технічних умов, передбачені пунктом 25_1 Правил технологічного приєднання
енергоприймальних пристроїв споживачів електричної енергії, об'єктів з виробництва електричної енергії, а також об'єктів електромережевого господарства, що належать мережевим організаціям та іншим особам, до електричних мереж)

Можете в розділі в розділі "Забезпечити якість електроенергії" вказати, що згідно з постановою для споживачів до 15 кВт якість забезпечує мережева організація.

Варіант третій: Якщо договір між суміжними мережевими організаціями, то:
(постанова уряду РФ №861 від 27.12.2004, III. Порядок укладання та виконання договорів між мережевими організаціями) п 38. Договір між суміжними мережевими організаціями повинен містити такі істотні умови:

е) погоджені з суб'єктом оперативно-диспетчерського управління в електроенергетиці організаційно-технічні заходи щодо встановлення пристроїв компенсації та регулювання реактивної потужності в електричних мережах, що є об'єктами диспетчеризації відповідного суб'єкта оперативно-диспетчерського управління в електроенергетиці, в межах території суб'єкта Російської Федерації або інших територій, спрямованих на забезпечення балансу споживання активної та реактивної потужності у межах балансової належності енергоприймальних пристроїв споживачів електричної енергії (за умови дотримання виробниками та споживачами електричної енергії (потужності) вимог до якості електричної енергії за реактивною потужністю) (підпункт додатково включений з 27 березня 2010 року) року постановою Уряду Російської Федерації від 3 березня 2010 N 117);

ж) обов'язки сторін щодо дотримання необхідних параметрів надійності енергопостачання та якості електричної енергії, режимів споживання електричної енергії, включаючи підтримку співвідношення споживання активної та реактивної потужності на рівні, встановленому законодавством Російської Федерації та вимогами суб'єкта оперативно-диспетчерського управління в електроенергетиці, а також щодо дотримання встановлених суб'єктом оперативно-диспетчерського управління в електроенергетиці рівнів компенсації та діапазонів регулювання реактивної потужності (підпункт додатково включено з 27 березня 2010 року постановою Уряду Російської Федерації від 3 березня 2010 року N 117);

тобто. ви повинні вказати обладнання, яке встановлюється для приведення якості електроенергії в норму.

якось так, але не факт, що дана інформація Вам допоможе.

Hombre,Зіткнувся з подібним питанням щодо якості е/е. Мережева організація написала зауваження на проект зовнішнього електропостачання типу "... визначити комплекс технічних заходів щодо контролю якості е/е, що виключають відхилення їх від норм. величин у відповідності з ГОСТ 32144-2013..."

Так ось питання, як у проекті зовнішнього та внутрішнього електропостачання можна цей комплекс заходів визначити? Як у проекті оцінити параметри якості електроенергії, щоб вирішити чи потрібні додаткові. пристрої чи ні?

Гаразд за втратами напруги порахував, компенсувати реактивну потужність чи ні теж порахував - як бути з рештою параметрів якості е/енергії (оцінки їх) у проекті електропостачання?
Проект - виробнича база, Рразр.по ТУ 100кВт. У моєму випадку роблю тільки зовнішні мережі від КТП мережевої організації до РП-0,4кВ произв. основи, тобто. внутрянки та внутрішньомайданчикові мережі не роблю

Я взагалі в ПЗ прописую, про всяк випадок, що типу "плановані електроприймачі та електроспоживачі не погіршують параметри якості е/е нижче норм встановлених ГОСТ...." А ось сьогодні отримав такі зауваження

Ще одне питання-написали зауваження щодо компенсації реактів. потужності та доведення tgf не більше 0,1.

Я як розумію, якщо розр. потужність, що приєднується по ТУ менше 150кВт, то вимог до cosf з боку енергопостачання. організації не може бути і компенсацію реактивної потужності можна не робити (підстава -Наказ Міністерства промисловості та енергетики РФ від 22 лютого 2007 р. N 49)

Підкажіть як краще відповісти

Якщо я в чомусь не прав - поправте будь ласка

Розділ №14-2. Якість електричної енергії

Винуватці погіршення якості електричної енергії

Властивості електричної енергії, показники та найімовірніші винуватці погіршення якості електричної енергії наведені в таблиці 1:

Таблиця 1. Властивості електричної енергії, показники та найбільш ймовірні винуватці погіршення якості тва електричної енергії.

Властивості електричної

Показник КЕ

Найбільш ймовірні

винуватці погіршення КЕ

Енергопостачальна

Відхилення напруги

Відхилення, що встановилося, напряже-

ня δU y

організація

Споживач з

Коливання напруги

Розмах зміни напруги U t

Доза флікера Pt

змінним навантаженням

Споживач з

Несинусоїдальність

Коефіцієнт

спотворення

соідальності кривої

напруги K v

нелінійним навантаженням

Коефіцієнт n-ої гармонійної

складової напруги K U(i)

Споживач з несиммет-

Несиметрія

Коефіцієнт

несиметрії

трифазної системи

напруг

зворотній

річковим навантаженням

напруг

послідовності K 2U Коефіцієнт

несиметрії напруг за нульовою

послідовності K 0U

Енергопостачальна

Відхилення частоти

Відхилення частоти ∆f

організація

Енергопостачальна

Провал напруги

Тривалість провалу напруги ∆t п

організація

Енергопостачальна

Імпульс напруги

Імпульснонапруження U імп

організація

Енергопостачальна

Тимчасове

Коефіцієнт тимчасового

перенапруження

перенапругиK перU

організація

Від електричних мереж систем електропостачання загального призначення живляться електроприймачі різного призначення, розглянемо промислові електроприймачі.

