I følge GOST 23875-88 forstås kvaliteten på elektrisk energi som graden av samsvar mellom elektriske energiparametere med deres etablerte verdier.

En parameter forstås som en mengde som kvantitativt karakteriserer enhver egenskap ved elektrisk energi (for eksempel spenning, frekvens, spenningskurveform, etc.).

Forskjellen mellom den nåværende verdien av den elektriske energiparameteren og dens nominelle eller grunnleggende verdi kalles avviket til den elektriske energiparameteren. Grunnverdien av parameteren kan tas som driftsgjennomsnitt, beregnet verdi, grenseverdi eller fastsatt i kraftforsyningskontrakten.

Steady-state spennings (frekvens) avvik er spennings (frekvens) avviket i steady-state driftsmodus for strømforsyningssystemet.

Spenningsavvik estimeres i prosent

Spenningssvingninger er en serie enkeltendringer i spenning over tid. Spenningssvingninger er preget av størrelsen på spenningsendringen og flimmerdosen.

Spenningssvingningene er en verdi lik forskjellen mellom høyeste og laveste spenningsverdier over et visst tidsintervall i stabil drift av en kilde, elektrisk energiomformer eller strømforsyningssystem

Flimmer er en persons subjektive oppfatning av fluktuasjoner i lysstrømmen til kunstige lyskilder forårsaket av spenningssvingninger i det elektriske nettverket.

Flimmerdose er et mål på en persons mottakelighet for effekten av flimmer over en spesifisert tidsperiode.

Overspenning i strømforsyningssystemet refererer til spenningsoverskuddet over høyeste driftsspenning etablert for et gitt elektrisk utstyr. Med midlertidig overspenning menes en spenningsøkning på et punkt i det elektriske nettet over 1,1 U HOM , varer i mer enn 10 ms, som forekommer i strømforsyningssystemer under bytte

og kortslutninger.

En spenningspuls er en plutselig endring i spenning på et punkt i et elektrisk nettverk, etterfulgt av gjenoppretting til det opprinnelige eller nær nivået i løpet av en tidsperiode på opptil flere millisekunder.

Spenningsfall betyr et plutselig betydelig spenningsfall (under 0,9 U INGEN M) i strømforsyningssystemet med påfølgende restaurering etter en tidsperiode fra ti millisekunder til flere titalls sekunder.

I henhold til GOST 13109-97 er de normalt tillatte og maksimalt tillatte verdiene for steady-state spenningsavvik ved terminalene til elektriske energimottakere lik henholdsvis +5% og +10% av den nominelle spenningen til den elektriske Nettverk.

Grensene for tillatte spenningssvingninger avhenger av gjentakelsesfrekvensen av spenningssvingninger per minutt, og for spenningssvingninger som har en meanderform, varierer de fra brøkdeler av en prosent til 10 % av den nominelle verdien.

Normalt tillatte og maksimalt tillatte frekvensavviksverdier er henholdsvis +0,2 og +0,4 Hz.

Spenningsdypet er preget av varigheten av spenningsfallet. Maksimal tillatt verdi for varigheten av et spenningsfall i elektriske nettverk opp til 20 kV inkludert er 30 s.

Ris. 3.1 illustrerer noen av definisjonene ovenfor.

Forvrengning av formen til vekselspennings (strøm) kurven - forskjellen i formen til vekselspennings (strøm) kurven fra den nødvendige.

Koeffisienten for formen til vekselspenning (strøm) kurven er en verdi lik forholdet mellom den effektive verdien av den periodiske spenningen (strømmen) til dens gjennomsnittsverdi (i en halv periode).

For sinusbølge
.

Amplitudekoeffisienten til vekselspenning (strøm) kurven er en verdi lik forholdet mellom den maksimale absolutte verdien av spenningen (strømmen) over perioden og den effektive verdien av den periodiske spenningen (strømmen). (For sinusoid
).

Den sinusformede forvrengningsfaktoren til spenningskurven (strøm) er en av hovedindikatorene for strømkvalitet, lik forholdet mellom den effektive verdien av summen av høyere harmoniske komponenter og den effektive verdien av hovedkomponenten til vekselspenningen (strømmen) ):

% ,

Hvor n- serienummeret til den harmoniske komponenten av spenning. Den andre indikatoren på ikke-sinusoidalitet er koeffisienten n den harmoniske komponenten av spenning:

, %.

De normalt tillatte og maksimalt tillatte verdiene for spenningskurvens sinusformede forvrengningskoeffisient er henholdsvis ved tilkoblingspunktene til elektriske nettverk:

Med U INGEN M = 0,38 kV  8 og 12 %, s U INGEN M = 6 -20 kV  5 og 8 %, s U INGEN M = 35 kV  4 og 6 % , Med U INGEN M= 110 - 330 kV 2 og 3 %. .

