بخش شماره 14-2. کیفیت برق

مقصران وخامت کیفیت انرژی الکتریکی

خواص انرژی الکتریکی، شاخص‌ها و محتمل‌ترین عوامل کاهش کیفیت انرژی الکتریکی در جدول 1 نشان داده شده است:

جدول 1. خواص انرژی الکتریکی، شاخص ها و محتمل ترین عوامل افت کیفیت انرژی الکتریکی.

خواص الکتریکی	نشانگر CE				به احتمال زیاد
					مقصر بدتر شدن CE
					تأمین انرژی
انحراف ولتاژ	انحراف ولتاژ حالت پایدار
	δU y				سازمان
					مصرف کننده با
نوسانات ولتاژ	محدوده ولتاژ δU t
	دوز فلیکر P t				بار متغیر
					مصرف کننده با
غیر سینوسی	شانس	اعوجاج
	برازش منحنی		ولتاژ K v		بار غیر خطی
	ضریب هارمونیک N-امین
	جزء ولتاژ K U (i)
					مصرف کننده با عدم تقارن
عدم تقارن	ضریب		عدم تقارن
سیستم سه فاز	استرس ها			معکوس	بار معمولی
استرس ها	دنباله K 2U ضریب
	عدم تعادل ولتاژ صفر
	دنباله های K 0U
					تأمین انرژی
انحراف فرکانس	انحراف فرکانس ∆f
					سازمان
					تأمین انرژی
افت ولتاژ	مدت زمان افت ولتاژ ∆t p
					سازمان
					تأمین انرژی
پالس ولتاژ	ولتاژ پالس U imp
					سازمان
					تأمین انرژی
موقت	ضریب زمانی
اضافه ولتاژ	اضافه ولتاژ K خط U				سازمان

گیرنده های الکتریکی برای اهداف مختلف از شبکه های الکتریکی سیستم های منبع تغذیه همه منظوره تغذیه می شوند، گیرنده های برق صنعتی را در نظر بگیرید.

معمولی ترین انواع گیرنده های الکتریکی که به طور گسترده در شرکت های صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند، موتورهای الکتریکی و تاسیسات روشنایی الکتریکی هستند. تاسیسات الکتروترمال به طور گسترده استفاده می شود و همچنین

مبدل های شیری که برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم استفاده می شوند. جریان مستقیم در کارخانه های صنعتی برای تغذیه موتورهای DC، برای الکترولیز، در فرآیندهای گالوانیکی، در برخی از انواع جوشکاری و غیره استفاده می شود.

تاسیسات روشنایی الکتریکی با لامپ های رشته ای، فلورسنت، قوس الکتریکی، جیوه، سدیم، زنون در کلیه شرکت ها برای روشنایی داخلی و خارجی، برای نیازهای روشنایی شهری و غیره استفاده می شود. لامپ های رشته ای با پارامترهای اسمی مشخص می شوند: مصرف برق P nom، شار نوری

F nom، راندمان نوری η nom (برابر نسبت شار نوری ساطع شده از لامپ به توان آن) و میانگین عمر اسمی اسمی T nom. این شاخص ها تا حد زیادی به ولتاژ در پایانه های لامپ های رشته ای بستگی دارد. تغییرات در ولتاژ منجر به تغییرات متناظر در شار نور و روشنایی می شود که در نهایت بر بهره وری نیروی کار و خستگی انسان تأثیر می گذارد.

به دلیل ویژگی تنظیم آنها، مبدل های شیر مصرف کننده توان راکتیو هستند (ضریب قدرت مبدل های شیر کارخانه های نورد از 0.3 تا 0.8 است)، که باعث انحراف ولتاژ قابل توجهی در شبکه تغذیه می شود. معمولاً آنها یک سیستم کنترل خودکار جریان مستقیم توسط کنترل فاز دارند. با افزایش ولتاژ در شبکه، زاویه کنترل به طور خودکار افزایش می یابد و با کاهش ولتاژ، کاهش می یابد. افزایش 1٪ ولتاژ منجر به افزایش مصرف توان راکتیو مبدل به میزان 1-1.4٪ می شود که منجر به بدتر شدن ضریب توان می شود. هارمونیک های بالاتر ولتاژ و جریان بر تجهیزات الکتریکی، سیستم های اتوماسیون، حفاظت رله، تله مکانیک و ارتباطات تأثیر منفی می گذارد. تلفات اضافی در ماشین های الکتریکی، ترانسفورماتورها و شبکه ها ظاهر می شود، جبران توان راکتیو با استفاده از بانک های خازن دشوار می شود و عمر مفید عایق ماشین های الکتریکی کاهش می یابد. ضریب غیر سینوسی

در حین کار مبدل های تریستوری آسیاب های نورد، می تواند به مقادیر بیش از 30٪ در سمت 10 کیلوولت ولتاژ تغذیه آنها برسد؛ مبدل های شیر به دلیل تقارن بارهای خود بر تقارن ولتاژ تأثیر نمی گذارند.

دستگاه های جوش برقی می توانند باعث ایجاد اختلال در شرایط کاری عادی برای سایر کمک فنرهای الکتریکی شوند. به طور خاص، واحدهای جوشکاری، که قدرت آنها در حال حاضر به 1500 کیلووات در واحد می رسد، باعث ایجاد نوسانات ولتاژ قابل توجهی در شبکه های الکتریکی نسبت به شروع موتورهای ناهمزمان با روتور قفس سنجابی می شود. علاوه بر این، این نوسانات ولتاژ برای مدت طولانی و با محدوده فرکانسی گسترده، از جمله ناخوشایندترین محدوده برای تاسیسات روشنایی الکتریکی (حدود 10 هرتز) رخ می دهد. دستگاه های جوش الکتریکی AC برای جوشکاری قوس الکتریکی و مقاومتی نشان دهنده یک بار تک فاز غیر یکنواخت و غیر سینوسی با ضریب توان کم است: 0.3 برای جوشکاری قوس الکتریکی و 0.7 برای مقاومت. ترانسفورماتورهای جوشکاری و دستگاه های کم مصرف به یک شبکه 380/220 ولت متصل می شوند، و قوی ترها - به یک شبکه 6-10 کیلو ولت.

تاسیسات الکتروترمال بسته به روش گرمایش به گروه‌هایی تقسیم می‌شوند: کوره‌های قوس الکتریکی، کوره‌های مقاومتی عمل مستقیم و غیرمستقیم، کوره‌های ذوب الکترونیکی، خلاء، ذوب مجدد سرباره، کوره‌های القایی. این دسته از مصرف کنندگان برق نیز بر شبکه تامین برق تاثیر نامطلوبی می گذارند، به عنوان مثال کوره های قوس الکتریکی که تا 10 مگاوات ظرفیت دارند در حال حاضر به صورت تک فاز در حال ساخت هستند. این منجر به نقض تقارن جریان ها و ولتاژها می شود. علاوه بر این، آنها منجر به جریان های غیر سینوسی و در نتیجه ولتاژ می شوند.

مصرف کنندگان اصلی برق در شرکت های صنعتی موتورهای الکتریکی ناهمزمان هستند. انحراف ولتاژ از هنجارهای مجاز بر فرکانس دم کردن آنها، از دست دادن قابلیت های فعال و راکتیو (کاهش ولتاژ 19٪) تأثیر می گذارد.

اسمی باعث افزایش 3٪ تلفات توان فعال می شود. افزایش ولتاژ 1٪ منجر به افزایش مصرف توان راکتیو تا 3٪ می شود. عملکرد حالت نامتقارن از نظر کیفی در مقایسه با حالت متقارن متفاوت است. ولتاژ دنباله منفی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. مقاومت دنباله معکوس موتورهای الکتریکی تقریباً برابر با مقاومت موتور کاهش سرعت است و بنابراین 5 ÷ 8 برابر کمتر از مقاومت دنباله مثبت است. بنابراین، حتی یک عدم تعادل ولتاژ کوچک باعث ایجاد جریان های توالی منفی قابل توجهی می شود. جریان های توالی منفی بر روی جریان های توالی مثبت قرار می گیرند و باعث گرم شدن اضافی استاتور و روتور (به ویژه قسمت های عظیم روتور) می شوند که منجر به تسریع پیری عایق و کاهش توان موتور موجود می شود. بنابراین، عمر موتور القایی با بارگذاری کامل که با عدم تعادل ولتاژ 4٪ کار می کند، 2 برابر کاهش می یابد.

روشها و ابزارهای بهبود کیفیت انرژی الکتریکی

انطباق PQE با الزامات GOST با راه حل های مدار یا استفاده از وسایل فنی خاص به دست می آید. انتخاب این وجوه بر اساس یک مطالعه امکان سنجی انجام می شود، در حالی که کار به حداقل رساندن آسیب کاهش نمی یابد، بلکه برای برآوردن الزامات GOST.

برای بهبود همه PQE ها، توصیه می شود گیرنده های الکتریکی با حالت های عملیاتی پیچیده را به نقاط EPS با بالاترین مقادیر توان اتصال کوتاه متصل کنید. هنگام انتخاب یک طرح منبع تغذیه برای یک شرکت، با در نظر گرفتن وظیفه افزایش PQE، محدودیت جریان های اتصال کوتاه به سطح مطلوب در نظر گرفته می شود.

برای کاهش تأثیر بر بار "بی صدا" گیرنده های الکتریکی شیر و بارهای متناوب ناگهانی، اتصال چنین گیرنده هایی در بخش های جداگانه شینه های پست ها با ترانسفورماتورهایی با سیم پیچی تقسیم شده یا با راکتورهای دوگانه انجام می شود.

امکانات برای بهبود هر SCE.

1. راه های کاهش نوسان نوسانات فرکانس:

1.1 افزایش قدرت اتصال کوتاه در نقطه اتصال گیرنده ها با بارهای ناگهانی متغیر و "آرام".

1.2 منبع تغذیه بارهای متناوب سریع و "آرام" از طریق شاخه های جداگانه سیم پیچ های تقسیم ترانسفورماتورها.

2. اقدامات برای حفظ سطوح ولتاژ در محدوده قابل قبول:

2.1. ساخت منطقی SES با استفاده از افزایش ولتاژ برای خطوط تامین کننده شرکت. استفاده از ورودی های عمیق؛ بارگذاری بهینه ترانسفورماتورها؛ استفاده منطقی از هادی ها در شبکه های توزیع

2.2. استفاده از جامپرها برای ولتاژ تا 1 کیلو ولت بین کارگاه ها

2.3 کاهش مقاومت داخلی SES شرکت با روشن کردن عملکرد موازی ترانسفورماتورهای GPP، در صورتی که جریان های اتصال کوتاه از مقادیر مجاز تجهیزات حفاظت سوئیچینگ تجاوز نکند.

2.4 تنظیم ولتاژ ژنراتورهای منابع تغذیه خود.

2.5 استفاده از قابلیت های کنترلی موتورهای سنکرون با کنترل تحریک خودکار (ARV).

2.6 نصب اتوترانسفورماتور و دستگاه های تنظیم ولتاژ در بار (OLTC) برای ترانسفورماتورهای دو سیم پیچ قدرت.

2.7 استفاده از دستگاه های جبران کننده.

3. کاهش نوسانات ولتاژ با استفاده از موارد زیر حاصل می شود:

3.1 راکتورهای دوگانه، قدرت یک بار متناوب ناگهانی که می تواند به یک شاخه از راکتور متصل شود تعیین می شود.

با بیان	S p.n =			δU t			کجا d U t	- نوسانات ولتاژ
			u اتصال کوتاه		50 برابر اینچ
			S n.t.		U n 2

در اتوبوس های متصل به یک شاخه از راکتور در حین کار با یک بار متناوب ناگهانی متصل به شاخه دیگر. u اتصال کوتاه -

ولتاژ اتصال کوتاه ترانسفورماتور که راکتور دوگانه به آن متصل است. S n.t. - قدرت نامی ترانسفورماتور؛ x در - مقاومت شاخه راکتور؛ U n -

ولتاژ نامی شبکه

3.2 ترانسفورماتورها با سیم پیچ تقسیم شده، حداکثر توان یک بار متناوب ناگهانی متصل به یک سیم پیچ با فرمول تعیین می شود. S p.n = 0.8 S n.t. δ U t.

3.3 نصب دستگاه های جبران کننده استاتیکی با سرعت بالا.

4. راه های مقابله با هارمونیک های بالاتر:

4.1 افزایش تعداد فازهای یکسو کننده.

4.2 نصب فیلتر یا دستگاه های جبران کننده فیلتر.

5. روش های مقابله با عدم تقارن (بدون نیاز به استفاده از دستگاه های خاص):

5.1 توزیع یکنواخت بارهای تک فاز در فازها.

5.2 اتصال بارهای نامتعادل به بخش های شبکه با توان اتصال کوتاه بالاتر یا افزایش توان اتصال کوتاه.

5.3 تخصیص بارهای نامتعادل به ترانسفورماتورهای منفرد.

5.4 استفاده از تکنیک های ویژه برای از بین بردن عدم تعادل: 5.4.1 جایگزینی ترانسفورماتورها با نمودار اتصال سیم پیچ Y - Y 0

برای ترانسفورماتورهای با نمودار اتصال ∆ - Y 0 (در شبکه های تا

1 کیلو ولت). در این حالت، جریان های توالی صفر، مضرب سه، بسته شدن در سیم پیچ اولیه، سیستم را متعادل می کند و مقاومت توالی صفر را به شدت متعادل می کند.

کاهش می دهد.

5.4.2 زیرا شبکه‌های 6-10 کیلو ولت معمولاً با یک خنثی جدا شده انجام می‌شوند، سپس کاهش اجزای نامتعادل با استفاده از بانک‌های خازن (که برای جبران جانبی استفاده می‌شوند)، شامل یک مثلث نامتقارن یا ناقص حاصل می‌شود. در این حالت توزیع توان کل BC بین فازهای شبکه به گونه ای انجام می شود که جریان توالی منفی تولید شده از نظر مقدار به جریان توالی منفی بار نزدیک باشد.

5.4.3 یک ابزار موثر استفاده از دستگاه های تنظیم نشده است، به عنوان مثال، یک دستگاه متعادل کننده بار تک فاز بر اساس طرح Steinmetz.

اگر Z n = R n، پس

		متعادل کردن
می آید				تحقق
Q L = Q C =				جایی که R n
فعال				قدرت
طرح متعادل سازی
بار.
بار تک فاز
			R n + j ωL،
اشتاینمتز				بار
موازی
اتصال BC، که در
				نشان داده شده
خط نقطه چین.

در قسمت متنی پروژه منبع تغذیه، لازم است توضیحاتی در مورد مصرف کنندگان برق با ذکر دسته منبع تغذیه مورد نیاز برای آنها و شرح اقدامات برای اطمینان از این دسته ارائه شود.

الزامات برای قابلیت اطمینان منبع تغذیه.

تمام مصرف کنندگان انرژی الکتریکی مطابق با Ch. 1.2 PUE.

دسته اول- در حالت‌های عادی، برق باید از دو منبع برق اضافی متقابل مستقل تأمین شود و قطع برق آنها در صورت قطع برق از یکی از منابع برق فقط برای زمان بازیابی خودکار برق مجاز است. (به اولین دسته ویژه نیز مراجعه کنید).

این دسته از منبع تغذیه در اسناد نظارتی برای هر نوع تجهیزات یا شیء جداگانه (ساختمان، سازه، مکانیزم) تعریف شده است. شرایط فنی صادر شده توسط سازمان شبکه، مقوله منبع تغذیه ای را که سازمان شبکه برای قسمت خود ارائه می دهد، تعیین می کند. بر اساس اسناد نظارتی محلی، که مقوله قابلیت اطمینان نوع خاصی از گیرنده الکتریکی را تعیین می کند، مقایسه ای انجام می شود. اگر رده منبع تغذیه طبق TU کمتر از آنچه در اسناد نظارتی مورد نیاز است باشد، لازم است با نصب منابع اضافی انرژی الکتریکی - باتری های ذخیره سازی، ژنراتورهای دیزل، اقداماتی برای اطمینان از دسته مورد نیاز ارائه شود.

با توجه به جایگزینی GOST 13109-97 با GOST 32144-2013. استانداردهای کیفیت برق در سیستم های تامین برق همه منظوره و معرفی GOST R 50571.5.52-2011 (IEC 60364-5-52: 2009) تاسیسات الکتریکی ولتاژ پایین. انتخاب و نصب تجهیزات الکتریکی. الزامات معمول طراحان برای تلفات ولتاژ در شبکه های الکتریکی و همچنین برای محاسبه تلفات ولتاژ تغییر کرده است.

در اینجا نمونه ای از یک پاراگراف از یادداشت توضیحی آمده است:

دستگاه های اعلام حریق و دزدگیر، سیستم های اعلام حریق، دستگاه های اطفاء حریق، دستگاه های ورودی هوا، روشنایی اضطراری در رده I قرار می گیرند. ارائه شده توسط دستگاه ATS، UPS

برای اطمینان از قابلیت اطمینان دسته دوم در سایت، از قرنطینه استفاده می شود ترانسفورماتور تکپست با دو کابل که از پست ترانسفورماتور و مجموعه دیزل ژنراتور وارد ساختمان می شود.