Найбільш характерними типами електроприймачів, що широко застосовуються на підприємствах різних галузей промисловості, є електродвигуни та установки електричного освітлення. Значного поширення знаходять електротермічні установки, і навіть

вентильні перетворювачі, що служать для перетворення змінного струму на постійний. Постійний струм на промислових підприємствах застосовується для живлення двигунів постійного струму, електролізу, в гальванічних процесах, при деяких видах зварювання і т.д.

Установки електричного освітлення з лампами розжарювання, люмінесцентними, дуговими, ртутними, натрієвими, ксеноновими застосовуються на всіх підприємствах для внутрішнього та зовнішнього освітлення, потреб міського освітлення тощо. Лампи розжарювання характеризуються номінальними параметрами: споживаною потужністю P ном , світловим потоком

F ном, світловою віддачею η ном (рівною відношенню випромінюваного лампою світлового потоку до її потужності) і середнім номінальним терміном служби T ном. Ці показники значною мірою залежать від напруги на виводах ламп розжарювання. Зміни напруги призводять до відповідних змін світлового потоку та освітленості, що, зрештою, впливає на продуктивність праці та стомлюваність людини.

Вентильні перетворювачі в силу специфіки їх регулювання є споживачами реактивної потужності (коефіцієнт потужності вентильних перетворювачів прокатних станів коливається від 0,3 до 0,8), що викликає значні відхилення напруги в мережі живлення. Зазвичай, мають систему автоматичного регулювання постійного струму шляхом фазового управління. У разі підвищення напруги в мережі кут регулювання автоматично збільшується, а при зниженні напруги зменшується. Підвищення напруги на 1% призводить до збільшення споживання реактивної потужності перетворювачем приблизно на 1-1,4%, що призводить до погіршення коефіцієнта потужності. Вищі гармоніки напруги та струму несприятливо впливають на електроустаткування, системи автоматики, релейний захист, телемеханіку та зв'язок. З'являються додаткові втрати в електричних машинах, трасформаторах та мережах, ускладнюється компенсація реактивної потужності за допомогою батарей конденсаторів, скорочується термін служби ізоляції електричних машин. Коефіцієнт несинусоїдності

при роботі тиристорних перетворювачів прокатних станів може досягати значення більше 30 % на стороні 10 кВ напруги живлення, на симетрію напруги в силу симетричності їх навантажень вентильні перетворювачі не впливають.

Електрозварювальні установки можуть бути причиною порушення нормальних умов роботи для інших електроспоживачів. Зокрема, зварювальні агрегати, потужність яких в даний час досягає 1500 кВт в одиниці, викликають значно більші коливання напруги в електричних мережах, ніж, наприклад, запуск асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором. Крім того, ці коливання напруги відбуваються тривало і з широким діапазоном частот, у тому числі і в неприємному для установок електричного освітлення діапазоні (порядку 10 Гц). Електрозварювальні установки змінного струму дугового та контактного зварювання є однофазним нерівномірним і несинусоїдальним навантаженням з низьким коефіцієнтом потужності: 0,3 для дугового зварювання і 0,7 для контактного. Зварювальні трансформатори та апарати малої потужності підключаються до мережі 380/220 В, потужніші – до мережі 6 – 10 кВ.

Електротермічні установки залежно від методу нагрівання діляться на групи: дугові печі, печі опору прямої та непрямої дії, електронні плавильні печі, вакуумні, шлакового переплаву, індукційні печі. Дана група електроспоживачів також несприятливо впливає на мережу живлення, наприклад, дугові печі, які можуть мати потужність до 10 МВт, в даний час споруджуються як однофазні. Це призводить до порушення симетрії струмів та напруг. Крім того вони призводять до несинусоїдності струмів, а, отже, і напруги.

Основними споживачами електроенергії в промислових підприємствах є асинхронні електродвигуни. Відхилення напруги від допустимих норм впливає на частоту їх варчення, втрати активної і реактивної маси (зниження напруги на 19 %

номінального викликає збільшення втрат активної потужності на 3%; підвищення напруги на 1% призводить до зростання споживання реактивної потужності на 3%). Якісно відрізняється дія несиметричного режиму проти симетричним. Особливого значення має напруга зворотної послідовності. Опір зворотної послідовності електродвигунів приблизно дорівнює опору загальмованого двигуна і, отже, в 5÷8 разів менше опору прямої послідовності. Тому навіть невелика несиметрія напруги викликає значні струми зворотної послідовності. Струми зворотної послідовності накладаються на струми прямої послідовності і викликають додатковий нагрівання статора і ротора (особливо масивних частин ротора), що призводить до прискореного старіння ізоляції і зменшення потужності двигуна, що розташовується. Так, термін служби повністю завантаженого асинхронного двигуна, що працює при несиметрії напруги 4%, скорочується вдвічі.