For å karakterisere spenningsasymmetri brukes asymmetrikoeffisienter for negative og nullsekvenser.

Den negative sekvensubalansefaktoren er gitt for fase-til-fase spenninger, hvis geometriske sum alltid er null. Det er lik forholdet, %,

, % ,

Hvor U 2 , U 1 - negative og positive sekvenskomponenter når de dekomponeres ved bruk av metoden for symmetriske komponenter i fase-til-fase spenningssystemet.

Ner definert som

, % .

Det er lik prosentforholdet mellom komponentene i null- og positive sekvenser når de dekomponeres ved bruk av metoden for symmetriske komponenter i fasespenningssystemet. Dessuten er det kjent at forholdet U 1 Og U 1 F for tilkoblede systemer av fase- og fase-til-fase spenninger har en enkel form:

U 1 =
U 1 F .

Normalt tillatte og maksimalt tillatte verdier for spenningsasymmetrikoeffisienten for negativ sekvens ved punkter med felles tilkobling til elektriske nettverk er lik henholdsvis 2 og 4 %.

Normalt tillatte og maksimalt tillatte verdier for nved punkter med felles tilkobling til firetråds elektriske nettverk med en merkespenning på 0,38 kV er lik henholdsvis 2 og 4 %.

De positive og nullsekvenskomponentene kan introduseres ved å bruke en lineær transformasjon basert på en matriseligning:

,

Hvor
,

;
; EN 3 = 1;

EN 4 = EN; 1+ a + a 2 = 0.

Her
Og
symbol for kolonnevektorer av fasespenninger og spenninger inkludert i symmetriske systemer med null, direkte og negative sekvenser, dvs.

= =
.

Dette betyr at systemer med fasemengder kan være sammensatt av systemer med null ( ,,), rett linje som sammenfaller med den grunnleggende rekkefølgen av faseveksling ( ,EN 2 ,EN) og omvendte sekvenser ( , EN, EN 2 ).

Fasevekslingen vist i fig. 1 er tatt som den viktigste. 3.2. Pilen indikerer at etter å ha nådd en positiv maksimalspenning i fase A, må det oppstå et positivt maksimum i fase B, og deretter i fase C. Rekkefølgen på fasespenninger i kolonnevektoren for fasespenninger tilsvarer grunnrekkefølgen for faseveksling.

Strømkvalitet

Denne delen av prosjektet ble utviklet på grunnlag av "Informasjonsbrev - Instruksjon IP-22/99" og i samsvar med den russiske loven "Om beskyttelse av forbrukerrettigheter" (artikkel 7) og det russiske regjeringsdekretet av 13. august , 1997 nr. 1013 Elektrisk energi er en vare og er underlagt obligatorisk sertifisering i henhold til kvalitetsindikatorer etablert av GOST 131-9-97 "Kvalitetsstandarder for elektrisk energi i generelle strømforsyningssystemer."

Kvaliteten på elektrisitet i henhold til "Regler for sertifisering av elektrisk energi" må oppfylle 6 hovedpunkter:

1 - jevn spenningsavvik;
2- frekvensavvik;
3 - forvrengningsfaktor for den sinusformede spenningsbølgeformen;
4 - koeffisient for den n-te harmoniske komponenten av spenning;
5 - negativ sekvens spenningsasymmetri koeffisient;
6 - nullsekvens spenningsasymmetri koeffisient.

Spenningsavvik preget av en indikator for steady-state spenningsavvik, som følgende standarder er etablert for:

De normalt tillatte og maksimalt tillatte verdiene for steady-state spenningsavvik ved terminalene til elektriske energimottakere er lik henholdsvis 5% og 10% av den nominelle spenningen til det elektriske nettverket.

Normalt tillatte og maksimalt tillatte verdier for steady-state spenningsavvik på punkter med felles tilkobling av elektriske energiforbrukere til elektriske nett med en spenning på 0,38 kV eller mer skal fastsettes i kontrakter for bruk av elektrisk energi mellom energileverandøren. og forbrukeren.

Spenningsfrekvensavvik preget av en avviksindikator som følgende standarder er etablert for:

Normalt tillatte og maksimalt tillatte verdier for frekvensavvik er henholdsvis 0,2 og 0,4 Hz.

Sinus forvrengningsfaktor Spenningskurven for normal modus er -8 % for 0,38 kV, -5 % for 6-10 kV, maksimalt tillatte verdier er henholdsvis 12 % og 8 %.

Koeffisient for n-te harmoniske komponent spenninger på punkter med felles tilkobling til elektriske nettverk med forskjellige nominelle spenninger er gitt i tabell 2 GOST 13109-97.

Spenningsasymmetri preget av følgende indikatorer:

Negativ sekvens spenningsasymmetrifaktor;
null-sekvens spennings asymmetri koeffisient.

