КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Качество – это совокупность свойств объекта, определяющих потребности в соответствии с назначением.
Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения определяет ГОСТ 13109-97, который указывает допустимые отклонения от номинальных значений напряжений, частоты, нелинейных искажений и других показателей. На практике фактические значения показателей качества электроэнергии отличаются от нормированных. Завышение напряжение приводит к переплате за потребленную лишнюю электроэнергию: при Ucети=(1,1-1,17)Uном переплата составляет 21-29%. Номинальное эффективное значение напряжения при несинусоидальности формы обеспечивается за счет завышения амплитуды, к чему чувствительны современные устройства вторичного питания.
Основные виды нестабильностей и помех в электросети и факторы, ихвызывающие.
• Пропадание напряжения.
• Различные аварийные и другие нештатные ситуации. Ремонтные работы.
• Резкое повышение напряжения с 220 Вольт до 380 Вольт.
• Отгорание или отключение нулевого провода сети.
• Периодические колебания напряжения, вызванные подключением и отключением мощных потребителей.
• Импульсные высоковольтные выбросы.
• Удары молнии вблизи линий электропередач.
• Высокочастотные помехи.
• Отклонение частоты сети от номинальных значений.
• Несинусоидальность формы сетевого напряжения.
Примечание: явление возрастания напряжения в сети также обусловлено тем, что все силовые электросети в СНГ трехфазные, и для питания бытовых потребителей однофазным током используется одна фаза. В этом случае любой перекос нагрузок в фазах (например, включение мощного потребителя или короткое замыкание в одной из фаз) приводит к падению напряжения в этой фазе и возрастанию напряжений в двух других фазах из-за так называемого "смещения нуля".
ОТКЛОНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
Отклонение напряжения - отличие фактического напряжения в установившемся режиме работы системы электроснабжения от его номинального значения. Отклонение напряжения в той или иной точке сети происходит под воздействием медленного изменения нагрузки в соответствии с её графиком.
Влияние отклонения напряжения на работу электрооборудования:
1.1. Технологические установки:
При снижении напряжения существенно ухудшается технологический процесс, увеличивается его длительность. Следовательно, увеличивается себестоимость производства.
При повышении напряжения снижается срок службы оборудования, повышается вероятность аварий.
1. 2. Освещение:
Снижается срок службы ламп освещения. Так, при величине напряжения 1,1 от номинала срок службы ламп накаливания снижается в 4 раза. При величине напряжения 0,9 от номинала снижается световой поток ламп накаливания на 40 % и люминесцентных ламп на 15 %.
При величине напряжения менее 0,9 от номинала люминесцентные лампы мерцают, а при 0,8 от номинала просто не загораются.
1.3. Электропривод:
При снижении напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя на 15% момент снижается на 25%. Двигатель может не запуститься или остановиться.
При снижении напряжения увеличивается потребляемый от сети ток, что влечёт разогрев обмоток и снижение срока службы двигателя. При длительной работе на напряжении 0,9 от номинала срок службы двигателя снижается вдвое.
При повышении напряжения на 1 % увеличивается потребляемая двигателем реактивная мощность на 3...7 %. Снижается эффективность работы привода и сети.
ГОСТ 13109-97 устанавливает нормально и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на зажимах электроприёмников в пределах соответственно δUунор=±5% и δUупред= ± 10 % номинального напряжения сети.
Обеспечить эти требования можно двумя способами: снижением потерь напряжения и регулированием напряжения. Ответственность за поддержание напряжения в пределах, установленных ГОСТ 13109-97, возлагается на энергоснабжающую организацию.
ОТКЛОНЕНИЕ ЧАСТОТЫ
Рассматривается отклонение фактической частоты переменного напряжения (fф) от номинального значения (fном) в установившемся режиме работы системы электроснабжения. Снижение частоты происходит при дефиците мощности работающих в системе электростанций. Для устранения этих явлений необходимо ремонтировать или модернизировать существующие и строить новые электростанции. А пока их нет, активно применяется радикальная мера - автоматическая частотная разгрузка (АЧР), то есть отключение части потребителей при снижении частоты. Это ещё называют веерными отключениями.
Повышение частоты происходит при резком сбросе нагрузки в системе электроснабжения, - ситуация аварийная и действие ГОСТ 13109-97 на неё не распространяется, а в установившемся режиме работы сети такое событие весьма редкое.
ПРОВАЛЫНАПРЯЖЕНИЯ
Провал напряжения - это внезапное и значительное снижение напряжения (менее 90 % uhom) длительностью от нескольких периодов до нескольких десятков секунд с последующим восстановлением напряжения.
Причинами провалов напряжения является срабатывание средств защиты и автоматики при отключении грозовых перенапряжений, токов короткого замыкания (КЗ), а также при ложных срабатываниях защит или в результате ошибочных действий оперативного персонала.
ГОСТ 13109-97 не нормирует провал напряжения, он ограничивает его продолжительность 30-ю секундами.
ВРЕМЕННОЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ-
- это внезапное и значительное повышение напряжения (более 110% uhom) длительностью более 10 миллисекунд. Временные перенапряжения возникают при коммутациях оборудования из-за неодновременного замыкания контактов выключателей (коммутационные, кратковременные) и при коротких замыканиях на землю (длительные). Коммутационные перенапряжения возникают при разгрузке протяжённых линий электропередач высокого напряжения.
Длительные перенапряжения возникают в сетях с компенсированной нейтралью и четырёхпроводных сетях при обрыве нейтрального провода, и в сетях с изолированной нейтралью при однофазном КЗ на землю (в сетях 6-10-35 кВ в таком режиме допускается длительная работа). В этих случаях напряжение неповреждённых фаз относительно земли (фазное напряжение) может вырасти до величины междуфазного (линейного) напряжения.