Способи та засоби покращення якості електричної енергії

Відповідність ПКЕ вимог ГОСТ досягається схемними рішеннями або застосуванням спеціальних технічних засобів. Вибір даних коштів здійснюється на підставі техніко-економічного обґрунтування, при цьому завдання зводиться не до мінімізації збитків, а до виконання вимог ДСТУ.

Для поліпшення всіх ПКЕ доцільно підключення електроприймачів із ускладненими режимами роботи до точок ЕЕС із найбільшими значеннями потужності КЗ. При виборі схеми електропостачання підприємства враховують обмеження струмів КЗ оптимального рівня з урахуванням завдання підвищення ПКЭ.

Для зниження впливу на «спокійне» навантаження вентильних електроприймачів та різко змінного навантаження, підключення таких приймачів виконують на окремі секції шинопроводи підстанцій з трансформаторами з розщепленою обмоткою або здвоєними реакторами.

Можливості покращення кожного ПКЕ.

1. Способи зниження розмахів коливань частоти:

1.1 збільшення потужності КЗ у точці приєднання приймачів із різко змінною та «спокійною» навантажень;

1.2 харчування різко змінного і «спокійного» навантажень через окремі гілки розщеплених обмоток трансформаторів.

2. Заходи для підтримки рівнів напруги в допустимих межах:

2.1. Раціональна побудова СЕС шляхом застосування підвищеної напруги для ліній, що живлять підприємство; використання глибоких вводів; оптимальне завантаження трансформаторів; обґрунтоване застосування струмопроводів у розподільчих мережах.

2.2. Використання перемичок на напругу до 1 кВ між цеховими

2.3 Зниження внутрішнього опору СЕС підприємства включенням на паралельну роботу трансформаторів ГПП, якщо струми КЗ не перевищують допустимих значень для комутаційно-захисної апаратури.

2.4 Регулює напругу генераторів власних джерел живлення.

2.5 Використання регулювальних можливостей синхронних двигунів із автоматичним регулюванням збудження (АРВ).

2.6 Встановлює автотрансформатори та пристрої регулювання напруги під навантаженням (РПН) у силових двообмотувальних трансформаторів.

2.7 Застосування пристроїв, що компенсують.

3. Зниження коливання напруги досягається шляхом використання:

3.1 здвоєних реакторів потужність різко змінного навантаження, яке можна підключити до однієї гілки реактора, визначають

за висловом

S р.н =

δU t

Де д U t

− коливання напруги

u к.з.

50x в

S н.т.

U н 2

на шинах, підключених до однієї гілки реактора під час роботи різко змінного навантаження, підключеного до іншої гілки; u к.з. −

напруга короткого замикання трансформатора, до якого підключений здвоєний реактор; S н.т. − номінальна потужність трансформатора; x в – опір гілки реактора; U н −

номінальна напруга мережі.

3.2 трансформаторів з розщепленою обмоткою максимальну потужність різко змінного навантаження, підключеного до однієї обмотки, визначають за формулою S р.н. = 0,8 S н.т. δ U t.

3.3 установка швидкодіючих статичних компенсуючих пристроїв.

4. Способи боротьби з вищими гармоніками:

4.1 Збільшення числа фаз випрямляча.

4.2 Встановлення фільтрів або фільтрокомпенсуючих пристроїв.

5. Методи боротьби з несиметрією (що не потребують застосування спеціальних пристроїв):

5.1 Рівномірне розподілення однофазних навантажень по фазах.

5.2 Підключення несиметричних навантажень на ділянки мережі з більшою потужністю КЗ або збільшення потужності КЗ.

5.3 Виділення несиметричних навантажень окремі трансформатори.

5.4 Використання спеціальних прийомів для усунення несиметрії: 5.4.1 Заміна трансформаторів зі схемою з'єднання обмоток Y - Y 0

на трансформатори зі схемою з'єднання ∆ - Y 0 (у мережах до

1 кВ). При цьому струми нульової послідовності, кратні трьом, замикаючись у первинній обмотці, врівноважують систему, і опір нульової послідовності різко

зменшується.

5.4.2 Т.к. мережі 6-10 кВ виконуються зазвичай з ізольованою нейтраллю, зниження несиметричних складових досягається застосуванням конденсаторних батарей (використовуються для поперечної компенсації), що включаються в несиметричний або неповний трикутник. При цьому розподіл сумарної потужності БК між фазами мережі виконують таким чином, щоб струм зворотної послідовності, що створюється, був близький за значенням струму зворотної послідовності навантаження.

5.4.3 Ефективним засобом є використання нерегульованих пристроїв, наприклад пристрої симетрування однофазного навантаження, побудованого на основі схеми Штейнметца.

Якщо Z н = R н , то

симетрування

настає

виконанні

Q L = Q C =

де R н

активна

потужність

Схема симетрування

навантаження.

однофазного навантаження

R н + j ωL ,

Штейнметця

навантаженні

паралельно

підключають БК, яка на

показано

пунктиром.

