Elektroenerģiju raksturo trīs galvenie parametri, tostarp frekvence, spriegums un tās līknes forma. Biežums attiecas uz līdzsvara īpašību aktīvā jauda. Spriegums energosistēmās ir līdzsvara īpašība reaktīvā jauda. Tajā pašā laikā katrs atsevišķais energosistēmas elements atstāj ietekmi uz kopējo radīto elektromagnētisko lauku, kas, protams, ietekmē patērētājiem piegādātās enerģijas kvalitāti. Šajā rakstā mēs apskatīsim, kādi ir elektroenerģijas kvalitātes rādītāji, to normēšanas un kontroles metodes, kā arī mērījumi.
Galveno rādītāju apsvēršana
Elektroenerģijas kvalitāti nosaka korelācijas līmenis ar noteiktu rādītāju noteiktajām vērtībām. Visas iespējas elektriskā enerģija lielākā daļa laikam dienā (95%) jāatbilst parastajām iestatītajām vērtībām un nedrīkst pārsniegt šo robežu.
GOST 13109-87 kvalitātes rādītājus iedala divās kategorijās: pamata un papildu. Pamata nosaka elektrības īpašības. Šajā apakšgrupā ietilpst 9 sprieguma raksturlielumi un 1 frekvences raksturlielums. Apskatīsim vairākus galvenos rādītājus sīkāk.
Sprieguma novirze. Tam ir vislielākā ietekme uz patērētāju darbu. Slodzes, sprieguma līmeņi un citi parametri laika gaitā var mainīties. Pamatojoties uz to, arī sprieguma krituma vērtība ir mainīga. Tajā pašā laikā rūpniecības uzņēmumos ir ievērojami samazinājies spriegums negatīva ietekme uz kopējo produktivitāti, negatīvi ietekmē darbinieku redzi. Tāpat sprieguma samazināšana ietekmē lielāko daļu tehnoloģisko procesu ilgumu elektrotermiskajās un elektrolīzes iekārtās. Turklāt sprieguma līmeņa neatbilstība nepieciešamajām vērtībām izraisa sprieguma un jaudas zudumu.
Tīklos līdz 1 kV pieļaujamie ± 5%, maksimāli ± 10%. 6-20 kV tīklos maksimālās novirzes vērtība ir ±10%.
Sprieguma izmaiņu diapazons.Šis jaudas kvalitātes parametrs ir starpība starp maksimālo vai RMS vērtību pirms un pēc izmaiņām. Šo izmaiņu atkārtošanās biežums var būt no 2 reizēm minūtē. līdz 1 reizei / stundā. Šādas pēkšņas izmaiņas trīsfāzu tīklā var izraisīt, piemēram, loka tērauda krāsns vai metināšanas iekārtas darbība. Sprieguma svārstību normēšanas pamatā ir nepieciešamība aizsargāt cilvēku redzi. Katram luktura tipam tiek iestatīta sava attāluma vērtība. Lai nodrošinātu atbilstību šim kvalitātes rādītājam, apgaismojuma tīkla elektroenerģijas patērētājiem un jaudas slodzēm ieteicams izmantot atsevišķu barošanas bloku.
Sprieguma svārstību deva, kas ir analogs iepriekšējam elektroenerģijas kvalitātes rādītājam, tie ir savstarpēji aizstājami. Elektrotīklu svārstību devas normēšana tiek veikta tikai tad, ja tajos ir noteiktas ierīces.
Sprieguma krituma ilgums. Bojājums ir straujš sprieguma samazinājums, pēc kura tas pēc noteikta laika tiek atjaunots sākotnējā vai aptuvenajā vērtībā. Krituma ilgums atspoguļo laiku no sākotnējā krituma brīža līdz tā atjaunošanas brīdim. Kļūmes ilgums var būt gan vienā periodā, gan desmitiem sekunžu. Saskaņā ar GOST šis parametrs var sasniegt 30 sekundes tīklos līdz 20 000 voltu.
impulsa spriegums pēc apraksta ir līdzīgs kritienam, taču tā ilgums ir atšķirīgs un svārstās no dažām mikrosekundēm līdz desmit milisekundēm. Šī jaudas kvalitātes indikatora pieļaujamās vērtības nav standartizētas ar standartu.
Sprieguma raksturlielumi ir arī četri koeficienti: harmoniskā komponente, nesinusoidālā līkne, nulle un negatīvā secība.
Frekvences raksturlielums ir novirze. Lielākā frekvences novirze rodas, ja slodzes mainās lēnā tempā un jaudas rezerve ir maza. Normālā pieļaujamā novirze ir ± 0,2 Hz, maksimālā ir ± 0,4 Hz. Pēcavārijas režīmos ir pieļaujams novirzes intervāls no + 0,5 līdz - 1 Hz (ne vairāk kā deviņdesmit stundas gadā).
Papildu strāvas kvalitātes indikatori ir veids, kā reģistrēt galvenos. Tas ietver šādus 3 koeficientus, kas raksturo spriegumu: amplitūdas modulācija, kā arī fāzes nelīdzsvarotība un starp fāzes spriegumi.
Mērīšanas metodes
Ir trīs galvenie instrumentu veidi, ar kuriem var izmērīt rādītājus:
- mērīšana - ir strāvas skavas ar indikācijas bloku; nosaka tikai parametru nominālās vērtības, tiek izmantotas ikdienas uzraudzībai;
- analizējot - papildus nominālo parametru noteikšanai spēj analizēt fāzes disbalansu, zudumus, spēj novērtēt enerģijas zudumus; izmanto vienreizēju mērījumu veikšanai;
- ierakstīšana - ir stacionāras ierīces, veic tādas pašas funkcijas kā analizējošās ierīces, bet ilgu laiku; tie ļauj jums izveidot visus nepieciešamos grafikus.
Lai nodrošinātu energosistēmu darbības uzticamību, ir jāievēro noteiktas elektroenerģijas kvalitātes prasības. Lai to izdarītu, tie tiek normalizēti. Lai savlaicīgi uzraudzītu parametru atbilstību standarta vērtībām, ir nepieciešams veikt kontroli. Kvalitātes kontroli veic enerģētikas uzņēmumu strādājošie darbinieki.
Elektroenerģija kā prece tiek izmantota visās cilvēka dzīves sfērās, tai ir specifisku īpašību kopums un tā ir tieši iesaistīta cita veida produktu radīšanā, ietekmējot to kvalitāti.
Enerģijas kvalitātes (PQ) jēdziens atšķiras no cita veida produktu kvalitātes jēdziena. Katrs jaudas uztvērējs (EP) ir paredzēts darbam pie noteiktiem elektroenerģijas parametriem: nominālā frekvence, spriegums, strāva utt., tāpēc tā normālai darbībai ir jānodrošina nepieciešamais CE. Tādējādi elektroenerģijas kvalitāti nosaka tās raksturlielumu kopums, saskaņā ar kuriem EP var normāli darboties un pildīt savas funkcijas. Tātad tabulā. 1.1 parāda elektroenerģijas īpašības, kvalitātes rādītājus un visticamākos bojāšanās vaininiekus.
Pirmkārt, ir jānosaka, ar ko tieši šī problēma ir saistīta. Iespējams, ka tā pastāv jau ilgu laiku vai radusies pēc jaunu iekārtu uzstādīšanas vai pēc izmaiņu veikšanas pašā sistēmā. Tāpēc mērījumiem ir liela nozīme elektroenerģijas kvalitātes novērtēšanā. Tie ir galvenais veids, kā noteikt jaunas problēmas vai izmaiņas pašā sistēmā. Savukārt mērījumos jāfiksē izmaiņas elektroenerģijas kvalitātē, tāpēc problēmas ir saistītas ar iespējamiem cēloņiem.
Enerģijas kvalitātes problēmas ietver daudzas dažādas parādības. Katrai no šīm parādībām var būt dažādi cēloņi un risinājumi, kas var uzlabot elektroenerģijas kvalitāti un aprīkojuma veiktspēju. Tomēr ir lietderīgi apsvērt daudzu jautājumu izpētes galvenos posmus.
Novērtējot elektromagnētisko vidi un ar elektromagnētisko savietojamību saistīto problēmu risināšanas veidus, var izmantot virtuālās simulācijas metodi, kas ļaus ātri noteikt racionālus problēmu risināšanas variantus.
1.1. tabula
Elektriskās enerģijas īpašības, rādītāji un iespējamie PQ pasliktināšanās vaininieki
|
Elektroenerģijas īpašības |
KE indekss |
Visticamākie vainīgie |
|
Sprieguma novirze |
Līdzsvara stāvokļa sprieguma novirze dUу |
Energoapgādes organizācija |
|
Sprieguma svārstības |
Spriegums no maksimuma līdz maksimumam Mirgošanas deva Рt |
Patērētājs ar mainīgu slodzi |
|
Nesinusoidāls spriegums |
Sinusoidālās sprieguma līknes deformācijas koeficients Ku Koeficients nth sprieguma harmoniskā komponente Ku(n) |
Patērētājs ar nelineāru slodzi |
|
Trīsfāzu sprieguma sistēmas asimetrija |
Negatīvās secības sprieguma nelīdzsvarotības koeficients К2u Sprieguma asimetrijas koeficients nulles secībā К0u |
Patērētājs ar nesabalansētu slodzi |
|
Frekvences novirze |
Frekvences novirze?f |
|
|
sprieguma kritums |
Sprieguma krituma ilgums?fp |
Energoapgādes organizācija |
|
sprieguma impulss |
Impulsa spriegums Uimp |
Energoapgādes organizācija |
|
Pagaidu |
Pagaidu pārsprieguma koeficients KperU |
Energoapgādes organizācija |
Sprieguma novirze - starpība starp faktisko spriegumu strāvas padeves sistēmas līdzsvara stāvoklī un tā nominālo vērtību.
Sprieguma novirze vienā vai otrā tīkla punktā notiek lēnas slodzes maiņas ietekmē saskaņā ar tās grafiku.
