2.1. Parametrii de calitate ai energiei electrice și rationalizarea
Pentru o lungă perioadă de timp dezvoltarea de energie în țara noastră însoțită de o subestimare, și de multe ori ignorarea problemelor de calitate a energiei electrice, ceea ce a dus la o stimulare masivă a compatibilității electromagnetice a rețelelor electrice, consumatori și a sistemelor de alimentare. Compatibilitatea electromagnetică este definită ca abilitatea dispozitivului electric de a funcționa satisfăcător în mediul electromagnetic care fac parte, de asemenea, alte dispozitive. Calitatea energiei electrice de la an la an se înrăutățește, în timp ce cerințele pentru creșterea acestuia de îmbunătățire. Acum, situația dificilă actuală în care multe procese, cum ar fi biotehnologia, linii de producție automatizate, calculatoare, vid, tehnologie cu microprocesor, telecomanda, sistem electric, etc. atunci când calitatea energiei electrice existente sunt deja în siguranță (fără perturbații) pot să nu funcționeze.
Într-adevăr, a venit timpul când energia electrică (EE) ar trebui să fie considerată ca o marfă, care, în orice regulă a sistemului este caracterizat prin anumite liste (specifice), indicatori și valorile care definesc calitatea sa de consum.
Calitatea energiei electrice (KE) are un set corespunzător de parametrii care descriu caracteristicile procesului de transmitere pentru utilizare în condiții normale de funcționare, determină continuitatea alimentării cu energie electrică (fără întreruperi lungi sau scurte de alimentare cu energie) și caracterizează tensiunea de alimentare (magnitudine, asimetrie, frecvența, forma de undă) . Până la această definiție este necesară pentru a adăuga încă două comentarii.
În primul rând: KE în ansamblu exprimă gradul de suficiență a condițiilor puterii de consum, ceea ce este important din punct de vedere practic.
În al doilea rând: KE nu depinde numai de condițiile de aprovizionare, dar, de asemenea, cu privire la caracteristicile echipamentelor electrice, care este utilizat (criticalitatea sa de obstacole electromagnetice (EMP), precum și posibilitatea de generare a acestora) și practicile de operare. Ultima remarcă este determinată de faptul că responsabilitatea pentru KE trebuie să suporte nu numai furnizarea de organizare, dar, de asemenea, consumatorii de producătorii de energie electrică și echipamente electrice.
Comisia Electrotehnică Internațională (MEK) dezvoltă și menține standarde KE trei tipuri: determinarea care conțin o descriere a mediului electromagnetic, terminologia, liniile directoare pentru a limita egală cu generarea de EMP și măsurare și testare instrumente pentru a determina calitatea energiei electrice (PKE), recomandarea pentru fabricarea echipamentelor electrice; reguli generale, care asigură nivelul admisibil al EMP, care este generat sau nivelul admis în rețelele electrice de uz casnic sau industrial; norme detaliate (subiect) care conțin cerințe pentru produse individuale și frecându în ceea ce privește OSC.
Organizația principal în Europa, care coordonează activitatea de standardizare în ceea ce privește electrice, electronice și domeniile conexe ale cunoașterii au MEK. Ar trebui să fie numit, de asemenea, de către organizațiile internaționale, cum ar fi Comitetul pentru Sisteme electrice mari și Uniunea producătorilor și distribuitorilor de EE. organizație regională influentă, care este responsabil pentru standardizarea în domeniul KE pentru țările Uniunii Europene (UE), are CENELEC. Există o serie de organizații profesionale internaționale și comitetele naționale care dezvoltă standardele naționale pentru KE, de regulă, pe baza normelor de MEK. Adoptarea standardelor este, în principal, prin estimărilor experților, prin vot.
Valorile Normalizarea PKE se referă la principalele probleme probleme KE. Sistemul PKE constituie caracteristici cantitative lente (deviație) și rapidă (swing) modifică valoarea efectivă a tensiunii, forma și simetrie a unui sistem cu trei faze precum schimbările de frecvență. servicii energetice de personal companiile nu pot influența nivelul de frecvență al rețelei. Excepția este puterea de surse independente, care, în practică, sunt relativ rare. Prin urmare, în viitoarele numai întrebările care se aplică tensiune KE.
Principiile PKE de tensiune normalizare bazate pe ipoteze tehnice și economice și sunt după cum urmează:
- tensiune PKE au o valoare energetică, adică caracterizează puterea (energia) a distorsiunii de undă, gradul de efectul negativ asupra energiei electrice și eficiența procesului, comparativ cu valorile respectivei distorsionare PKE;
- Valorile limită PKE sunt alese din considerațiile tehnice și economice;
- PKE normalizate cu o fiabilitate predeterminată pe un interval de timp pentru a obține valori specifice care permit comparația.
Sistemul PKE, care se bazează pe aceste ipoteze, pot fi utilizate începând cu lucrările de proiectare. Permite metrologie masa de control suport KE cu dispozitive relativ simple și ieftine, precum și de a pune în aplicare măsurile și mijloacele de normalizare KE.
Standardele stabilite standard specificate, sunt obligatorii în toate modurile de sisteme de energie de uz general, cu excepția modurilor, care sunt cauzate de următoarele:
- condiții meteorologice excepționale, catastrofe naturale (uragan, inundații, cutremure, etc.);
- situații neprevăzute, care sunt cauzate de acțiunile părților, care nu este o organizație energopostavlyayuschey și consumatorul ITS (incendiu, explozie, operațiuni militare, etc.);
- termenii care sunt reglementate de către guvernele de stat, precum și în legătură cu lichidarea consecințelor cauzate de condițiile meteorologice excepționale și circumstanțe neprevăzute.
Standardele stabilite de prezentul standard vor fi incluse în condițiile tehnice pentru conectarea consumatorilor și contractul pentru utilizarea STI între elektropostavschikami și consumatori. În conformitate cu GOST 13109-97 indicatori KE este:
- dUu tensiune constantă abatere;
- magnitudine a variatiilor de tensiune DUT;
- flicker Pt;
- distorsiune Coeficientul curba de tensiune sinusoidală KU;
- Coeficientul de n-lea componenta armonică a tensiunii KU (n);
- factorul de nesimetrie de tensiune K2U inversă secvență;
- coeficient la tensiune zero secvență dezechilibra K0U;
- deviație de frecvență (f;
- Durata dtn a dip de tensiune;
- tensiune puls Uіmp;
- KpepU coeficient de supratensiune temporară.
Trebuie remarcat faptul că avem în vedere două tipuri de norme la KE - limitele normale și acceptabile. Evaluarea conformității PKE standardelor respective efectuate pe parcursul perioadei contabile, care este egală cu 24 de ore.
Cele mai multe fenomene care apar în rețelele electrice și să degradeze calitatea energiei electrice apar în legătură cu caracteristicile și rețeaua electrică de funcționare generală elektropriemnikov, compatibilitatea electromagnetică a acestora. Șapte PKE în principal din cauza pierderilor (picătură) a tensiunii pe porțiunea rețelei electrice, care alimentează consumatorii.
Pierderea tensiunii pe porțiunea de alimentare este definită prin expresia:
Având în vedere aici activă (R) și porțiuni reactive (X) de rețea de rezistență este considerată permanentă și activă (P) și reactivă (Q) puterea care este transmis prin rețeaua site-ului, interschimbabile. Natura acestor schimbări, mai mult decât atât, pot fi diferite ca și diferitele cauze de tensiune pierdere de detectare:
- atunci când o schimbare lentă a sarcinii în funcție de programul său - abaterea de tensiune;
- În cazul în care schimbările rapide în natura sarcinii - fluctuație de tensiune;
- la distribuția asimetrică a sarcinii asupra fazei de alimentare - dezechilibrul de tensiune în sistem trifazat;
- atunci când sarcina neliniară - în formă de sarcină nesinusoidnoy curba.
De la acele fenomene pe care consumatorii de energie electrică nu pot influența, rămâne doar pentru a-și proteja echipamentele prin mijloace speciale, cum ar fi dispozitive de mare viteză de protecție sau a dispozitivelor neîntreruptibilă de alimentare.
Responsabilitatea pentru menținerea tensiunii în limitele specificate de GOST 13109-97, se bazează pe compania de electricitate.
Tensiunea de deviație (HV) - nu tensiunea reală în alimentarea constantă de alimentare de funcționare la valoarea nominală a sistemului. Caracterizat prin indicatorul deviere a spus durabil BH dUu.
Abaterea de tensiune într-unul sau un alt punct în rețea are loc, după cum sa observat deja, sub influența schimbărilor de sarcină lente în conformitate cu programul său.
GOST 13109 - 97 setează valoarea admisibilă a abaterilor constante de tensiune la bornele elektropriyomnika. O schimbare limita de tensiune de la punctul de conectare a consumatorilor ar trebui să fie stabilită ținând cont de căderea de tensiune de la locația curentă a receptoarelor electrice și indicate în contractul de furnizare.
fluctuațiilor de tensiune (CN) - deviație de tensiune care apar în intervalul de la o jumătate de ciclu la câteva secunde.
Surse de fluctuațiile de tensiune au elektropriemniki puternice impulsuri, consum caracter rezkoizmenyayuschimsya de energie activă și reactivă: cuptoare cu arc electric și de inducție; Dispozitive elektrosvarok; Motoarele în condițiile de pornire, etc. CN este după cum urmează:
- scală schimbă tensiune DUT;
- Doza flicker Pt.
Fliker- o percepție umană subiectivă a fluxului luminos al surselor de lumină artificială, vibrații, care sunt cauzate de fluctuațiile tensiunii de alimentare, care alimentează aceste surse.
Flicker - o măsură a sensibilității umane la flicker efect pe o perioadă de timp stabilită. Percepția timpului de flicker - lungimea minimă de timp pentru percepția subiectivă a flicker cauzate de fluctuațiile de tensiune de o anumită formă.
