Снижение отклонения напряжения

Способы и технические средства повышения качества электроэнергии

Неблагоприятная электромагнитная обстановка на объектах электроэнергетики и в системах электроснабжения предприятий привела к возникновению проблемы электромагнитной совместимости.

Электромагнитная совместимость (ЭМС) - это способность оборудования нормально функционировать в его электромагнитной среде, не создавая недопустимых электромагнитных помех для другого оборудования, функционирующего в той же среде. В первом приближении способы передачи помех можно разделить на две группы:

- гальванические (кондуктивкые) связи;

- связи излучением (полевые связи).

Кондуктивная электромагнитная помеха в системах электроснабжения -электромагнитная помеха распространяющаяся по электрической сети. Уровень кондуктивных помех в электрических сетях регламентируется ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Потребность повышения качества электроэнергии вызвана необходимостью обеспечить нормальную работу различных типов электроприемников в электрической системе. Проблема повышения качества электроэнергии возникла в связи с ростом количества и мощностей источников искажений типа ДСП, прокатных станов и т. д., а также из-за широкого распространениЕ чувствительных к искажениям напряжения потребителей, например, микропроцессорных систем управления, ЭВМ и др.

Принцип распространения искажений по электрической сети от источника к различным потребителям можно проиллюстрировать на примере типовой схемы включения дуговых сталеплавильных печей ДСП-200 (рис. 1.1).

Для наглядности на рис. 1.1 направления распространения искажений, вызванных ДСП, показаны пунктирными линиями. В результате можно сделать вывод о том, что искажения напряжения через распределительные сети и питающие трансформаторы могут проникать в различные точки электрической сети и воздействовать на потребителей. Этот вывод подтвержден и на практике.

Необходимо подчеркнуть, что снижать уровни искажений напряжения до нулевых или близких к нулевым значениям с технической и экономической точек зренкя невыгодно. Достаточно добиваться снижения их до допустимых уровней, предусмотренных в стандарте на качество электрической энергии. Однако нужно иметь в виду, что целенаправленное воздействие на изменение одного вида искажений вызывает косвенное воздействие на другие виды искажений напряжения. Например, компенсация колебаний напряжения вызывает снижение уровней гармоник и приводит к изменению отклонений напряжения.

Устройства, предназначенные для повышения качества электроэнергии, могут воздействовахь и на один показатель, и одновременно на несколько. В последнем случае устройства называются многофункциональными. Устройства могут изменять свои параметры в процессе работы под воздействием управляющего сигнала (тогда они называются регулируемыми), а могут сохранять их неизменными независимо от режима работы сети (нерегулируемые устройства).

Принципы влияния различных устройств и способов на изменение (повышение) качества электроэнергии удобно рассматривать исходя из физики процессов возникновения различных видов нарушения качества электроэнергии.

Отклонения напряжения являются «медленным» изменением напряжения и вызываются либо изменением уровня напряжения в центре питания, либо потерями напряжения в элементах сети. На рис. 2.1 показано в качестве примера, как изменяется уровень отклонения напряжения (в процентах от номинального напряжения) вдоль участка сети от центра питания до электроприемника (ЭП). Условно нанесены фаницы допустимых значений. Из этого рисунка видно, что требования по отклонениям напряжения для последних ЭП не выполняются. Это связано со значительными потерями напряжения в кабельной линии и на шинах питания ЭП. Суммарные потери напряжения определяют по выражению:

где Р_к и Q_K — соответственно активная и реактивная мощности, протекающие по к-му участку сети; Rk и Хк — активное и реактивное сопротивления к-ro элемента сети.

Рис. 2.1 Изменение напряжения на участках сети при протекании по ним тока нагрузки

Второй причиной заниженного уровня напряжения на ЭП является недостаточный уровень напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

Анализируя эпюру напряжения на рис. 2.1 и выражение (2.1), можно сделать вывод: обеспечить требования по отклонениям напряжения на ЭП можно двумя способами:,

— за счет регулирования напряжения в центре питания;

— путем снижения потерь напряжения в элементах сети.

Дата добавления: 2015-05-31