Лекция 5. Нормы качества электрической энергии

Панель распределительная ПР2-ЭЦ

Распределительная панель ПР2-ЭЦ совместно с вводной панелью ПВ2-ЭЦ предназначена для центрального питания устройств ЭЦ промежуточных станций с числом централизованных стрелок до 30 на участках с любым родом тяги и получения переменного тока для гарантированного питания ряда нагрузок ЭЦ в аварийном режиме.

Панель выполнена в виде металлического шкафа с двусторонним обслуживанием. Ввод внешнего монтажа выполняется сверху.

Панель ПР2-ЭЦ имеет 4 варианта исполнения в зависимости от частоты сигнального тока в рельсовых цепях, частоты тока АЛСН и рода рабочего тока стрелочных электроприводов (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Панель ПР2-ЭЦ применяется с аккумуляторной батареей напряжением 24 В (12 кислотных аккумуляторов типа CK), от которой обеспечивается гарантированное питание ряда нагрузок (реле поста ЭЦ, аппаратура ДЦ и др.). Для заряда аккумуляторной батареи используется автоматическое зарядное устройство типа УЗА 24-20.

Панель предназначена для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от+1 до +40°С и относительной влажности не более 85 %.

В соответствии с ГОСТ 13109-97 показателями качества электрической энергии являются отклонение напряжения и частоты; колебания, несинусоидальность, несимметрия, провал, импульс напряжения и временное перенапряжение.

Установлены два вида норм качества электрической энергии: нормально допустимые и предельно допустимые. В эксплуатационных условиях оценка соответствия показателей качества указанным нормам проводится в течение расчетного периода, равного 24 ч.

Отклонение напряжения характеризуется показателем установившегося отклонения напряжения δ U _у:

,

для которого установлены нормально допустимые и предельно допустимые и значения на выводах приемников электрической энергии. Эти значения равны соответственно ±5 и ±10 % от номинального напряжения U _ном электрической сети по ГОСТ 721 и ГОСТ 21128.

Таким образом, требование ПТЭ: «номинальное напряжение переменного тока на устройствах СЦБ должно быть 110, 220 или 380 В. Отклонения от указанных величин номинального напряжения допускаются в сторону уменьшения не более 10%, а в сторону увеличения – не более 5 %» не противоречит ГОСТ 13109-97.

Отклонение частоты Δ f, Гц определяется как разность между установившимся и номинальным значениями частоты:

где f _у – установившееся значение частоты, которое принимается как результат усреднения N >15 наблюдений частоты f_i на интервале времени, равном 20 с.

Нормально допустимое и предельно допустимое значения отклонения частоты равны ±0,2 и ±0,4 Гц соответственно. В нормах технологического проектирования указано, что «допустимые отклонения частоты переменного тока для питания устройств СЦБ и связи не должны превышать ±1 Гц». Это объясняется необходимостью использования в качестве резервных источников питания дизель-генераторных агрегатов (ДГА), где обеспечить требования ГОСТ 13109-97 по отклонению частоты затруднительно.

Колебания напряжения характеризуются следующими показателями: размахом изменения напряжения δ U_t и дозой фликера P_t.

Размах изменения напряжения в процентах вычисляют по формуле

,

где U_i, U_{i +1} – значения следующих друг за другом экстремумов или экстремума и горизонтального участка огибающей среднеквадратичных значений напряжения основной частоты, определенных на каждом полупериоде, В.

Предельно допустимые значения суммы установившегося отклонения напряжения δ U _у и размаха изменения напряжения δ U_t в электрических сетях напряжением 380 В должно быть не более ±10 % от номинального напряжения.

Фликер – субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети, питающей эти источники. Доза фликера Р_t – это мера восприимчивости человека к воздействию фликера за установленный промежуток времени. На практике измеряется специальными приборами – фликерметрами. Кратковременную дозу фликера определяют на интервале времени наблюдения 10 мин, а длительную – на интервале 2 ч. Предельно допустимое значение кратковременной дозы фликера в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, должно составлять не более 1,0...1,38, а длительной дозы фликера – не более 0,74...1,0. Мера фликера используется как одно из требований охраны труда к помещениям служебно-технических зданий, например к аппаратным помещениям постов ЭЦ.

Несинусоидальность напряжения характеризуется коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения K_U и коэффициентом n -ой (от второй до 40-й) гармонической составляющей напряжения K_{U ( n )}. Указанные коэффициенты вычисляются по формулам:

В этих формулах – коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения; – коэффициент n -й гармонической составляющей напряжения; – действующее значение напряжения основной частоты; – действующее значение напряжения n -й гармоники. Они представляют собой величины, измеренные и рассчитанные для i -го наблюдения. N > 9 – число наблюдений, выполненных в течение 24 ч.

Для электрических сетей с номинальным напряжением до 380 В нормально допустимое значение коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения должно составлять K_U < 8, а предельно допустимое – K_U < 12. Значения нормально допустимых значений коэффициента n -й гармонической составляющей напряжения зависят от номера гармоники. Для нечетных гармоник, кратных трем, должен составлять не более 5,0...0,2; для нечетных гармоник, не кратных трем, – 6,0...1,5; для четных гармоник – 2,0...0,2. Предельно допустимые значения могут принимать значения в полтора раза большие.

Несимметрия напряжения характеризуется коэффициентом несимметрии напряжений по обратной последовательности K _{2 U} и коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательности K _{0 U}.

Значения указанных коэффициентов вычисляют в результате N ≥ 9 числа наблюдений, выполненных в течение 24 часов, по формулам:

В каждом i -м наблюдении измеряют действующие напряжения прямой , обратной – , и нулевой – последовательностей и вычисляют коэффициенты несимметрии K _{2 U} и K _{0 U}.

Нормально допустимое и предельно допустимое значения коэффициентов K _{2 U} и K _{0 U} для электрических сетей с номинальным напряжением 380 В должны быть не более 2,0 и 4,0 % соответственно.

Провал напряжения характеризуется показателем длительности провала напряжения Δ t _п.

Под провалом напряжения понимается внезапное понижение напряжения в точке электрической сети ниже 0,9 U _ном, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня через промежуток времени от 10 мс до нескольких десятков секунд. Длительность провала напряжения Δ t _п – это интервал времени между начальным моментом времени t _н провала напряжения до момента t _к его восстановления: Δ t _п = t _к – t _н. По ГОСТ 13109-97 предельно допустимое значение длительности провала напряжения в электрических сетях до 20 кВ включительно составляет 30 с.

Временное перенапряжение характеризуется показателем коэффициента временного перенапряжения K _{пер U}.

Временное перенапряжение – это повышение напряжения в точке электрической сети выше 1,1 U _ном продолжительностью более 10 мс, возникающее в системах электроснабжения при коммутациях или коротких замыканиях.

Коэффициент временного перенапряжения K _{пер U} – величина, равная отношению максимального значения огибающей амплитудных значений напряжения U_{a max} к амплитуде номинального напряжения сети:

Значение коэффициента временного перенапряжения K _{пер U} в зависимости от длительности перенапряжения Δ t _{пер U} до 1 с, до 20 с и до 60 с, не должно превышать соответственно значений 1,47; 1,31 и 1,15.

Исключение составляет обрыв нулевого провода в трехфазных электрических сетях напряжением до 1 кВ, работающих с глухо заземленной нейтралью (например, фидеров питания ЭЦ). В этом случае возникают перенапряжения между фазой и землей. Уровень таких перенапряжений при значительной несимметрии фазных нагрузок может достигать значений междуфазного (линейного) напряжения, а длительность – нескольких часов.

Импульс напряжения характеризуется амплитудой и длительностью импульсного напряжения U _имп.

Импульс напряжения – это резкое изменение напряжения в точке электрической сети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд. Основными причинами возникновения импульсов напряжения являются грозовые и коммутационные напряжения, возникающие в электрических сетях.

Амплитудные значения грозовых импульсных напряжений с вероятностью 90 % не превышают 10 кВ в воздушной электрической сети и 6 кВ во внутренней проводке зданий и сооружений. Коммутационные импульсные напряжения в электрических сетях до 380 В с вероятностью 95 % не превышают 4,5 кВ.

Дата добавления: 2014-11-16