МІНІСТЕРСТВО НАУКИ ТА ОСВІТИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Науково-дослідна робота

на тему: «Якість електроенергії»

Виконала ст.гр. ________________________ дата підпис Перевірив ________________________ дата підпис

Донецьк, 2011

Ця робота містить: 27 стор., 7 рис., 1 табл., 6 іст. Об'єктом дослідницької роботи є: якість електроенергії у системах електропостачання України. Мета роботи: ознайомитись з факторами, що впливають на якість електроенергії, способами його регулювання; з'ясувати, як здійснюється автоматичне регулювання якості електроенергії; визначити, як якість електроенергії позначиться її вартості. У роботі досліджено системи електропостачання та електроспоживання різного виконання, виявлено основні проблеми цих систем, які можуть призвести до зниження якості електроенергії. ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЯ, ЯКІСТЬ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ, НЕСИМЕТРІЯ НАПРУГ, ПЕРЕНАПРЯЖЕННЯ, АВТОМАТИЗОВАНЕ УПРАВЛІННЯ, ЕЛЕКТРИЧНА СИСТЕМА.

1. Показники якості електроенергії…………………………………………4 1.1 Відхилення напруги…………………………………………………6 1.2 Коливання напруги…… …………………………………………….8 1.2.1 Вплив коливань напруги працювати електрообладнання………………………………………………………. ..8 1.2.2 Заходи щодо зниження коливань напруги…………….9 1.3 Несиметрія напруг………………………………………………10 1.3.1 Вплив несиметрії напруг на роботу електроустаткування… ……………………………………………………11 1.3.2 Заходи щодо зниження несиметрії напруг…………12 1.4 Несинусоїдність напруги………………………………… …..12 1.4.1 Вплив несинусоїдності напруги на роботу електрообладнання……………………………………………………….13 1.4.2 Заходи щодо зниження несинусоїдності напруги..14 1.5 Відхилення частоти …………………………………………………….15 1.6 Тимчасове перенапряжение……………………………………………15 1.7 Імпульсне перенапряжение………… …………………………........16 2. Автоматизоване управління якістю електроенергії…………..16 2.1 Основні вимоги до моделей електричних систем, що містять розподілені змішані джерела спотворення напруги………… ..17 2.2 Методика визначення фактичного впливу споживача на КЭ...19 3. Розрахунки за електроенергію залежно від її якості……………….22 Література………………………………………… …………………………...26

1 ПОКАЗНИКИ ЯКОСТІ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

Електроприлади та обладнання призначені для роботи у певному електромагнітному середовищі. Електромагнітним середовищем прийнято вважати систему електропостачання та приєднані до неї електричні апарати та обладнання, пов'язані індуктивно та створюють тією чи іншою мірою перешкоди, що негативно впливають на роботу один одного. При можливості нормальної роботи обладнання в існуючому електромагнітному середовищі говорять про електромагнітну сумісність технічних засобів. Єдині вимоги до електромагнітного середовища закріплюють стандартами, що дозволяє створювати обладнання та гарантувати його працездатність в умовах, що відповідають цим вимогам. Стандарти встановлюють допустимі рівні перешкод в електричній мережі, які характеризують якість електроенергії та називаються показниками якості електроенергії (ПКЕ). З еволюційною зміною техніки змінюються і вимоги до електромагнітної обстановки, природно у бік посилення. Так наш стандарт на якість електроенергії, ГОСТ 13109 від 1967 року, з розвитком напівпровідникової техніки було переглянуто у 1987 році, а з розвитком мікропроцесорної техніки переглянуто у 1997 році. Показники якості електричної енергії, методи їхньої оцінки та норми визначає Міждержавний стандарт: «Електрична енергія. Сумісність технічних засобів електромагнітна. Норми якості електричної енергії у системах електропостачання загального призначення» ГОСТ 13109-97. Таблиця 1.1 - Нормування показників якості електроенергії

Найменування ПКЕ

Найімовірніша причина

Відхилення напруги

відхилення напруги, що встановилося

графік навантаження споживача

Коливання напруги

розмах зміни напруги

споживач із різко змінним навантаженням

доза флікеру

Несиметрія напруг у трифазній системі

коефіцієнт несиметрії напруг за зворотною послідовністю

споживач із несиметричним навантаженням

коефіцієнт несиметрії напруг за нульовою послідовністю

Несинусоїдальність форми кривої напруги

коефіцієнт спотворення синусоїдальності кривої напруги

споживач із нелінійним навантаженням

коефіцієнт n-ої гармонійної складової напруги

відхилення частоти

особливості роботи мережі, кліматичні умови чи природні явища

тривалість провалу напруги

імпульсна напруга

коефіцієнт тимчасового перенапруги
Більшість явищ, що відбуваються в електричних мережах та погіршують якість електричної енергії, відбуваються у зв'язку з особливостями спільної роботи електроприймачів та електричної мережі. Сім ПКЕ переважно зумовлені втратами (падінням) напруги дільниці електричної мережі, від якої живляться сусідні споживачі. Втрати напруги на ділянці електричної мережі (k) визначаються виразом: ΔU k = (P k · R k + Q k · X k) / U ном Тут активний (R) та реактивний (X) опір k-го ділянки мережі практично постійні , А активна (P) і реактивна (Q) потужність, що протікають по k-му ділянці мережі - змінні, і характер цих змін впливає на формування електромагнітних перешкод:
    При повільному зміні навантаження відповідно до її графіком - відхилення напруги; При різко змінному характері навантаження - коливання напруги;
Щодо цих явищ споживачі електричної енергії мають можливість тим чи іншим чином впливати на її якість. Все інше, що погіршує якість електричної енергії залежить від особливостей роботи мережі, кліматичних умов або природних явищ. Тому, можливості впливати на це споживач електричної енергії не має, він може лише захищати своє обладнання спеціальними засобами, наприклад, пристроями швидкодіючих або пристроями гарантованого живлення (UPS). 1.1 Відхилення напруги. Відхилення напруги - відмінність фактичної напруги в режимі роботи системи електропостачання, що встановився, від його номінального значення. Відхилення напруги у тій чи іншій точці мережі відбувається під впливом зміни навантаження відповідно до її графіка.

Вплив відхилення напруги на роботу електроустаткування:

    Технологічні установки:
    При зниженні напруги суттєво погіршується технологічний процес, збільшується його тривалість. Отже, збільшується собівартість виробництва. При підвищенні напруги знижується термін служби обладнання, підвищується ймовірність аварій. При значних відхиленнях напруги відбувається зрив технологічного процесу.
    Висвітлення:
    Знижується термін служби ламп освітлення, так при величині напруги 1,1 · U ном термін служби ламп розжарювання знижується в 4 рази. величині напруги менше 0,9 U ном люмінесцентні лампи мерехтять, а при 0,8 U ном просто не спалахують.
    Електропривод:
    При зниженні напруги на затискачі асинхронного електродвигуна на 15% момент знижується на 25%. Двигун може не запуститись або зупинитися.
    При зниженні напруги збільшується споживаний від мережі струм, що спричиняє розігрів обмоток та зниження терміну служби двигуна. При тривалій роботі на напрузі 0,9 · U ном термін служби двигуна знижується вдвічі. Знижується ефективність роботи приводу та мережі.
Узагальнений вузол навантаження електричних мереж (навантаження середньому) становить:
- 10% специфічного навантаження (наприклад, у Москві це метро - ~ 11%);
-30 % освітлення та інше;
- 60% асинхронні електродвигуни. Тому, ГОСТ 13109-97 встановлює нормально і гранично допустимі значення відхилення напруги на затискачах електроприймачів в межах відповідно δUy нор = ± 5% і δUy пред = ± 10% номінального напруги мережі. Забезпечити ці вимоги можна двома способами: зниженням втрат напруги та регулюванням напруги. ΔU = (P R + Q X) / U ЦП (ТП) Зниження втрат напруги (ΔU) досягається:
    Вибір перерізу провідників ліній електропередач (≡R) за умовами втрат напруги. Застосуванням поздовжньої ємнісної компенсації реактивного опору лінії (X). Однак, це небезпечно підвищенням струмів короткого замикання при X→0. Компенсацією реактивної потужності (Q) для зниження її передачі електромережами, за допомогою конденсаторних установок і синхронних електродвигунів, що працюють в режимі перезбудження.
Крім зниження втрат напруги, компенсація реактивної потужності є ефективним заходом енергозбереження, що забезпечує зниження втрат електроенергії в електричних мережах

Регулювання напруги U:

    У центрі живлення регулювання напруги (U ЦП) здійснюється за допомогою трансформаторів, оснащених пристроєм автоматичного регулювання коефіцієнта трансформації залежно від величини навантаження – регулювання під навантаженням (РПН). Такими пристроями оснащено ~10% трансформаторів. Діапазон регулювання ± 16% з дискретністю 1,78%. Напруга може регулюватися на проміжних трансформаторних підстанціях (U ТП) за допомогою трансформаторів, оснащених пристроєм перемикання відпайок на обмотках з різними коефіцієнтами трансформації - перемикання без збудження (ПБВ), тобто. з відключенням від мережі. Діапазон регулювання ±5% із дискретністю 2,5%.

Відповідальність за підтримання напругиу межах, встановлених ГОСТ 13109-97, покладається на енергопостачальну організацію.

Дійсно, перший (R) та другий (X) способи вибираються при проектуванні мережі та не можуть змінюватися надалі. Третій (Q) і п'ятий (U ТП) способи хороші для регулювання при сезонній зміні навантаження мережі, але керувати режимами роботи компенсуючого обладнання споживачів необхідно централізовано, залежно від режиму роботи всієї мережі, тобто енергопостачальної організації. Четвертий спосіб - регулювання напруги в центрі живлення (U ЦП), що дозволяє енергопостачальній організації перативно регулювати напругу відповідно до графіка навантаження мережі. ГОСТ 13109-97 встановлює допустимі значення відхилення напруги на затискачах електроприймача. А межі зміни напруги в точці приєднання споживача повинні розраховуватися з урахуванням падіння напруги від цієї точки до електроприймача та вказуватись у договорі енергопостачання. 1.2 Коливання напруги Коливання напруги - відхилення напруги, що швидко змінюються, тривалістю від напівперіоду до декількох секунд. Коливання напруги відбуваються під впливом навантаження мережі, що швидко змінюється. Джерелами коливань напруги є потужні електроприймачі з імпульсним, різко змінним характером споживання активної та реактивної потужності: дугові та індукційні печі; електрозварювальні машини; електродвигуни під час пуску.

Якість електроенергії потрібно виражати кількісними показниками для оцінки мережі живлення. Провайдери повинні підтримувати відповідність ГОСТам таких показників, як коливання напруги і частоти. Залежно від підключених споживачів значення основних показників змінюються, що може при значних їх відхиленнях призводити до виходу з ладу побутових приладів.

Що впливає на характеристики мережі живлення?

Якість електроенергії залежить від великої кількості чинників, що змінюють показники понад встановлені нормативами меж. Так, напруга може виявитися завищеною через аварію на підстанції. Занижені значення з'являються у вечірній час доби або влітку, коли люди повертаються додому і включають телевізори, електричні плити, спліт-системи.

Якість електроенергії згідно з ГОСТами може незначно коливатися. У дуже поганих мережах живлення споживачам доводиться користуватися стабілізаторами напруги. Контроль над характеристиками покладено на Росспоживнагляд, куди можна звертатися при невідповідності, що виникають.

Якість електроенергії може залежати від таких факторів:

  • Добових коливань, що з нерівномірним підключенням споживачами чи з впливом припливів і відливів на морських станціях.
  • Змінами повітряного середовища: вологості, утворення льоду на проводах живлення.
  • Зміною вітру, коли харчування виробляють вітровики.
  • Якістю проводки, згодом вона зношується.

Навіщо потрібні основні характеристики мережі живлення?

Кількісна величина та похибки відхилення параметрів встановлюються згідно з ГОСТ. Якість електроенергії прописана у документі 32144-2013. Потрібно було узаконити ці показники через ризик загоряння приладів споживача, а також порушення функціонування електроприладів чутливих до перепадів напруги установок. Останні пристрої поширені у медичних установах, наукових центрах, на військових об'єктах.

Електроенергії оновлено у 2013 році у зв'язку з розвитком ринку збуту енергії та появою нових електронних пристроїв. Розглядати електрику у межах його постачання слід як продукцію, що відповідає певним критеріям. У разі відхилення встановлених характеристик до провайдерів може застосовуватися адміністративна відповідальність. Якщо ж з вини коливань вхідної напруги постраждали або могли постраждати люди, то може виникнути вже кримінальна відповідальність.

Що відбувається із споживачами при відхиленні нормальних режимів харчування?

Параметри якості електроенергії впливають на тривалість роботи пристроїв, що підключаються, часто це стає критично на виробництвах. Падає продуктивність ліній, збільшується Так на валу двигунів знижується крутний момент при падінні значень показників мережі живлення. Коротшає термін служби ламп освітлення, світловий потік ламп стає менше або мерехтить, що позначається на продукції, що випускається в теплицях. Істотно впливає на процеси інших біохімічних реакцій.

Відповідно до законів фізики зниження напруги при постійному навантаженні на валу двигуна призводить до стрімкого зростання струму. Це, своєю чергою, призводить до збоїв у роботі захисних вимикачів. В результаті плавиться ізоляція, у кращому випадку горять у гіршому безповоротно псуються обмотки двигунів, елементи електроніки. За аналогічних обставин електролічильник починає обертатися з більшою швидкістю. Господар приміщення зазнає збитків.

Критерії оцінки мережі живлення

Що ж містить ГОСТ? Якість електроенергії визначається характеристиками трифазних мереж та поширених у побуті ланцюгів частотою 50 Гц:

  • Значення відхилення напруги, що встановилося, визначає величину характеристики, при якій споживачі можуть функціонувати без збою. Встановлюється нижня нормальна межа від 220 В це 209 В і верхній дорівнює 231 В.
  • Розмах зміни вхідної напруги є різницею величин діючої та амплітудної. Виміри здійснюють за цикл перепаду параметра.
  • Доза флікера поділяється на короткочасну в межах 10 хвилин і тривалу, що визначається 2 годинами. Позначає ступінь сприйнятливості людського ока до мерехтіння світла, причиною якого стало коливання мережі живлення.
  • Імпульсна напруга описується часом відновлення, що має різну величину залежно від причини стрибка.
  • Коефіцієнти для оцінки якості мережі живлення: по спотворенню синусоїдальності, значення тимчасового перенапруги, гармонійних складових, несиметричності по зворотній та нульовій послідовностях.
  • Інтервал провалу напруги визначається періодом відновлення параметра, встановленого згідно з ГОСТом.
  • Відхилення частоти живлення призводить до пошкоджень електричних частин і провідників.

Фіксоване відхилення вхідної величини

Показники якості електроенергії намагаються зробити такими, що відповідають встановленим номіналам, прописаним у законодавчих актах. Увага приділяється похибкам, що виникають при вимірюваннях U і f. Якщо є похибки, можна звертатися до наглядових органів, щоб притягнути до відповідальності постачальника електрики.