گیرنده‌های الکتریکی دسته اول در حالت‌های عادی باید از دو منبع برق متقابلاً اضافی مستقل از برق تأمین شوند و قطع برق آنها در صورت قطع برق از یکی از منابع برق فقط برای مدت زمان مجاز است. بازیابی برق خودکار در این راستا از چراغ های روشنایی اضطراری با منبع تغذیه اضطراری استفاده می شود. همچنین، منابع تغذیه اضطراری در پانل های کنترل میکروکلیمات و دستگاه های اعلام حریق و سیستم های هشدار حریق تعبیه شده است.

وزارت علوم و آموزش و پرورش اوکراین

مؤسسه آموزش عالی دولتی

دانشگاه فنی ملی دونتسک

کار پژوهشی

با موضوع: "کیفیت برق"

Art.gr تکمیل شد. تاریخ امضای ________________________ بررسی شده __________________________ امضای تاریخ

دونتسک، 2011

این اثر شامل: 27 صفحه، 7 شکل، 1 جدول، 6 ist. هدف کار تحقیقاتی: کیفیت برق در سیستم های تامین برق اوکراین. هدف کار: آشنایی با عوامل موثر بر کیفیت برق، روش های تنظیم آن. دریابید که چگونه تنظیم خودکار کیفیت برق انجام می شود. تعیین کنید که کیفیت برق چگونه بر هزینه آن تأثیر می گذارد. این مقاله با بررسی سیستم های تامین برق و مصرف برق در طرح های مختلف، مشکلات اصلی این سیستم ها را شناسایی می کند که می تواند منجر به کاهش کیفیت برق شود. برق، کیفیت برق، نامتقارن بودن ولتاژ، اضافه ولتاژ، کنترل خودکار، سیستم الکتریکی.

1. شاخص های کیفیت توان…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………… 11 1.3.2 اقداماتی برای کاهش عدم تعادل ولتاژ …………… 12 1.4 ولتاژ غیر سینوسی………………………………………… ..12 1.4.1 تأثیر غیر سینوسی بودن ولتاژ بر عملکرد تجهیزات الکتریکی …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………… .14 1.5 انحراف فرکانس…… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………. 16 2. کنترل خودکار کیفیت توان ………… ..16 2.1 الزامات اساسی برای مدل های سیستم های الکتریکی حاوی توزیع منابع مختلط اعوجاج ولتاژ …………… ..17 2.2 روش برای تعیین تأثیر واقعی مصرف کننده بر CE ... 19 3. پرداخت برای برق بسته به کیفیت آن ………………… .22 ادبیات ……… …………………………………………………………… 26

1 نشانگر کیفیت توان

وسایل و تجهیزات الکتریکی برای کار در یک محیط الکترومغناطیسی خاص طراحی شده اند. محیط الکترومغناطیسی به سیستم منبع تغذیه و دستگاه ها و تجهیزات الکتریکی متصل به آن گفته می شود که به صورت القایی به آن متصل می شوند و تا حدی تداخلی ایجاد می کنند که بر کار یکدیگر تأثیر منفی می گذارد. اگر تجهیزات بتوانند به طور معمول در محیط الکترومغناطیسی موجود کار کنند، آنها در مورد سازگاری الکترومغناطیسی وسایل فنی صحبت می کنند. الزامات یکنواخت برای محیط الکترومغناطیسی در استانداردها ذکر شده است که به شما امکان می دهد تجهیزات ایجاد کنید و عملکرد آن را در شرایطی که این الزامات را برآورده می کند تضمین کنید. استانداردها سطوح مجاز تداخل در شبکه الکتریکی را تعیین می کنند که کیفیت برق را مشخص می کند و شاخص کیفیت برق (PQI) نامیده می شود. با تغییر تکاملی در فناوری، الزامات محیط الکترومغناطیسی نیز تغییر می‌کند و به طور طبیعی به سمت سفت شدن می‌رود. بنابراین استاندارد ما برای کیفیت توان، GOST 13109 در سال 1967، در سال 1987 با توسعه فناوری نیمه هادی، و در سال 1997 با توسعه فناوری ریزپردازنده تجدید نظر شد. شاخص های کیفیت انرژی الکتریکی، روش های ارزیابی و هنجارهای آنها توسط استاندارد بین ایالتی تعیین می شود: "انرژی الکتریکی. سازگاری الکترومغناطیسی وسایل فنی. استانداردهای کیفیت برق در سیستم های تامین برق همه منظوره "GOST 13109-97. جدول 1.1 - رتبه بندی شاخص های کیفیت توان

	نام PQE	به احتمال زیاد علت
انحراف ولتاژ
	انحراف ولتاژ حالت پایدار	برنامه بار مصرف کننده
نوسانات ولتاژ
	نوسان ولتاژ	مصرف کننده با بار متغیر ناگهانی
	دوز سوسو زدن
عدم تعادل ولتاژ در سیستم سه فاز
	فاکتور عدم تعادل ولتاژ دنباله منفی	مصرف کننده بار نامتعادل
	فاکتور عدم تعادل ولتاژ دنباله صفر
شکل موج ولتاژ غیر سینوسی
	ضریب اعوجاج ولتاژ	مصرف کننده با بار غیر خطی
	ضریب n-امین مولفه هارمونیک ولتاژ
	انحراف فرکانس	ویژگی های شبکه، شرایط آب و هوایی یا پدیده های طبیعی
	مدت زمان افت ولتاژ
	ولتاژ ضربه ای
	عامل اضافه ولتاژ موقت

بیشتر پدیده هایی که در شبکه های الکتریکی رخ می دهد و کیفیت انرژی الکتریکی را بدتر می کند، در ارتباط با ویژگی های عملکرد مشترک گیرنده های الکتریکی و شبکه الکتریکی رخ می دهد. هفت PQE عمدتاً به دلیل تلفات ولتاژ (افت) در بخش شبکه الکتریکی است که مصرف کنندگان همسایه از آن تغذیه می شوند. تلفات ولتاژ در بخش شبکه الکتریکی (k) با عبارت: ΔU k = (P k R k + Q k X k) / U nom در اینجا مقاومت فعال (R) و راکتیو (X) k تعیین می شود. بخش -امین شبکه عملاً ثابت است و توان فعال (P) و راکتیو (Q) که از قسمت k-امین شبکه عبور می کند متغیر است و ماهیت این تغییرات بر تشکیل تداخل الکترومغناطیسی تأثیر می گذارد:

با تغییر آهسته بار مطابق با برنامه آن - انحراف ولتاژ؛ با ماهیت بسیار متغیر بار - نوسانات ولتاژ؛ با توزیع نامتقارن بار در فازهای شبکه الکتریکی - عدم تقارن ولتاژها در سه سیستم فاز؛ با بار غیر خطی - شکل غیر سینوسی منحنی ولتاژ.

با توجه به این پدیده ها، مصرف کنندگان انرژی الکتریکی توانایی تأثیرگذاری بر کیفیت آن را به هر طریقی دارند. هر چیز دیگری که کیفیت انرژی الکتریکی را کاهش می دهد به ویژگی های شبکه، شرایط آب و هوایی یا پدیده های طبیعی بستگی دارد. بنابراین، مصرف کننده انرژی الکتریکی توانایی تأثیرگذاری در این مورد را ندارد، او فقط می تواند از تجهیزات خود با وسایل خاصی محافظت کند، به عنوان مثال، دستگاه های حفاظتی با سرعت بالا یا دستگاه های منبع تغذیه تضمینی (UPS). 1.1 انحراف ولتاژ. انحراف ولتاژ - تفاوت بین ولتاژ واقعی در عملکرد حالت پایدار سیستم منبع تغذیه از مقدار اسمی آن. انحراف ولتاژ در یک نقطه یا نقطه دیگر در شبکه تحت تأثیر تغییر بار مطابق با برنامه آن رخ می دهد.

تأثیر انحراف ولتاژ بر عملکرد تجهیزات الکتریکی:

تاسیسات تکنولوژیکی:

با کاهش ولتاژ، فرآیند فن آوری به طور قابل توجهی بدتر می شود و مدت زمان آن افزایش می یابد. در نتیجه هزینه تولید افزایش می‌یابد، با افزایش ولتاژ، عمر مفید تجهیزات کاهش می‌یابد، احتمال بروز حوادث افزایش می‌یابد، با انحرافات قابل توجه ولتاژ، اختلال در فرآیند فناوری رخ می‌دهد.

نورپردازی:

عمر مفید لامپ های روشنایی کاهش می یابد، بنابراین در مقدار ولتاژ 1.1 U nom، عمر مفید لامپ های رشته ای 4 برابر کاهش می یابد و در مقدار ولتاژ 0.9 U nom، شار نوری لامپ های رشته ای 40٪ کاهش می یابد و لامپ های فلورسنت 15% اگر ولتاژ کمتر از 0.9 · U nom باشد، لامپ های فلورسنت سوسو می زنند و در 0.8 · U nom روشن نمی شوند.

درایو الکتریکی:

با کاهش ولتاژ در پایانه های یک موتور الکتریکی ناهمزمان تا 15٪، گشتاور 25٪ کاهش می یابد. ممکن است موتور روشن نشود یا متوقف شود.

با کاهش ولتاژ، جریان مصرفی از شبکه افزایش می یابد که منجر به گرم شدن سیم پیچ ها و کاهش عمر مفید موتور می شود. با کار طولانی مدت در ولتاژ 0.9 U nom، عمر موتور به نصف کاهش می یابد و با افزایش ولتاژ 1٪، توان راکتیو مصرف شده توسط موتور 3 ... 7٪ افزایش می یابد. راندمان درایو و شبکه کاهش می یابد.

گره بار تعمیم یافته شبکه های الکتریکی (بار به طور متوسط) عبارت است از:
- 10٪ از بار خاص (به عنوان مثال، در مسکو این مترو است - ~ 11٪).
-30٪ روشنایی و بیشتر؛
- 60% موتورهای آسنکرون. بنابراین، GOST 13109-97 مقادیر نرمال و حداکثر مجاز انحراف ولتاژ حالت پایدار را در پایانه های گیرنده های الکتریکی در محدوده، به ترتیب، به ترتیب، δUy نرمال = 5 ± و حد δUy = 10 ± 10 درصد نامی تعیین می کند. ولتاژ شبکه این الزامات را می توان به دو طریق برآورده کرد: با کاهش تلفات ولتاژ و تنظیم ولتاژ. ΔU = (P R + Q X) / U CPU (TP) کاهش تلفات ولتاژ (ΔU) به دست می آید:

انتخاب مقطع رساناهای خطوط برق (≡ R) با توجه به شرایط تلفات ولتاژ استفاده از جبران خازنی طولی راکتانس خط (X). با این حال، با افزایش جریان های اتصال کوتاه در X → 0 خطرناک است. جبران توان راکتیو (Q) برای کاهش انتقال آن از طریق شبکه های قدرت با استفاده از بانک های خازن و موتورهای الکتریکی سنکرون که در حالت تحریک بیش از حد کار می کنند.

علاوه بر کاهش تلفات ولتاژ، جبران توان راکتیو یک اقدام موثر در صرفه جویی در انرژی استتضمین کاهش تلفات برق در شبکه های برق.

تنظیم ولتاژ U:

در مرکز قدرت، تنظیم ولتاژ (U CPU) با استفاده از ترانسفورماتورهای مجهز به دستگاهی برای کنترل خودکار نسبت تبدیل بسته به میزان کنترل بار - روی بار (OLTC) انجام می شود. ~ 10% از ترانسفورماتورها مجهز به چنین وسایلی هستند. محدوده تنظیم ± 16٪ با گسستگی 1.78٪ است. ولتاژ را می توان در پست های ترانسفورماتور میانی (U TP) با کمک ترانسفورماتورهای مجهز به دستگاه سوئیچ شیر روی سیم پیچ ها با نسبت تبدیل های مختلف - سوئیچینگ بدون تحریک (PBV) تنظیم کرد. ) یعنی از شبکه قطع شده است. محدوده تنظیم ± 5٪ با وضوح 2.5٪ است.

مسئولیت حفظ ولتاژدر محدوده تعیین شده توسط GOST 13109-97، به سازمان تامین برق اختصاص داده شده است.

در واقع، روش اول (R) و دوم (X) هنگام طراحی شبکه انتخاب می شوند و در آینده قابل تغییر نیستند. روش سوم (Q) و پنجم (U TP) برای تنظیم با تغییرات فصلی در بار شبکه خوب است، اما لازم است که حالت های عملکرد تجهیزات جبران کننده مصرف کنندگان به صورت متمرکز بسته به حالت عملکرد مدیریت شود. کل شبکه، یعنی سازمان تامین برق. روش چهارم، تنظیم ولتاژ در مرکز قدرت (U CPU) است که به سازمان تامین کننده برق اجازه می دهد تا ولتاژ را مطابق با برنامه بارگذاری شبکه، پیشگیرانه تنظیم کند. GOST 13109-97 مقادیر مجاز انحراف ولتاژ حالت پایدار را در پایانه های گیرنده الکتریکی تعیین می کند. و حدود تغییر ولتاژ در نقطه اتصال مصرف کننده باید با در نظر گرفتن افت ولتاژ از این نقطه به گیرنده برق محاسبه و در قرارداد منبع تغذیه درج شود. 1.2 نوسانات ولتاژ نوسانات ولتاژ نوسانات ولتاژ به سرعت در حال تغییر هستند که از نیم چرخه تا چند ثانیه متغیر است. نوسانات ولتاژ تحت تأثیر یک بار شبکه به سرعت در حال تغییر رخ می دهد. منابع نوسانات ولتاژ گیرنده های الکتریکی قدرتمند با ماهیت پالسی و ناگهانی متغیر مصرف توان اکتیو و راکتیو هستند: کوره های قوس الکتریکی و القایی. دستگاه های جوش برقی؛ موتورهای الکتریکی در هنگام راه اندازی

برای ارزیابی شبکه تامین، کیفیت توان مورد نیاز است. ارائه دهندگان موظفند مطابق با مشخصات GOST مانند نوسانات ولتاژ و فرکانس را حفظ کنند. بسته به مصرف کنندگان متصل، مقادیر شاخص های اصلی تغییر می کند که با انحرافات قابل توجه می تواند منجر به خرابی لوازم خانگی شود.

چه چیزی بر ویژگی های شبکه تامین تاثیر می گذارد؟

کیفیت برق تحت تأثیر عوامل بی‌شماری است که عملکرد را فراتر از محدودیت‌های نظارتی تغییر می‌دهند. بنابراین، ممکن است به دلیل تصادف در پست، ولتاژ بیش از حد برآورد شود. مقادیر کاهش یافته در عصر یا در طول فصل تابستان ظاهر می شود، زمانی که مردم به خانه باز می گردند و تلویزیون، اجاق های برقی، سیستم های اسپلیت را روشن می کنند.

کیفیت برق طبق GOST ممکن است کمی نوسان داشته باشد. در شبکه های تغذیه بسیار ضعیف، مصرف کنندگان باید از تثبیت کننده های ولتاژ استفاده کنند. کنترل بر روی ویژگی ها به Rospotrebnadzor سپرده شده است، که در صورت ناسازگاری می توانید با آن تماس بگیرید.

کیفیت برق را می توان تحت تأثیر عوامل زیر قرار داد:

• نوسانات روزانه مرتبط با اتصال ناهموار توسط مصرف کنندگان یا با تأثیر جزر و مد در ایستگاه های دریایی.
• تغییرات در محیط هوا: رطوبت، تشکیل یخ روی سیم های تغذیه.
• تغییر در باد زمانی که نیرو توسط گیره ها تولید می شود.
• کیفیت سیم کشی، به مرور زمان فرسوده می شود.

چرا به ویژگی های اصلی شبکه تامین نیاز دارید؟

مقدار کمی و خطاهای انحراف پارامترها مطابق با GOST تنظیم می شود. کیفیت برق در سند 32144-2013 بیان شده است. لازم بود به دلیل خطر اشتعال دستگاه های مصرف کننده و همچنین اختلال در عملکرد دستگاه های الکتریکی حساس به افت ولتاژ در تاسیسات، این شاخص ها قانونی شوند. جدیدترین دستگاه ها در موسسات پزشکی، مراکز تحقیقاتی و مراکز نظامی رایج است.

برق در سال 2013 به دلیل توسعه بازار فروش انرژی و ظهور دستگاه های الکترونیکی جدید تجدید شد. برق را به عنوان بخشی از عرضه آن به عنوان محصولی که معیارهای خاصی را برآورده می کند، در نظر بگیرید. اگر ویژگی های مشخص شده رعایت نشود، ارائه دهندگان ممکن است مشمول مسئولیت اداری باشند. اگر به دلیل نوسانات ولتاژ ورودی، افراد متضرر شده باشند یا ممکن است متضرر شوند، ممکن است قبلاً مسئولیت کیفری ایجاد شود.

وقتی مصرف کنندگان از رژیم غذایی عادی منحرف می شوند چه اتفاقی برای مصرف کنندگان می افتد؟

پارامترهای کیفیت توان بر مدت زمان دستگاه های متصل تأثیر می گذارد، که اغلب در تولید بسیار مهم می شود. بهره وری خطوط کاهش می یابد، افزایش می یابد بنابراین با کاهش مقادیر نشانگرهای شبکه تامین، گشتاور روی شفت موتورها کاهش می یابد. عمر مفید لامپ های روشنایی کوتاه می شود، شار نوری لامپ ها کمتر می شود یا سوسو می زند که بر خروجی گلخانه ها تأثیر می گذارد. تأثیر قابل توجهی بر فرآیندهای دیگر واکنش های بیوشیمیایی اعمال می شود.

طبق قوانین فیزیک، کاهش ولتاژ با بار ثابت روی شفت موتور منجر به افزایش سریع جریان می شود. این به نوبه خود منجر به اختلال در عملکرد سوئیچ های ایمنی می شود. در نتیجه، عایق ذوب می شود، در بهترین حالت آنها در بدترین حالت می سوزند، سیم پیچ های موتور، عناصر الکترونیکی به طور غیر قابل برگشتی خراب می شوند. در شرایط مشابه، کنتور برق با سرعت بیشتری شروع به چرخش می کند. صاحب محل متحمل ضرر و زیان می شود.

معیارهای اصلی ارزیابی

GOST شامل چه چیزی است؟ کیفیت برق با ویژگی های شبکه ها و مدارهای سه فاز با فرکانس 50 هرتز رایج در زندگی روزمره تعیین می شود:

• مقدار حالت پایدار انحراف ولتاژ، مقدار مشخصه ای را تعیین می کند که مصرف کنندگان می توانند بدون وقفه در آن کار کنند. حد نرمال پایینی از 220 ولت 209 ولت و حد بالایی 231 ولت تنظیم شده است.
• نوسان ولتاژ ورودی تفاوت بین مقادیر موثر و دامنه است. اندازه گیری ها در هر چرخه افت پارامتر انجام می شود.
• دوز فلیکر به دوز کوتاه مدت در عرض 10 دقیقه و دوز بلند مدت که با 2 ساعت تعریف می شود تقسیم می شود. میزان حساسیت چشم انسان به سوسو زدن نور ناشی از نوسانات شبکه تامین را نشان می دهد.
• ولتاژ ضربه ای با زمان بازیابی توصیف می شود که بسته به علت موج، مقدار متفاوتی دارد.
• ضرایب ارزیابی کیفیت شبکه تغذیه: اعوجاج سینوسی، اضافه ولتاژ موقت، اجزای هارمونیک، عدم تقارن در توالی های معکوس و صفر.
• فاصله افت ولتاژ با دوره بازیابی پارامتر تنظیم شده مطابق با GOST تعیین می شود.
• انحراف فرکانس تغذیه به قطعات و هادی های الکتریکی آسیب می رساند.

انحراف ثابت کمیت ورودی

آنها سعی می کنند شاخص های کیفیت برق را با رتبه بندی های تعیین شده در قوانین قانونی مطابقت دهند. به خطاهای ناشی از اندازه گیری U و f توجه می شود. در صورت وجود خطا، می توانید با مقامات نظارتی تماس بگیرید تا تامین کننده برق را به دست عدالت بسپارید.

الزامات عمومی برای کیفیت توان شامل پارامتر انحراف ولتاژ تغذیه است که به دو گروه تقسیم می شود:

• حالت عادی زمانی که انحراف ± 5٪ است.
• حد عملیاتی برای نوسانات ± 10٪ تنظیم شده است. این حداقل آستانه 198 ولت و حداکثر 242 ولت برای یک شبکه 220 ولت را ایجاد می کند.

بازیابی ولتاژ باید در بازه زمانی حداکثر دو دقیقه انجام شود.

دامنه تغییرات در شبکه تامین

استانداردهای کیفیت برق شامل نظارت بر پارامتری مانند نوسانات اجزای ولتاژ است. تفاوت بین آستانه دامنه بالا و پایین را تعیین می کند. با توجه به اینکه تحمل انحراف پارامتر از تعیین شده در محدوده ± 5٪ است، محدوده حالت محدود نمی تواند از ± 10٪ تجاوز کند. شبکه تغذیه 220 ولت نمی تواند بیشتر یا کمتر از 22 ولت نوسان داشته باشد و 380 ولت به طور معمول در محدوده ± 38 ولت کار می کند.

نوسان حاصل از نوسانات ولتاژ با توجه به عبارت زیر ΔU = U max -U min محاسبه می شود، در استانداردها نتایج بر اساس محاسبات بر حسب درصد نشان داده شده است ΔU = ((U max -U min) / U اسمی) * 100 ٪.

نوسانات ورودی

سیستم کیفیت توان شامل اندازه گیری دوز فلیکر است. این نشانگر توسط یک دستگاه خاص - فلکرمتر، که مشخصه دامنه فرکانس را می گیرد، ثبت می شود. نتایج به دست آمده با منحنی حساسیت اندام بینایی مقایسه می شود.

GOST محدودیت های مجاز را برای تغییر دوز سوسو زدن تعیین کرد:

• نوسانات کوتاه مدت، شاخص نباید بالاتر از 1.38 باشد.
• تغییرات طولانی مدت باید در مقدار پارامتر 1.0 باشد.

اگر ما در مورد حد بالای نشانگر مدار لامپ رشته ای صحبت می کنیم، لازم است که نتیجه در محدوده های زیر باشد:

• نوسانات کوتاه مدت - نشانگر روی 1.0 تنظیم شده است.
• تغییرات مداوم پارامتر - 0.74.

تفاوت های محسوس

اندازه گیری کیفیت توان شامل اندازه گیری یک جزء مانند پالس های ولتاژ تغذیه است. با افت شدید و افزایش برق در بازه انتخاب شده توضیح داده می شود. دلایل این پدیده می تواند سوئیچینگ همزمان تعداد زیادی از مصرف کنندگان، تأثیر تداخل الکترومغناطیسی به دلیل طوفان تندری باشد.

دوره های بازیابی ولتاژ تعیین می شود که بر کار مصرف کنندگان تأثیر نمی گذارد:

• دلایل این افتها رعد و برق و سایر تداخلات الکترومغناطیسی طبیعی است. دوره بهبودی بیش از 15 میکرو ثانیه نیست.
• اگر پالس ها به دلیل تغییر ناهموار مصرف کنندگان ظاهر شوند، دوره بسیار طولانی تر است و برابر با 15 میلی ثانیه است.

بیشترین تعداد تصادفات در پست ها به دلیل برخورد صاعقه به تاسیسات رخ می دهد. عایق هادی ها بلافاصله آسیب می بیند. مقدار اضافه ولتاژ می تواند به صدها کیلو ولت برسد. برای این کار وسایل حفاظتی تهیه می شود، اما گاهی اوقات مقاومت نمی کنند و پتانسیل باقی مانده مشاهده می شود. در این مواقع به دلیل استحکام عایق، نقصی ایجاد نمی شود.

مدت زمان فروپاشی ورودی

پارامتر اندازه گیری شده به عنوان یک افت ولتاژ در محدوده ± 0.1U اسمی در بازه زمانی چند ده میلی ثانیه توصیف می شود. برای یک شبکه 220 ولت، تغییر در نشانگر تا 22 ولت مجاز است، اگر 380 ولت باشد، پس از آن بیشتر از 38 ولت نیست. عمق سقوط بر اساس عبارت: ΔU n = (U اسمی -U min) محاسبه می شود. / U اسمی.

مدت افت با توجه به این عبارت محاسبه می شود: Δt n = tk -t n، در اینجا t k دوره ای است که ولتاژ قبلا بهبود یافته است، و t n نقطه شروع است، لحظه ای که افت ولتاژ رخ داده است.

کنترل کیفیت برق موظف است فرکانس وقوع شیب ها را که با فرمول تعیین می شود در نظر بگیرد: Fn = (m (ΔU n، Δt n) / M) * 100%. اینجا:

• m (ΔU n، Δt n) به عنوان تعداد قطرات در یک زمان مشخص در عمق ΔU n و مدت زمان Δt n تعریف می شود.
• M تعداد کل کاهش ها در طول دوره انتخاب شده است.

چرا مبلغ را کاهش دهید

پارامتر طول مدت افت مقدار ورودی است که برای ارزیابی قابلیت اطمینان انرژی منبع از نظر کمی لازم است. این شاخص می تواند تحت تأثیر فراوانی تصادفات در پست ها به دلیل سهل انگاری کارکنان، رعد و برق باشد. مطالعه خرابی ها منجر به پیش بینی میزان خرابی در شبکه مورد نظر می شود.

آمارها امکان نتیجه گیری تقریبی در مورد پایداری منبع را فراهم می کند.تامین کننده برق با داده های توصیه شده برای انجام اقدامات پیشگیرانه در تاسیسات ارائه می شود.

انحراف فرکانس

رعایت فرکانس در حدود معین به نیاز مصرف کننده اشاره دارد. با کاهش 1 درصدی شاخص، زیان به بیش از 2 درصد می رسد. این در هزینه های اقتصادی، کاهش بهره وری شرکت ها منعکس می شود. برای یک فرد معمولی، این منجر به مبالغ بالاتری در قبض برق می شود.

سرعت چرخش یک موتور ناهمزمان به طور مستقیم به فرکانس شبکه تغذیه بستگی دارد. هنگامی که پارامتر به کمتر از 50 هرتز کاهش می یابد، عناصر گرمایشی عملکرد کمتری دارند. اگر مقادیر بیش از حد بالا باشد، ممکن است به مصرف کنندگان یا مکانیسم های دیگری که برای گشتاور بالا طراحی نشده اند آسیب وارد شود.

انحراف فرکانس می تواند بر عملکرد الکترونیک تأثیر بگذارد. بنابراین، هنگامی که نشانگر ± 0.1 هرتز تغییر می کند، تداخل روی صفحه تلویزیون رخ می دهد. علاوه بر نقص بینایی، خطر نقص در عملکرد عناصر کمیاب افزایش می یابد. روش مقابله با انحرافات در کیفیت توان، معرفی گره های برق پشتیبان است که به طور خودکار ولتاژ را در فواصل تنظیم شده بازیابی می کند.

شانس

برای عملکرد عادی شبکه تامین، ضرایب زیر پایش می شود:

• منحنی ولتاژ غیر سینوسی. اعوجاج سینوسی به دلیل مصرف کنندگان قدرتمند رخ می دهد: عناصر گرمایش، کوره های همرفت، دستگاه های جوش. با انحراف از این پارامتر، عمر مفید سیم پیچ موتور کاهش می یابد، عملکرد اتوماسیون رله مختل می شود و سیستم های محرک کنترل شده با تریستور از کار می افتند.
• اضافه ولتاژ موقت کمیت تغییر ضربه در یک کمیت ورودی است.
• هارمونیک N ام مشخصه سینوسی مشخصه ولتاژ به دست آمده در ورودی است. مقادیر محاسبه شده از داده های جدولی برای هر هارمونیک به دست می آید.
• مهم است که عدم تقارن مقدار ورودی را در دنباله منفی یا صفر در نظر بگیرید تا موارد توزیع فاز ناهموار را حذف کنید. چنین شرایطی اغلب زمانی اتفاق می‌افتد که شبکه تغذیه قطع می‌شود، در یک مدار ستاره یا مثلث متصل می‌شود.

انواع حفاظت در برابر تغییرات غیرقابل پیش بینی در شبکه تامین

بهبود کیفیت برق باید در بازه زمانی مشخص شده توسط قانون انجام شود. اما مصرف کننده حق دارد با استفاده از وسایل زیر محافظ تجهیزات خود را ایجاد کند:

• تنظیم کننده های منبع تغذیه اطمینان حاصل می کنند که مقدار ورودی در محدوده های مشخص شده نگه داشته می شود. انرژی با کیفیت بالا حتی با انحرافات مقدار ورودی بیش از 35٪ به دست می آید.
• منابع برای حفظ عملکرد مصرف کننده برای یک دوره زمانی مشخص طراحی شده اند. انرژی این دستگاه ها از انرژی ذخیره شده در باتری خود تامین می شود. در صورت قطع برق، منابع برق اضطراری قادرند تا چندین ساعت کارایی تجهیزات کل یک دفتر را حفظ کنند.
• دستگاه های حفاظت از نوسانات بر اساس اصل رله کار می کنند. پس از تجاوز از مقدار ورودی از حد تعیین شده، مدار باز می شود.

تمام انواع حفاظت باید با هم ترکیب شوند تا اطمینان کاملی از دست نخورده ماندن تجهیزات گران قیمت در طول حادثه ایستگاه پست فراهم شود.

کیفیت برق

معرفی

ولتاژ انرژی الکتریکی

انرژی الکتریکی به عنوان یک کالا در تمام زمینه های زندگی انسان استفاده می شود، دارای مجموعه ای از ویژگی های خاص است و به طور مستقیم در ایجاد انواع دیگر محصولات نقش دارد و بر کیفیت آنها تأثیر می گذارد. مفهوم کیفیت انرژی الکتریکی (CE) با مفهوم کیفیت سایر محصولات متفاوت است. هر گیرنده الکتریکی به گونه ای طراحی شده است که با پارامترهای خاصی از انرژی الکتریکی کار کند: فرکانس نامی، ولتاژ، جریان و غیره، بنابراین برای عملکرد عادی آن، CE مورد نیاز باید ارائه شود. بنابراین، کیفیت انرژی الکتریکی با مجموع ویژگی های آن تعیین می شود، که در آن گیرنده های الکتریکی (ED) می توانند به طور معمول کار کنند و عملکردهای خود را انجام دهند.

CE در محل تولید، کیفیت آن را در محل مصرف تضمین نمی کند. CE قبل و بعد از روشن کردن EA در نقطه اتصال آن به شبکه برق می تواند متفاوت باشد. CE همچنین با اصطلاح "سازگاری الکترومغناطیسی" مشخص می شود. سازگاری الکترومغناطیسی به عنوان توانایی یک دستگاه الکترونیکی برای عملکرد عادی در محیط الکترومغناطیسی خود (در شبکه الکتریکی که به آن متصل است)، بدون ایجاد تداخل الکترومغناطیسی غیرقابل قبول برای سایر دستگاه های الکترونیکی که در همان محیط کار می کنند، درک می شود.

مشکل سازگاری الکترومغناطیسی درایوهای الکتریکی صنعتی با شبکه تامین به شدت در ارتباط با استفاده گسترده از مبدل‌های شیری قدرتمند، کوره‌های فولادسازی قوس الکتریکی، تاسیسات جوشکاری که با تمام صرفه‌جویی و کارایی تکنولوژیکی خود اثر منفی دارند، به وجود آمده است. در FE.

دستگاه‌های الکترونیکی خانگی، مانند دستگاه‌های صنعتی، باید با سایر دستگاه‌های الکترونیکی موجود در شبکه برق عمومی سازگاری الکترومغناطیسی داشته باشند، کارایی کار خود را کاهش ندهند و SCE را بدتر نکنند.

CE در صنعت با توجه به شاخص های فنی و اقتصادی ارزیابی می شود که آسیب های ناشی از آسیب به مواد و تجهیزات، اختلال در فرآیند تکنولوژیکی، بدتر شدن کیفیت محصولات، کاهش بهره وری نیروی کار - به اصطلاح آسیب فن آوری را در نظر می گیرد. علاوه بر این، آسیب های الکترومغناطیسی ناشی از برق با کیفیت پایین وجود دارد که با افزایش تلفات برق، خرابی تجهیزات الکتریکی، اختلال در اتوماسیون، تله مکانیک، ارتباطات، تجهیزات الکترونیکی و غیره مشخص می شود.

CE ارتباط تنگاتنگی با قابلیت اطمینان منبع تغذیه دارد، زیرا حالت عادی تامین برق مصرف کنندگان، حالتی است که در آن مصرف کنندگان برق را بدون وقفه، به مقداری که قبلاً با سازمان منبع تغذیه توافق شده، و با کیفیت عادی دریافت می کنند. ماده 542 قانون مدنی فدراسیون روسیه موظف به تامین برق است که کیفیت آن مطابق با الزامات استانداردهای دولتی و سایر قوانین اجباری یا قراردادهای تامین انرژی است.

مطابق با قانون فدراسیون روسیه "در مورد حمایت از حقوق مصرف کننده" (ماده 7) و فرمان شماره 1013 دولت روسیه مورخ 13 اوت 1997، انرژی الکتریکی از نظر شاخص های کیفیت برق مشمول صدور گواهینامه اجباری است. ایجاد شده توسط GOST 13109-97 "استانداردهای کیفیت انرژی الکتریکی در سیستم های تامین برق همه منظوره". این بدان معنی است که هر سازمان تامین کننده انرژی، همراه با مجوز تولید، انتقال و توزیع برق، باید گواهینامه ای دریافت کند که تأیید کند کیفیت انرژی عرضه شده توسط آن مطابق با الزامات GOST 13109-97 است.

1. مقررات اصلی استاندارد دولتی برای کیفیت انرژی الکتریکی

GOST 13109-97 "استانداردهای کیفیت انرژی الکتریکی در سیستم های تامین برق همه منظوره" (از این پس GOST) شاخص ها و استانداردهایی را برای کیفیت برق در شبکه های الکتریکی سیستم های منبع تغذیه همه منظوره متناوب سه فاز و تک ایجاد می کند. جریان فاز با فرکانس 50 هرتز در نقاطی که شبکه های الکتریکی متعلق به مصرف کنندگان مختلف انرژی الکتریکی یا گیرنده های انرژی الکتریکی (نقاط اتصال مشترک) هستند. GOST 13109-97 یک استاندارد بین ایالتی است و از 1 ژانویه 1999 در فدراسیون روسیه قابل اجرا است.

محدودیت های CE تعیین شده توسط استاندارد، سطوح EMC برای EMI هدایت شده در سیستم های منبع تغذیه عمومی است. با توجه به استانداردهای تعیین شده CE، سازگاری الکترومغناطیسی شبکه های الکتریکی سازمان های تامین کننده انرژی و شبکه های الکتریکی مصرف کنندگان انرژی الکتریکی یا EP تضمین می شود.

این استاندارد الزاماتی را برای CE در شبکه های الکتریکی ویژه (تماس، کشش، ارتباطات)، تاسیسات سیار (هواپیما، قطار، کشتی) و غیره ایجاد نمی کند.

تداخل الکترومغناطیسی هدایت شده در سیستم منبع تغذیه یک تداخل الکترومغناطیسی است که از طریق عناصر شبکه الکتریکی منتشر می شود.

نقطه اتصال عمومی - نقطه ای از یک شبکه الکتریکی همه منظوره، از نظر الکتریکی نزدیکترین به شبکه های مصرف کننده انرژی الکتریکی در نظر گرفته شده، که شبکه های الکتریکی سایر مصرف کنندگان به آن متصل هستند یا می توانند متصل شوند.

این استاندارد هنجارهای CE را برای حالت های ناشی از فورس ماژور (شرایط آب و هوایی استثنایی، بلایای طبیعی و غیره) ایجاد نمی کند.

GOST 13109-97 اولین استاندارد در زمینه CE است که بیان می کند هنجارهای تعیین شده باید در شرایط فنی برای اتصال مصرف کنندگان و در قراردادهای تامین برق گنجانده شوند.

مصرف کنندگانی که مسئول بدتر شدن CE هستند، مجازند هنجارهای سخت گیرانه تری (با دامنه تغییرات کمتر شاخص های CE مربوطه) نسبت به مواردی که در استاندارد در شرایط فنی اتصال و در قراردادهای تامین برق تعیین شده است، تنظیم کنند تا اطمینان حاصل شود. هنجارهای استاندارد در نقاط اتصال مشترک.

هنجارهای استاندارد باید در طراحی و بهره برداری از شبکه های الکتریکی، هنگام تعیین سطوح ایمنی نویز دستگاه های الکترونیکی و سطوح تداخل الکترومغناطیسی وارد شده توسط این گیرنده ها به شبکه الکتریکی که به آن متصل هستند، اعمال شود.

2. شاخص های کیفیت انرژی الکتریکی

این استاندارد شاخص های کیفیت توان (PQI) زیر را ایجاد می کند:

انحراف ولتاژ حالت پایدار؛

محدوده تغییر ولتاژ؛

دوز سوسو زدن؛

ضریب n-امین مولفه هارمونیک ولتاژ.

انحراف فرکانس؛

مدت زمان افت ولتاژ؛

ولتاژ ضربه؛

عامل اضافه ولتاژ موقت

هنگام تعیین مقادیر برخی از PQE، استاندارد پارامترهای کمکی انرژی الکتریکی زیر را معرفی می کند:

فاصله بین تغییرات ولتاژ؛

عمق افت ولتاژ؛

فرکانس وقوع افت ولتاژ؛

مدت زمان پالس در سطح 0.5 دامنه آن؛

مدت زمان اضافه ولتاژ موقت

بخشی از PQE حالت‌های حالت پایدار عملکرد تجهیزات الکتریکی سازمان تأمین‌کننده انرژی و مصرف‌کنندگان EE را مشخص می‌کند و ارزیابی کمی از ویژگی‌های فرآیند فن‌آوری EE برای تولید، انتقال، توزیع و مصرف EE ارائه می‌دهد. این PQE ها عبارتند از: انحراف ولتاژ حالت پایدار، اعوجاج سینوسی شکل موج ولتاژ، ضریب n-امین مؤلفه هارمونیک ولتاژ، ضریب عدم تعادل ولتاژ در دنباله منفی، ضریب عدم تعادل ولتاژ در توالی صفر، انحراف ولتاژ فرکانس،

ارزیابی تمام PQE های مربوط به ولتاژ با توجه به مقادیر موثر آن انجام می شود.

برای مشخص کردن شاخص های فوق، استاندارد مقادیر نرمال عددی و حداکثر مجاز PQE یا هنجارها را تعیین می کند.

بخش دیگری از PQE تداخل کوتاه مدت ناشی از فرآیندهای سوئیچینگ، پدیده های جوی رعد و برق، عملکرد تجهیزات حفاظتی و اتوماسیون و در حالت های پس از اضطرار را مشخص می کند. اینها شامل افت ولتاژ و تکانه ها، اضافه ولتاژهای کوتاه مدت است. برای این SCE ها، استاندارد مقادیر عددی قابل قبولی را تعیین نمی کند. برای تعیین کمیت این SCE ها، دامنه، مدت زمان، فراوانی وقوع آنها و سایر ویژگی های ایجاد شده اما استاندارد نشده توسط استاندارد باید اندازه گیری شود. پردازش آماری این داده ها به شما امکان می دهد شاخص های تعمیم یافته ای را محاسبه کنید که یک شبکه الکتریکی خاص را از نظر احتمال تداخل کوتاه مدت مشخص می کند.

برای ارزیابی انطباق PQE با استانداردهای مشخص شده (به استثنای مدت زمان افت ولتاژ، ولتاژ ضربه ای و ضریب اضافه ولتاژ موقت)، این استاندارد حداقل دوره طراحی 24 ساعت را تعیین می کند.

با توجه به ماهیت تصادفی تغییر بارهای الکتریکی، الزام به رعایت هنجارهای CE در تمام این مدت عملا غیر واقعی است، بنابراین، استاندارد احتمال تجاوز از هنجارهای CE را تعیین می کند. PQE های اندازه گیری شده نباید از مقادیر مجاز معمول با احتمال 0.95 در طول دوره زمانی محاسبه شده تعیین شده توسط استاندارد فراتر بروند (این بدان معنی است که اگر مدت زمان کل مورد انتظار آنها کمتر باشد، می توان بیش از حد از مقادیر استاندارد شده را نادیده گرفت. بیش از 5٪ در یک دوره زمانی معین).

به عبارت دیگر، CE مطابق با شاخص اندازه گیری شده، الزامات استاندارد را برآورده می کند اگر کل مدت زمان برای فراتر از مقادیر مجاز معمولی بیش از 5٪ از دوره زمانی مشخص شده نباشد، یعنی. 1 ساعت و 12 دقیقه و برای حداکثر مقادیر مجاز - 0٪ از این بازه زمانی.

این استاندارد مقصر احتمالی بدتر شدن CE را شناسایی می کند. انحراف فرکانس توسط سیستم منبع تغذیه تنظیم می شود و فقط به آن بستگی دارد. EDS فردی در شرکت های صنعتی (و حتی بیشتر از آن در زندگی روزمره) نمی تواند بر این شاخص تأثیر بگذارد ، زیرا قدرت آنها در مقایسه با کل قدرت ژنراتورهای نیروگاه های برق سیستم قدرت غیرقابل مقایسه است. نوسانات ولتاژ، عدم تقارن و غیر سینوسی بودن ولتاژ عمدتاً ناشی از عملکرد درایوهای الکتریکی قدرتمند منفرد در شرکت های صنعتی است و فقط ارزش این PQE ها به قدرت سیستم تغذیه تغذیه در نقطه اتصال مصرف کننده در نظر گرفته شده بستگی دارد. انحرافات ولتاژ هم به سطح ولتاژی که توسط سیستم قدرت به شرکت های صنعتی عرضه می شود و هم به عملکرد دستگاه های الکتریکی صنعتی منفرد، به ویژه با مصرف زیاد توان راکتیو بستگی دارد. بنابراین، مسائل FE باید در ارتباط مستقیم با مسائل جبران توان راکتیو در نظر گرفته شود. مدت افت ولتاژ، ولتاژ ضربه، ضریب اضافه ولتاژ موقت، همانطور که قبلا ذکر شد، توسط حالت های عملکرد سیستم قدرت تعیین می شود.

جدول 2.1. خواص انرژی الکتریکی، شاخص های مشخص کننده آنها و محتمل ترین مقصران برای زوال CE آورده شده است.

جدول 2.1. خواص انرژی الکتریکی، نشانگرها و محتمل ترین مقصران برای زوال CE

ویژگی های انرژی الکتریکی نشانگر EC محتمل ترین مقصر برای خرابی EC انحراف ولتاژ انحراف ولتاژ حالت ثابت سازمان منبع تغذیه نوسانات ولتاژ نوسان ولتاژ

دوز فلیکر مصرف کننده با بار متغیر ولتاژ غیر سینوسی ولتاژ ضریب اعوجاج سینوسی

ضریب n - امین جزء هارمونیک ولتاژ مصرف کننده با بار غیر خطی عدم تعادل سیستم ولتاژ سه فاز ضریب عدم تعادل ولتاژ در دنباله منفی

ضریب عدم تعادل ولتاژ دنباله صفر مصرف کننده با بار نامتعادل انحراف فرکانس انحراف فرکانس شرکت منبع تغذیه افت ولتاژ مدت زمان افت ولتاژ سازمان منبع تغذیه ولتاژ ضربه ای ولتاژ سازمان منبع تغذیه اضافه ولتاژ موقت ضریب اضافه ولتاژ موقت سازمان تامین برق

این استاندارد روش ها و روش های محاسباتی را برای تعیین PQE و پارامترهای کمکی، الزامات خطاهای اندازه گیری و فواصل میانگین برای PQE ایجاد می کند که باید در دستگاه های کنترل FE هنگام اندازه گیری شاخص ها و پردازش آنها اجرا شود.

3. ویژگی های شاخص های کیفیت توان

انحراف ولتاژ

انحراف ولتاژ از مقادیر اسمی به دلیل تغییرات روزانه، فصلی و تکنولوژیکی در بار الکتریکی مصرف کنندگان رخ می دهد. تغییر در قدرت دستگاه های جبران کننده؛ تنظیم ولتاژ توسط ژنراتورهای نیروگاه ها و پست های سیستم های قدرت. تغییرات در طرح و پارامترهای شبکه های الکتریکی.

انحراف ولتاژ با تفاوت بین U موثر و مقادیر ولتاژ اسمی، V تعیین می شود:

انحراف ولتاژ حالت پایدار برابر است،٪:

مقدار ولتاژ حالت پایدار (موثر) در بازه میانگین کجاست (به صفحه 3.8 مراجعه کنید).

در شبکه های الکتریکی تک فاز، مقدار ولتاژ موثر به عنوان مقدار ولتاژ فرکانس اصلی بدون در نظر گرفتن مولفه های ولتاژ هارمونیک بالاتر و در شبکه های الکتریکی جریان سه فاز به عنوان مقدار ولتاژ موثر ولتاژ دنباله مثبت تعیین می شود. فرکانس بنیادی

این استاندارد انحرافات ولتاژ را در پایانه های گیرنده های انرژی الکتریکی تنظیم می کند. معمولاً مقادیر مجاز و حداکثر مجاز انحراف ولتاژ حالت پایدار به ترتیب 5 ± و 10 ± درصد ولتاژ نامی است و در نقاط اتصال مشترک مصرف کنندگان انرژی الکتریکی باید در قراردادهای تامین برق برای ساعت ها تعیین شود. حداقل و حداکثر بار در سیستم قدرت با در نظر گرفتن نیاز به رعایت استانداردهای خروجی گیرنده های انرژی الکتریکی مطابق با اسناد نظارتی.

نوسانات ولتاژ

نوسانات ولتاژ ناشی از تغییر شدید بار در بخش در نظر گرفته شده از شبکه الکتریکی است، به عنوان مثال، با روشن کردن یک موتور ناهمزمان با فرکانس بالای جریان راه اندازی، تاسیسات تکنولوژیکی با حالت عملکرد سریع متغیر، همراه با تکان های توان اکتیو و راکتیو - مانند درایو برای آسیاب های نورد برگشت پذیر، کوره های فولادسازی قوس الکتریکی، دستگاه های جوشکاری و غیره.

نوسانات ولتاژ با دو نشانگر مشخص می شود:

دوز سوسو زدن

محدوده ولتاژ با فرمول % محاسبه می شود

که در آن مقادیر مقادیر زیر یکی پس از دیگری انتهایی (یا قسمت افقی و انتهایی) پاکت مقادیر ولتاژ rms مطابق با شکل 1 است. 3.1.

برنج. 3.1. نوسانات ولتاژ

نرخ تکرار تغییرات ولتاژ، (1 / s، 1 / ​​min) با عبارت تعیین می شود:

که در آن m تعداد تغییرات ولتاژ در طول زمان T است.

T - فاصله زمانی اندازه گیری، گرفته شده برابر با 10 دقیقه.

اگر دو تغییر ولتاژ با فاصله کمتر از 30 میلی‌ثانیه رخ دهد، آن‌ها یکی در نظر گرفته می‌شوند.

فاصله زمانی بین تغییرات ولتاژ عبارت است از:

ارزیابی قابل قبول بودن محدوده های ولتاژ (نوسانات ولتاژ) با استفاده از منحنی های وابستگی محدوده های مجاز ارتعاش به فرکانس تکرار تغییرات ولتاژ یا فاصله زمانی بین تغییرات ولتاژ بعدی انجام می شود.

FE در نقطه اتصال مشترک با نوسانات ولتاژ دوره ای که شکل پیچ و خم دارند (مستطیل شکل) (به شکل 3.2 مراجعه کنید) مطابق با الزامات استاندارد در نظر گرفته می شود اگر مقدار اندازه گیری شده دامنه تغییرات ولتاژ تجاوز نکند. مقادیر تعیین شده از منحنی های شکل. 3.2 برای نرخ تکرار مناسب تغییرات ولتاژ، یا فاصله بین تغییرات ولتاژ.

برنج. 3.2. نوسانات ولتاژ به شکل دلخواه (a) و دارای شکل پیچ و خم (b)

حداکثر مقدار مجاز مجموع انحراف ولتاژ حالت پایدار δUU و محدوده تغییرات ولتاژ δUt در نقاط اتصال به شبکه های الکتریکی با ولتاژ 0.38 کیلو ولت 10% ولتاژ نامی است.

دوز فلیکر اندازه گیری حساسیت فرد به اثرات نوسانات در شار نوری ناشی از نوسانات ولتاژ در شبکه تغذیه، در یک دوره زمانی معین است.

این استاندارد دوز کوتاه مدت () و بلندمدت سوسو زدن () را تعیین می کند (دوز کوتاه مدت در فاصله زمانی مشاهده 10 دقیقه، دوز طولانی مدت در فاصله زمانی 2 ساعت تعیین می شود). داده های اولیه برای محاسبه، سطوح سوسو زدن است که با استفاده از فلکرمتر اندازه گیری می شود - دستگاهی که در آن منحنی حساسیت (مشخصه دامنه-فرکانس) اندام بینایی انسان شبیه سازی می شود. در حال حاضر، توسعه فلکرمتر برای نظارت بر نوسانات ولتاژ در فدراسیون روسیه آغاز شده است.

CE برای دوز سوسو زدن الزامات استاندارد را برآورده می کند، اگر دوزهای کوتاه مدت و بلندمدت فلیکر، که با اندازه گیری به مدت 24 ساعت یا با محاسبه تعیین می شود، از حداکثر مقادیر مجاز تجاوز نمی کند: برای دوز کوتاه مدت. سوسو - 1.38 و برای دوز طولانی مدت - 1.0 (با نوسانات ولتاژ با شکلی متفاوت از پیچ و خم).

حداکثر مقدار مجاز برای دوز کوتاه مدت سوسو زدن در نقاط اتصال عمومی مصرف کنندگان برق با لامپ های رشته ای در اتاق هایی که ولتاژ بصری قابل توجهی مورد نیاز است 1.0 است و برای دوز طولانی مدت - 0.74 با نوسانات ولتاژ با یک شکلی که با پیچ و خم متفاوت است.

ولتاژ غیر سینوسی

در فرآیند تولید، تبدیل، توزیع و مصرف برق، اعوجاج هایی در شکل جریان ها و ولتاژهای سینوسی وجود دارد. منابع اعوجاج عبارتند از ژنراتورهای سنکرون نیروگاه ها، ترانسفورماتورهای قدرت که با مقادیر افزایش یافته القای مغناطیسی در هسته کار می کنند (با افزایش ولتاژ در پایانه های آنها)، مبدل های AC به DC و EF با ویژگی های ولت آمپر غیر خطی (یا غیر خطی). بارها).

اعوجاج های ایجاد شده توسط ژنراتورهای سنکرون و ترانسفورماتورهای قدرت کم بوده و تأثیر قابل توجهی بر سیستم منبع تغذیه و عملکرد ژنراتور الکتریکی ندارد. عامل اصلی اعوجاج ها عبارتند از مبدل های شیر، کوره های فولادسازی قوس الکتریکی و کوره های حرارتی سنگ معدنی، تاسیسات جوشکاری قوس الکتریکی و مقاومتی، مبدل های فرکانس، کوره های القایی، تعدادی ابزار فنی الکترونیکی (گیرنده های تلویزیون، رایانه های شخصی)، لامپ های تخلیه گاز، عملکرد و غیره، سطح پایین اعوجاج هارمونیک در خروجی، اما تعداد کل چنین درایوهای الکترونیکی زیاد است.

از درس ریاضیات مشخص است که هر تابع غیر سینوسی (به عنوان مثال، شکل 3.3 را ببینید) که شرایط دیریکله را برآورده کند، می تواند به عنوان مجموع یک مقدار ثابت و یک سری نامتناهی از مقادیر سینوسی با فرکانس های متعدد نشان داده شود. به این اجزای سینوسی هارمونیک یا هارمونیک می گویند. یک جزء سینوسی که دوره آن برابر با دوره یک مقدار تناوبی غیر سینوسی است، هارمونیک بنیادی یا اول نامیده می شود. بقیه اجزای سینوسی با فرکانس از دوم تا n ام هارمونیک بالاتر نامیده می شود.

برنج. 3.3. ولتاژ غیر سینوسی

ولتاژ غیر سینوسی با شاخص های زیر مشخص می شود:

· ضریب اعوجاج سینوسی منحنی ولتاژ؛

· ضریب n-امین مولفه هارمونیک ولتاژ.

ضریب اعوجاج سینوسی منحنی ولتاژ با عبارت،٪ تعیین می شود.

مقدار مؤثر مولفه ولتاژ هارمونیک n کجاست، V؛ ترتیب مولفه ولتاژ هارمونیک، ترتیب آخرین مؤلفه های ولتاژ هارمونیک در نظر گرفته شده است، مجموعه استاندارد N = 40 است.

مقدار موثر ولتاژ فرکانس پایه، V.

مجاز است با بیان،٪ تعیین شود

ولتاژ نامی شبکه کجاست، V.

ضریب مولفه هارمونیک n-امین ولتاژ،٪ است

امکان محاسبه با عبارت % SRC = "publ_image / Image48.gif" align = "top"> (3.10) مجاز است.

برای محاسبه، لازم است سطح ولتاژ هارمونیک های منفرد تولید شده توسط بار غیر خطی تعیین شود.

ولتاژ فاز هارمونیک در نقطه محاسبه شده شبکه از عبارت زیر بدست می آید:

مقدار مؤثر جریان فاز هارمونیک n - ام کجاست.

ولتاژ بار غیر خطی (اگر نقطه طراحی با نقطه اتصال بار غیر خطی منطبق باشد، =)؛

ولتاژ نامی شبکه؛

برق اتصال کوتاه در نقطه اتصال بار غیر خطی.

برای محاسبه، ابتدا باید جریان هارمونیک مربوطه را تعیین کرد که نه تنها به پارامترهای الکتریکی، بلکه به نوع بار غیر خطی نیز بستگی دارد.

معمولاً مقادیر مجاز و حداکثر مجاز در نقطه اتصال مشترک به شبکه های الکتریکی با ولتاژهای نامی متفاوت در جدول 3.1 نشان داده شده است.

جدول 3.1. مقادیر اعوجاج شکل موج ولتاژ سینوسی

مقادیر به طور معمول مجاز در ، kV حداکثر مقادیر مجاز در , kV 0.386 -2035110 -3300.386 -2035110-3308.05.04.02.012.08.06.03.0

عدم تعادل ولتاژ

رایج ترین منابع عدم تعادل ولتاژ در سیستم های تغذیه سه فاز، مصرف کنندگان برق هستند که طراحی متقارن چند فازی آنها به دلایل فنی و اقتصادی غیرممکن است یا غیرعملی است. چنین تاسیساتی شامل کوره های القایی و قوس الکتریکی، بارهای کششی راه آهن AC، واحدهای جوشکاری الکتریکی، بارهای تک فاز ویژه، تاسیسات روشنایی می باشد.

حالت های ولتاژ نامتقارن در شبکه های الکتریکی نیز در شرایط اضطراری - در صورت افت فاز یا اتصال کوتاه نامتقارن - اتفاق می افتد.

عدم تعادل ولتاژ با وجود ولتاژهای توالی معکوس یا صفر در یک شبکه الکتریکی سه فاز مشخص می شود که به طور قابل توجهی از مولفه های ولتاژ مربوطه دنباله مستقیم (اصلی) کمتر است.

عدم تقارن یک سیستم ولتاژ سه فاز در نتیجه تحمیل یک توالی مثبت از ولتاژهای سیستم توالی منفی بر روی سیستم رخ می دهد که منجر به تغییر مقادیر مطلق فاز و فاز به فاز می شود. ولتاژ (شکل 3.4.).

برنج. 3.4. نمودار برداری ولتاژهای توالی مثبت و منفی

علاوه بر عدم تعادل ناشی از ولتاژ سیستم توالی منفی، عدم تعادل می تواند از تحمیل دنباله مثبت ولتاژهای سیستم دنباله صفر به سیستم رخ دهد. در نتیجه جابجایی نول سیستم سه فاز، عدم تقارن ولتاژهای فاز با حفظ سیستم متقارن ولتاژهای فاز به فاز رخ می دهد (شکل 3.5.).

برنج. 3.5. نمودار برداری ولتاژهای دنباله مستقیم و صفر

عدم تعادل ولتاژ با شاخص های زیر مشخص می شود:

· فاکتور عدم تعادل ولتاژ دنباله منفی;

· ضریب عدم تعادل ولتاژ دنباله صفر

ضریب عدم تعادل ولتاژ در دنباله معکوس برابر است با %

مقدار مؤثر ولتاژ دنباله منفی فرکانس اساسی سیستم ولتاژ سه فاز، V کجاست.

مقدار موثر ولتاژ دنباله مثبت فرکانس بنیادی، V.

محاسبه با عبارت % مجاز است:

مقدار اسمی ولتاژ خط به خط شبکه کجاست، V.

ضریب عدم تعادل ولتاژ دنباله صفر برابر است با %:

مقدار مؤثر ولتاژ دنباله صفر فرکانس اساسی سیستم ولتاژ سه فاز، V کجاست.

محاسبه با فرمول % مجاز است

مقدار اسمی ولتاژ فاز، V کجاست.

اندازه گیری ضریب عدم تعادل ولتاژ توالی صفر در یک شبکه چهار سیمه انجام می شود.

خطای نسبی تعیین و با فرمول (3.15) و (3.16) عددی برابر با مقدار انحراف ولتاژ از.

مقادیر مجاز و حداکثر مجاز ضریب عدم تعادل ولتاژ به ترتیب معکوس در نقطه اتصال مشترک به شبکه های الکتریکی 2.0 و 4.0٪ است.

مقادیر نرمال شده ضریب عدم تعادل ولتاژ توالی صفر در نقطه اتصال مشترک به شبکه های الکتریکی چهار سیمه با ولتاژ نامی 0.38 کیلو ولت نیز 2.0 و 4.0٪ است.

انحراف فرکانس

انحراف فرکانس - تفاوت بین مقادیر فرکانس واقعی و اسمی، هرتز

این استاندارد مقادیر نرمال و حداکثر مجاز انحراف فرکانس را به ترتیب برابر با 0.2 ± هرتز و 0.4 ± هرتز تعیین می کند.

افت ولتاژ

افت ولتاژ شامل یک تغییر ناگهانی قابل توجه در ولتاژ در نقطه ای از شبکه الکتریکی زیر سطح 0.9 است و به دنبال آن بازگرداندن ولتاژ به سطح اولیه یا نزدیک به آن پس از یک فاصله زمانی از ده میلی ثانیه تا چند ده ثانیه (شکل . 3.6).

برنج. 3.6. افت ولتاژ

مشخصه افت ولتاژ مدت زمان آن است - برابر با:

زمان های اولیه و نهایی افت ولتاژ کجا و هستند.

افت ولتاژ همچنین با عمق افت ولتاژ مشخص می شود - تفاوت بین مقدار ولتاژ اسمی و حداقل مقدار ولتاژ موثر که در واحدهای ولتاژ یا به عنوان درصدی از مقدار اسمی آن بیان می شود. افت ولتاژ با عبارات محاسبه می شود

حداکثر مقدار مجاز مدت افت ولتاژ در شبکه های الکتریکی با ولتاژ تا 20 کیلو ولت شامل 30 ثانیه است. مدت زمان افت ولتاژ حذف شده به طور خودکار در هر نقطه اتصال به شبکه های الکتریکی با تأخیرهای زمانی حفاظت رله و اتوماسیون تعیین می شود.

ضربه ولتاژ و اضافه ولتاژ موقت

اعوجاج شکل موج ولتاژ تغذیه می تواند به دلیل ظاهر شدن پالس های فرکانس بالا در هنگام سوئیچینگ شبکه، عملکرد برقگیر و غیره رخ دهد. ضربه ولتاژ - تغییر شدید ولتاژ در نقطه ای از شبکه الکتریکی و به دنبال آن بازگرداندن ولتاژ به حالت اولیه یا نزدیک به آن. بزرگی اعوجاج ولتاژ با نشانگر ولتاژ ضربه ای مشخص می شود (شکل 3.7).

برنج. 3.7. پارامترهای ولتاژ پالس

ولتاژ ضربه در واحدهای نسبی عبارت است از:

مقدار ولتاژ ضربه کجاست، V.

دامنه پالس حداکثر مقدار لحظه ای پالس ولتاژ است. مدت پالس فاصله زمانی بین لحظه اولیه پالس ولتاژ و لحظه ای است که مقدار ولتاژ لحظه ای به سطح اولیه یا نزدیک به آن باز می گردد.

نشانگر - ولتاژ ضربه ای توسط استاندارد استاندارد نشده است.

اضافه ولتاژ موقت - افزایش ولتاژ در نقطه ای از شبکه الکتریکی بالاتر از 1.1 با مدت زمان بیش از 10 میلی ثانیه، که در سیستم های منبع تغذیه در هنگام سوئیچینگ یا اتصال کوتاه ایجاد می شود (شکل 3.8).

برنج. 3.8. اضافه ولتاژ موقت

اضافه ولتاژ موقت با ضریب اضافه ولتاژ موقت مشخص می شود: این مقدار برابر با نسبت حداکثر مقدار پاکت مقادیر دامنه ولتاژ در طول وجود اضافه ولتاژ موقت به دامنه نامی است. ولتاژ شبکه

مدت زمان اضافه ولتاژ موقت، فاصله زمانی بین لحظه اولیه وقوع اضافه ولتاژ موقت و لحظه ناپدید شدن آن است.

ضریب اضافه ولتاژ موقت نیز توسط استاندارد استاندارد نشده است.

مقادیر ضریب اضافه ولتاژ موقت در نقاط اتصال شبکه برق همه منظوره، بسته به مدت زمان اضافه ولتاژهای موقت، از مقادیر ارائه شده در جدول 3.3 تجاوز نمی کند.

جدول 3.3. وابستگی ضریب اضافه ولتاژ موقت به مدت اضافه ولتاژ

مدت زمان اضافه ولتاژ موقت، از 1 تا 20 تا 60 ضریب اضافه ولتاژ موقت، p.u. 1.471.311.15

به طور متوسط، حدود 30 اضافه ولتاژ موقت در نقطه اتصال در سال امکان پذیر است.

هنگامی که هادی خنثی در شبکه های الکتریکی سه فاز با ولتاژ تا 1 کیلو ولت که با یک خنثی زمین مرده کار می کند شکسته می شود، اضافه ولتاژهای موقت بین فاز و زمین ایجاد می شود. سطح چنین اضافه ولتاژهایی با عدم تعادل قابل توجه بارهای فاز می تواند به مقادیر ولتاژ فاز به فاز برسد و مدت زمان آن می تواند چندین ساعت باشد.

ارزیابی آماری شاخص های کیفیت توان

تغییر در پارامترهای شبکه برق، توان و ماهیت بار در طول زمان دلیل اصلی تغییر در PQE است. بنابراین، PQE - انحراف ولتاژ حالت پایدار، ضرایب مشخص کننده غیر سینوسی و عدم تقارن ولتاژها، انحراف فرکانس، نوسان ولتاژ و غیره - کمیت های تصادفی هستند و اندازه گیری و پردازش آنها باید بر اساس روش های احتمالی و آماری باشد. بنابراین، همانطور که قبلا ذکر شد، استاندارد هنجارهای PQE را ایجاد می کند و نیاز به اجرای آنها را در 95٪ از زمان هر روز (برای مقادیر معمول مجاز) تصریح می کند.

کامل ترین ویژگی های متغیرهای تصادفی توسط قوانین توزیع آنها ارائه شده است که امکان یافتن احتمالات ظاهر مقادیر خاصی از SCE را ممکن می کند. استفاده از روش های احتمالی-آماری با مثال ارزیابی انحرافات ولتاژ نشان داده خواهد شد.

تجربه عملیاتی وجود سیکل های روزانه، هفتگی و طولانی تر انحراف ولتاژ را در طول زمان نشان می دهد. داده‌های آماری تأیید می‌کنند که دقیق‌ترین قانون توزیع انحراف ولتاژ در شبکه‌های الکتریکی را می‌توان با استفاده از قانون توزیع عادی توصیف کرد که در عمل کنترل FE استفاده می‌شود.

یک توصیف تحلیلی از قانون نرمال با استفاده از دو پارامتر انجام می شود: انتظار ریاضی از یک متغیر تصادفی و انحراف استاندارد از میانگین. معادله منحنی توزیع انحرافات ولتاژ از اسمی، مطابق با قانون توزیع نرمال، به شکل زیر است:

عبارت (3.25) برای یک فرآیند پیوسته تغییر یک متغیر تصادفی نوشته شده است. برای ساده‌سازی دستگاه‌های کنترل FE، متغیرهای تصادفی پیوسته، که PQE هستند، هنگامی که با توالی‌های گسسته مقادیرشان کنترل می‌شوند، جایگزین می‌شوند.

راحت ترین شکل ارائه اطلاعات در مورد تغییرات یک متغیر تصادفی، هیستوگرام است. هیستوگرام یک نمایش گرافیکی از سری آماری شاخص مورد مطالعه است که تغییر در آن تصادفی است (شکل 3.9.). در این مورد، کل محدوده انحرافات ولتاژ به فواصل با عرض مساوی (به عنوان مثال، 1.25٪) تقسیم می شود. به هر بازه یک نام داده می شود - مقدار انحرافات ولتاژ مربوط به وسط بازه، و احتمال (فرکانس) انحرافات ولتاژ در این بازه یافت می شود.

تعداد بازدیدها در بازه i کجاست.

تعداد کل اندازه گیری ها

برنج. 3.9. هیستوگرام انحراف ولتاژ

بر اساس هیستوگرام، پاسخ داده می شود: کیفیت برق در نقطه کنترل چگونه است. چنین ارزیابی بر اساس مجموع مقادیر قرار می گیرد که در فواصل زمانی که در محدوده مجاز انحرافات ولتاژ قرار می گیرند، انجام می شود. با استفاده از هیستوگرام، احتمال انحراف ولتاژ فراتر از مقادیر معمولی مجاز نیز یافت می شود. این امکان قضاوت در مورد دلایل کیفیت پایین ولتاژ در شبکه برق و انتخاب اقدامات برای بهبود آن را فراهم می کند.

برای ارزیابی کیفیت ولتاژ، ویژگی های عددی و مشخص شده از هیستوگرام، به طور گسترده استفاده می شود.

انتظارات ریاضی سطح متوسط ​​انحرافات ولتاژ را در نقطه در نظر گرفته شده از شبکه برای یک دوره زمانی کنترل شده تعیین می کند.

که در آن k تعداد فواصل هیستوگرام است.

اتلاف انحرافات ولتاژ با پراکندگی مشخص می شود. برابر است با انتظار ریاضی مربع انحرافات یک متغیر تصادفی از مقدار میانگین آن و از عبارت تعیین می شود.

پارامتر انحراف استاندارد است و پراکندگی هیستوگرام را مشخص می کند. گسترش انحرافات ولتاژ در اطراف انتظارات ریاضی. برای اکثر هیستوگرام های انحراف ولتاژ، احتمال تجمعی برخورد با محدوده 4 0.95 است. به این معنی که برای برآوردن الزامات استاندارد، مقدار اندازه گیری شده نباید از 1/4 محدوده مجاز بیشتر شود. بنابراین، اگر محدوده قابل قبول انحراف ولتاژ، لازم است که از 2.5٪ تجاوز نکند.

این استاندارد روش ها و تکنیک هایی را برای تعیین SCE و پارامترهای کمکی ایجاد می کند که مفاد آمار ریاضی و نظریه احتمال را اجرا می کند. برای مقادیر گسسته اندازه گیری شده PQE، میانگین فواصل در جدول 3.4 ارائه شده است.

جدول 3.4. میانگین فواصل برای نتایج اندازه گیری شاخص های FE

شاخص فاصله میانگین گیری CEI، s انحراف ولتاژ حالت پایدار دز نوسان ولتاژ ضریب اعوجاج سوسو زدن سینوسی ولتاژ ضریب n-امین مؤلفه هارمونیک ولتاژ ضریب عدم تعادل ولتاژ در توالی منفی ضریب عدم تعادل ولتاژ دوتعادل ولتاژ ضریب اضافه ولتاژ موقت 60 - - 3 3 3 20 - - -

برای فواصل میانگین گیری SCE های مختلف، استاندارد تعداد مشاهدات (N) را تعیین می کند و با استفاده از روش توصیف شده در استاندارد، یک یا آن SCE تعیین می شود. به عنوان مثال، مقدار متوسط ​​ولتاژ بر حسب ولت در نتیجه میانگین N مشاهدات ولتاژ در یک بازه زمانی 1 دقیقه با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

مقدار ولتاژ در مشاهده i-امین، V کجاست.

تعداد مشاهدات برای 1 دقیقه مطابق با استاندارد باید حداقل 18 باشد. مقدار انحراف ولتاژ حالت پایدار را بر اساس فرمول % محاسبه کنید.

مقادیر PQE انباشته شده در حداقل دوره صورتحساب با روش های آمار ریاضی پردازش می شود و احتمال انطباق آنها با استاندارد تعیین می شود.

روش های تعیین PQE تعیین شده توسط استاندارد در تجهیزات کنترل سخت افزاری برای FE پیاده سازی شده است. فرم ارائه نتایج پردازش اندازه گیری نیز باید مطابق با الزامات استاندارد باشد.

جدول 3.5 داده های مربوط به هنجارهای PQE را خلاصه می کند.

جدول 3.5. استانداردهای کیفیت برق

نشانگر CE، واحد اندازه گیری هنجارهای KEN به طور معمول حداکثر مجاز مجاز انحراف ولتاژ حالت پایدار، % ± 5 ± 10 محدوده تغییرات ولتاژ، % منحنی های 1،2 در شکل. 3.2 دوز فلیکر، مرتبط. واحدها: کوتاه مدت

طولانی -

1.0; 0.74 اعوجاج منحنی ولتاژ سینوسی، % طبق جدول

1 طبق جدول

3.1 ضریب مولفه هارمونیک n-امین ولتاژ، % طبق جدول

2 طبق جدول

3.2 فاکتور عدم تعادل ولتاژ دنباله منفی ,% 24 ضریب عدم تعادل ولتاژ دنباله صفر , % 24 انحراف فرکانس , هرتز ± 0.2 ± 0.4 مدت زمان افت ولتاژ , s-30 ولتاژ ضربه ای ، kV - ضریب اضافه ولتاژ موقت ، مربوط می شود. واحدها: -

4. تأثیر کیفیت برق بر عملکرد مصرف کنندگان برق

انحراف PQE از مقادیر استاندارد باعث بدتر شدن شرایط عملیاتی تجهیزات الکتریکی سازمان های تامین برق و مصرف کنندگان برق می شود، می تواند منجر به خسارات قابل توجهی هم در صنعت و هم در بخش خانگی شود و همانطور که قبلا ذکر شد باعث آسیب های فنی و الکترومغناطیسی شود.

انواع معمولی گیرنده های الکتریکی

دستگاه های الکترونیکی برای اهداف مختلف از شبکه های الکتریکی سیستم های منبع تغذیه همه منظوره تغذیه می شوند، ما دستگاه های الکترونیکی صنعتی و خانگی را در نظر خواهیم گرفت.

معمولی ترین انواع درایوهای الکتریکی که به طور گسترده در شرکت های صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند، موتورهای الکتریکی و تاسیسات روشنایی الکتریکی هستند. تاسیسات الکتروترمال و همچنین مبدل های شیری که برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم استفاده می شوند، بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. جریان مستقیم در کارخانه های صنعتی برای تغذیه موتورهای DC، برای الکترولیز، در فرآیندهای گالوانیکی، در برخی از انواع جوشکاری و غیره استفاده می شود.

موتورهای الکتریکی در درایوهای مکانیزم های تولید مختلف استفاده می شوند. در تاسیساتی که نیازی به کنترل سرعت در حین کار ندارند، از درایوهای الکتریکی AC استفاده می شود: موتورهای الکتریکی ناهمزمان و سنکرون.

اقتصادی ترین زمینه کاربرد الکتروموتورهای آسنکرون و سنکرون بسته به ولتاژ ایجاد شده است. در ولتاژهای تا 1 کیلو ولت و توان تا 100 کیلو وات، استفاده از موتورهای آسنکرون و بالای 100 کیلو وات - سنکرون، در ولتاژهای تا 6 کیلو ولت و توان تا 300 کیلو وات - موتورهای آسنکرون و بالای 300 کیلو وات مقرون به صرفه تر است. سنکرون، در ولتاژ 10 کیلو ولت و قدرت تا 400 کیلو وات - موتورهای آسنکرون، بالای 400 کیلو وات - سنکرون.

استفاده گسترده از موتورهای القایی به دلیل سادگی در طراحی و عملکرد و هزینه نسبتا پایین آنهاست.

موتورهای سنکرون چندین مزیت نسبت به موتورهای آسنکرون دارند: آنها معمولاً به عنوان منابع توان راکتیو استفاده می شوند، گشتاور آنها کمتر به ولتاژ در پایانه ها بستگی دارد، در بسیاری از موارد آنها راندمان بالاتری دارند. در عین حال، موتورهای سنکرون گران‌تر هستند و ساخت و کارکرد آن دشوار است.

تاسیسات روشنایی الکتریکی با لامپ های رشته ای، فلورسنت، قوس الکتریکی، جیوه، سدیم، زنون در کلیه شرکت ها برای روشنایی داخلی و خارجی، برای نیازهای روشنایی شهری و غیره استفاده می شود.

دستگاه های جوش الکتریکی AC برای جوشکاری قوس الکتریکی و مقاومتی نشان دهنده یک بار تک فاز غیر یکنواخت و غیر سینوسی با ضریب توان کم است: 0.3 برای جوشکاری قوس الکتریکی و 0.7 برای مقاومت. ترانسفورماتورهای جوشکاری و دستگاه های کم مصرف به یک شبکه 380/220 ولت متصل می شوند، و قوی ترها - به یک شبکه 6-10 کیلو ولت.

به دلیل ویژگی تنظیم آنها، مبدل های شیر مصرف کننده توان راکتیو هستند (ضریب قدرت مبدل های شیر کارخانه های نورد از 0.3 تا 0.8 است)، که باعث انحراف ولتاژ قابل توجهی در شبکه تغذیه می شود. ضریب غیر سینوسی در حین کار مبدل های تریستوری کارخانه های نورد می تواند به مقادیر بیش از 30٪ در سمت 10 کیلوولت ولتاژ تامین کننده آنها برسد؛ مبدل های شیر به دلیل تقارن بارهای خود بر تقارن ولتاژ تأثیر نمی گذارند. .

تاسیسات جوشکاری الکتریکی می تواند باعث اختلال در شرایط کاری عادی برای سایر EA شود. به طور خاص، واحدهای جوشکاری، که قدرت آنها در حال حاضر به 1500 کیلووات در واحد می رسد، باعث ایجاد نوسانات ولتاژ قابل توجهی در شبکه های الکتریکی نسبت به شروع موتورهای ناهمزمان با روتور قفس سنجابی می شود. علاوه بر این، این نوسانات ولتاژ برای مدت طولانی و با محدوده فرکانسی گسترده، از جمله ناخوشایندترین محدوده برای تاسیسات روشنایی الکتریکی (حدود 10 هرتز) رخ می دهد.

تاسیسات الکتروترمال بسته به روش گرمایش به گروه‌هایی تقسیم می‌شوند: کوره‌های قوس الکتریکی، کوره‌های مقاومتی عمل مستقیم و غیرمستقیم، کوره‌های ذوب الکترونیکی، خلاء، ذوب مجدد سرباره، کوره‌های القایی. این گروه EP نیز تاثیر نامطلوبی بر شبکه تامین دارد، به عنوان مثال کوره های قوس الکتریکی که تا 10 مگاوات ظرفیت دارند در حال حاضر به صورت تک فاز در حال ساخت هستند. این منجر به نقض تقارن جریان ها و ولتاژها می شود (این دومی در ارتباط با افت ولتاژ در مقاومت های شبکه از جریان های توالی های مختلف رخ می دهد). علاوه بر این، کوره های قوس الکتریکی، مانند تاسیسات شیر، درایوهای الکتریکی غیرخطی با اینرسی کم هستند. بنابراین منجر به جریان های غیر سینوسی و در نتیجه ولتاژ می شوند.

بار الکتریکی مدرن یک آپارتمان (کلبه) با طیف گسترده ای از دستگاه های الکترونیکی خانگی مشخص می شود که با توجه به هدف و تأثیر آنها بر شبکه برق می توان به گروه های زیر تقسیم کرد: مصرف کنندگان غیرفعال توان فعال (لامپ های رشته ای) عناصر گرمایش آهن، اجاق گاز، بخاری)؛ EP با موتورهای ناهمزمان که در حالت سه فاز کار می کنند (درایو آسانسورها ، پمپ ها - در سیستم تامین آب و گرمایش و غیره). درایوهای الکتریکی با موتورهای ناهمزمان که در حالت تک فاز کار می کنند (درایو کمپرسورهای یخچال و فریزر، ماشین لباسشویی و غیره). EP با موتورهای کلکتور (درایو جاروبرقی، مته های الکتریکی و غیره)؛ واحدهای جوش AC و DC (برای تعمیر کار در کارگاه و غیره)؛ دستگاه های اصلاح کننده (برای شارژ باتری ها و غیره)؛ تجهیزات الکترونیکی رادیویی (تلویزیون، کامپیوتر و غیره)؛ تاسیسات با فرکانس بالا (اجاق های مایکروویو و غیره)؛ لامپ های فلورسنت

تأثیر هر درایو الکتریکی خانگی ناچیز است، در حالی که مجموعه درایوهای الکتریکی متصل به باس های 0.4 کیلوولت پست ترانسفورماتور تأثیر قابل توجهی بر شبکه تأمین دارد.

تاثیر نوسانات ولتاژ

انحرافات ولتاژ تأثیر قابل توجهی بر عملکرد موتورهای القایی (IM) دارند که رایج ترین گیرنده های برق در صنعت هستند.

برنج. 4.1. مشخصات مکانیکی موتور در ولتاژهای نامی (M1) و کاهش یافته (M2).

هنگامی که ولتاژ تغییر می کند، مشخصه مکانیکی IM تغییر می کند - وابستگی گشتاور M آن به لغزش s یا فرکانس چرخش (شکل 4.1). با دقت کافی، می توان فرض کرد که گشتاور موتور متناسب با مجذور ولتاژ در پایانه های آن است. با کاهش ولتاژ، گشتاور و سرعت چرخش روتور موتور کاهش می یابد، زیرا لغزش آن افزایش می یابد. کاهش سرعت چرخش نیز به قانون تغییر ممان مقاومت Mc (در شکل 4.1، مک ثابت در نظر گرفته شده است) و بار موتور بستگی دارد. وابستگی سرعت روتور موتور به ولتاژ را می توان بیان کرد:

فرکانس چرخش همزمان کجاست.

ضریب بار موتور؛

رتبه بندی ولتاژ و لغزش به ترتیب.

از فرمول (4.1) می توان دریافت که در بارهای کم موتور، سرعت روتور بیشتر از سرعت نامی (در بار نامی موتور) خواهد بود. در چنین مواردی، افت ولتاژ منجر به کاهش عملکرد تجهیزات تکنولوژیکی نمی شود، زیرا سرعت موتور کمتر از سرعت نامی کاهش نمی یابد.

برای موتورهایی که با بار کامل کار می کنند، ولتاژ کمتر منجر به سرعت کمتر می شود. اگر عملکرد مکانیزم ها به سرعت موتور بستگی دارد، توصیه می شود ولتاژ را در پایانه های چنین موتورهایی کمتر از ولتاژ نامی حفظ کنید. با کاهش قابل توجه ولتاژ در پایانه های موتورهایی که با بار کامل کار می کنند، لحظه مقاومت مکانیزم می تواند از گشتاور تجاوز کند که منجر به "واژگونی" موتور می شود، یعنی. برای متوقف کردن آن برای جلوگیری از آسیب، موتور باید از برق جدا شود.

کاهش ولتاژ همچنین شرایط راه اندازی موتور را بدتر می کند، زیرا این امر باعث کاهش گشتاور راه اندازی آن می شود.

مورد توجه عملی، وابستگی توان اکتیو و راکتیو مصرف شده توسط موتور به ولتاژ در پایانه های آن است.

در صورت کاهش ولتاژ در پایانه های موتور، قدرت مغناطیسی راکتیو کاهش می یابد (2 تا 3٪ با کاهش ولتاژ به میزان 1٪)، با همان مصرف برق، جریان موتور افزایش می یابد که باعث گرم شدن بیش از حد می شود. عایق

اگر موتور برای مدت طولانی با ولتاژ کاهش یافته کار کند، به دلیل سایش سریع عایق، طول عمر موتور کاهش می یابد. عمر تقریبی عایق T را می توان با فرمول تعیین کرد:

طول عمر عایق موتور در ولتاژ نامی و بار نامی کجاست؛ ضریب بسته به مقدار و علامت انحراف ولتاژ و همچنین به ضریب بار موتور و برابر است با:

در - 0.2< <0; (4.3);

در 0.2 ≥> 0; (4.4)

بنابراین از نظر گرمایش موتور، انحرافات ولتاژ منفی در حدود در نظر گرفته شده خطرناکتر است.

کاهش ولتاژ همچنین منجر به افزایش قابل توجه توان راکتیو از دست رفته در راکتانس های نشتی خطوط، ترانسفورماتورها و IM می شود.

افزایش ولتاژ در موتور منجر به افزایش توان راکتیو مصرف شده توسط آنها می شود. در این حالت مصرف ویژه توان راکتیو با کاهش ضریب بار موتور افزایش می یابد. به طور متوسط، به ازای هر درصد افزایش ولتاژ، توان راکتیو مصرفی 3 درصد یا بیشتر افزایش می یابد (عمدتاً به دلیل افزایش جریان بی باری موتور) که به نوبه خود منجر به افزایش تلفات توان اکتیو در موتور می شود. عناصر شبکه برق

لامپ های رشته ای با پارامترهای اسمی مشخص می شوند: مصرف برق، شار نوری، راندمان نوری (برابر نسبت شار نوری ساطع شده توسط لامپ به توان آن) و عمر اسمی متوسط. این نشانگرها تا حد زیادی به ولتاژ در پایانه های لامپ های رشته ای بستگی دارد. با انحرافات ولتاژ 10٪، این ویژگی ها را می توان تقریباً با فرمول های تجربی زیر توصیف کرد:

برنج. 4.2. وابستگی ویژگی های لامپ های رشته ای به ولتاژ: 1 - مصرف برق، 2 - شار نور، 3 - راندمان نور، 4 - عمر مفید

از منحنی های شکل. 4.2. می توان مشاهده کرد که با کاهش ولتاژ، شار نوری به طور محسوسی کاهش می یابد. هنگامی که ولتاژ از مقدار اسمی بالاتر می رود، شار نوری F، توان لامپ P و بازده نوری h افزایش می یابد، اما عمر مفید لامپ های T به شدت کاهش می یابد و در نتیجه به سرعت می سوزند. در عین حال، مصرف بیش از حد برق نیز وجود دارد.

تغییرات در ولتاژ منجر به تغییرات متناظر در شار نور و روشنایی می شود که در نهایت بر بهره وری نیروی کار و خستگی انسان تأثیر می گذارد.

لامپ های فلورسنت نسبت به نوسانات ولتاژ حساسیت کمتری دارند. با افزایش ولتاژ، مصرف برق و شار نور افزایش می یابد و با کاهش کاهش می یابد، اما نه به اندازه لامپ های رشته ای. در یک ولتاژ کاهش یافته، شرایط احتراق لامپ های فلورسنت بدتر می شود، بنابراین، عمر مفید آنها، که با پاشش پوشش اکسید الکترودها تعیین می شود، با انحرافات ولتاژ منفی و مثبت کاهش می یابد.

با انحراف ولتاژ 10٪، عمر مفید لامپ های فلورسنت به طور متوسط ​​20 - 25٪ کاهش می یابد. یک نقطه ضعف قابل توجه لامپ های فلورسنت مصرف توان راکتیو آنها است که با افزایش ولتاژ عرضه شده به آنها افزایش می یابد.

مبدل های شیر معمولاً دارای سیستم کنترل اتوماتیک DC با استفاده از کنترل فاز هستند. با افزایش ولتاژ در شبکه، زاویه کنترل به طور خودکار افزایش می یابد و با کاهش ولتاژ، کاهش می یابد. افزایش 1٪ ولتاژ منجر به افزایش مصرف توان راکتیو مبدل به میزان 1-1.4٪ می شود که منجر به بدتر شدن ضریب توان می شود. در عین حال، سایر شاخص های مبدل های شیر با افزایش ولتاژ بهبود می یابند و بنابراین افزایش ولتاژ در پایانه های آنها در مقادیر مجاز مفید است.

کوره های برقی به نوسانات ولتاژ حساس هستند. به عنوان مثال، کاهش ولتاژ کوره های قوس الکتریکی به میزان 7 درصد منجر به طولانی شدن 1.5 برابر فرآیند ذوب فولاد می شود. افزایش ولتاژ بالای 5 درصد منجر به مصرف بیش از حد برق می شود.

نوسانات ولتاژ تأثیر منفی بر عملکرد دستگاه های جوش برقی دارد: به عنوان مثال، برای دستگاه های جوش نقطه ای، تغییر ولتاژ 15٪ منجر به رد شدن 100٪ محصول می شود.