Griezes moments indukcijas motors proporcionāls tā spaiļu sprieguma kvadrātam. Samazinoties spriegumam, samazinās motora rotora griezes moments un ātrums, palielinoties tā slīdēšanai. Motoriem, kas darbojas ar pilnu slodzi, sprieguma pazemināšana samazina ātrumu. Ja mehānismu darbība ir atkarīga no dzinēja apgriezienu skaita, tad šādu dzinēju izejās ieteicams uzturēt spriegumu, kas nav zemāks par nominālo spriegumu. Ievērojami samazinoties spriegumam pie motoru izejām, kas darbojas ar pilnu slodzi, mehānisma pretestības moments var pārsniegt griezes momentu, kas novedīs pie motora “apgāšanās”, t.i. lai viņu apturētu. Sprieguma samazināšana pasliktina dzinēja iedarbināšanas apstākļus, jo tas samazina to Starta griezes moments. Samazinoties spriegumam motora spailēs, magnetizācijas reaktīvā jauda samazinās (par 2-3%, spriegumam samazinoties par 1%), ar tādu pašu jaudas patēriņu palielinās motora strāva (var pieņemt ka ar U = -10%, motora strāva palielināsies par 10% no nominālās vērtības), kas izraisa izolācijas pārkaršanu. Ja dzinējs darbojas ilgu laiku zemspriegums, tad paātrinātā izolācijas nodiluma dēļ tiek samazināts motora kalpošanas laiks. Sprieguma samazināšanās izraisa arī ievērojamu reaktīvās jaudas palielināšanos līniju, transformatoru un asinhrono motoru (AM) noplūdes pretestībā.
Palielinot spriegumu pie motora izejām, palielinās tā patērētā reaktīvā jauda. Tajā pašā laikā īpatnējais reaktīvās jaudas patēriņš palielinās, samazinoties dzinēja slodzes koeficientam. Vidēji katram procentuālajam sprieguma pieaugumam patērētā reaktīvā jauda palielinās par 3% vai vairāk, kas, savukārt, izraisa aktīvās jaudas zudumu palielināšanos šūnās. elektrotīkls.
Sprieguma izmaiņu ietekme uz sinhronajiem motoriem (SM) lielā mērā ir līdzīga tai, kas aprakstīta iepriekš attiecībā uz IM. Galvenās atšķirības ir tādas, ka rotācijas ātrums nav atkarīgs no sprieguma. Mašīnas ierosinātāja ierosmes strāva nav atkarīga no tīkla sprieguma, un, ja to ierosina no taisngrieža uzstādīšanas, tā ir proporcionāla spriegumam.
Mainoties tīkla spriegumam, mainās SM reaktīvā jauda, kas ir svarīgi, ja SM izmanto, lai kompensētu reaktīvo jaudu barošanas sistēmā (PS). Reaktīvās jaudas izmaiņu raksturu atkarībā no SM termiskās slodzes režīma ar tīkla sprieguma novirzi nosaka vairāki SM darbības režīma konstrukcijas parametri un indikatori.
Automašīnas līdzstrāva. Sprieguma amplitūdas vērtību izmaiņas ievērojami ietekmē darbību elektriskās mašīnas līdzstrāva. Šajā gadījumā būtiska ir iekārtas ierosmes sistēma un magnētisko ķēžu piesātinājuma pakāpe. Līdzstrāvas motoriem ar neatkarīgu ierosmi rotācijas ātrums mainās tieši proporcionāli tīkla sprieguma izmaiņām. Spriegums starp kolektora plāksnēm un līdz ar to arī nodilums ir atkarīgs arī no tīkla sprieguma.
Kvēlspuldzes raksturo nominālie parametri: enerģijas patēriņš, gaismas plūsma, gaismas efektivitāte un vidējais nominālais kalpošanas laiks. Šie rādītāji lielā mērā ir atkarīgi no sprieguma kvēlspuldžu spailēs. Kad spriegums samazinās, gaismas plūsma samazinās visievērojamāk. Spriegumam paaugstinoties virs nominālvērtības, palielinās gaismas plūsma, lampas jauda un gaismas atdeve, bet strauji samazinās spuldžu kalpošanas laiks un rezultātā tās ātri izdeg. Tajā pašā laikā notiek elektroenerģijas pārtēriņš.
Luminiscences spuldzes ir mazāk jutīgas pret sprieguma svārstībām. Palielinoties spriegumam, enerģijas patēriņš un gaismas plūsma palielinās, un, samazinoties, tie samazinās, bet ne tādā mērā kā ar kvēlspuldzēm. Pie zema sprieguma dienasgaismas spuldžu aizdegšanās apstākļi pasliktinās, tāpēc to kalpošanas laiks, ko nosaka elektrodu oksīda pārklājuma izsmidzināšana, tiek samazināts gan ar negatīvām, gan pozitīvām sprieguma novirzēm.
Ar sprieguma novirzēm ±10%, dienasgaismas spuldžu kalpošanas laiks tiek samazināts vidēji par 20-25%. Būtisks trūkums dienasgaismas spuldzes ir to reaktīvās jaudas patēriņš, kas palielinās, palielinoties tām piegādātajam spriegumam.
Sprieguma svārstības nelabvēlīgi ietekmē sadzīves elektronisko iekārtu (radio, televizoru, telefona un telegrāfa sakaru, datortehnikas) darba kvalitāti un kalpošanas laiku.
Vārstu pārveidotājiem parasti ir automātiska līdzstrāvas vadības sistēma ar fāzes vadību. Palielinoties spriegumam tīklā, regulēšanas leņķis automātiski palielinās, un, spriegumam samazinoties, tas samazinās. Sprieguma pieaugums par 1% palielina pārveidotāja reaktīvās jaudas patēriņu par aptuveni 1-1,4%, kas noved pie jaudas koeficienta pasliktināšanās. Tajā pašā laikā citi vārstu pārveidotāju raksturlielumi uzlabojas, palielinoties spriegumam, un tāpēc ir izdevīgi palielināt spriegumu to spailēs pieņemamās vērtībās.
Sprieguma novirzes negatīvi ietekmē elektrisko metināšanas iekārtu darbību: piemēram, punktmetināšanas iekārtām ar novirzēm ± 15%, tiek iegūti 100% izstrādājuma defekti.
Pārmērīgi lielas sprieguma novirzes var būt bīstamas ierīču, kuru spriegums pārsniedz 1 kV, galvenās izolācijas elektrisko bojājumu. Tomēr, jo augstāka klase nominālais spriegums aparātu, jo lielāks ir iespējamās izolācijas pārrāvuma risks. Pārmērīgs sprieguma pieaugums tīklā izraisa slodzes strāvas un jaudas palielināšanos īssavienojums(īssavienojums), kas izraisa paātrinātu komutācijas ierīču nodilumu un var ietekmēt to pārslēgšanas jaudu. Ierīcēm ar elektriskās diagrammas ieslēdzoties, reālas briesmas ir pārkaršana un priekšlaicīga atteice no vadības ķēdes elementiem, kas diezgan ilgu laiku ir bijuši ieslēgtā stāvoklī. Sprieguma pazemināšana zem nominālās vērtības var ietekmēt tikai veikto pārslēgšanas darbību kvalitāti.
Tādējādi sprieguma svārstības rada ievērojamus bojājumus, tāpēc GOST 13109-97 nosaka normālās un maksimālās pieļaujamās līdzsvara stāvokļa sprieguma novirzes vērtības uz jaudas uztvērēju spailēm, attiecīgi, robežās?
Šīs prasības var izpildīt divējādi: samazinot sprieguma zudumus un regulējot spriegumu.
Sprieguma zudumu samazināšana tiek panākta:
Elektrolīniju vadītāju šķērsgriezuma optimāla izvēle atbilstoši sprieguma zudumu apstākļiem;
Izmantojot garenisko kapacitatīvo kompensāciju pretestība līnijas;
Reaktīvās jaudas kompensācija, lai samazinātu tās pārraidi pa elektrotīkliem, izmantojot kondensatoru blokus un sinhronos elektromotorus, kas darbojas pārmērīgas ierosmes režīmā.
Sprieguma regulēšana:
Spēka centrā sprieguma regulēšana tiek veikta, izmantojot transformatorus, kas aprīkoti ar ierīci transformācijas koeficienta automātiskai regulēšanai atkarībā no slodzes lieluma;
Spriegumu var regulēt starpposmā transformatoru apakšstacijas izmantojot transformatorus, kas aprīkoti ar ierīci krānu pārslēgšanai uz tinumiem ar dažādiem transformācijas koeficientiem.
Saskaņā ar strāvas frekvences novirzi saprot elektriskās sistēmas atsauces frekvences izmaiņas no tās īpašās nominālvērtības.
Elektriskās sistēmas frekvence ir tieši atkarīga no ģeneratoru, kas baro šo sistēmu, rotācijas frekvences. Un sakarā ar dinamiskā līdzsvara svārstībām starp slodzēm un enerģijas ražošanu, rodas nelielas frekvences novirzes. Frekvences nobīdes lielums un ilgums ir atkarīgs no slodzes īpašībām un no ģeneratora vadības sistēmas ātruma, lai mainītu slodzi.
Frekvences izmaiņas, kas pārsniedz normālā energosistēmas darbībai pieņemtos ierobežojumus, var izraisīt kļūdas elektroenerģijas pārvades sistēmā: atvienošana smagas kravas vai jaudīga elektroenerģijas ražošanas avota izslēgšana.
Mūsdienu savstarpēji savienotajās energosistēmās būtiskas frekvences izmaiņas notiek reti. Būtiskas frekvences izmaiņas biežāk novērojamas slodzēs, ko darbina viens izolēts ģenerators. Šādos gadījumos šaurā patērētāju lokā vadītāja lēmums krasi samazināt slodzes var nesakrist ar pret frekvences izmaiņām jutīgo iekārtu iespējām.
Frekvences svārstības raksturo atšķirība starp pamata frekvences lielāko un mazāko vērtību noteiktā laika periodā. Frekvences svārstību diapazons nedrīkst pārsniegt noteiktās pieļaujamās novirzes. Iemesls dziļai ilgtermiņa frekvenču samazinājumam ir jaudas bilances vai energoresursu trūkums energosistēmā.
Standarta stingrās prasības barošanas sprieguma frekvences novirzēm ir saistītas ar būtisku frekvences ietekmi uz elektroiekārtu darbības režīmiem un tehnoloģisko ražošanas procesu gaitu.
Uzņēmumu ar nepārtrauktu ražošanas ciklu darba analīze parādīja, ka lielākā daļa galveno tehnoloģisko līniju ir aprīkotas ar mehānismiem ar nemainīgu un ventilatora pretestības griezes momentu, un asinhronie motori kalpo kā to piedziņa. Motora rotoru rotācijas biežums ir proporcionāls tīkla frekvences izmaiņām, un ražošanas līniju veiktspēja ir atkarīga no dzinēja apgriezienu skaita.
Elektrostaciju palīgvajadzību motori ir visjutīgākie pret frekvences samazināšanu. Frekvences samazināšanās noved pie to produktivitātes samazināšanās, ko pavada ģeneratoru pieejamās jaudas samazināšanās un turpmāks aktīvās jaudas trūkums un frekvences samazināšanās (notiek frekvences lavīna).
Tādas elektroniskās ierīces kā kvēlspuldzes, pretestības krāsnis, elektriskās loka krāsnis praktiski nereaģē uz frekvences izmaiņām.
Turklāt samazinātā frekvence elektrotīklā ietekmē to iekārtu kalpošanas laiku, kas satur elementus ar tēraudu (elektrodzinēji, transformatori, reaktori ar tērauda magnētisko ķēdi), jo palielinās magnetizācijas strāva šādās ierīcēs un tērauda papildu sildīšana. serdeņi.
Jūsu uzmanībai piedāvājam izdevniecības "Dabas vēstures akadēmija" izdotos žurnālus
Elektroenerģijas kvalitāte ir energosistēmas galveno parametru atbilstība elektroenerģijas ražošanā, pārvadē un sadalē pieņemtajiem standartiem. Kvalitātes rādītāju izvadīšana, kas pārsniedz noteikto normu, rada šādas negatīvas sekas:
Elektroenerģijas patēriņa un zudumu pieaugums elektroapgādes sistēmās;
- iekārtu darbības uzticamības samazināšanās;
- tehnoloģisko procesu pārkāpumu rašanās ar vienlaicīgu produkcijas apjoma samazināšanos.
Kvalitātes rādītāji ir noteikti GOST R 54149-2010 “Elektroenerģija. Saderība tehniskajiem līdzekļiem elektromagnētiskais. Elektroenerģijas kvalitātes standarti elektroapgādes sistēmās vispārīgs mērķis". Apskatīsim galvenos zemāk.
Galvenās īpašības. Saskaņā ar šo standartu var uzskatīt galvenos elektroenerģijas kvalitāti raksturojošos rādītājus:
Frekvences un sprieguma novirzes. Frekvences novirze ir starpība starp pamata frekvences faktisko vērtību un tās nominālvērtību, kas aprēķināta vidēji 10 minūšu laikā. Šajā gadījumā ir atļauts:
Normālā darbībā novirzes nav lielākas par 0,1 Hz;
- īslaicīgas novirzes ne vairāk kā 0,2 Hz.
Sprieguma novirze ir starpība starp faktisko sprieguma vērtību un tā nominālo vērtību. Normālas tīkla darbības laikā ir pieļaujamas šādas sprieguma novirzes:
Uz ierīču un elektromotoru skavām to vadībai un iedarbināšanai no -5 līdz + 10%;
- uz darba apgaismes ierīču skavām no -2,5 līdz +5%;
- uz citu elektrisko uztvērēju spailēm ne vairāk kā 5%.
Tajā pašā laikā pēcavārijas režīmos papildus ir pieļaujams sprieguma kritums ne vairāk kā par 5%. Galvenie sprieguma noviržu cēloņi ir:
Izmaiņas energosistēmas un elektrisko uztvērēju darbības režīmos;
- lielas 6-10 kV līniju induktīvās pretestības vērtības.
Lai saglabātu šo parametru pieļaujamās robežās, tiek izmantotas šādas metodes:
Sprieguma regulēšana izejošajās līnijās
- sprieguma regulēšana apakšstaciju kopnēs;
- kopīga regulēšana ar vienlaicīgu sprieguma samazināšanos (paaugstināšanu) gan apakšstacijās, gan līnijās;
- papildu regulēšana, kad nepieciešama lokāla sprieguma maiņa konkrētam patērētājam;
- sprieguma regulēšana, mainot barošanas shēmas.
Frekvences un sprieguma svārstības. Šī ir atšķirība starp augstāko un zemāko pamata frekvences vērtību ar pietiekami straujām tīkla parametru izmaiņām ar frekvences maiņas ātrumu vismaz 0,2 Hz / s. Sprieguma svārstības var novērtēt, izmantojot šādus rādītājus:
1. Šūpoles sprieguma maiņa.
2. Sprieguma maiņas biežums.
3. Intervāls starp sprieguma izmaiņām.
Šādas svārstības ir iespējamas uztvērēju darbības laikā, kas krasi maina to slodzi (metināšanas iekārtas, elektriskās loka krāsnis, ritošie elektromotori). Rezultātā elektrotīklā parādās krasi patērētāja patērētās jaudas pārspriegumi, kas izraisa būtiskas tīkla sprieguma izmaiņas.
Vienlaikus šim tīklam pieslēgto parasto patērētāju darbs pasliktinās. Sprieguma svārstību izlīdzināšanai tiek izmantotas šādas ierīces:
Ātrgaitas sinhronais kompensators;
- sinhronais motors;
- statiskais reaktīvās jaudas avots.
Pamatfrekvences sprieguma nelīdzsvarotības koeficients. Sprieguma asimetrija ir lineāro un fāzes spriegumu amplitūdas un nobīdes leņķa nevienlīdzība starp tiem.
Šajā gadījumā normalizētās nelīdzsvarotības indikators ir negatīvās secības sprieguma koeficients, kas ir vienāds ar negatīvās secības sprieguma attiecību pret nominālo. līnijas spriegums. Šodien šī attiecība nepārsniedz 2%.
Sprieguma viļņu formas nesinusoidālais faktors, kas elektrisko uztvērēju spailēs nedrīkst pārsniegt 5%.
Cēloņi un sekas. Pilnīga izpratne par elektroenerģijas kvalitātes rādītājiem ar obligātu to izmaiņu cēloņu un seku analīzi ļauj mūsdienu energosistēmām tos noturēt pieļaujamās robežās.
Rezultātā patērētāji saņem elektroenerģiju, kas pilnībā atbilst parametriem, kas nepieciešami normāla ražošanas procesa turpināšanai. Ir vērts atzīmēt, ka pat šodien enerģētiķi turpina meklēt līdzekļus un metodes, lai uzturētu tīkla parametrus pieņemamās robežās.
Elektroenerģijas kvalitāte ir jāizsaka kvantitatīvi, lai novērtētu piegādes tīklu. Pakalpojumu sniedzējiem ir jānodrošina atbilstība GOST tādiem raksturlielumiem kā sprieguma un frekvences svārstības. Atkarībā no pieslēgtajiem patērētājiem mainās galveno indikatoru vērtības, kas, ja ir būtiskas novirzes, var izraisīt sadzīves tehnikas atteici.
Kas ietekmē elektroapgādes tīkla īpašības?
Elektroenerģijas kvalitāte ir atkarīga no ļoti daudziem faktoriem, kas maina veiktspēju, pārsniedzot normatīvajos aktos noteiktos ierobežojumus. Tātad spriegums var būt pārāk augsts apakšstacijas avārijas dēļ. Nenovērtētas vērtības parādās vakaros vai vasaras sezonā, kad cilvēki atgriežas mājās un ieslēdz televizorus, elektriskās plītis, dalītās sistēmas.
Elektroenerģijas kvalitāte saskaņā ar GOST var nedaudz atšķirties. Ļoti sliktos piegādes tīklos patērētājiem ir jāizmanto sprieguma stabilizatori. Kontrole pār raksturlielumiem ir uzticēta Rospotrebnadzor, kur jūs varat sazināties, ja rodas neatbilstības.
Elektroenerģijas kvalitāte var būt atkarīga no šādiem faktoriem:
- Ikdienas svārstības, kas saistītas ar nevienmērīgu patērētāju savienojumu vai plūdmaiņu ietekmi jūras stacijās.
- Izmaiņas gaisa vidē: mitrums, ledus veidošanās uz padeves vadiem.
- Vēja izmaiņas, ja enerģiju ražo vēja turbīnas.
- Elektroinstalācijas kvalitāte, tā laika gaitā nolietojas.
Kāpēc mums ir nepieciešami piegādes tīkla galvenie raksturlielumi?
Kvantitatīvās vērtības un parametru novirzes kļūdas ir iestatītas saskaņā ar GOST. Elektrības kvalitāte ir noteikta dokumentā 32144-2013. Šos rādītājus bija nepieciešams legalizēt, jo pastāv patērētāju ierīču aizdegšanās risks, kā arī elektroierīču darbības traucējumi, kas ir jutīgas pret sprieguma kritumiem instalācijās. Jaunākās ierīces ir izplatītas medicīnas iestādēs, pētniecības centros un militārajos objektos. 
Elektroenerģija tika atjaunināta 2013. gadā saistībā ar enerģijas pārdošanas tirgus attīstību un jaunu elektronisko ierīču parādīšanos. Elektroenerģija kā daļa no tās piegādes būtu jāuzskata par produktu, kas atbilst noteiktiem kritērijiem. Noteikto pazīmju novirzes gadījumā pakalpojumu sniedzējiem var tikt piemērota administratīvā atbildība. Ja ienākošā sprieguma svārstību dēļ cilvēki ir cietuši vai varēja ciest, tad jau var iestāties kriminālatbildība.
Kas notiek ar patērētājiem, kad viņi novirzās no parastajiem ēšanas paradumiem?
Enerģijas kvalitātes parametri ietekmē pieslēgto ierīču darbības ilgumu, bieži vien tas kļūst kritisks ražošanā. Līnijas produktivitāte samazinās, enerģijas patēriņš palielinās. Tātad uz motora vārpstas griezes moments samazinās, kad piegādes tīkla indikatoru vērtības krītas. Apgaismes lampu kalpošanas laiks tiek saīsināts, lampu gaismas plūsma kļūst mazāka vai mirgo, kas ietekmē siltumnīcās ražoto produkciju. Būtiska ietekme ir uz citu bioķīmisko reakciju procesiem. 
Saskaņā ar fizikas likumiem sprieguma samazināšanās ar pastāvīgu slodzi uz motora vārpstu izraisa strauju strāvas palielināšanos. Tas savukārt noved pie drošības slēdžu darbības traucējumiem. Rezultātā izkūst izolācija, labākajā gadījumā tā deg, sliktākajā gadījumā tiek neatgriezeniski bojāti motora tinumi un elektronikas elementi. Līdzīgos apstākļos elektriskais skaitītājs sāk griezties no lielāks ātrums. Telpu īpašniekam tiek nodarīti zaudējumi.
Piegādes tīkla novērtēšanas kritēriji
Ko satur GOST? Elektroenerģijas kvalitāti nosaka raksturlielumi trīsfāzu tīkli un ikdienas dzīves ķēdēs ar frekvenci 50 Hz:
- Sprieguma novirzes vienmērīgā vērtība nosaka raksturlieluma vērtību, pie kuras patērētāji var darboties bez traucējumiem. Apakšējā normas robeža ir iestatīta no 220 V līdz 209 V, bet augšējā robeža ir 231 V.
- Ieejas sprieguma izmaiņu diapazons ir starpība starp strāvas un amplitūdas vērtībām. Mērījumi tiek veikti parametru starpības ciklam.
- Mirgošanas deva ir sadalīta īstermiņa 10 minūšu laikā un ilgstoša, ko nosaka 2 stundas. Apzīmē cilvēka acs jutības pakāpi pret gaismas mirgošanu, ko izraisīja elektrotīkla svārstības.
- Impulsa spriegumu raksturo atkopšanas laiks, kuram ir atšķirīga vērtība atkarībā no lēciena cēloņa.
- Koeficienti piegādes tīkla kvalitātes novērtēšanai: pēc sinusoiditātes deformācijas, īslaicīgā pārsprieguma vērtības, harmonikas komponentes, asimetrija negatīvajā un nulles secībā.
- Sprieguma krituma intervālu nosaka parametru kopas atkopšanas periods saskaņā ar GOST.
- Barošanas frekvences novirze izraisa elektrisko detaļu un vadītāju bojājumus.
Fiksēta ievades vērtības novirze
Tiek mēģināts veidot elektroenerģijas kvalitātes rādītājus atbilstoši normatīvajos aktos noteiktajiem nomināliem. Uzmanība tiek pievērsta kļūdām, kas rodas, mērot U un f. Ja ir kļūdas, varat sazināties ar uzraudzības iestādēm, lai sauktu pie atbildības elektroenerģijas piegādātāju. 
Vispārējās prasības elektroenerģijas kvalitātei ietver barošanas sprieguma novirzes parametru, kas ir sadalīts divās grupās:
- Normāls režīms, kad novirze ir ±5%.
- Pielaides robeža ir noteikta ±10% svārstībām. Tas sasniegs minimālo slieksni 198 V un maksimālo 242 V 220 V tīklam.
Sprieguma atjaunošanai jānotiek laika intervālā, kas nepārsniedz divas minūtes.
Mainās elektrotīkla apjoms
Strāvas kvalitātes standarti ietver tāda parametra uzraudzību kā sprieguma komponentu svārstības. Tas nosaka atšķirību starp augšējo amplitūdas slieksni un apakšējo. Ņemot vērā, ka parametra novirzes pielaides no iestatītās vērtības ir ±5% robežās, ierobežojošā režīma diapazons nevar pārsniegt ±10%. 220 V barošanas avots nevar svārstīties vairāk vai mazāk par 22 V, un 380 V darbojas normāli ±38 V robežās. 
Rezultātā iegūto sprieguma svārstību diapazonu aprēķina pēc šādas izteiksmes ΔU = U max -U min, standartos rezultāti norādīti% pēc aprēķiniem ΔU = ((U max -U min) / U nominālais) * 100%.
Ievades vērtības nestabilitāte
Strāvas kvalitātes sistēma ietver mirgošanas mērījumus. Šis indikators tiek fiksēts ar īpašu ierīci - mirgošanas mērītāju, kas ņem amplitūdas-frekvences raksturlielumu. Iegūtos rezultātus salīdzina ar redzes orgāna jutības līkni.
GOST nosaka pieļaujamās mirgošanas devas maiņas robežas:
- Īstermiņa svārstību rādītājs nedrīkst būt augstāks par 1,38.
- Ilgtermiņa izmaiņām ir jābūt parametra vērtībā 1,0.
Ja mēs runājam par kvēlspuldžu ķēdes indikatora augšējo robežu, tad rezultātam ir jābūt šādās robežās:
- Īslaicīgas svārstības - rādītājs ir iestatīts uz 1,0.
- Nepārtrauktas parametru izmaiņas - 0,74.
Jūtamas atšķirības
Enerģijas kvalitātes mērījumi ietver tādas sastāvdaļas kā barošanas sprieguma impulsu mērījumus. Tas izskaidrojams ar straujiem elektrības kritumiem un kāpumiem izvēlētajā intervālā. Šīs parādības iemesli var būt vienlaicīga liela skaita patērētāju pārslēgšana, pērkona negaisa radīto elektromagnētisko traucējumu ietekme. 
Ir noteikti sprieguma atjaunošanas periodi, kas neietekmē patērētāju darbību:
- Pilienu cēloņi ir pērkona negaiss un citi dabiski elektromagnētiskie traucējumi. Atveseļošanās periods nav ilgāks par 15 µs.
- Ja impulsi parādījās nevienmērīgas patērētāju pārslēgšanas dēļ, tad periods ir daudz lielāks un vienāds ar 15 ms.
Lielākais negadījumu skaits apakšstacijās notiek zibens spēriena dēļ instalācijā. Uzreiz cieš vadu izolācija. Pārsprieguma lielums var sasniegt simtiem kilovoltu. Tam ir paredzētas aizsargierīces, taču dažreiz tās neizdodas un tiek novērots atlikušais potenciāls. Šajos gadījumos kļūme nerodas izolācijas stiprības dēļ.
Krītošās ievades vērtības ilgums
Izmērītais parametrs ir aprakstīts kā sprieguma kritums ±0,1 U nominālā robežās vairāku desmitu milisekunžu intervālā. 220 V tīklam indikatora izmaiņas pieļaujamas līdz 22 V, ja 380 V, tad ne vairāk kā 38 V. Recesijas dziļumu aprēķina pēc izteiksmes: ΔU n \u003d (U nominālais −U min) / U nomināls.
Lejupslīdes ilgumu aprēķina pēc izteiksmes: Δt n \u003d t k −t n, šeit t k ir periods, kad spriegums jau ir atjaunojies, un t n ir sākuma punkts, brīdis, kad notika sprieguma kritums.
Elektroenerģijas kvalitātes kontrole uzliek par pienākumu ņemt vērā atteices biežumu, ko nosaka pēc formulas: Fn=(m(ΔU n ,Δt n)/M)*100%. Šeit:
- m(ΔU n, Δt n) ir definēts kā recesiju skaits noteiktā laikā ar dziļumu ΔU n un ilgumu Δt n.
- M - kopējais recesiju rādītājs izvēlētajā periodā.
Kāpēc ir vajadzīga lejupslīdes vērtība?
Ievades vērtības samazināšanās ilguma parametrs ir nepieciešams, lai kvantitatīvā izteiksmē novērtētu piegādes enerģijas uzticamību. Šo rādītāju var ietekmēt negadījumu biežums apakšstacijā personāla nolaidības, zibens dēļ. Kļūmju izpētes rezultāts ir prognozes par atteices pakāpi apskatāmajā tīklā.
Statistika ļauj izdarīt aptuvenus secinājumus par elektroenerģijas piegādes stabilitāti. Elektroenerģijas piegādātājam tiek sniegti ieteicamie dati preventīvo pasākumu veikšanai iekārtās.
Frekvences novirze
Biežuma ievērošana noteiktās robežās attiecas uz patērētāja nepieciešamo prasību. Rādītājam samazinoties par 1%, zaudējumi ir vairāk nekā 2%. Tas izpaužas ekonomiskajās izmaksās, samazinātā uzņēmumu produktivitātē. Parastam cilvēkam tas rada lielākas summas elektrības rēķinos.
Asinhronā motora griešanās ātrums ir tieši atkarīgs no barošanas tīkla frekvences. Sildīšanas elementiem ir zemāka veiktspēja, ja parametrs nokrītas zem 50 Hz. Pie pārspīlētām vērtībām var rasties bojājumi patērētājiem vai citiem mehānismiem, kas nav paredzēti lielam griezes momentam. 
Frekvences novirze var ietekmēt elektronikas darbību. Tātad TV ekrānā traucējumi rodas, ja indikators mainās par ± 0,1 Hz. Papildus vizuāliem defektiem palielinās mikroelementu neveiksmes risks. Elektroenerģijas kvalitātes novirzes novēršanas metode ir rezerves barošanas bloku ieviešana, kas ļauj automātiski atjaunot spriegumu noteiktos intervālos.
Likmes
Normālai piegādes tīkla darbībai ir ieviesta šādu koeficientu kontrole:
- Sprieguma līknes nesinusoiditāte. Sinusoīda kropļojumi rodas spēcīgu patērētāju dēļ: sildelementi, konvekcijas krāsnis, metināšanas iekārtas. Ja šis parametrs atšķiras, tiek samazināts motora tinumu kalpošanas laiks, tiek traucēta darbība releju automatizācija, tiristoru vadības piedziņas sistēmas neizdodas.
- Pagaidu pārspriegums ir ieejas daudzuma impulsa izmaiņu kvantitatīvais mērs.
- N-tā harmonika ir sinusoiditātes raksturlielums, kas iegūts sprieguma raksturlīknes ieejā. Aprēķinātās vērtības tiek iegūtas no tabulas datiem par katru harmoniku.
- Ir svarīgi ņemt vērā ievades vērtības asimetriju negatīvā vai nulles secībā, lai izslēgtu nevienmērīgas fāžu sadalījuma gadījumus. Šādi apstākļi rodas biežāk, kad tiek pārtraukta strāvas padeve, kas savienota saskaņā ar zvaigznes vai trīsstūra ķēdi.
Aizsardzības veidi pret neparedzamām izmaiņām piegādes tīklā
Elektroenerģijas kvalitātes uzlabošana jāveic likumā noteiktajos termiņos. Bet patērētājam ir tiesības izveidot sava aprīkojuma aizsardzību, izmantojot šādus līdzekļus:
- Jaudas stabilizatori nodrošina, ka ievades vērtība tiek uzturēta norādītajās robežās. Kvalitatīva enerģija tiek sasniegta pat ar ievades vērtības novirzēm vairāk nekā par 35%.
- Avoti nepārtrauktās barošanas avots paredzēti, lai noteiktu laiku uzturētu patērētāja veiktspēju. Ierīces tiek darbinātas no pašu akumulatorā uzkrātās enerģijas. Strāvas padeves pārtraukuma gadījumā nepārtrauktās barošanas avoti spēj uzturēt visa biroja aprīkojumu darboties vairākas stundas.
- Pārsprieguma aizsardzības ierīces darbojas pēc releja principa. Pēc iestatītās robežas ieejas vērtības pārsniegšanas ķēde tiek atvērta.
Visi aizsardzības veidi ir jāapvieno, lai nodrošinātu pilnīgu pārliecību, ka dārgas iekārtas paliks neskartas apakšstacijas avārijas laikā.