Загальні вимоги до якості електроенергії включають параметр відхилення напруги живлення, який поділяють на дві групи:

  • Нормальний режим коли відхилення становить ±5 %.
  • Межа допустимого режиму встановлена ​​для коливань ±10%. Це становитиме для мережі 220 В мінімальний поріг 198 В та максимальний 242 В.

Відновлення напруги має відбуватися у часовий інтервал трохи більше двох хвилин.

Розмах зміни мережі живлення

Норми якості електроенергії містять нагляд за таким параметром, як коливання напруги. Він встановлює різницю між верхнім порогом амплітуди та нижнім. Враховуючи, що допуски відхилення параметра від встановленого укладаються в межу ±5 %, то граничний режим не може перевищувати ±10 %. Мережа живлення 220 В не може коливатися більш-менш 22 В, а 380 В працює нормально в межах ±38 В.

Результуючий розмах коливань напруги розраховується за таким виразом ΔU = U max −U min , у нормативах результати вказуються в % згідно з розрахунками ΔU = ((U max −U min)/U nominal)*100%.

Нестійкість вхідного значення

Система якості електроенергії включає виміри дози флікера. Цей показник фіксує спеціальний прилад флікерметр, який знімає амплітудно-частотну характеристику. Отримані результати порівнюють із кривою чутливості зорового органу.

ГОСТом встановлені допустимі межі зміни дози флікера:

  • Короткочасні коливання показник не повинен бути вищим за 1,38.
  • Тривалі зміни повинні вкладатися значення параметра 1,0.

Якщо йдеться про верхню межу показника ланцюга ламп розжарювання, то потрібно, щоб результат потрапив у такі межі:

  • Короткочасні коливання – показник встановлений рівним 1,0.
  • Тривалі зміни параметра – 0,74.

Відчутні перепади

Вимірювання якості електроенергії передбачають виміри такої складової, як імпульси напруги живлення. Він пояснюється різкими спадами та підйомами електрики в межах обраного інтервалу. Причинами такого явища може бути одночасна комутація великої кількості споживачів, вплив електромагнітних перешкод через грозу.

Встановлено періоди відновлення напруги, що не впливають на роботу споживачів:

  • Причини перепадів – це гроза та інші природні електромагнітні перешкоди. Період відновлення дорівнює трохи більше 15 мкс.
  • Якщо імпульси з'явилися через нерівномірну комутацію споживачів, то період набагато більший і дорівнює 15 мс.

Найбільше аварій на підстанціях відбувається через удар блискавки в установку. Відразу страждає ізоляція провідників. Розмір перенапруги може досягати сотень кіловольт. Для цього передбачені захисні пристрої, але іноді вони не витримують, і спостерігається залишковий потенціал. У ці моменти несправність не виникає завдяки міцності ізоляції.

Тривалість спаду вхідної величини

Виміряний параметр описують як провал напруги, що укладається в межі ±0,1U nominal за інтервал у кілька десятків мілісекунд. Для мережі 220 В зміна показника допускається до 22 В, якщо 380 В, то не більше 38 В. Глибина спаду розраховується згідно з виразом: ΔU n =(U nominal −U min)/U nominal .

Тривалість спаду розраховується згідно з виразом: Δt n = t k − t n , тут t k — це період, коли напруга вже відновилася, а t n — точка початку відліку, коли відбулося падіння напруги.

Контроль якості електроенергії зобов'язує враховувати частоту появи провалів, яка визначається за формулою: Fn=(m(ΔU n ,Δt n)/M)*100%. Тут:

  • m(ΔU n ,Δt n) визначається як кількість спадів у встановлений час при глибині U n і тривалості Δt n .
  • М – загальний рахунок спадів протягом обраного періоду.

Навіщо потрібна величина спаду

Параметр тривалість спаду вхідної величини потрібен для оцінки надійності енергії, що підводить, в кількісному вираженні. На цей показник може впливати періодичність аварій на підстанції через недбалість персоналу, блискавок. Результатом дослідження провалів стають прогнози щодо ступеня відмови в мережі.

Статистика дозволяє робити наближені висновки щодо стабільності подачі Провайдеру електрики надаються рекомендовані дані для проведення профілактичних заходів на установках.

Відхилення частоти

Дотримання частоти у певних межах відноситься до необхідної вимоги споживача. При зниженні показника на 1% втрати становлять більше 2%. Це виявляється у економічних витратах, зниження продуктивності підприємств. Для звичайної людини це призводить до підвищених сум у квитанціях з оплати електрики.

Швидкість обертання асинхронного двигуна безпосередньо залежить від частоти мережі живлення. ТЕНи, що нагрівають, мають меншу продуктивність при зниженні параметра менше 50 ГЦ. При підвищених значеннях може бути пошкодження споживачів чи інших механізмів, не розрахованих високий момент обертання.

Відхилення частоти може вплинути на роботу електроніки. Так, на екрані телевізора виникають перешкоди при зміні показника на ±0,1Гц. Крім візуальних дефектів, зростає ризик виведення з ладу мікроелементів. Методом боротьби з відхиленнями якості електроенергії виступає введення резервних вузлів живлення, що дозволяють в автоматичному режимі відновлювати напругу у встановлені проміжки часу.

