2.3. ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОБОГАЩЕНИЯ РУД
2.3.1. Нормирование качества электроэнергии
и рекомендации по расчету качества электроэнергии
Показателями качества электроэнергии при питании от трехфазных сетей являются: отклонение частоты, отклонение напряжения, колебания напряжения, коэффициент несинусоидальности напряжения, коэффициенты обратной и нулевой последовательности напряжений.
ГОСТ 13109—67 нормирует следующие допустимые значения показателей качества электрической энергии.
1. Отклонение частоты:
в нормальном режиме работы энергетической системы в пределах ±0,1 Гц, усредненное за 10 мин. Допускается временная работа энергетической системы с отклонением частоты, усредненным за 10 мин, ±0,2 Гц. Колебания частоты не должны превышать 0,2 Гц.
Отклонение частоты — разность между действительным и номинальным значениями основной частоты, Гц:
(13)
Размах колебаний частоты — разность между наибольшим и наименьшим значениями основной частоты за определенный промежуток времени:
(14)
- Отклонение напряжения:
на зажимах приборов рабочего освещения в пределах от —2,5 до + 5 % номинального;
на зажимах электродвигателей и аппаратов для их пуска и управления в пределах от —5 до +10 % номинального;
на зажимах остальных приемников электрической энергии в пределах ± 5 % номинального.
В послеаварийных режимах допускается дополнительное понижение напряжения на 5 %.
Отклонение напряжения — разность между действительным и номинальным значениями, %
(15)
- Колебания напряжения, которые оцениваются:
а) размахом изменения напряжения — разностью между следующими друг за другом экстремумами огибающей действующих значений напряжения
(16)
или
(17)
б) частотой изменения напряжения, (1/с, 1/мин, 1 /ч)
F = т/Т, (18)
где /77 — число изменений напряжения со скоростью изменения > 1 % в секунду за время Т (рис. 1);
в) интервалами между следующими друг за другом изменениями напряжения
Допустимые значения размахов изменений напряжения на зажимах ламп накаливания определяются по кривой (рис. 2), в зависимости от частоты их повторения или интервала между следующими друг за другом изменениями напряжения. Для остальных электроприемников допустимые значения 5 V не нормируются.
- Коэффициент обратной последовательности напряжения, численно равный отношению напряжения обратной последовательности основной частоты к номинальному напряжению, %:
(19)
Рис. 1. График колебаний напряжения (пять размахов изменений напряжения за 12 с)
Рис. 2. График допустимых размахов изменений напряжения в зависимости от частоты или интервала между изменениями напряжения (ГОСТ 13109—67)
Значение коэффициента обратной последовательности напряжения в пределах до 2 % длительно допустимо на зажимах любого трехфазного симметричного приемника электрической энергии.
5. Степень несинусоидальности напряжения, характеризующаяся коэффициентом искажения кривой напряжения Кнс величина которого
до 5 % длительно допустима на зажимах любого приемника электрической энергии:
(20)
где Uу — действующее значение 7-й гармоники, кВ; п — номер последней учитываемой гармоники.
В Указаниях [20] для практических инженерных расчетов рекомендуется формула для расчета К , дающая погрешность <10 %:
н с
(21)
где S — полная мощность преобразователя, MB-А; 5 — мощность
П р К
к.з., MB-А; sin у =Qnp/Snp; (Опр — реактивная мощность преобразователя); Хп определяется по формуле для шестифазных схем выпрямления:
(22)
Здесь U т — напряжение к.з. трансформатора, отн. ед.; S , — к.тр ном.тр
номинальная мощность трансформатора преобразователя, MB-А.
Для двенадцатифазных схем
(23)
где ^к.трБ = ^K.Bh-(HH1 + HH2)' отн- ед-'- КР - коэффициент расщепления обмоток трансформатора, принимается по каталогу.
В трансформаторах с намотанными одна на другую ветвями расщепленных обмоток /Ср = 0, при отсутствии магнитной связи между вторичными обмотками трансформаторов К = 4.
При работе нескольких преобразователей Кнс вычисляется по формулам (21) и (22), в которых 5п и SHOM тр — соответственно суммарная мощность одновременно работающих единичных преобразователей и трансформаторов.
При одновременной работе преобразователей по шести- и двенадцатифазным схемам выпрямления К рекомендуется определять раз-
н с
дельно для каждой группы преобразователей, а суммарный коэффициент несинусоидальности — по формуле
(24)
2.3.2. Влияние параметров качества электроэнергии
на электроустановки
При отклонениях напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя изменяются частота вращения, значения активных потерь и потребляемой реактивной мощности. Изменения активных потерь в асинхронных электродвигателях при отклонениях напряжения в пределах 5—10 % составляют <0,03Д^ном. Изменение напряжения на зажимах на 1 % приводит к изменению потребляемой реактивной мощности на 3 %. В энергетических установках, на насосных станциях изменение напряжения сказывается на производительности агрегата. Для синхронных двигателей отклонение напряжения в сети вызывает изменение располагаемой реактивной мощности: с его увеличением в сети потери активной мощности в синхронном двигателе растут.
Осветительные электроприемники при понижении напряжения уменьшают освещенность рабочих мест, что приводит к снижению производительности труда. При повышении напряжения срок службы светильников сокращается. Так, при \Л= 10 % срок службы ламп уменьшается в 3 раза.
При несимметрии напряжений в трехфазных сетях появляются дополнительные потери в электрических сетях, сокращается срок службы ламп и электрооборудования, снижаются экономические показатели его работы.
При несимметрии линейных напряжений реактивная мощность, генерируемая батареей конденсаторов, изменяется по сравнению с номинальным значением С?ном . Например, при ег = 0,05 -г 0,06 A Q — 0,01 - 0,04.
Несинусоидальные режимы неблагоприятно влияют на электрооборудование, системы автоматики, релейной защиты, телемеханики и связи; появляются дополнительные потери в электрических машинах, трансформаторах и сетях; затрудняется компенсация реактивной мощности с помощью батарей конденсаторов; сокращается срок службы изоляции электрических машин и аппаратов; возрастает аварийность в кабельных сетях, появляются сбои в работе систем релейной защиты, автоматики, телемеханики и связи.
Колебании напряжении отрицательно сказываются на зрительном восприятии предметов и деталей, на производительности труда и зрении работников. При изменениях напряжения >10 % газоразрядные лампы могут гаснуть.
