Отклонение напряжения – отличие фактического напряжения в установившемся режиме работы системы электроснабжения от его номинального значения.
Нормы и требования к электромагнитной совместимости и качеству электроэнергии в электроэнергетических системах
Электромагнитная совместимость (ЭМС) представляет собой широкое понятие, характеризующее электромагнитное взаимодействие любых электротехнических и радиотехнических устройств. Функционирование таких устройств, как правило, происходит в условиях электромагнитных помех (ЭМП), которые создаются самими же устройствами [83, 84, 152].
Электромагнитные помехи – это нежелательное воздействие электромагнитной энергии, которое может ухудшить показатели качества функционирования электрооборудования [114].
В теории ЭМС различают помехи, распространяемые по проводникам (кондуктивно) и через окружающую среду посредством электромагнитного поля. Для кондуктивных помех средой распространения является электрическая сеть, а также элементы электрооборудования, связанные кондуктивно, т.е. имеющие электрическое соединение. В таком случае электромагнитная среда формируется в результате электроэнергетических процессов, протекающих при производстве, передаче и потреблении электроэнергии. Для полевых помех средой распространения является окружающее пространство [90, 114].
Все электромагнитные помехи оказывают отрицательное влияние на нормальное функционирование электрооборудования, которое в категориях ЭМС можно только условно разделить на источники ЭМП и элементы восприимчивые к ним, так как одно и тоже электрооборудование в большей или меньшей мере можно отнести как к одной группе, так и к другой. Среда, через которую взаимодействует электрооборудование, таким образом, является носителем помех.
|
|
|
Электромагнитная совместимость определяет возможность нормального функционирования электрооборудования в электромагнитной среде при условии ограничения уровня ЭМП вносимых в среду данным электрооборудованием, а также воздействующих на него со стороны среды. Идеальные условия электромагнитной совместимости обеспечены быть не могут, поэтому электромагнитные помехи всегда допустимы, но в определенных пределах. Допустим и определенный уровень эмиссии ЭМП.
Особо актуальным для любых электроэнергетических систем является вопрос качества электроэнергии (КЭ) [51, 133, 184]. Качество электроэнергии – понятие во многом тождественное ЭМС, однако относящееся к кондуктивным помехам и характеризующее только электрическую сеть – кондуктивную среду, через которую взаимодействуют источники и приемники электроэнергии. Установленные для этой среды допустимые уровни ЭМС называют показателями КЭ.
Ведущими организациями, которые определяют стандарты ЭМС и КЭ, являются: Международная электротехническая комиссия (МЭК), Европейский комитет по стандартизации в области электротехники (СЕНЕЛЕК) и Международный специальный комитет по радиопомехам (СИСПР).
|
|
|
Помимо международных, в ряде стран используются, также, и внутригосударственные стандарты, например: IEEE-519 (США), AS 2279 (Австралия), G5/3 (Британия), EN61800 (Центральная Европа), ГОСТ13109-97 (страны СНГ) и др.
Электромагнитная совместимость сети и электрооборудования обеспечивается, если уровень его помехоустойчивости выше предельно-допустимых значений показателей КЭ.
Все одиннадцать показателей, установленные ГОСТ13109-97, могут быть условно разделены на три группы. К первой группе можно отнести отклонения частоты и напряжения, которые связаны с особенностями технологического процесса производства и передачи электроэнергии. Качество регулирования данных параметров определяет их уровень в электроэнергетической системе. Ко второй группе можно отнести показатели, характеризующие несинусоидальность формы кривой напряжения, несимметрию и колебания напряжения. Причинами их ухудшения являются, главным образом, электроприемники. К третьей группе можно отнести показатели, характеризующие случайные электромагнитные явления и электротехнические процессы, неразрывно связанные с технологическим процессом производства, передачи и потребления электроэнергии. К ним относятся провалы напряжения, перенапряжения и импульсы напряжения, которые возникают в ЭЭС в большинстве случаев в результате коммутаций электрооборудования, а также под воздействием разрядов молний [90].
|
|
|
Показатели КЭ первых двух групп нормируются ГОСТ13109-97 и на них устанавливаются два уровня: нормальный и предельный. Показатели третьей группы не нормируются, однако статистическая информация о них имеет большое значение для эксплуатации электроэнергетических систем [44, 90].
Среди всех нормативных показателей КЭ для судовых ЭЭС важнейшим является несинусоидальность напряжения сети, допустимые уровни которой регламентируется требованиями классификационных обществ (DNV, LLOYD, ABS, VERITAS), а также Морским Регистром Судоходства Украины [44, 116]. Соответствие стандартам всех остальных показателей КЭ в условиях судовых ЭЭС сравнительно легко обеспечивается благодаря наличию автоматического регулятора возбуждения и системы регулирования частоты генераторов судовой электростанции, в то время как несинусоидальность напряжения связана с наличием кондуктивных ЭМП, генерируемых в сеть нелинейными нагрузками. Оценка и снижение уровней таких ЭМП требуют детального предварительного исследования схем, состава и режимов работы судовых ЭЭС.
|
|
|
Показатели качества электроэнергии в электрических сетях, находящихся в собственности потребителей, регламентируются отраслевыми стандартами и иными нормативными документами, но они не должны быть ниже норм ГОСТа для точек общего присоединения.
Установлены два вида норм Качества Электроэнергии: нормально допустимые и предельно допустимые. Согласно ГОСТ 13109-97 показателями качества электроэнергии являются:
| Наименование ПКЭ 
| Наиболее вероятная причина |
| Отклонение напряжения | ||
| δUy | установившееся отклонение напряжения | график нагрузки потребителя |
| Колебания напряжения | ||
| δUt | размах изменения напряжения | потребитель с резкопеременной нагрузкой |
| Pt | доза фликера | |
| Несимметрия напряжений в трёхфазной системе | ||
| K2U | коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности | потребитель с несимметричной нагрузкой |
| K0U | коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности | |
| Несинусоидальность формы кривой напряжения | ||
| KU | коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения | потребитель с нелинейной нагрузкой |
| KU(n) | коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения | |
| Прочие | ||
| Δf | отклонение частоты | особенности работы сети, климатические условия или природные явления |
| ΔtП | длительность провала напряжения | |
| Uимп | импульсное напряжение | |
| KперU | коэффициент временного перенапряжения | |
Большинство явлений, происходящих в электрических сетях и ухудшающих качество электрической энергии, происходят в связи с особенностями совместной работы электроприёмников и электрической сети.
Семь ПКЭ в основном обусловлены потерями (падением) напряжения на участке электрической сети, от которой питаются соседние потребители. Потери напряжения на участке электрической сети (k) определяются выражением:
ΔUk = (Pk·Rk + Qk·Xk) / Uном
Здесь активное (R) и реактивное (X) сопротивление k-го участка сети, практически постоянны, а активная (P) и реактивная (Q) мощность, протекающие по k-му участку сети — переменны, и характер этих изменений влияет на формирование электромагнитных помех:
- при медленном изменении нагрузки в соответствии с её графиком — отклонение напряжения;
- при резкопеременном характере нагрузки — колебания напряжения;
- при несимметричном распределении нагрузки по фазам электрической сети — несимметрия напряжений в трёхфазной системе;
- при нелинейной нагрузке — несинусоидальность формы кривой напряжения.
ОТКЛОНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
Отклонение напряжения – отличие фактического напряжения в установившемся режиме работы системы электроснабжения от его номинального значения.
ГОСТ 13109-97 устанавливает нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения dUу на выводах приемников электрической энергии равны соответственно ± 5% и ± 10 % от номинального напряжения электрической сети.
КОЛЕБАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
Колебания напряжения - быстро изменяющиеся отклонения напряжения длительностью от полупериода до нескольких секунд.
Источниками колебаний напряжения являются мощные электроприѐмники с импульсным, резкопеременным характером потребления активной и реактивной мощности: дуговые и индукционные печи; электросварочные машины; электродвигатели при пуске.
ПРОВАЛЫ НАПРЯЖЕНИЯ
Внезапное и значительное снижение напряжения (менее 90% Uном) 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 так же при ложных срабатываниях защит или в результате ошибочных действий оперативного персонала. ГОСТ 13109-97 не нормирует провал напряжения, он ограничивает его продолжительностью 30-ю секундами. Правда, эти явления, длительностью больше 30 секунд, практически не случаются – напряжение уже не восстанавливается.
ВРЕМЕННОЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ
Внезапное и значительное повышение напряжения (более 110% Uном) длительностью более 10 миллисекунд. Временные перенапряжения возникают при коммутациях оборудования (коммутационные, кратковременные) и при коротких замыканиях на землю. Длительные перенапряжения возникают в сетях с компенсированной нейтралью и четырехпроходных сетях при обрыве нейтрального провода (обрыв «0»), и в сетях с изолированной нейтралью при однофазном КЗ на землю.
НЕСИММЕТРИЯ НАПРЯЖЕНИЙ
Несимметрия напряжения происходит только в трехфазной сети под воздействием неравномерного распределения нагрузок по ее фазам.
Источниками несимметрии напряжений являются: дуговые сталеплавильные печи, тяговые подстанции переменного тока, электросварочные машины, однофазные электротермические установки и другие однофазные, двухфазные и несимметричные трѐхфазные потребители электроэнергии, в том числе бытовые.
Однофазные, двухфазные потребители и разные фазы трѐхфазных потребителей электроэнергии работают на различных не номинальных напряжениях, что вызывает те же последствия, как и при отклонении напряжения.
Нормально допустимое и предельно допустимое значение коэффициента несимметрии напряжений по нулевой оследовательности в точках общего присоединения к четырехпроводным электрическим сетям с номинальным напряжением 0,38 кВ равны 2,0% и 4,0% соответственно.
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 31; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!