Влияние качества элетроэнергии на элементы СЭС

1.

2.

Качество
электроэнергии
непосредственно
связано
с
экономичностью
производства,
поскольку
отклонения
показателей качества от номинальных приводят к снижению
КПД, коэффициента мощности, производительности, срока
службы и других показателей потребителей электроэнергии.
Качество электроэнергии может существенно влиять на расход
электроэнергии, надежность систем электроснабжения (СЭС) в
целом
В данной теме будет рассмотрено влияние отдельных
показателей качества электроэнергии на работу элементов СЭС

3.

Совокупность свойств электроэнергии, обуславливающие её
пригодность для нормальной работы электроприёмников в
соответствии с их назначением при расчётной работоспособности

4.

Отклонение напряжения
• Установившее отклонение напряжения δUy
Колебания напряжения
• Размах измерения напряжения δUt
• Доза фликера Pt
Несимметрия напряжения в трёхфазной системе
Несинусоидальность формы кривой напряжения
Отклонение частоты Δf
Импульсное напряжение Uимп
Длительность провала напряжения ΔtП

5.

Отклонение напряжения определяется разностью между действующим
U и номинальным Uном значениями напряжения, В:
или,%
Отклонение напряжения характеризуется показателем установившегося
отклонения напряжения dUy
,
где Uy — установившееся (действующее)
значение напряжения за интервал усреднения

6.

Допускаются следующие отклонения напряжения при нормальной
работе сети:
• на зажимах аппаратов и электродвигателей для их управления и
пуска от -5 до +10%;
• на зажимах аппаратов рабочего освещения от -2,5 до +5%;
• на зажимах других электроприёмников не более 5%.
При этом, в после аварийных режимах понижение напряжения
дополнительно допускается не более 5%.

7.

Повышение напряжения вызывает перенапряжение, которое может
привести к ухудшению свойств изоляции или её разрушению.
Понижение напряжения влияет на производительность предприятий.
Отклонение напряжения на зажимах АД сверх допустимых
значений приводит:
• к увеличению потерь активной мощности (изменение напряжения
на 10 % против номинального увеличивает ΔР приблизительно на 1-2
%);
• к увеличению потерь реактивной мощности (РМ) (на каждый
процент
повышения
напряжения
против
номинального
ΔQ увеличиваются для мелких АД на 5 – 7 %, для АД средней
мощности - на 3 %);
• к изменению скорости АД (скорость АД пропорциональна квадрату
напряжения и в связи с этим изменяется значительно даже при
небольших отклонениях напряжения).

8.

Синхронные двигатели подвержены влиянию отклонения
напряжения в меньшей степени, так как их максимальный
вращающий момент пропорционален первой степени напряжения и
может регулироваться с помощью тока возбуждения.
Самым чувствительным элементом СЭС к отклонению напряжения
являются ОУ с лампами накаливания. При снижении напряжения в
электрической сети резко падает освещенность. при снижении
освещенности снижается производительность труда (уменьшение
освещенности в 1,5 - 2 раза снижает производительность труда на 1 –
2 %) и ухудшаются условия безопасности труда. Повышение
напряжения приводит к резкому уменьшению срока службы ламп
накаливания

9.

Несинусоидальность напряжения – искажение синусоидальной формы
кривой напряжения.
Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими
показателями:
• коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения Ku;
• коэффициентом n-ой гармонической составляющей напряжения Ku(n)
Причина возникновения несинусоидальности напряжения – это
силовое оборудование с тиристорным управлением, люминесцентные
лампы, сварочные установки, преобразователи частоты, импульсные
преобразователи напряжения.

10.

Трансформаторы и машины переменного тока.
• Увеличиваются потери энергии в сердечниках и обмотках
• В синхронных машинах возникают паразитные тормозные моменты, в
синхронных - вибрации
• Сокращается срок службы изоляции
Конденсаторные установки.
• Высшие гармоники напряжений вызывают дополнительные потери
энергии в изоляции и обкладках конденсаторов
• Возникает резонансный режим на частоте одной из высших гармоник
Силовые кабели.
• Происходит ускорение старения изоляции

11.

Электроизмерительные приборы.
• Индуктивные счётчики активной и реактивной энергии при
несинусоидальных напряжениях и токах имеют довольно большую
погрешность, которая может достигать 10%

12.

Несимметрия напряжений — явление в многофазной
(например,
трёхфазной)
сети
переменного
тока,
при
котором амплитуды фазных напряжений и/или углы между ними
не равны между собой.
В качестве источника несимметрии напряжений ГОСТ 54149-2010
указывает потребителя с несимметричной нагрузкой.
Для
характеристики
несимметрии
напряжений
коэффициенты
несимметрии по
обратной
и
последовательностям.
служат
нулевой
В соответствии с ГОСТ Р 54149-2010 нормально допустимые и
предельно допустимые значения установившегося отклонения
напряжения на выходах приемников электрической энергии равны
соответственно
±5
и
±10%
номинального
напряжения
электрической сети.

13.

Несимметрия напряжения отрицательно влияет на работу
элементов системы электроснабжения
Трансформаторы.
• Увеличение потерь в магнитопроводе и обмотках
• Сокращение срока службы трансформатора
Конденсаторные установки.
• Неравномерная загрузка фаз реактивной мощностью
• Невозможность полного использования мощности
• Перегрев фаз конденсаторов
Многофазные полупроводниковые преобразователи.
• Ухудшение работы системы импульсно-фазного управления
• Снижение мощности
• Перегрузка вентилей
• Увеличение пульсаций выпрямленного напряжения
всех

14.

Асинхронные двигатели.
• Увеличение потерь в ЭД
• Снижение КПД
• Старение изоляции
• Сокращение срока службы
Машины переменного тока.
• Возникновение дополнительного обратного вращающего магнитного
поля
• Неблагоприятное воздействие на тепловой режим
• Сокращение срока службы
• Ухудшение энергетических характеристик

15.

1. Рационализация электроснабжения, заключающаяся, в частности, в
повышении мощности сети, в питании нелинейных потребителей
повышенным напряжением;
2. Улучшение структуры 1УР, например обеспечение номинальной
загрузки двигателей, использование многофазных схем выпрямления,
включение в состав потребителя корректирующих устройств;
3. Использование устройств коррекции качества — регуляторов одного
или нескольких показателей качества электроэнергии или связанных с
ними параметров потребляемой мощности.