Что называется отклонением напряжения

Допустимые отклонения напряжений в электрических сетях

Из-за наличия сопротивления проводов при передаче электрической энергии напряжение не остается одинаковым, а уменьшается при отдалении приемника от источника электрической энергии. Изменение напряжения напрямую зависит от величины тока линии, поэтому величина абсолютного напряжения электроприемников будет зависеть от нагрузки последних.

Ниже показан график изменения напряжения вдоль линии при равномерном распределении нагрузки:

Из данного рисунка видно, что максимальное значение будет на выходе трансформатора U 1 = 231 В, точка а.

По мере удаления от источника величина напряжения будет снижаться, и в конце линии (точке в) станет равным U 2 = 209 В. Из всех подключенных к данной линии электроприемников номинальное значение будет только у электроприемников подключенных к точке б. Остальные же потребители будут получать электроэнергию либо повышенным напряжением (до точки б), либо пониженным (после точки б).

Алгебраическая разность между напряжением на зажимах электроприемника U и его номинальным напряжением U н называется отклонением напряжения и выражается формулой:

Таким образом, отклонение может быть как положительным, так и отрицательным.

Для удобства представления отклонение часто выражают в процентом соотношении:

Каждый потребитель электрической энергии рассчитывается на вполне определенное номинальное напряжение, при котором обеспечивается его нормальная работа.

Отклонение напряжения ухудшает работу электроприемников. Например, световой поток обычной лампы накаливания при V = -10% ухудшается примерно на 30%, а при V = +10% срок службы лампы сокращается примерно на 60%.

Данные отклонения влияют и на работу электрических машин.

Из теории электрических машин известно, что момент асинхронного трехфазного электродвигателя пропорционален квадрату напряжения на его зажимах. При значительных снижениях напряжения момента электродвигателя может не хватить для запуска, а при его работе он может и вовсе остановится, чем перейдет в режим короткого замыкания.

В случае если напряжение на зажимах электродвигателя выше номинального, то увеличится его намагничивающий ток, что приведет к уменьшению коэффициента мощности cos φ и увеличению потребляемой реактивной мощности. Кроме того, возрастут потери на нагрев электродвигателя, что не есть хорошо. Поэтому ПУЭ регламентирует допустимые отклонения в сетях с учетом их влияния на работу потребителей электрической энергии различного назначения.

Некоторые значения допустимых отклонений приведены ниже:

Для того, чтобы обеспечить на электроприемниках напряжение близкое к номинальному, источники питания (генераторы, трансформаторы) изготавливаются с номинальными значениями выходных напряжений выше на 5%, чем у потребителей.

В таком случае максимально допустимая потеря напряжения жилой застройки от источника электроэнергии к потребителю составит:

А для общественных и производственных зданий:

В эти величины входят также и внутренние потери на обмотках трансформаторов и генераторов.

Величина напряжения на шинах трансформаторной подстанции со стороны потребителей (сторона низшего напряжения НН) напрямую зависит от величины напряжения на стороне высшего напряжения ВН, степени загрузки трансформатора и коэффициента мощности потребителей. При выполнении расчетов электрических сетей НН обычно считают, что напряжение на первичной обмотке трансформатора равно его номинальному значению.

Источник

Отклонение и колебания напряжения

Отклонение напряжения (dU у) – это разность действительного (установившегося) значения напряжения и его номинального значения для сети, возникающая при сравнительно медленном изменении режима работы, когда скорость изменения напряжения меньше 1% в секунду.

δU = U у – U н, В или

где U у = – усредненное напряжение (В, кВ) N наблюдений напряжений U (1) i в течение 1 мин.; U i – значение напряжения U (1) i в i-ом наблюдении (В, кВ).

Число наблюдений N за 1 мин должно быть не менее 18.

Установлены следующие нормы:

— на зажимах электродвигателей и станций управления от -5% до +10% от номинального напряжения U ном электросети;

— на зажимах электроосветительных установок от -2,5% до +5% от U ном электросети;

— на зажимах остальных электроприемников допускаются отклонения напряжения в пределах ± 5% от U ном электросети.

Предельно допустимые значения dU у в послеаварийных режимах равны от -5% до +10%; от -10% до +20% и ± 10% от U ном электросети, соответственно.

Причинами, приводящими к отклонениям напряжения за допустимые пределы, являются:

· потери напряжения, вызываемые токами нагрузки, протекающими по элементам системы электроснабжения;

· неправильный выбор силовых трансформаторов и сечений токоведущих элементов;

· неправильное построение схем электроснабжения.

При понижении напряжения возрастает скольжение и уменьшается частота вращения асинхронных двигателей (АД), при этом возрастает сила потребляемого тока, двигатели перегреваются и быстрее изнашивается изоляция. Вращающий момент АД пропорционален квадрату напряжения U 2 , поэтому при его понижении затрудняются пуск и самозапуск двигателей под нагрузкой. Следовательно, на зажимах электродвигателей и аппаратов для их пуска и управления допускаются отклонения напряжения в пределах от -5% до +10% от U ном.

Реактивная мощность косинусных конденсаторов пропорциональна квадрату напряжения U 2 , поэтому при понижении напряжения на 10% мощность конденсатора снизится до 81%, а повышение напряжения на 10% увеличивает реактивную мощность конденсатора до 121% и приводит его к перегрузке. Поэтому повышение напряжения для конденсаторов допускается не более чем на 10%.