Doza tranzitorie determinată flicker pe intervalul de timp de observare, care nu depășește 10 minute. Doza flicker lungă este determinată pe intervalul de timp de observare, care este egal cu 2 ore.
stres Nesinusoedalnost - distorsiune sinusoidală tensiune forme de undă.
Elektropriemniki cu o caracteristică volt-ampere neliniare consumă curent, a cărui formă este diferită de curba sinusoidală. Un flux al curentului prin elementele rețelei electrice creează o cădere de tensiune pe ele, altele decât sinusoidală. Acesta este motivul pentru curbura a formei de undă de tensiune sinusoidală.
Figura 2.1. O tensiune non-sinusoidală
tensiune sinusoidală este după cum urmează:
- Coeficientul de curbura curbei tensiune sinusoidală KU;
- Coeficientul de n-lea componenta armonică a tensiunii KU (n).
Asimetria tensiunilor - asimetria sistemului de tensiune cu trei faze.
dezechilibru de tensiune apare numai în sisteme trifazate sub influența distribuția sarcinii neuniforme pe fazele acesteia. Ca o sursă sigură de dezechilibru de tensiune în vinovatul GOST 13109-97 indică utilizatorul cu sarcină dezechilibrată.
Asimetria de surse de tensiune este: cuptor cu arc electric, care poate fi detașată substații de tracțiune mașină elektrosavrivaniya curent, cu o singură fază de instalare electrotermică și alte o singură fază, cu două faze și cu trei faze de dezechilibrate consumatorii electrici, în special de uz casnic.
Astfel, sarcina totală a întreprinderilor individuale cuprinde 85 ... 90% din sarcină asimetrică. Un coeficient de dezechilibru de secvență zero a tensiunii (K0U) suprafață -ty 9 din casa poate fi de 20%, care substație pneului (punctul comun de cuplare) poate depăși admisibilă 2%.
Figura 2.2. tensiuni de dezechilibru
tensiuni dezechilibrate este după cum urmează:
- factorul de nesimetrie de tensiune K2U inversă secvență;
- coeficient la tensiune zero secvență K0U dezechilibru.
deviație de frecvență - o abatere de frecvența reală a tensiunii înlocuibil (ffak) din valoarea nominală (fN) în modul de putere constantă a sistemului.
Abaterea de tensiune de frecvență înlocuibilă în rețelele electrice caracterizate prin deviația de frecvență (f.
Sag - o reducere bruscă și substanțială a tensiunii (mai puțin de 90% din Unom) perioade cu o durată de la câteva până la câteva zeci de secunde, la o reducere suplimentară a tensiunii.
Cauzele golurilor de tensiune au garda de declanșare de automatizare înseamnă că atunci când fulgere deconectat supratensiunile, scurtcircuit (SC), precum și fals pozitive de protecție sau ca urmare a unor acțiuni greșite ale personalului de exploatare.
GOST13109-97 nu standardizate eșec de tensiune, aceasta limitează durata de 30 mA secunde. Cu toate acestea, brownouts, o durată de 30 de secunde, practic, nu - tensiune nu este restabilită.
insuficienta tensiune caracterizata prin durata de tensiune dip DTN. .
impuls de tensiune - o creștere bruscă a tensiunii de durată mai mică de 10 milisecunde.
Trecerea de fenomene de supratensiuni apar în timpul tunetelor și comutarea echipamentelor (transformatoare, motoare, condensatori, cabluri), în special atunci când deconectarea curenților de defect. Magnitudinea impulsului de supratensiune depinde de mulți factori, dar este întotdeauna o semnificativă și poate ajunge la mai multe sute de mii de volți.
GOST13109-97 determină valori de referință la supratensiuni datorită trecerii la diferite tipuri de rețele.
Figura 2.3. puls de tensiune
puls de tensiune caracterizat prin tensiunea de impuls Uіmp.
supratensiunile temporare - o creștere bruscă și semnificativă a tensiunii (mai mare de 110% din Unom) cu o durată mai mare de 10 millisikund.
Supratensiunile temporare apar din cauza echipamentului (comutare scurtă) și un scurtcircuit la pământ de comutare (prelungită).
apar în timpul descărcării supratensiunilor de comutație a liniilor electrice de înaltă tensiune lungi. Supratensiunile prelungite apar în rețele cu, patru rețele neutre compensate în cazul întreruperii conductorului neutru, și în rețele cu neutru izolat când o defecțiune la sol singură fază (06/10/35 rețelele kV într-un mod de operare continuă este permisă). În aceste cazuri, tensiunea de la sol de distribuție relativ nevătămate (tensiune de fază) poate crește până la o magnitudine a unei faze de tensiune (linie).
supratensiunile temporare caracterizat prin coeficientul de supratensiune temporară Kper.U.
Norme date PKE prezentate în Tabelul 2.1. În cazul în care modificarea HV și frecvența abaterea este aleatoare, atunci cerințele GOST 13109-97 se aplică celor care în timpul perioadei de facturare sunt precizia integrantă a nu mai puțin de 95%.
Tabelul 2.1. - Normele indicilor KE și posibilele cauze ale declinului lor