Коефіцієнти

Для нормальної роботи мережі живлення введено контроль наступних коефіцієнтів:

  • Несинусоїдальність кривої напруги. Спотворення синусоїди відбувається за рахунок потужних споживачів: ТЕНів, конвекційних печей, зварювальних апаратів. При відхиленнях цього параметра знижується термін служби обмоток двигунів, порушується робота релейної автоматики, виходять із ладу приводні системи на тиристорному управлінні.
  • Тимчасового перенапруги є кількісною оцінкою імпульсної зміни вхідної величини.
  • N-ой гармоніки є характеристикою синусоїдальності одержуваної на вході характеристики напруги. Розрахункові значення одержують з табличних даних для кожної гармоніки.
  • Несиметрію вхідної величини по зворотній або нульовій послідовності важливо враховувати для виключення випадків нерівномірного розподілу фаз. Такі умови виникають частіше при обриві мережі живлення, підключеної за схемою зірки або трикутника.

Види захисту від непередбачуваних змін в мережі живлення

Підвищення якості електроенергії слід проводити у визначені законом терміни. Але захист свого обладнання споживач має право вибудовувати застосуванням таких засобів:

  • Стабілізатори живлення гарантують підтримку вхідної величини у зазначених межах. Досягається якісна енергія навіть за відхиленнях вхідний величини більш як 35 %.
  • Джерела призначені підтримки працездатності споживача протягом встановленого проміжку часу. Живлення приладів відбувається за рахунок накопиченої енергії у власній батареї. При відключенні електрики безперебійники здатні підтримувати працездатність апаратури цілого офісу протягом декількох годин.
  • Прилади захисту від стрибків напруги працюють за принципом реле. Після перевищення вхідної величини встановленої межі відбувається розмикання ланцюга.

Всі види захисту доводиться комбінувати для забезпечення повної впевненості в тому, що дорога техніка залишиться цілою під час аварії на підстанції.

РОЗДІЛ 9. Якість електроенергії

Заземлення екранів кабелів

З'єднання екранів кабелів у вигляді «кіски» не може бути рекомендовано для забезпечення ЕМС кабельних ліній, за винятком низькочастотних додатків, у будь-якому випадку довжина «кіски» не повинна перевищувати 30 мм. Для заземлення екранів КЛ рекомендується використовувати спеціальні затискачі або роз'єми.

Основне правило - екрани контрольних і силових кабелів слід заземлювати з обох кінців. Це знижує синфазні перешкоди. Приватні випадки – подвійне екранування кабелів, заземлення через ємність або захист від перенапруг. За рахунок застосування конденсаторів досягається ослаблення зв'язку між струмами низької та високої частоти.

Застосування кручених пар суттєво знижує наведені перешкоди;

Коаксіальні кабелі, незважаючи на їх використання для передачі високочастотних сигналів, не дуже хороші для частот нижче середніх;

Екрани у вигляді обплетення зовнішньої поверхні кабелю за електричними параметрами перевершують екрани у вигляді спірально намотаної фольги;

Обплетення та фольга тим краще, чим товщі дріт або матеріал фольги;

Поздовжнє встановлення фольги краще, ніж спіральна, але вона важко згинається;

Зовнішній екран у вигляді обплетення та фольги або подвійного обплетення, значно краще, ніж одиночний екран;

Окремі кручені пари в загальному екранованому кабелі можуть потребувати індивідуальних екранів для запобігання ємнісної перешкоди між сигнальними провідниками;

Багатошарові екрани з ізоляцією між екранними шарами краще ніж без ізоляції.

Висновки у розділі

Проектні рішення щодо забезпечення ЕМС підстанцій високої напруги включають: опрацювання компонувальних рішень, проектування заземлювального пристрою ПС, розробку кабельної каналізації та системи захисту від блискавки, проектування системи оперативного постійного струму та системи електроживлення змінним струмом.

Показники якості електричної енергії (ПКЕ), методи їхньої оцінки та норми визначає Міждержавний стандарт: «Електрична енергія. Сумісність технічних засобів електромагнітна. Норми якості електричної енергії у системах електропостачання загального призначення» ГОСТ 54149-2010.

Норми КЕ, що встановлюються цим стандартом, є рівнями електромагнітної сумісності кондуктивних електромагнітних перешкод у системах електропостачання загального призначення. За дотримання зазначених норм забезпечується електромагнітна сумісність електричних мереж електропостачання загального призначення та електричних мереж споживачів електричної електроенергії (приймачів електричної електроенергії).

Норми, встановлені цим стандартом, підлягають включенню до технічних умов на приєднання споживачів електричної енергії та до договорів на користування електричною енергією між електропостачальними організаціями та споживачами електричної енергії.

Крім вимог ЕМС у зв'язку з виходом постанови уряду РФ №1013 від 13.08.1997 р. про включення електричної енергії до переліку товарів, що підлягають обов'язковій сертифікації, КЕ має дотримуватися також з погляду Закону РФ «Про захист споживачів». У світлі цієї постанови уряду було прийнято спільне рішення Держстандарту Росії та Мінпаливенерго РФ «Про порядок запровадження обов'язкової сертифікації електричної енергії» від 03.03.1998 р., а також запроваджено «Тимчасовий порядок сертифікації електричної енергії».