При отклонениях напряжения на зажимах осветительных установок изменяются сила света ламп и срок их службы. Сила света изменяется пропорционально изменению напряжения в третьей-четвертой степени. Повышение напряжения на 10% от U ном сокращает срок службы ламп накаливания примерно в 3 раза, люминесцентных ламп — на 20 ÷ 30%. При понижении напряжения ниже номинального увеличивается срок службы ламп накаливания, уменьшается мощность, потребляемая лампой. Однако в лампе уменьшаются ток и световой поток. При снижении напряжения на 20% и более у газоразрядных ламп, в том числе люминесцентных, зажигание становится невозможным. Поэтому нормально допустимые значения установившегося отклонения напряжения на зажимах приборов рабочего освещения, установленных в производственных и общественных зданиях, где требуется значительное зрительное напряжение, а также в прожекторах наружного освещения допускаются в пределах от

Источник



ОТКЛОНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Качество – это совокупность свойств объекта, определяющих потребности в соответствии с назначением.

Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения определяет ГОСТ 13109-97, который указывает допустимые отклонения от номинальных значений напряжений, частоты, нелинейных искажений и других показателей. На практике фактические значения показателей качества электроэнергии отличаются от нормированных. Завышение напряжение приводит к переплате за потребленную лишнюю электроэнергию: при U_cети=(1,1-1,17)U_ном переплата составляет 21-29%. Номинальное эффективное значение напряжения при несинусоидальности формы обеспечивается за счет завышения амплитуды, к чему чувствительны современные устройства вторичного питания.

Основные виды нестабильностей и помех в электросети и факторы, ихвызывающие.

• Различные аварийные и другие нештатные ситуации. Ремонтные работы.

• Резкое повышение напряжения с 220 Вольт до 380 Вольт.

• Отгорание или отключение нулевого провода сети.

• Периодические колебания напряжения, вызванные подключением и отключением мощных потребителей.

• Импульсные высоковольтные выбросы.

• Удары молнии вблизи линий электропередач.

• Отклонение частоты сети от номинальных значений.

• Несинусоидальность формы сетевого напряжения.

Примечание: явление возрастания напряжения в сети также обусловлено тем, что все силовые электросети в СНГ трехфазные, и для питания бытовых потребителей однофазным током используется одна фаза. В этом случае любой перекос нагрузок в фазах (например, включение мощного потребителя или короткое замыкание в одной из фаз) приводит к падению напряжения в этой фазе и возрастанию напряжений в двух других фазах из-за так называемого «смещения нуля».

ОТКЛОНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Отклонение напряжения — отличие фактического напряжения в установившемся режиме работы системы электроснабжения от его номинального значения. Отклонение напряжения в той или иной точке сети происходит под воздействием медленного изменения нагрузки в соответствии с её графиком.

Влияние отклонения напряжения на работу электрооборудования:

1.1. Технологические установки:

При снижении напряжения существенно ухудшается технологический процесс, увеличивается его длительность. Следовательно, увеличивается себестоимость производства.

При повышении напряжения снижается срок службы оборудования, повышается вероятность аварий.

Снижается срок службы ламп освещения. Так, при величине напряжения 1,1 от номинала срок службы ламп накаливания снижается в 4 раза. При величине напряжения 0,9 от номинала снижается световой поток ламп накаливания на 40 % и люминесцентных ламп на 15 %.

При величине напряжения менее 0,9 от номинала люминесцентные лампы мерцают, а при 0,8 от номинала просто не загораются.

При снижении напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя на 15% момент снижается на 25%. Двигатель может не запуститься или остановиться.

При снижении напряжения увеличивается потребляемый от сети ток, что влечёт разогрев обмоток и снижение срока службы двигателя. При длительной работе на напряжении 0,9 от номинала срок службы двигателя снижается вдвое.

При повышении напряжения на 1 % увеличивается потребляемая двигателем реактивная мощность на 3. 7 %. Снижается эффективность работы привода и сети.

ГОСТ 13109-97 устанавливает нормально и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на зажимах электроприёмников в пределах соответственно δU_унор=±5% и δU_упред= ± 10 % номинального напряжения сети.

Обеспечить эти требования можно двумя способами: снижением потерь напряжения и регулированием напряжения. Ответственность за поддержание напряжения в пределах, установленных ГОСТ 13109-97, возлагается на энергоснабжающую организацию.

ОТКЛОНЕНИЕ ЧАСТОТЫ

Рассматривается отклонение фактической частоты переменного напряжения (f_ф) от номинального значения (f_ном) в установившемся режиме работы системы электроснабжения. Снижение частоты происходит при дефиците мощности работающих в системе электростанций. Для устранения этих явлений необходимо ремонтировать или модернизировать существующие и строить новые электростанции. А пока их нет, активно применяется радикальная мера — автоматическая частотная разгрузка (АЧР), то есть отключение части потребителей при снижении частоты. Это ещё называют веерными отключениями.

Повышение частоты происходит при резком сбросе нагрузки в системе электроснабжения, — ситуация аварийная и действие ГОСТ 13109-97 на неё не распространяется, а в установившемся режиме работы сети такое событие весьма редкое.

ПРОВАЛЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Провал напряжения — это внезапное и значительное снижение напряжения (менее 90 % u_hom) длительностью от нескольких периодов до нескольких десятков секунд с последующим восстановлением напряжения.

Причинами провалов напряжения является срабатывание средств защиты и автоматики при отключении грозовых перенапряжений, токов короткого замыкания (КЗ), а также при ложных срабатываниях защит или в результате ошибочных действий оперативного персонала.

ГОСТ 13109-97 не нормирует провал напряжения, он ограничивает его продолжительность 30-ю секундами.

Дата добавления: 2017-11-04 ; просмотров: 3562 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник