Влияние отклонения напряжения на качество электроэнергии

Нормируемый показатель

• установившееся отклонение напряжения.

Причины выхода показателя за пределы норм:

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

Влияние на работу различных ЭП

Отклонения напряжения оказывают значительное влияние на работу электродвигателей. В случае снижения напряжения на зажимах двигателя уменьшается реактивная мощность намагничивания, при той же потребляемой мощности увеличивается ток двигателя, что вызывает перегрев изоляции. Повышенный износ изоляции приводит к сокращению срока службы двигателя. При значительном снижении напряжения на зажимах асинхронного двигателя возможно его опрокидывание из–за уменьшения вращающего момента и частоты вращения ротора. Снижение напряжения ухудшает и условия пуска двигателя, так как при этом уменьшается его пусковой момент [1]. Повышение напряжения на выводах двигателя приводит к увеличению потребляемой им реактивной мощности, которую необходимо каким–то образом компенсировать.

Вентильные преобразователи обычно имеют систему автоматического регулирования постоянного тока путем фазового управления. Угол регулирования автоматически изменяется прямо пропорционально изменению напряжения питающей сети. Повышение напряжения на 1% приводит к увеличению потребления реактивной мощности преобразователем на (1,0...1,5)%, что приводит к ухудшению коэффициента мощности.

Электротермическое оборудование, электролизные и сварочные установки также чувствительны к отклонениям напряжения. Отрицательные отклонения напряжения приводят к увеличению производственного процесса во времени, а иногда и к браку продукции [2].

Следует также отметить одно простое, но очень важное правило, общее для любых ЭП: при повышении напряжения сверх номинального происходит перерасход электроэнергии по сравнению с уровнем ее потребления в номинальном режиме работы электрооборудования.

Ответственность и меры компенсации

Согласно ГОСТ ответственность за поддержание отклонения напряжения в пределах норм лежит на энергоснабжающих организациях. Существуют два основных способа обеспечения требований по отклонениям напряжения в электрической сети.

Первый способ заключается в регулировании уровня напряжения в центре питания (ЦП) и у потребителя. Технически это осуществляется путем изменения коэффициента трансформации с помощью систем переключения витков обмоток трансформатора без возбуждения (ПБВ) и регулирования под нагрузкой (РПН). Также используются линейные регуляторы напряжения. На рис. 1 качественно показано, как изменяется уровень отклонения напряжения вдоль участка сети от ЦП до потребителей.

Отсюда видно, что требования по отклонениям напряжения для удаленных ЭП могут не выполняться. Автоматическая система РПН на трансформаторе может существенно исправить положение. Второй способ, основанный на снижении потерь напряжения в питающих линиях, может быть реализован за счет снижения активного и реактивного сопротивлений [3]. Снижение активного сопротивления достигается увеличением сечения проводов, а реактивного – применением устройств продольной емкостной компенсации (УПК). Продольная емкостная компенсация параметров линии заключается в последовательном включении конденсаторов в рассечку линии, благодаря чему уменьшается ее реактивное сопротивление.

Эффективным средством регулирования напряжения являются источники реактивной мощности (ИРМ). Их воздействие основано на снижении перетоков реактивной мощности по линиям питающей сети, т.е. на снижении составляющей потерь напряжения. В качестве ИРМ используются синхронные двигатели, работающие в режиме перевозбуждения, конденсаторные батареи, синхронные компенсаторы и статические тиристорные компенсаторы.

Список использованной литературы

1. Салтыков В. М., Салтыкова О. А. Колебания напряжения в сетях параллельных дуговых сталеплавильных печей / В. М. Салтыков, О. А. Салтыкова // Электричество. 1981, №2, – с 53–56.
2. Д. Аррилага Гармоники в электрических системах / Д. Аррилага, Д. Брэдли, П. Боджер. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 215 с.
3. И. В. Жежеленко Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях//2–е изд., перераб. И доп.,– М.: Энергоатомиздат, 1986 – 186 с.