Качество электроэнергии

Для системы трехфазного тока качество электроэнергии характеризуется отклонениями и колебаниями частоты и напряжения от установленных норм, не синусоидальность формы кривой напряжения, а также смещением нейтрали и несимметрией напряжения основной частоты.

1) отклонение напряжения – разность между действительным напряжением и номинальным

, кВ, В , %;

на зажимах электроприборов рабочего освещения: -2,5..5%;

2) Регулирование напряжения. Для выбора средств регулирования и места их установки, а также для правильной установки ответвлений трансформатора необходимо выявить уровень напряжения в разных точках ЭПП в разное время суток. Для всех расчетных режимов предварительно определяют мощности и точки от ИП до ЭП и технические параметры этих участков. Выбор средств регулирования базируется на анализе режимов напряжения и на основании техноко-экономических расчетов.

Необходимо рассматривать весь комплекс мероприятий по улучшению режимов напряжения:

а) применение понизительных трансформаторов и автотрансформаторов с РПН – это основное и часто достаточное средство

б) применение последовательных регулировочных трансформаторов ПБН при отсутствии трансформаторов с РПН.

в) использование рекомендаций по правильному выбору ответвлений у не регулируемых трансформаторов.

г) уменьшение потерь напряжения в отдельных элементов сети путем рационального построения всей СЭС.

д) применение автоматического регулирования конденсаторный установок.

е) применение связей, позволяющих отключать часть трансформаторов

ж) применение синхронных двигателей с автоматическим регулированием тока возбуждения.

Применение цеховых трансформаторов с РПН возможно лишь в тех случаях, когда другие средства недостаточны или менее экономичны.

3) Выбор ответвления на обмотках трансформатора.

Наиболее простой и дешевый способ регулирования напряжения. Трансформатор без РПН чаще всего применяется для сезонного регулирования. Для повседневного переключения их использовать нельзя. Для суточного регулирования применяются трансформаторы с регулированием их коэффициента трансформации под нагрузкой. При выборе ответвлений нужно добиться такого положения , чтобы вторичное напряжение на шинах подстанции в период максимума нагрузок было возможно ближе к U_НОМ+5%

4) Колебание напряжений.

Показатели:

- размах изменения напряжения - разность между следующими друг за другом экстремумами, огибающих действующих значений напряжений. Если огибающая действующих значений напряжения имеет горизонтальные участки, то размах изменения напряжения определяется как разность между соседним экстремумом и горизонтальным участком или как разность между соседними участками.

- Частота изменения напряжения ; m-количество изменений напряжения со скоростью изменения более одного % в секунду за время Т

- Интервалы между следующими друг за другом изменений

Показатели обусловлены резкими толчками потребляемой мощности при работе ЭП с ударной нагрузкой (сварочные машины, дуговые печи, электродвигатели прокатных станов). Колебания напряжения нормируются ГОСТом только для ламп, т.к. они наиболее чувствительны к перепадам напряжения.

Мероприятия по ограничению колебаний напряжения:

- рациональное построение схемы электроснабжение (например, подключение агрегатов, обуславливающих колебания напряжения, в точках сети в наибольшей мощностью КЗ)

- раздельное питание резко переменной и прочей нагрузки, т.е. подключаются на отдельные трансформаторы или на различные плечи сдвоенного реактора, а также применение трансформаторов с расщепленной обмоткой.

5) Качество электроэнергии. Отклонение и колебание частоты.

Величину, равную разности между действительным и заданным значением частоты, выраженную в основных единицах, называется отклонением частоты.

;

Допустимое отклонение - , кратковременное отклонение не более 10 мин - .

Уменьшение частоты ведет к увеличению потерь мощности и напряжения: причина – дефицит активной мощности. Регулирование осуществляется одновременно по всей энергосистеме путем ввода дополнительных генерирующих мощностей или отключением части менее ответственных ЭП с помощью устройств автоматической частотной разгрузки (АЧР).

Колебание частоты – это серия единичных изменений частоты, происходящих со скоростью 0,2 Гц/с.

Характеристикой являются размах колебаний, представляющих разность между наибольшими и наименьшими значением основной частоты за определенный промежуток времени.

;

Причина возникновения колебаний – наличие мощных электроприемников с резко переменной активной нагрузкой.

6) Несимметричия напряжения.

Под несимметрией понимают неравенство фазных или линейных напряжений (токов) по амплитуде и углам сдвига между ними. Различают кратковременные (аварийные) и длительные (эксплуатационные) несимметрические режимы.

Несимметрию напряжения характеризуют:

- коэффициентом несимметрии – отношение напряжения обратной последовательности основной частоты к номинальному линейному напряжению

- коэффициентом неуравновешанности – отношение нулевой последовательности к номинальному фазному напряжению

Несимметрию создают однофазные нагрузки: дуговые печи, сварочные участки и т.д.

Методы симметрирования:

- равномерное распределение однофазных нагрузок по фазам(дополнительные 15% несимметрии)

- выделение несимметричных нагрузок большой мощности на отдельные трансформаторы.

- замена трансформаторов со схемой соединения «звезда»-«двойная звезда» на «треугольник»- «звезда с землей» или «треугольник» -«».

6) Несинусоидальность формы кривой напряжения. Оценивается коэффициентом несинусоидальности – отношение действующего значения гармоник несинусоидального напряжения к напряжению основной частоты.

Допустимая несинусоидальность - 5%.

U_n - действительное значение напряжение n-ой гармоники.

n - номер последней из учитываемых гармоник.

Несинусоидальность формы приводит к нагреву оборудования, увеличению старения изоляции, влияет на работу конденсаторных батарей. Методы уменьшения несинусоидальности:

- рациональное построение схемы

- применение схем выпрямления и резонансных фильтров.

Схемы внешнего электроснабжения. Общие требования к системам электроснабжения.

Различают главные схемы ЭСиП и собственных нужд.

Главной схемой электрических соединений станций или подстанций называется совокупность основного электрического оборудования (генераторов, силовых трансформаторов), сборных шин, линий электропередач, коммутационных и других первичных аппаратов определенным образом соединенных между собой.

На чертеже главные схемы изображаются в однолинейном исполнении, то есть для одной фазы. При отключенном положении всех коммутационных элементов все элементы и связи между ними изображаются в соответствии с системой ЕСКД.

Кроме главных схем различают структурные схемы и оперативные. На структурной схеме показывают основные функциональные части электрической установки (генераторы, РУ, силовые трансформаторы) и связи между ними. Структурные схемы служат для разработки более подробных и полных главных схем, а так же для общего ознакомления с работой электроустановки.

Оперативные схемы являются рабочим документом дежурного персонала смены на электрической станции или подстанции.