De normalt tillatte og maksimalt tillatte verdiene for spenningsasymmetrikoeffisienten for negativ sekvens ved punkter med felles tilkobling til elektriske nettverk er henholdsvis 2,0 og 4,0 %.

§ 14-2. Elektrisk energikvalitet

De skyldige i forringelse av kvaliteten på elektrisk energi

Egenskapene til elektrisk energi, indikatorer og de mest sannsynlige årsakene til forringelse av kvaliteten på elektrisk energi er vist i tabell 1:

Tabell 1. Egenskaper til elektrisk energi, indikatorer og de mest sannsynlige årsakene til kvalitetsforringelse to elektrisk energi.

Elektriske egenskaper	CE-indikator				Mest sannsynlig
					skyldige for forringelsen av CE
					Energiforsyning
Spenningsavvik	Jevn spenningsavvik
	δU y				organisasjon
					Forbruker med
Spenningssvingninger	Spenningsendringsområde δU t
	Flimmerdose P t				variabel belastning
					Forbruker med
Ikke-sinusoidalitet	Koeffisient	forvrengning
	koniskiteten til kurven		spenning K v		ikke-lineær belastning
	n-te harmonisk koeffisient
	spenningskomponent K U(i)
					Forbruker med ubalansert
Asymmetri	Koeffisient		asymmetri
trefasesystem	understreke			omvendt	tung last
understreke	Sekvens K 2U Faktor
	spenningsasymmetri ved null
	sekvenser K 0U
					Energiforsyning
Frekvensavvik	Frekvensavvik ∆f
					organisasjon
					Energiforsyning
Spenningsfall	Varighet for spenningsfall ∆t s
					organisasjon
					Energiforsyning
Spenningspuls	Pulsspenning U imp
					organisasjon
					Energiforsyning
Midlertidig	Midlertidig koeffisient
overspenning	overspenningK perU				organisasjon

Elektriske mottakere for ulike formål drives fra de elektriske nettverkene til generelle strømforsyningssystemer; la oss vurdere industrielle elektriske mottakere.

De mest typiske typene elektriske mottakere, mye brukt i bedrifter i forskjellige bransjer, er elektriske motorer og elektriske lysinstallasjoner. Elektrotermiske installasjoner blir utbredt, så vel som

ventilomformere som brukes til å konvertere vekselstrøm til likestrøm. Likestrøm i industribedrifter brukes til å drive likestrømsmotorer, for elektrolyse, i galvaniske prosesser, for noen typer sveising, etc.

Elektriske belysningsinstallasjoner med gløde-, fluorescerende, lysbue-, kvikksølv-, natrium- og xenonlamper brukes i alle virksomheter for innendørs og utendørs belysning, for urbane belysningsbehov, etc. Glødelamper er preget av nominelle parametere: strømforbruk P nom, lysstrøm

F nom, lyseffektivitet η nom (lik forholdet mellom lysstrømmen som sendes ut av lampen og dens effekt) og den gjennomsnittlige nominelle levetiden T nom Disse indikatorene avhenger i stor grad av spenningen ved terminalene til glødelamper. Endringer i spenning fører til tilsvarende endringer i lysstrøm og belysning, som til slutt påvirker arbeidsproduktiviteten og menneskelig tretthet.

På grunn av den spesifikke karakteren av deres regulering, er ventilomformere forbrukere av reaktiv effekt (effektfaktoren til ventilomformere i valseverk varierer fra 0,3 til 0,8), noe som forårsaker betydelige spenningsavvik i forsyningsnettverket. Vanligvis har de et automatisk DC-kontrollsystem ved fasekontroll. Når spenningen i nettet øker, øker reguleringsvinkelen automatisk, og når spenningen synker, synker den. En økning i spenning med 1 % fører til en økning i det reaktive strømforbruket til omformeren med ca. 1-1,4 %, noe som fører til en forringelse av effektfaktoren. Høyere harmoniske av spenning og strøm påvirker elektrisk utstyr, automasjonssystemer, relébeskyttelse, telemekanikk og kommunikasjon negativt. Ytterligere tap vises i elektriske maskiner, transformatorer og nettverk, kompensasjon av reaktiv effekt ved hjelp av kondensatorbanker blir vanskeligere, og levetiden til isolasjonen til elektriske maskiner reduseres. Ikke-sinusformet koeffisient

ved drift av tyristoromformere til valseverk, kan verdier på mer enn 30% nå på 10 kV-siden av spenningen som forsyner dem; ventilomformere påvirker ikke spenningssymmetrien på grunn av symmetrien til belastningene deres.

Elektriske sveiseinstallasjoner kan forårsake forstyrrelser i normale driftsforhold for andre elektriske forbrukere. Spesielt sveiseenheter, hvis effekt for tiden når 1500 kW per enhet, forårsaker betydelig større spenningssvingninger i elektriske nettverk enn for eksempel oppstart av asynkronmotorer med en ekorn-burrotor. I tillegg oppstår disse spenningssvingningene over lang tid og over et bredt frekvensområde, inkludert i det mest ubehagelige området for elektriske lysinstallasjoner (ca. 10 Hz). Elektriske sveiseinstallasjoner med vekselstrøm lysbue- og kontaktsveising representerer en enfaset ujevn og ikke-sinusformet belastning med lav effektfaktor: 0,3 for lysbuesveising og 0,7 for kontaktsveising. Sveisetransformatorer og laveffektsenheter er koblet til et 380/220 V-nettverk, kraftigere - til et 6 - 10 kV-nettverk.

Elektrotermiske installasjoner, avhengig av oppvarmingsmetoden, er delt inn i grupper: lysbueovner, motstandsovner med direkte og indirekte virkning, elektroniske smelteovner, vakuum, slaggomsmelting, induksjonsovner. Denne gruppen av elektriske forbrukere har også en negativ effekt på strømforsyningsnettverket, for eksempel er lysbueovner, som kan ha en effekt på opptil 10 MW, i dag konstruert som enfasede. Dette fører til brudd på symmetrien til strømmer og spenninger. I tillegg fører de til ikke-sinusformede strømmer, og følgelig spenninger.

Hovedforbrukerne av elektrisitet i industribedrifter er asynkrone elektriske motorer. Spenningsavvik fra tillatte standarder påvirker frekvensen av deres drift, tap av aktiv og reaktiv kapasitet (spenningsreduksjon med 19 %

nominell forårsaker en økning i aktive effekttap med 3%; en spenningsøkning med 1 % fører til en økning i reaktivt strømforbruk med 3 %). Effekten av en asymmetrisk modus er kvalitativt forskjellig sammenlignet med en symmetrisk. Negativ sekvensspenning er spesielt viktig. Den negative sekvensmotstanden til elektriske motorer er omtrent lik motstanden til en motorstopp og er derfor 5–8 ganger mindre enn den positive sekvensmotstanden. Derfor forårsaker selv en liten spenningsubalanse betydelige negative sekvensstrømmer. Negative sekvensstrømmer legges over positive sekvensstrømmer og forårsaker ytterligere oppvarming av statoren og rotoren (spesielt de massive delene av rotoren), noe som fører til akselerert aldring av isolasjonen og en reduksjon i tilgjengelig motorkraft. Dermed reduseres levetiden til en fullastet asynkronmotor som opererer med en spenningsasymmetri på 4 % med 2 ganger.

Måter og midler for å forbedre kvaliteten på elektrisk energi

Overholdelse av PKE med GOST-krav oppnås ved kretsløsninger eller bruk av spesielle tekniske midler. Valget av disse midlene er gjort på grunnlag av en mulighetsstudie, og oppgaven kommer ikke ned på å minimere skader, men å oppfylle kravene til GOST.

For å forbedre all PKE, er det tilrådelig å koble elektriske mottakere med kompliserte driftsmoduser til EPS-punkter med de høyeste kortslutningseffektverdiene. Når du velger en strømforsyningsordning, tar bedrifter hensyn til begrensningen av kortslutningsstrømmer til det optimale nivået, under hensyntagen til oppgaven med å øke PCE.

For å redusere innvirkningen på den "stille" belastningen av elektriske mottakere av ventiltype og kraftig skiftende belastninger, utføres tilkoblingen av slike mottakere i separate seksjoner av samleskinner til transformatorstasjoner med transformatorer med delte viklinger eller med doble reaktorer.

Muligheter for å forbedre hver PKE.

1. Måter å redusere frekvenssvingninger:

1.1 øke kortslutningseffekten ved tilkoblingspunktet for mottakere med skarpt variable og "stille" belastninger;

1.2 strømforsyning av skarpt variable og "stille" belastninger gjennom separate grener av splittede transformatorviklinger.

2. Tiltak for å holde stressnivået innenfor akseptable grenser:

2.1. Rasjonell bygging av solenergianlegg ved å bruke økt spenning for linjene som forsyner bedriften; bruk av dype input; optimal belastning av transformatorer; berettiget bruk av ledere i distribusjonsnett.

2.2. Bruk av jumpere for spenninger opp til 1 kV mellom verksteder

2.3 Redusere den interne motstanden til bedriftens solkraftverk ved å slå på parallelldrift av GPP-transformatorer hvis kortslutningsstrømmene ikke overskrider de tillatte verdiene for å bytte verneutstyr.

2.4 Spenningsregulering av generatorer av egne strømforsyninger.

2.5 Bruker justeringsmulighetene til synkronmotorer med automatisk eksitasjonskontroll (AEC).

2.6 Installasjon av autotransformatorer og spenningsreguleringsenheter (OLTC) for krafttransformatorer med to viklinger.

2.7 Anvendelse av kompenserende enheter.

3. Redusering av spenningssvingninger oppnås ved å bruke:

3.1 I tvillingreaktorer bestemmes kraften til den skarpt variable lasten som kan kobles til en gren av reaktoren

ved uttrykk	S р.н =			δU t			Hvor d U t	− spenningssvingninger
			u kortslutning		50x inn
			S n.t.		U n 2

på busser koblet til en gren av reaktoren under drift av en skarpt variabel belastning koblet til en annen gren; u kortslutning −

kortslutningsspenning til transformatoren som den doble reaktoren er koblet til; S n.t. − merkeeffekt for transformatoren; x in er motstanden til reaktorgrenen; U n −

nominell nettspenning.

3.2 For transformatorer med delt vikling bestemmes den maksimale effekten til en skarpt variabel belastning koblet til en vikling av formelen S r.n = 0,8 S n.t. δ U t .

3.3 installasjon av høyhastighets statiske kompenserende enheter.

4. Måter å håndtere høyere harmoniske på:

4.1 Øke antall likeretterfaser.

4.2 Installasjon av filtre eller filterkompenserende enheter.

5. Metoder for å bekjempe asymmetri (krever ikke bruk av spesielle enheter):

5.1 Jevn fordeling av enfaselaster på tvers av faser.

5.2 Tilkobling av ubalanserte laster til nettverksseksjoner med høyere kortslutningseffekt eller økende kortslutningseffekt.

5.3 Tildeling av asymmetriske laster til individuelle transformatorer.

5.4 Bruk av spesielle teknikker for å eliminere asymmetri: 5.4.1 Bytte ut transformatorer med et viklingskoblingsskjema Y - Y 0

til transformatorer med koblingsskjema ∆ - Y 0 (i nettverk opp til

1 kV). I dette tilfellet balanserer nullsekvensstrømmer, multipler av tre, som lukkes i primærviklingen, systemet og nullsekvensmotstanden skarpt

avtar.

5.4.2 Fordi 6-10 kV-nettverk utføres vanligvis med en isolert nøytral, deretter oppnås reduksjonen av asymmetriske komponenter ved å bruke kondensatorbanker (brukt til tverrkompensering) inkludert i en asymmetrisk eller ufullstendig trekant. I dette tilfellet utføres fordelingen av den totale kraften til BC mellom fasene i nettverket på en slik måte at den genererte negative sekvensstrømmen er nær i verdi til den negative sekvensstrømmen til lasten.

5.4.3 Et effektivt middel er å bruke uregulerte enheter, for eksempel en enfaset lastbalanseringsenhet basert på Steinmetz-kretsen.

Hvis Z n = R n, da

		symmetri
kommer				henrettelse
Q L = Q C =				hvor R n
aktiv				makt
Balanseordning
laster.
enfase belastning
			Rn + j ωL,
Steinmetz				laste
parallell
koble til bookmakeren, som er på
				vist
stiplet linje

SEKSJON 9. Strømkvalitet

JORDING AV KABELSKJERMER

Kabelskjermforbindelser i form av en "pigtail" kan ikke anbefales for å sikre EMC av kabellinjer, med unntak av lavfrekvente applikasjoner, uansett bør lengden på "pigtail" ikke overstige 30 mm. For å jorde CL-skjermer anbefales det å bruke spesielle klemmer eller koblinger.

Grunnregelen er at skjermene til kontroll- og strømkabler skal jordes i begge ender. Dette reduserer common mode interferens. Spesielle tilfeller er dobbel skjerming av kabler, jording gjennom en kondensator eller overspenningsvern. Ved bruk av kondensatorer oppnås koblingen mellom lav- og høyfrekvente strømmer.

Bruken av tvinnede par reduserer indusert interferens betydelig;

Koaksialkabler, til tross for deres bruk for å bære høyfrekvente signaler, er ikke særlig gode for lavere-midtfrekvenser;

Skjermer i form av en flette på den ytre overflaten av kabelen er overlegne i elektriske parametere til skjermer i form av en spiralviklet folie;

Flett og folie er bedre, jo tykkere tråd eller foliemateriale;

Langsgående installasjon av folie er bedre enn spiralinstallasjon, men det er vanskelig å bøye;

Ekstern skjerm i form av flette og folie eller dobbel flette er mye bedre enn en enkelt skjerm;

Individuelle tvunnede par i en felles skjermet kabel kan kreve individuelle skjerminger for å forhindre kapasitiv interferens mellom signalledere;

Flerlagsskjermer med isolasjon mellom skjermlagene er bedre enn de uten isolasjon.

