Качество электроэнергии и его обеспечение — влияние на работу электроприемников

Влияние отклонения частоты

Жесткие требования стандарта к отклонениям частоты питающего напряжения обусловлены значительным влиянием частоты на режимы работы электрооборудования и ход технологических процессов производства.
Анализ работы предприятий с непрерывным циклом производства показал, что большинство основных технологических линий оборудовано механизмами с постоянным и вентиляторным моментами сопротивлений, а их приводами служат асинхронные двигатели. Частота вращения роторов двигателей пропорциональна изменению частоты сети, а производительность технологических линий зависит от частоты вращения двигателя.
Наиболее чувствительны к понижению частоты двигатели собственных нужд электростанций. Снижение частоты приводит к уменьшению их производительности, что сопровождается снижением располагаемой мощности генераторов и дальнейшим дефицитом активной мощности и снижением частоты (имеет место лавина частоты).
Такие ЭП, как лампы накаливания, печи сопротивления, дуговые электрические печи на изменение частоты практически не реагируют.
Кроме этого, пониженная частота в электрической сети влияет на срок службы оборудования, содержащего элементы со сталью (электродвигатели, трансформаторы, реакторы со стальным магнитопроводом), за счет увеличения тока намагничивания в таких аппаратах и дополнительного нагрева стальных сердечников.

Влияние искажения напряжения на работу электрооборудования

ГлавнаяВлияние искажения напряжения на работу электрооборудования

Отклонения напряжения

Технологические установки:

Освещение:

 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. Перегрев сверх допустимого на каждые 8-10°С сокращает срок службы изоляции обмоток электродвигателя в 2 раза;
  • При повышении напряжения на  1 %  потребляемая двигателем реактивная мощность увеличивается на 3…7 %.

Среднее распределение потерь от высших гармоник характеризуется следующими данными: обмотки статора – 14%, цепи ротора – 41%. Токи гармоник в статоре машины вызывают движущую силу, тем самым приводит к вибрации вала двигателя.

Колебания напряжения

  • Снижается срок службы оборудования;  
  • Перегрев оборудования;
  • Пожароопасность;
  • Понижается КПД двигателя;
  • Вибрация в электромашинных системах;
  • Вызывают брак продукции;
  • Ошибки срабатывания автоматических выключателей;
  • Ошибки в коммуникационном оборудовании;
  • Пульсация светового потока ламп освещения. 

Несимметрия напряжения

Источниками несимметрии:

  •  Дуговые сталеплавильные печи;
  • Тяговые подстанции переменного тока;
  • Электросварочные машины;
  • Специальные однофазные нагрузки;
  • Осветительные установки.

Так суммарная нагрузка отдельных предприятий содержит 85…90 % несимметричной нагрузки. А коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности (K0U) одного 9-и этажного жилого дома может составлять 20 %, что на шинах трансформаторной подстанции (точке общего присоединения) может обусловить превышение нормально допустимые 2 %.

Влияние несимметрии напряжений на работу электрооборудования:

  • Возрастают потери электроэнергии от дополнительных потерь в нулевом проводе;
  • Однофазные, двухфазные потребители и разные фазы потребителей электроэнергии работают на различных не номинальных напряжениях, что вызывает те же последствия, как при отклонении напряжения;
  • В электродвигателях, кроме отрицательного влияния не несимметричных напряжений, возникают магнитные поля, вращающиеся встречно вращению ротора;
  • Общее влияние несимметрии напряжений на электрические машины, включая трансформаторы, выливается в значительное снижение срока их службы.

Например, при длительной работе с коэффициентом несимметрии по обратной последовательности K2U = 2…4 %, срок службы электрической машины снижается на 10…15 %, а если она работает при номинальной нагрузке, срок службы снижается вдвое.

Электроприёмники с нелинейной вольт­амперной характеристикой потребляют ток, форма кривой которого отличается от синусоидальной. А протекание такого тока по элементам электрической сети создаёт на них падение напряжения, отличное от синусоидального, это и является причиной искажения синусоидальной формы кривой напряжения.

Несинусоидальность напряжения

Источниками несинусоидальности являются:

  • Синхронные двигатели;
  • Осветительные приборы;
  • Сварочные установки;
  • Офисная и бытовая техника;
  • Дуговые сталеплавильные и индукционные печи;
  • Трансформаторы;
  • Статические преобразователи.
READ  Устройство и схема плавного пуска асинхронного электродвигателя

Влияние несинусоидальности напряжения на работу электрооборудования:

Так, при коэффициенте искажения синусоидальной формы кривой напряжения KU = 10 % суммарные потери в сетях предприятий, крупных промышленных центров могут достигать 10…15 %.

 Выводят из строя компьютеры, мэйнфрэймы, устройства сбора и  передачи информации;

 Оказывают воздействие на изоляцию кабельных линий  и линий электропередач;

 Приводят к учащению однофазных коротких замыканий на землю;

 Приводят к пробою конденсаторов;

 Вследствие гармоник обратной последовательности,

 Понижается точность учета электроэнергии.

Вопросы качества электроэнергии

Михаил Сапунов, специалист отдела энергосбережения ГУ «Леноблгосэнергонадзор»Вопросам качества электрической энергии в послeдние несколько лет уделяется очень большое внимание

Наряду с тем что в специализированных СМИ наблюдается интенсивный поток информации по этой теме, создается впечатление, что некоторые специалисты-энергетики не до конца осознают важность этого во-проса. Данная статья носит информационный характер и, по мнению автора, может помочь специалистам раскрыть для себя теоретические аспекты проблемы повышения качества электрической энергии

Данная статья носит информационный характер и, по мнению автора, может помочь специалистам раскрыть для себя теоретические аспекты проблемы повышения качества электрической энергии.

  • снижение эффективности процессов генерации, передачи и потребления электроэнергии за счет увеличения потерь в элементах сети;
  • уменьшение срока службы и выход из строя электрооборудования из-за нарушения его нормальных режимов работы и старения изоляции;
  • нарушение нормальной работы и выход из строя устройств релейной защиты, автоматики и связи.

1. Отклонение напряжения

  • суточные, сезонные и технологические изменения токовой нагрузки;
  • изменение мощности генераторов и компенсирующих устройств;
  • изменения схемы и параметров электрической сети.

Влияние на работу различных ЭПОтветственность и меры компенсацииРис.12. Колебания напряжения

  • размах изменения напряжения;
  • доза фликера.
  • тяговые подстанции;
  • приводы реверсивных прокатных станов;
  • дуговые сталеплавильные печи;
  • сварочные аппараты;
  • электролизные установки.
READ  Стабилитрон принцип работы

Влияние на работу различных ЭПОтветственность и меры компенсацииРис.2DU1=jXL(I1-KMI2);
DU2=jXL(I2-KMI1).3. Несинусоидальность напряжения

  • коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения;
  • коэффициент n-й гармониче-ской составляющей напряжения.
  • вентильные преобразователи;
  • силовое электрооборудование с тиристорным управлением;
  • дуговые и индукционные электропечи;
  • люминесцентные лампы;
  • установки дуговой и контактной сварки;
  • преобразователи частоты;
  • бытовая техника (компьютеры, телевизоры и др.).

Влияние на работу различных ЭПОтветственность и меры компенсации

  • схемные решения: выделение нелинейных нагрузок на отдельную систему шин, группирование вентильных преобразователей по схеме умножения фаз, подключение нелинейной нагрузки к системе с большей мощностью короткого замыкания (Sкз);
  • применение оборудования, характеризующегося пониженным уровнем генерации высших гармоник, например «ненасыщающихся» трансформаторов и многофазных вентильных преобразователей;
  • использование фильтровых устройств: параллельных узкополосных резонансных фильтров, фильтрокомпенсирующих и фильтросимметрирующих устройств (ФКУ и ФСУ).

Рис.3Окончание в следующем номере журнала.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: