Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Качество электроэнергии и его обеспечение

Качество электроэнергии и его обеспечение

Оглавление
Качество электроэнергии и его обеспечение
Влияние на работу электроприемников
Регулирование частоты
Регулирование напряжения
Средства регулирования напряжения
Оптимизация рабочих режимов
Баланс активной и реактивной мощности
Оптимизация распределения мощностей
Повышение надежности электроснабжения

Распопов Е. В. Электрические системы и сети. Качество электроэнергии и его обеспечение.   1990.  
В работе по курсу «Электрические системы и сети» кратко изложены вопросы действующего нормирования показателей качества электроэнергии, их обеспечения и вопросы оптимизации рабочих режимов электрических сетей и систем.
Конспект лекций предназначен для студентов специальностей 10.01, 10.04 и может быть полезен для студентов других электроэнергетических специальностей.
Научный редактор Рубисов Г. В., д-р техн. наук, проф.
Рецензенты: кафедра автоматизированных электрических станций и систем Северо-Западного заочного политехнического института; Абрамович Б. //., д-р техн. наук, проф. Ленинградского горного института имени Г. В. Плеханова.

1. КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ЕГО ОБЕСПЕЧЕНИЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
1.1. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ,
ИХ НОРМИРОВАНИЕ И КОНТРОЛЬ
Качество электрической энергии — это степень соответствия ее параметров их установленным значениям. Параметр электрической энергии — величина, количественно характеризующая какое-либо свойство электрической энергии. Показатель качества электрической энергии — величина, характеризующая качество электрической энергии по одному или нескольким ее параметрам. Норма качества электрической энергии — установленное предельное значение показателя качества электрической энергии.
Потребители работают эффективно лишь при определенном качестве электроэнергии, которое оценивается показателями качества, нормированными ГОСТ 13109 — 87 для электрических сетей общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются приемники или потребители электрической энергии [7].
Показатели качества электрической энергии (ПКЭ) разделяют на две группы: основные и дополнительные. Основные ПКЭ определяют свойства электрической энергии, характеризующие ее качество. Дополнительные ПКЭ представляют собой формы записи основных ПКЭ, используемые в других нормативно-технических документах.
К основным ПКЭ относят отклонение напряжения размах изменения напряжения, дозу колебаний напряжения. коэффициент несинусоидальности кривой напряжения Кнси, коэффициент п-й гармонической составляющей Киспу. коэффициент обратной последовательности напряжения Kw, коэффициент нулевой последовательности напряжения Каи, отклонение частоты Дf, длительность провала напряжения Д^п, импульсное напряжение Uaмп.
К дополнительным ПКЭ относят коэффициент амплитудной модуляции Кмод, коэффициент небаланса междуфазных напряжений Кнеб, коэффициент небаланса фазных напряжений Кнеб ф.
Отклонение напряжения — величина, равная разности между значением напряжения в данной точке системы электроснабжения в рассматриваемый момент времени и его номинальным или базовым значением. Оценивается в процентах:
"     U)
где U и t/ном — соответственно действительное и номинальное значения напряжения, В, кВ.
Размах изменения напряжения — разность между амплитудными или действующими значениями напряжения до и после одиночного изменения напряжения. Оценивается в процентах:
(2)
где (У, и i/j+i — значения следующих друг за другом экстремумов (или экстремума и горизонтального участка) огибающей амплитудных значений напряжения, В, кВ.
Доза колебаний напряжения — интегральная характеристика колебаний напряжения, вызывающих у человека накапливающееся за установленный период времени раздражение миганиями света, Дозу колебаний в процентах в квадрате при периодических ш?и близких к периодическим изменениям напряжения допускается вычислять по формуле
.             (3)
где 0 — интервал времени усреднения, равный 10 мин; g/ —коэффициент приведения действительных размахов изменений напряжения к эквивалентным;—действующие значения составляющих разложения в ряд Фурье изменений напряжения с размахом
Коэффициент несинусоидальности кривой напряжения — значение, равное отношению корня квадратного из суммы квадратов действующих значений высших гармонических составляющих, кратных основной частоте, к номинальному напряжению. Оценивается в процентах:
где f/(„) — действующее значение п-й гармонической составляющей напряжения, В, кВ; п — порядок гармонической составляющей напряжения; N—порядок последней из учитываемых гармонических составляющих напряжения.
Коэффициент п-й гармонической составляющей напряжения— отношение действующего значения п-й гармонической составляющей напряжения к действующему значению гармонической составляющей основной частоты. Оценивается в процентах:
(5)
где U(n) — действующее значение п-й гармонической составляющей напряжения, В, кВ.
Коэффициент обратной последовательности напряжения- величина, равная отношению напряжения обратной последовательности к напряжению прямой последовательности в многофазной системе электроснабжения. Вычисляется в процентах: '
(6)
где U2{ 1, —действующее значение напряжения обратной последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений, В., кВ; [/ном — номинальное значение междуфазного напряжения. В, кВ.
Коэффициент нулевой последовательности напряжения — величина, равная отношению напряжения нулевой последовательности к фазному напряжению прямой последовательности в многофазной системе электроснабжения. Вычисляется в процентах:
(7)
где U0(1) — действующее значение напряжения пулевой последовательности основной частоты, В, кВ; Uном ф — номинальное значение фазного напряжения, В, кВ.
Отклонение частоты — величина, равная разности между значением частоты в системе электроснабжения в рассматриваемый момент времени и ее номинальным или базовым значением. Оценивается в герцах:

где / — действительное значение частоты, Гц; /НОм — номинальное значение частоты, Гц.
Длительность провала напряжения — интервал времени между начальным моментом провала напряжения и моментом восстановления напряжения до первоначального или близкого уровня. Оценивается в секундах:
(9)
где Ль — начальный и конечный моменты провала напряжения, с.
Импульсное напряжение — максимальное мгновенное значение напряжения импульса. Оценивается в относительных единицах:
(10)
где t/имп — значение импульсного напряжения, В, кВ.
Методика вычисления дополнительных ПКЭ, а также вспомогательных' параметров электрической энергии, к которым относятся частота изменений напряжения F; интервал между изменениями напряжения; глубина провала
напряжения; интенсивность провалов напряжения т*;' длительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды подробно изложена в [7].
Допустимые значения ПКЭ нормируются в двух уровнях: нормальном и максимальном. В нормальном режиме работы электрической сети значения ПКЭ не должны выходить за пределы максимальных, причем в течение каждых суток не менее 95% времени ПКЭ не должны выходить за пределы нормальных значений. В послеаварийном режиме работы электрической сети значения ПКЭ не должны превышать максимальных.
При аварийных режимах допускается кратковременный выход значений ПКЭ за установленные пределы, в том числе снижение напряжения вплоть до нулевого уровня, отклонение частоты до ±5 Гц, с последующим их восстановлением до значений ПКЭ, установленных для послеаварийного режима.
Допустимые значения ПКЭ в нормальном и послеаварийном режимах приведены в таблице.

Допустимые значения ПКЭ
Допустимые значения ПКЭ

Примечания
* определяется по методике Главгосэнергонадзора,
** определяется по методике, изложенной в [7];
в послеаварийных режимах работы допускается отклонение частоты от плюс 0,5 Гц до минус 1 Гц общей продолжительностью за год не более 90 часов,
**** нормирование с 01 09 89
При оценке качества электроэнергии в сетях часто принимают во внимание не только допустимость предельных отклонений показателя качества, но и их длительность Это вызвано тем, что большие отклонения, но кратковременные (например, отклонения напряжения до 10. .15%) могут принести ущерб меньший, чем малые отклонения в допустимых пределах, но действующие длительный период. В таких случаях прибегают к интегральной оценке качества электроэнергии за контролируемый период Наиболее часто производится интегральная оценка качества напряжения
Изменения нагрузки электрической сети, а следовательно, и напряжений в узлах сети, имеют случайный характер, поэтому для оценки отклонений напряжения используют вероятностные методы анализа.
В качестве меры несовпадения напряжения с номинальным значением, часто применяется интегральная величина, равная среднему значению квадратов отклонений напряжения от номинального. Этот показатель называется неодинаковостью напряжения
(Ч)

где AU (t)—относительное отклонение напряжения на зажимах нагрузки; Т — период наблюдения.
Экономический ущерб потребителя примерно прямо пропорционален неодинаковости напряжения:
(12)
где k — коэффициент пропорциональности, зависящий от категории нагрузки, ее мощности и других показателей
Для автоматизации процесса интегральной оценки качества напряжения широко используется статистический анализатор качества напряжения (САК.Н).
Контроль показателей качества электроэнергии необходим для проверки соответствия их нормированным значениям, для выявления причин отклонения показателей, для разработки мероприятий по нормализации параметров, для оценки правильности проектных решений и т. п. Используются следующие виды контроля:

  1. непрерывный, осуществляемый на шинах 6... 10 кВ центров питания (ТЭЦ, ГПП, ГРП) с помощью показывающих и регистрирующих приборов;
  2. систематический, проводимый в заранее установленные моменты времени или в периоды максимальных и минимальных нагрузок с целью измерения статистических характеристик отклонения (обычно с применением САКИ);
  3. эпизодический контроль, производимый по мере необходимости, как правило, при нестабильном графике нагрузки.

В пунктах раздела систем электроснабжения предприятия и системы контроль показателей осуществляется совместно персоналами энергосистемы и электротехнической службой предприятия.
По разным показателям качества электрической энергии допускается устанавливать различную периодичность и длительность измерения. Длительность измерения ПКЭ должна быть не менее 1 суток.
Рекомендуемые длительности и периодичности измерения устанавливаются правилами по контролю и анализу качества электрической энергии и регулированию напряжения в электрических сетях общего назначения Главгосэнергонадзора.



 
« Как работает электрическая изоляция   Компенсация емкостных токов в сетях с незаземленной нейтралью »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.