Konklusjoner på avsnittet

Designløsninger for å sikre EMC av høyspentstasjoner inkluderer: utvikling av layoutløsninger, design av nettstasjons jordingsanordning, utvikling av kabelkanaler og lynbeskyttelsessystemer, design av et operativt likestrømsystem og et vekselstrømsforsyningssystem.

Elektriske energikvalitetsindikatorer (EQI), metoder for deres vurdering og standarder bestemmes av Interstate Standard: "Electric Energy. Elektromagnetisk kompatibilitet av teknisk utstyr. Standarder for kvaliteten på elektrisk energi i kraftforsyningssystemer for generelle formål" GOST 54149-2010.

EC-grensene fastsatt av denne standarden er elektromagnetiske kompatibilitetsnivåer for ledet elektromagnetisk interferens i generelle strømforsyningssystemer. Med forbehold om samsvar med disse standardene, er elektromagnetisk kompatibilitet for generelle elektriske strømforsyningsnettverk og elektriske nettverk til elektriske strømforbrukere (elektriske strømmottakere) sikret.

Standardene fastsatt av denne standarden er underlagt inkludering i de tekniske spesifikasjonene for tilkobling av elektriske energiforbrukere og i kontrakter for bruk av elektrisk energi mellom strømforsyningsorganisasjoner og elektriske energiforbrukere.

I tillegg til EMC-kravene i forbindelse med utstedelse av russisk regjeringsdekret nr. 1013 av 13. august 1997 om inkludering av elektrisk energi i listen over varer som er underlagt obligatorisk sertifisering, må EC også følges ut fra synspunktet den russiske føderasjonens lov "om beskyttelse av forbrukerrettigheter". I lys av dette regjeringsdekretet ble det tatt en felles beslutning av Russlands statsstandard og departementet for drivstoff og energi i Den russiske føderasjonen "Om prosedyren for å innføre obligatorisk sertifisering av elektrisk energi" datert 03/03/1998, og også en "Midlertidig prosedyre for sertifisering av elektrisk energi" ble innført.

VITENSKAPSMINISTERIET OG UTDANNING I UKRAINA

STATISK HØYERE UTDANNINGSINSTITUTION

DONETSK NATIONAL TECHNICAL UNIVERSITY

Forskningsarbeid

om emnet: "Strømkvalitet"

Fullført st.gr. _________________________________ dato signatur Avkrysset ____________________ dato signatur

Donetsk, 2011

Dette verket inneholder: 27 sider, 7 figurer, 1 tabell, 6 kilder. Formålet med forskningsarbeidet er: kvaliteten på elektrisitet i strømforsyningssystemer i Ukraina. Formålet med arbeidet: å bli kjent med faktorene som påvirker kvaliteten på elektrisitet og metoder for å regulere den; finne ut hvordan automatisk regulering av strømkvaliteten utføres; bestemme hvordan kvaliteten på elektrisitet vil påvirke kostnadene. Arbeidet undersøkte strømforsynings- og strømforbrukssystemer av forskjellige design og identifiserte hovedproblemene til disse systemene, noe som kan føre til en reduksjon i kraftkvaliteten. STRØM, ELEKTRISK KVALITET, USYMMETRI AV SPENNING, OVERSPENNING, AUTOMATISK STYRING, ELEKTRISK SYSTEM.

1. Strømkvalitetsindikatorer………………………………………………4 1.1 Spenningsavvik………………………………………………………………………6 1.2 Spenningssvingninger…… ………………………………………………….8 1.2.1 Spenningssvingningers innflytelse på driften av elektrisk utstyr………………………………………… ………………………… ..8 1.2.2 Tiltak for å redusere spenningssvingninger………………….9 1.3 Spenningsasymmetri…………………………………………………10 1.3. 1 Spenningsasymmetriens innflytelse på driften av elektrisk utstyr … …………………………………………………………11 1.3.2 Tiltak for å redusere spenningsasymmetri…………12 1.4 Spenning ikke -sinusoidalitet……………………………………… …..12 1.4.1 Påvirkningen av ikke-sinusformet spenning på driften av elektrisk utstyr……………………………………………… ………………….13 1.4.2 Tiltak for å redusere ikke-sinusformet spenning..14 1.5 Frekvensavvik ………………………………………………………….15 1.6 Midlertidig overspenning…… …………………………………………………15 1.7 Pulsoverspenning………… ………………………………….....16 2. Automatisert kontroll av strømkvaliteten …………..16 2.1 Grunnleggende krav til modeller av elektriske systemer som inneholder distribuerte blandede kilder til spenningsforvrengning………… ..17 2.2 Metodikk for å bestemme forbrukerens faktiske innflytelse på energieffektiviteten...19 3. Betalinger for elektrisitet avhengig av dens kvalitet……………….22 Litteratur………………………………………………………………………… ………………………….. .26

1 ELEKTRISK KVALITETSINDIKATORER

Elektriske apparater og utstyr er designet for å fungere i et spesifikt elektromagnetisk miljø. Det elektromagnetiske miljøet anses å være strømforsyningssystemet og de elektriske enhetene og utstyret som er koblet til det, koblet induktivt og skaper interferens i en eller annen grad, som påvirker hverandres drift negativt. Hvis det er mulig for utstyr å fungere normalt i det eksisterende elektromagnetiske miljøet, snakker de om elektromagnetisk kompatibilitet av teknisk utstyr. Samlede krav til det elektromagnetiske miljøet er etablert av standarder, som gjør det mulig å lage utstyr og garantere ytelsen under forhold som oppfyller disse kravene. Standardene etablerer akseptable nivåer av interferens i det elektriske nettverket, som karakteriserer kvaliteten på elektrisitet og kalles strømkvalitetsindikatorer (PQI). Med den evolusjonære endringen i teknologi endres også kravene til det elektromagnetiske miljøet, naturligvis i retning av innstramming. Så vår standard for strømkvalitet, GOST 13109 fra 1967, ble revidert i 1987 med utviklingen av halvlederteknologi, og revidert i 1997 med utviklingen av mikroprosessorteknologi. Kvalitetsindikatorene for elektrisk energi, metoder for deres vurdering og standarder bestemmes av Interstate Standard: "Electric Energy. Elektromagnetisk kompatibilitet av teknisk utstyr. Standarder for kvaliteten på elektrisk energi i generelle strømforsyningssystemer" GOST 13109-97. Tabell 1.1 – Standardisering av kraftkvalitetsindikatorer

	Navn på PKE	Mest sannsynlig årsak
Spenningsavvik
	jevnt spenningsavvik	forbruker lasteplan
Spenningssvingninger
	spenningsområde	forbruker med raskt skiftende last
	flimmerdose
Spenningsasymmetri i et trefasesystem
	negativ sekvens spenningsasymmetrifaktor	forbruker med asymmetrisk belastning
	nullsekvens spenningsasymmetri koeffisient
Ikke-sinusformet spenningsbølgeform
	spenningsbølgeform forvrengningsfaktor	forbruker med ikke-lineær belastning
	koeffisient for den n-te harmoniske komponenten av spenning
	frekvensavvik	egenskaper ved nettverket, klimatiske forhold eller naturfenomener
	varighet for spenningsfall
	impulsspenning
	midlertidig overspenningsfaktor

De fleste av fenomenene som oppstår i elektriske nettverk og forringer kvaliteten på elektrisk energi, oppstår på grunn av særegenhetene ved felles drift av elektriske mottakere og det elektriske nettverket. Syv PCE-er er hovedsakelig forårsaket av spenningstap (fall) i den delen av det elektriske nettverket som naboforbrukere får strøm fra. Spenningstap i den elektriske nettseksjonen (k) bestemmes av uttrykket: ΔU k = (P k ·R k + Q k ·X k) / U nom Her er den aktive (R) og reaktive (X) motstanden til kth nettverksseksjon er nesten konstant, og den aktive (P) og reaktive (Q) kraften som strømmer gjennom den kth delen av nettverket er variable, og arten av disse endringene påvirker dannelsen av elektromagnetisk interferens:

Med en langsom endring i lasten i samsvar med tidsplanen, er det et spenningsavvik; Med en kraftig skiftende karakter av lasten er det spenningssvingninger; Med en asymmetrisk fordeling av lasten over fasene i det elektriske nettverket, er det spenningsasymmetri i et trefasesystem; Med en ikke-lineær belastning er det en ikke-sinusformet form på spenningskurven.

I forhold til disse fenomenene har forbrukere av elektrisk energi mulighet til å påvirke kvaliteten på den på en eller annen måte. Alt annet som forverrer kvaliteten på elektrisk energi avhenger av egenskapene til nettverket, klimatiske forhold eller naturfenomener. Derfor har ikke forbrukeren av elektrisk energi mulighet til å påvirke dette, han kan kun beskytte utstyret sitt med spesielle midler, for eksempel høyhastighetsbeskyttelsesenheter eller garantert strømforsyningsenheter (UPS). 1.1 Spenningsavvik. Spenningsavvik er forskjellen mellom den faktiske spenningen i stabil drift av strømforsyningssystemet og dens nominelle verdi. Spenningsavvik på et eller annet punkt i nettverket skjer under påvirkning av lastendringer i samsvar med tidsplanen.

Påvirkningen av spenningsavvik på driften av elektrisk utstyr:

Teknologiske installasjoner:

Når spenningen synker, forverres den teknologiske prosessen betydelig og dens varighet øker. Følgelig øker produksjonskostnadene Når spenningen øker, reduseres levetiden til utstyret og sannsynligheten for ulykker øker Når det oppstår betydelige spenningsavvik, svikter den teknologiske prosessen.

Belysning:

Levetiden til belysningslamper reduseres, så ved en spenningsverdi på 1,1 U nom reduseres levetiden til glødelamper med 4 ganger Ved en spenningsverdi på 0,9 U nom reduseres lysstrømmen til glødelamper med 40 % og lysrør med 15%.Når spenningen er mindre enn 0,9 U nom, flimrer lysrør, og ved 0,8 U nom lyser de rett og slett ikke.

Elektrisk drift:

Når spenningen ved terminalene til en asynkron elektrisk motor synker med 15 %, reduseres dreiemomentet med 25 %. Det kan hende at motoren ikke starter eller stopper.

Når spenningen synker, øker strømmen som forbrukes fra nettverket, noe som fører til oppvarming av viklingene og en reduksjon i levetiden til motoren. Ved langvarig drift ved en spenning på 0,9 U reduseres motorens nominelle levetid med det halve.. Med en spenningsøkning med 1 % øker den reaktive effekten som forbrukes av motoren med 3...7 %. Effektiviteten til stasjonen og nettverket reduseres.

Den generaliserte belastningsnoden til elektriske nettverk (gjennomsnittlig belastning) er:
- 10% av spesifikk belastning (for eksempel i Moskva er dette metroen - ~ 11%);
-30% belysning, etc.;
- 60 % asynkrone elektriske motorer. Derfor etablerer GOST 13109-97 normale og maksimalt tillatte verdier for steady-state spenningsavvik ved terminalene til elektriske mottakere innenfor grensene, henholdsvis δUy nor = ± 5% og δUy pre = ± 10% av den nominelle nettverksspenningen . Disse kravene kan oppfylles på to måter: redusering av spenningstap og regulering av spenning. ΔU = (P R + Q X) / U CPU (TP) Redusering av spenningstap (ΔU) oppnås:

Velge tverrsnittet av kraftledningsledere (≡ R) i henhold til betingelsene for spenningstap Bruk av langsgående kapasitiv kompensasjon av linjereaktans (X). Dette er imidlertid farlig på grunn av en økning i kortslutningsstrømmer ved X→ 0. Kompensasjon av reaktiv effekt (Q) for å redusere overføringen gjennom elektriske nettverk, ved bruk av kondensatorenheter og synkrone elektriske motorer som opererer i overeksitasjonsmodus.

I tillegg til å redusere spenningstap, reaktiv effektkompensasjon er et effektivt energisparetiltak, sikre reduksjon av elektrisitetstap i elektriske nettverk.

Spenningsregulering:

I kraftsenteret utføres spenningsregulering (U CPU) ved hjelp av transformatorer utstyrt med en enhet for automatisk regulering av transformasjonsforholdet avhengig av laststørrelsen - on-load-regulering (OLTC). ~10 % av transformatorene er utstyrt med slike enheter. Reguleringsområdet er ± 16 % med en diskretitet på 1,78 % Spenningen kan reguleres ved mellomliggende transformatorstasjoner (U TS) ved hjelp av transformatorer utstyrt med en enhet for kobling av uttak på viklinger med forskjellige transformasjonsforhold - kobling uten magnetisering (PBV), dvs. med frakobling fra nettverket. Kontrollområde ± 5 % med 2,5 % oppløsning.

Ansvar for å opprettholde spenningen innenfor grensene fastsatt av GOST 13109-97, er tildelt energiforsyningsorganisasjonen.

Faktisk velges den første (R) og andre (X) metoden når du designer nettverket og kan ikke endres senere. Den tredje (Q) og femte (U TP) metoden er bra for å regulere sesongmessige endringer i nettverksbelastningen, men det er nødvendig å kontrollere driftsmodusene til kompensasjonsutstyret til forbrukerne sentralt, avhengig av driftsmodusen til hele nettverket, det vil si energiforsyningsorganisasjonen. Den fjerde metoden - spenningsregulering i kraftsenteret (U CPU), lar energiforsyningsorganisasjonen raskt regulere spenningen i samsvar med nettverksbelastningsplanen. GOST 13109-97 etablerer de tillatte verdiene for steady-state spenningsavvik ved terminalene til den elektriske mottakeren. Og grensene for spenningsendring ved forbrukertilkoblingen må beregnes under hensyntagen til spenningsfallet fra dette punktet til strømmottakeren og spesifisert i energiforsyningskontrakten. 1.2 Spenningssvingninger Spenningssvingninger er raskt skiftende spenningsavvik som varer fra en halv syklus til flere sekunder. Spenningssvingninger oppstår under påvirkning av raskt skiftende nettverksbelastning. Kilder til spenningssvingninger er kraftige elektriske mottakere med en pulsert, skarpt variabel natur av aktivt og reaktivt strømforbruk: lysbue- og induksjonsovner; elektriske sveisemaskiner; elektriske motorer ved oppstart.