تاثیر نوسانات ولتاژ

دستگاه های روشنایی به ویژه لامپ های رشته ای و تجهیزات الکترونیکی از جمله قطعات الکترونیکی هستند که به شدت به نوسانات ولتاژ حساس هستند:

این استاندارد تأثیر نوسانات ولتاژ را بر تاسیسات روشنایی که بینایی انسان را تحت تأثیر قرار می دهد، تعریف می کند. چشمک زدن منابع نور (اثر سوسو زدن) باعث یک اثر روانی ناخوشایند، خستگی بینایی و بدن به طور کلی می شود. این منجر به کاهش بهره وری نیروی کار و در برخی موارد آسیب می شود.

پلک زدن با فرکانس 3 - 10 هرتز قوی ترین تأثیر را بر روی چشم انسان دارد، بنابراین، نوسانات ولتاژ مجاز در این محدوده حداقل - کمتر از 0.5٪ است.

با همان نوسانات ولتاژ، تأثیر منفی لامپ های رشته ای به میزان بسیار بیشتری نسبت به لامپ های تخلیه گاز آشکار می شود. نوسانات ولتاژ بیش از 10 درصد می تواند منجر به خاموش شدن لامپ های تخلیه شود. احتراق آنها بسته به نوع لامپ ها پس از چند ثانیه یا حتی چند دقیقه اتفاق می افتد.

نوسانات ولتاژ باعث اختلال در عملکرد عادی و کاهش طول عمر تجهیزات الکترونیکی می شود: رادیو، تلویزیون، ارتباطات تلفن و تلگراف، تجهیزات کامپیوتری، تجهیزات اشعه ایکس، ایستگاه های رادیویی، ایستگاه های تلویزیونی و غیره.

با نوسانات قابل توجه ولتاژ (بیش از 15٪)، شرایط برای عملکرد عادی موتورهای الکتریکی می تواند نقض شود، تماس های استارت های مغناطیسی ممکن است با خاموش شدن متناظر موتورهای در حال اجرا از بین بروند.

نوسانات ولتاژ با نوسان 10 - 15٪ می تواند منجر به خرابی بانک های خازن و همچنین مبدل های شیر شود.

اثر نوسانات ولتاژ بر روی گیرنده های توان فردی هنوز به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته است. این امر تحلیل فنی و اقتصادی را در طراحی و بهره برداری از سیستم های منبع تغذیه با بارهای به شدت متغیر پیچیده می کند.

تاثیر عدم تعادل ولتاژ

همانطور که قبلا ذکر شد عدم تعادل ولتاژ اغلب به دلیل وجود یک بار نامتعادل ایجاد می شود. جریان های بار نامتقارن که از عناصر سیستم منبع تغذیه عبور می کنند باعث افت ولتاژ نامتقارن در آنها می شود. در نتیجه، یک سیستم نامتقارن از ولتاژها در پایانه های EF ظاهر می شود. انحرافات ولتاژ EA فاز اضافه بار ممکن است از مقادیر مجاز معمول تجاوز کند، در حالی که انحرافات ولتاژ EA فازهای دیگر در محدوده نرمال شده خواهد بود. علاوه بر بدتر شدن حالت ولتاژ درایو الکتریکی در حالت نامتقارن، شرایط کار خود درایو الکتریکی و تمام عناصر شبکه به طور قابل توجهی بدتر می شود، قابلیت اطمینان عملکرد تجهیزات الکتریکی و سیستم منبع تغذیه به طور کلی کاهش می یابد.

عملکرد حالت نامتقارن در مقایسه با حالت متقارن برای درایوهای الکتریکی سه فاز رایج مانند موتورهای ناهمزمان از نظر کیفی متفاوت است. ولتاژ دنباله منفی برای آنها اهمیت ویژه ای دارد. مقاومت دنباله منفی موتورهای الکتریکی تقریباً برابر با مقاومت موتور کاهش سرعت است و بنابراین 5 تا 8 برابر کمتر از مقاومت دنباله مثبت است. بنابراین، حتی یک عدم تعادل ولتاژ کوچک باعث ایجاد جریان های توالی منفی قابل توجهی می شود. جریان های توالی منفی بر روی جریان های توالی مثبت قرار می گیرند و باعث گرم شدن اضافی استاتور و روتور (به ویژه قطعات عظیم روتور) می شوند که منجر به تسریع پیری عایق و کاهش توان موتور موجود (کاهش راندمان موتور) می شود. ). بنابراین، عمر موتور القایی با بارگذاری کامل که با عدم تعادل ولتاژ 4٪ کار می کند، 2 برابر کاهش می یابد. با عدم تعادل ولتاژ 5٪، قدرت موتور موجود بین 5 تا 10٪ کاهش می یابد.

در صورت عدم تقارن ولتاژهای شبکه در ماشین‌های سنکرون، همراه با تلفات اضافی توان اکتیو و گرمایش استاتور و روتور، ارتعاشات خطرناک در نتیجه ظهور گشتاورهای متناوب و نیروهای مماسی که با یک ضربان مضاعف وارد می‌شوند، ایجاد می‌شود. فرکانس شبکه با عدم تقارن قابل توجه، لرزش می تواند خطرناک باشد، به ویژه با استحکام ناکافی و وجود نقص در اتصالات جوش داده شده. با عدم تقارن جریان بیش از 30٪، اضافه ولتاژهای خطرناک در عناصر ساختاری، به عنوان یک قاعده، ایجاد نمی شود.

قوانین عملکرد فنی شبکه ها و ایستگاه های الکتریکی در فدراسیون روسیه نشان می دهد که "عملکرد طولانی مدت ژنراتورها و جبران کننده های سنکرون با جریان های فاز نابرابر در صورتی مجاز است که اختلاف جریان ها از 10٪ جریان نامی استاتور برای توربو تجاوز نکند. ژنراتورها و 20 درصد برای ژنراتورهای آبی. در این حالت، جریان در فازها نباید از مقادیر نامی تجاوز کند. اگر این شرایط برآورده نشد، لازم است اقدامات ویژه ای برای کاهش عدم تقارن انجام شود.»

در صورت وجود جریان های توالی معکوس و صفر، مجموع جریان ها در فازهای جداگانه عناصر شبکه افزایش می یابد که منجر به افزایش تلفات توان فعال می شود و ممکن است از نظر گرمایش غیرقابل قبول باشد. جریان های توالی صفر به طور مداوم از طریق الکترودهای زمین جریان می یابند. این به علاوه خشک می شود و مقاومت دستگاه های زمین را افزایش می دهد. این می تواند از نقطه نظر عملکرد حفاظت رله و همچنین به دلیل افزایش تأثیر بر تأسیسات ارتباطی فرکانس پایین و دستگاه های مسدود کننده راه آهن غیرقابل قبول باشد.

عدم تعادل ولتاژ به طور قابل توجهی حالت های عملکرد یکسو کننده های چندفاز را بدتر می کند: موج ولتاژ اصلاح شده به طور قابل توجهی افزایش می یابد، شرایط عملکرد سیستم کنترل فاز پالس مبدل های تریستور بدتر می شود.

تاسيسات خازن با ولتاژ نامتعادل به صورت ناهموار با توان راكتيو در فاز بارگذاري مي شوند كه استفاده كامل از توان خازن نصب شده را غيرممكن مي سازد. علاوه بر این، بانک های خازن در این مورد عدم تقارن موجود را تقویت می کنند، زیرا خروجی توان راکتیو به شبکه در فاز با کمترین ولتاژ کمتر از سایر فازها خواهد بود (به نسبت مربع ولتاژ خازن). بانک).

عدم تعادل ولتاژ همچنین به طور قابل توجهی روی درایوهای الکتریکی تک فاز تأثیر می گذارد، اگر ولتاژهای فاز نابرابر باشند، برای مثال، لامپ های رشته ای متصل به فاز با ولتاژ بالاتر، شار نوری بالاتری دارند، اما عمر مفید قابل توجهی در مقایسه با لامپ های متصل به آن دارند. فازی با ولتاژ کمتر ... عدم تعادل ولتاژ عملکرد حفاظت رله را پیچیده می کند، منجر به خطا در عملکرد کنتورهای برق و غیره می شود.

تاثیر ولتاژ غیر سینوسی

درایوهای الکتریکی با ویژگی های جریان-ولتاژ غیرخطی، هنگامی که ولتاژ سینوسی به پایانه های آنها اعمال می شود، جریان های غیر سینوسی را از شبکه مصرف می کنند. جریان‌های هارمونیک‌های بالاتر با عبور از عناصر شبکه، افت ولتاژی در مقاومت‌های این عناصر ایجاد کرده و با قرار گرفتن بر روی سینوسی ولتاژ اصلی، منجر به اعوجاج شکل موج ولتاژ در گره‌های شبکه الکتریکی می‌شود. در این رابطه، درایوهای الکتریکی با مشخصه جریان-ولتاژ غیرخطی اغلب منابع هارمونیک بالاتر نامیده می شوند.

جدی ترین نقض FE در شبکه الکتریکی در حین کار مبدل های شیر کنترل شده قدرتمند رخ می دهد. در این حالت، ترتیب مولفه های هارمونیک بالاتر جریان و ولتاژ در شبکه با فرمول تعیین می شود.

که در آن m تعداد مراحل یکسوسازی است؛ یک سری متوالی از اعداد طبیعی (0،1،2 ...).

بسته به مدار یکسوسازی، مبدل های شیر هارمونیک های جریان زیر را به شبکه تولید می کنند: با مدار 6 فاز - تا مرتبه 19. با طرح 12 فازی - تا مرتبه 25 فراگیر.

ضریب اعوجاج سینوسی منحنی ولتاژ در شبکه‌های با کوره‌های فولادسازی قوس الکتریکی و کوره‌های معدنی حرارتی عمدتاً توسط هارمونیک‌های 2، 3، 4، 5، 7 تعیین می‌شود.

ضریب اعوجاج سینوسی منحنی ولتاژ تاسیسات جوشکاری قوس الکتریکی و مقاومتی عمدتاً توسط هارمونیک های 5، 7، 11، 13 تعیین می شود.

جریان هارمونیک 3 و 5 لامپ های تخلیه گاز 10 و 3 درصد جریان هارمونیک 1 است. این جریان ها در سیم های خطی متناظر شبکه به صورت فاز منطبق می شوند و با جمع شدن در سیم خنثی شبکه 380/220 ولت، جریان موجود در آن را تقریباً برابر جریان سیم فاز تعیین می کنند. بقیه هارمونیک ها برای لامپ های تخلیه گاز را می توان نادیده گرفت.

مطالعات منحنی جریان مغناطیسی ترانسفورماتورهای متصل به یک شبکه ولتاژ سینوسی نشان داده است که با یک هسته سه هسته ای و اتصالات سیم پیچ U / U. و شما؛ شبکه الکتریکی شامل همه هارمونیک های فرد از جمله هارمونیک هایی است که مضرب سه هستند. هارمونیک ها، مضرب سه، به دلیل عدم تقارن جریان های مغناطیسی در فازها هستند:

مقدار موثر جریان مغناطیسی ترانسفورماتور:

جریان های مغناطیسی سیستم هایی از جریان های دنباله ای مثبت و منفی را تشکیل می دهند که برای هارمونیک هایی که مضرب سه هستند از نظر قدر مطلق یکسان هستند. برای سایر هارمونیک های فرد، جریان های دنباله منفی حدود 0.25 جریان دنباله مثبت است.

اگر یک ولتاژ غیر سینوسی به ورودی ترانسفورماتور اعمال شود، اجزای اضافی از هارمونیک های بالاتر جریان ظاهر می شود. ترانسفورماتورهای GPP یک هارمونیک 5 کوچک می دهند.

به طور کلی، حالت های غیر سینوسی دارای معایبی مشابه با حالت های نامتقارن هستند.

هارمونیک های بالاتر جریان و ولتاژ باعث تلفات اضافی توان فعال در تمام عناصر سیستم منبع تغذیه می شود: در خطوط برق، ترانسفورماتورها، ماشین های الکتریکی، خازن های ساکن، زیرا مقاومت این عناصر به فرکانس بستگی دارد.

به عنوان مثال، ظرفیت خازن های نصب شده به منظور جبران توان راکتیو با افزایش فرکانس ولتاژ تغذیه کاهش می یابد. بنابراین، اگر هارمونیک های بالاتری در ولتاژ شبکه تغذیه وجود داشته باشد، مقاومت خازن ها در این هارمونیک ها بسیار کمتر از فرکانس 50 هرتز است. به همین دلیل، در خازن هایی که برای جبران توان راکتیو طراحی شده اند، حتی ولتاژهای هارمونیک کوچک نیز می توانند باعث ایجاد جریان های هارمونیک قابل توجهی شوند. در شرکت هایی با وزن مخصوص بارهای غیر خطی، بانک های خازن به خوبی کار نمی کنند. آنها یا با حفاظت جریان بیش از حد غیرفعال می شوند یا در مدت کوتاهی به دلیل تورم قوطی ها (یا پیری سریع عایق) از کار می افتند. مواردی وجود دارد که در شرکت هایی با شبکه کابلی توسعه یافته با ولتاژ 6-10 کیلو ولت، بانک های خازن خود را در حالت رزونانس جریان (یا نزدیک به این حالت) در فرکانس هر یک از هارمونیک ها می یابند که منجر به آنها می شود. اضافه بار جریان خطرناک

هارمونیک های بالاتر باعث:

· پیری سریع عایق ماشین های الکتریکی، ترانسفورماتورها، کابل ها؛

· بدتر شدن ضریب قدرت درایو الکتریکی؛

· خرابی یا نقص در دستگاه های اتوماسیون، تله مکانیک، فناوری رایانه و سایر دستگاه های دارای عناصر الکترونیکی.

· خطاهای اندازه گیری کنتور برق القایی که منجر به اندازه گیری ناقص برق مصرفی می شود.

· خرابی خود مبدل های شیر در سطح بالایی از اجزای هارمونیک بالاتر.

· وجود هارمونیک های بالاتر بر عملکرد نه تنها تجهیزات الکتریکی مصرف کننده، بلکه بر دستگاه های الکترونیکی در سیستم های قدرت تأثیر منفی می گذارد.

· برای برخی از تاسیسات (سیستم کنترل فاز پالس مبدل های شیر، دستگاه های اتوماسیون کامل و غیره)، مقادیر مجاز هارمونیک های مجزای جریان (ولتاژ) توسط سازنده در گذرنامه محصول نشان داده شده است.

· منحنی ولتاژ ارائه شده به درایو الکتریکی نباید دارای هارمونیک های بالاتر در عملکرد حالت پایدار شبکه برق باشد. باید تاکید کرد که در شرایط درایو الکتریکی، ولتاژ غیر سینوسی همراه با عملکرد سایر عوامل تاثیرگذار خود را نشان می دهد و بنابراین لازم است کل مجموعه عوامل را با هم در نظر بگیریم.

تأثیر انحراف فرکانس

الزامات سخت گیرانه استاندارد برای انحراف در فرکانس ولتاژ تغذیه به دلیل تأثیر قابل توجه فرکانس بر حالت های عملکرد تجهیزات الکتریکی، روند فرآیندهای تولید و در نتیجه، شاخص های فنی و اقتصادی عملیات است. از شرکت های صنعتی

جزء الکترومغناطیسی آسیب ناشی از افزایش تلفات توان اکتیو در شبکه های الکتریکی و افزایش مصرف توان اکتیو و راکتیو است. مشخص شده است که کاهش فرکانس به میزان 1 درصد تلفات شبکه های الکتریکی را تا 2 درصد افزایش می دهد.

جزء فناورانه خسارت عمدتاً به دلیل تولید کم محصولات آنها توسط شرکت های صنعتی و هزینه زمان اضافی برای شرکت برای تکمیل کار ایجاد می شود. بر اساس برآوردهای کارشناسان، ارزش آسیب های تکنولوژیکی یک مرتبه بزرگتر از آسیب های الکترومغناطیسی است.

تجزیه و تحلیل کار شرکت ها با چرخه تولید مداوم نشان داد که بیشتر خطوط اصلی فناوری مجهز به مکانیسم هایی با ممان مقاومت ثابت و فن هستند و موتورهای ناهمزمان به عنوان محرک آنها عمل می کنند. سرعت چرخش روتورهای موتور متناسب با تغییر فرکانس شبکه است و عملکرد خطوط تکنولوژیکی به سرعت چرخش موتور بستگی دارد.

درجه تأثیر فرکانس بر عملکرد تعدادی از مکانیسم ها را می توان از طریق توان فعال مصرف شده توسط آنها بیان کرد:

که در آن a - ضریب تناسب، بسته به نوع مکانیزم؛ - فرکانس شبکه؛ - توان.

بسته به مقادیر توان n، EP را می توان به گروه های زیر تقسیم کرد:

1.مکانیسم هایی با لحظه مقاومت ثابت - پمپ های پیستونی، کمپرسورها، ماشین های برش فلز و غیره؛ برای آنها n = 1;

2.مکانیسم هایی با لحظه مقاومت فن - پمپ های گریز از مرکز، فن ها، خروجی های دود و غیره؛ برای آنها n = 3; در TPP، IES، NPP، اینها معمولاً موتورهای پمپ های آب تغذیه، پمپ های گردش خون، فن های دود، پمپ های روغن و غیره هستند.

.مکانیسم هایی که n = 3.5-4 پمپ های گریز از مرکز هستند که با سر استاتیک بالا (فشار برگشتی) کار می کنند، به عنوان مثال، پمپ های تغذیه دیگ.

درایوهای الکتریکی گروه های 2 و 3، که بیشتر مستعد تأثیر فرکانس هستند، دارای قابلیت تنظیم هستند، به همین دلیل قدرت مصرف شده توسط آنها از شبکه عملاً بدون تغییر باقی می ماند.

حساس ترین موتورها به کاهش فرکانس، موتورهایی هستند که برای نیازهای کمکی نیروگاه ها هستند. کاهش فرکانس منجر به کاهش بهره وری آنها می شود که با کاهش توان موجود ژنراتورها و کمبود بیشتر توان فعال و کاهش فرکانس همراه است (بهمن فرکانس وجود دارد).

چنین دستگاه های الکترونیکی مانند لامپ های رشته ای، کوره های مقاومتی، کوره های قوس الکتریکی عملاً به تغییرات فرکانس واکنش نشان نمی دهند.

انحرافات فرکانس بر عملکرد تجهیزات الکترونیکی تأثیر منفی می گذارد: انحراف فرکانس بیش از + 0.1 هرتز منجر به تغییر روشنایی و پس زمینه هندسی تصویر تلویزیون می شود، تغییرات فرکانس از 49.9 به 49.5 هرتز منجر به افزایش تقریباً چهار برابری در محدوده مجاز تلویزیون می شود. سیگنال به مانع پس زمینه. تغییر فرکانس به 49.5 هرتز مستلزم سخت تر شدن قابل توجه الزامات نسبت سیگنال / نویز پس زمینه در تمام پیوندهای مسیر تلویزیون - از تجهیزات مجتمع سخت افزاری-استودیویی تا گیرنده تلویزیون است که اجرای آن با قابل توجهی همراه است. هزینه های مواد

علاوه بر این، فرکانس کاهش یافته در شبکه الکتریکی نیز بر عمر تجهیزات حاوی عناصر فولادی (موتورهای الکتریکی، ترانسفورماتورها، راکتورهای دارای هسته مغناطیسی فولادی) تأثیر می گذارد، به دلیل افزایش جریان مغناطیسی در چنین دستگاه هایی و گرمایش اضافی هسته های فولادی

برای جلوگیری از تصادفات در سراسر سیستم ناشی از کاهش فرکانس، دستگاه های تخلیه فرکانس خودکار ویژه (AFR) ارائه شده است که برخی از مصرف کنندگان کمتر بحرانی را قطع می کند. پس از رفع کمبود برق، به عنوان مثال، پس از روشن شدن منابع ذخیره، دستگاه های بسته مجدد خودکار فرکانس ویژه (FARC) مصرف کننده های قطع شده را روشن می کنند و عملکرد عادی سیستم برقرار می شود.

حفظ فرکانس نرمال که الزامات استاندارد را برآورده می کند یک کار فنی است نه علمی که راه اصلی حل آن راه اندازی ظرفیت های تولیدی به منظور ایجاد ذخایر توان در شبکه های سازمان های تامین برق است.

تأثیر تداخل الکترومغناطیسی

در سیستم های منبع تغذیه همه منظوره، سیستم های کنترل الکترونیکی و میکروالکترونیکی، ریزپردازنده ها و کامپیوترها به طور گسترده ای استفاده می شود که منجر به کاهش سطح ایمنی نویز سیستم های کنترل الکترونیکی و افزایش شدید تعداد خرابی های آنها شد. علت اصلی خرابی ها اثر نویز گذرا الکترومغناطیسی ناشی از فرآیندهای گذرا الکترومغناطیسی هم در شبکه های سیستم قدرت و هم در شبکه های برق شهری و صنعتی است. مدت زمان فرآیندهای گذرا از چندین دوره جریان فرکانس توان تا چند ثانیه است و باند فرکانس تداخل موثر می تواند به ده ها مگاهرتز برسد.

نویز گذرا الکترومغناطیسی، همراه با افت ولتاژ، عمدتاً با اتصال کوتاه تک فاز خطوط هوایی به دلیل همپوشانی عایق رخ می دهد. این آسیب ها یا خود تخریب می شوند یا با خاموش شدن کوتاه مدت و به دنبال آن بسته شدن مجدد خودکار (AR) از بین می روند. علاوه بر این، خطاهای فاز به فاز ناشی از پدیده های جوی و همچنین قطع شدن خطوط برق و خازن ها عامل افت ولتاژ است. تعداد افت ولتاژ تا عمق 20 درصد در شبکه های توزیع به 55 تا 60 درصد می رسد. بیش از 60٪ از خاموش شدن ماشین ها به دلیل افت ولتاژ با عمق بیش از 20٪ است.

دلیل وقوع نویز گذرا الکترومغناطیسی در سیستم های منبع تغذیه همه منظوره می تواند اضافه ولتاژهای ناشی از خطاهای زمین تک فاز، هنگام تعویض بانک های خازن و فیلترهای تشدید، هنگام قطع خطوط کابل و ترانسفورماتورهای بدون بار، در حالی که همزمان سوئیچ کنتاکت های سوئیچ ها و سایر تجهیزات سوئیچینگ، در حالت های غیر فازی، به دلایل مختلفی که منجر به پدیده فرورزونانس می شود، عملیات شبکه الکتریکی را انجام می دهند. حساسیت تجهیزات الکترونیکی و کامپیوترها به اضافه ولتاژ هم به پاسخ فرکانسی درایو الکتریکی و هم به پاسخ فرکانسی تداخل الکترومغناطیسی بستگی دارد.

افزایش قدرت سیستم های قدرت و تعداد خطوط هوایی مورد استفاده برای بهبود قابلیت اطمینان منبع تغذیه شرکت های صنعتی منجر به کاهش قابلیت اطمینان عملکرد سیستم های کنترل الکترونیکی پیچیده و افزایش تعداد خرابی های نویز می شود. -دستگاه های الکترونیکی حساس

همانطور که قبلاً اشاره شد ، با مقادیر همه PQE ها از نظر ولتاژ متفاوت از موارد استاندارد شده ، پیری سریع عایق تجهیزات الکتریکی رخ می دهد ، در نتیجه شدت جریان های خرابی با گذشت زمان افزایش می یابد. بنابراین، اگر منحنی ولتاژ شبکه غیر سینوسی باشد، حتی با تنظیم رزونانس دستگاه های سرکوب قوس، جریان هارمونیک های بالاتر از محل خطای زمین عبور می کند و کابل می تواند در محل اولین آسیب بسوزد. . در این حالت، همانطور که تجربه عملیاتی نشان می دهد، ممکن است دو یا چند حادثه به طور همزمان به دلیل اضافه ولتاژ رخ دهد.

در FE کم، وابستگی متقابل خرابی عناصر وجود دارد، به عنوان مثال، زمانی که اثر منفی بارهای غیرخطی، نامتقارن و ضربه ای با کمک دستگاه های اصلاح کننده مناسب در هنگام خاموش شدن یک یا آن دستگاه جبران می شود. بنابراین، خرابی یک جبران کننده استاتیکی با سرعت بالا باعث ایجاد عدم تقارن، نوسانات و هارمونیک های ولتاژ می شود که قبلاً جبران شده بود، که به نوبه خود مملو از وقوع عملکرد کاذب حفاظت رله، خرابی اضطراری برخی از انواع است. تجهیزات الکتریکی و سایر پیامدهای منفی مشابه. خرابی کانال های انتقال اطلاعات از طریق مدارهای قدرت در حضور هارمونیک منجر به صدور دستورات نادرست برای کنترل تجهیزات سوئیچینگ می شود. بنابراین، FE به طور قابل توجهی بر قابلیت اطمینان منبع تغذیه تأثیر می گذارد، زیرا میزان تصادف در شبکه های با FE پایین بیشتر از مواردی است که PQE در محدوده قابل قبول است.

5. کنترل کیفیت انرژی الکتریکی

.1 وظایف اصلی و انواع کنترل کیفیت توان

وظایف اصلی کنترل FE عبارتند از:

بررسی انطباق با الزامات استاندارد از نظر کنترل عملیاتی PQE در شبکه های الکتریکی همه منظوره.

بررسی انطباق مقادیر واقعی PQE در مرز بخش شبکه توسط ترازنامه با مقادیر ثابت شده در توافقنامه تامین برق؛

توسعه شرایط فنی برای اتصال مصرف کننده از نظر FE.

تأیید تحقق شرایط قرارداد از نظر FE با تعیین سهم مجاز محاسبه شده و واقعی مصرف کننده در زوال FE.

توسعه اقدامات فنی و سازمانی برای اطمینان از CE.

تعیین تخفیف (اضافه هزینه) به تعرفه های بهره وری انرژی برای کیفیت آن؛

صدور گواهینامه انرژی الکتریکی؛

"مقصر" تحریفات SCE را جستجو کنید.

بسته به اهداف حل شده در کنترل و تجزیه و تحلیل FE، اندازه گیری SCE می تواند به چهار شکل باشد:

· کنترل تشخیصی؛

· کنترل بازرسی؛

· کنترل عملیاتی؛

· حسابداری تجاری

کنترل تشخیصی FE - هدف اصلی از کنترل تشخیصی در رابط بین شبکه های برق مصرف کننده و سازمان منبع تغذیه تشخیص "مقصر" خراب شدن FE، تعیین سهم مجاز در نقض الزامات استاندارد است. برای هر SCE، آنها را در قرارداد منبع تغذیه بگنجانید، FE را عادی کنید.

کنترل تشخیصی باید در هنگام صدور و تأیید تحقق شرایط فنی برای اتصال مصرف کننده به شبکه برق، هنگام نظارت بر شرایط قراردادی برای تامین برق، و همچنین در مواردی که لازم است سهم سهم را تعیین کرد، انجام شود. خراب شدن CE گروهی از مصرف کنندگان متصل به یک مرکز برق مشترک. کنترل تشخیصی باید دوره ای باشد و اندازه گیری کوتاه مدت (حداکثر یک هفته) SCE را فراهم کند. در طول کنترل تشخیصی، PQEهای نرمال شده و غیرمجاز، و همچنین جریانها و اجزای هارمونیک و متقارن آنها و شارهای توان مربوطه اندازه گیری می شوند.

اگر نتایج کنترل تشخیصی CE "گناه" مصرف کننده را در نقض هنجارهای CE تأیید کند، وظیفه اصلی سازمان تامین کننده انرژی، همراه با مصرف کننده، توسعه و ارزیابی احتمالات و زمان بندی اقدامات برای عادی سازی CE است. . برای دوره قبل از اجرای این اقدامات، کنترل عملیاتی و حسابداری تجاری CE باید در رابط بین شبکه های برق مصرف کننده و سازمان تامین کننده انرژی اعمال شود.

در مراحل بعدی اندازه گیری های تشخیصی FE، نقاط کنترل باید اتوبوس های پست های منطقه ای باشد که خطوط کابل مصرف کنندگان به آنها متصل می شوند. این نقاط همچنین برای نظارت بر عملکرد صحیح تپ چنجرهای ترانسفورماتورها، جمع آوری آمار و رفع افت ولتاژ و اضافه ولتاژهای موقت در شبکه برق مورد توجه هستند. بنابراین، عملکرد ابزارهای موجود برای اطمینان از کنترل CE: جبران‌کننده‌های سنکرون، بانک‌های خازن‌های استاتیک و ترانسفورماتورها با تعویض‌کننده‌های بارگذاری که محدوده مشخصی از انحرافات ولتاژ را ارائه می‌دهند، و همچنین عملکرد حفاظت و اتوماسیون. تجهیزات در شبکه برق

کنترل بازرسی CE توسط مراجع صدور گواهینامه برای به دست آوردن اطلاعاتی در مورد وضعیت برق تایید شده در شبکه های برق سازمان تامین کننده انرژی، در مورد رعایت شرایط و قوانین استفاده از گواهی، به منظور تأیید ادامه CE انجام می شود. برای مطابقت با الزامات تعیین شده در طول مدت اعتبار گواهی.

کنترل عملیاتی FE - در شرایط عملیاتی در نقاطی از شبکه الکتریکی، جایی که اعوجاج ولتاژ وجود دارد و در آینده نزدیک قابل حذف نیست، ضروری است. کنترل عملیاتی در نقاط اتصال پست های کششی راه آهن و حمل و نقل برقی شهری، پست های شرکت های دارای قطعات الکترونیکی با ویژگی های غیر خطی ضروری است. نتایج کنترل عملیاتی باید از طریق کانال های ارتباطی به نقاط دیسپاچینگ شبکه برق سازمان تامین برق و سیستم تامین برق یک شرکت صنعتی ارسال شود.

اندازه گیری تجاری PQE - باید در مرز تقسیم شبکه های برق مصرف کننده و سازمان تامین انرژی انجام شود و با توجه به نتایج آن تخفیف (اضافی) به تعرفه های برق برای کیفیت آن در نظر گرفته شود. مشخص.

چارچوب قانونی و روش شناختی برای اطمینان از اندازه گیری تجاری CE در شبکه های الکتریکی، قانون مدنی فدراسیون روسیه (قانون مدنی فدراسیون روسیه) است، بخش 2، GOST 13109 - 97، دستورالعمل رویه تسویه حساب برای انرژی الکتریکی و حرارتی (شماره 449 28 دسامبر 1993 وزارت دادگستری فدراسیون روسیه).

اندازه‌گیری تجاری CE باید به طور مداوم در نقاط اندازه‌گیری برق مصرفی به عنوان ابزاری برای تأثیر اقتصادی بر مقصر خراب شدن CE انجام شود. برای این منظور باید از دستگاه هایی استفاده شود که عملکرد اندازه گیری برق و اندازه گیری کیفیت آن را با هم ترکیب کنند. وجود در یک دستگاه از عملکردهای اندازه گیری برق و کنترل PQE امکان ترکیب کنترل عملیاتی و حسابداری تجاری FE را فراهم می کند، در حالی که می توان از کانال های ارتباطی رایج و ابزار پردازش، نمایش و مستندسازی اطلاعات AMR استفاده کرد.

دستگاه‌های اندازه‌گیری تجاری KE باید زمان نسبی تجاوز از مقادیر معمول و حداکثر مجاز PQE را در نقطه کنترل برق برای دوره صورت‌حساب ثبت کنند، که حق بیمه تعرفه‌ها را برای کسانی که مسئول بدتر شدن PQE هستند تعیین می‌کند.

.2 الزامات استاندارد برای کنترل کیفیت توان

کنترل بر رعایت الزامات استاندارد توسط سازمان های تامین برق و مصرف کنندگان انرژی الکتریکی باید توسط نهادهای نظارتی و آزمایشگاه های آزمایش معتبر برای CE انجام شود.

کنترل CE در نقاط اتصال عمومی مصرف کنندگان انرژی الکتریکی به سیستم های همه منظوره توسط سازمان های تامین برق انجام می شود (نقاط کنترل مطابق با اسناد نظارتی انتخاب می شوند). فرکانس اندازه گیری PQE:

برای انحراف ولتاژ حالت پایدار - حداقل دو بار در سال، بسته به تغییرات فصلی در بارها در شبکه توزیع مرکز برق، و در صورت وجود تنظیم خودکار ولتاژ شمارنده در مرکز قدرت، حداقل یک بار در سال.

برای بقیه PQE - حداقل هر دو سال یک بار با نمودار شبکه بدون تغییر و عناصر آن و تغییر جزئی در ماهیت بارهای الکتریکی مصرف کننده، که FE را بدتر می کند.

مصرف‌کنندگان برقی که CE را بدتر می‌کنند باید در نزدیک‌ترین نقاط شبکه‌های خود به نقاط اتصال مشترک این شبکه‌ها به شبکه برق همه منظوره و همچنین در پایانه‌های گیرنده‌های انرژی الکتریکی که باعث اعوجاج می‌شوند، کنترل کنند. CE.

فرکانس کنترل FE توسط مصرف کننده انرژی الکتریکی با توافق با سازمان تامین برق تعیین می شود.

کنترل FE عرضه شده توسط پست های کششی AC به شبکه های الکتریکی با ولتاژ 6 تا 35 کیلوولت باید انجام شود:

· برای شبکه های الکتریکی 6 تا 35 کیلو ولت که تحت صلاحیت سیستم های قدرت هستند، در نقاط اتصال این شبکه ها به پست های کششی.

· برای شبکه های الکتریکی 6 - 35 کیلوولت، غیر تحت صلاحیت سیستم های قدرت، در نقاطی که با توافق بین پست های کششی و مصرف کنندگان برق انتخاب شده اند، و برای پست های کششی جدید ساخته و بازسازی شده (با جایگزینی ترانسفورماتور) - در نقاط اتصال. مصرف کنندگان انرژی الکتریکی به این شبکه ها.

5.3 تخفیف ها و هزینه های اضافی برای تعرفه کیفیت برق

در بند 1 هنر. 542 قسمت 2 قانون مدنی فدراسیون روسیه مقرر می دارد: "کیفیت انرژی عرضه شده توسط سازمان تامین کننده انرژی باید با الزامات تعیین شده توسط استانداردهای دولتی و سایر قوانین اجباری مطابقت داشته باشد یا توسط توافق نامه تامین انرژی پیش بینی شده است."

برای اطمینان از هنجارهای استاندارد در نقاط اتصال مشترک، مجاز است در قراردادهای منبع تغذیه با مصرف کنندگان - "مقصران" بدتر شدن CE، هنجارهای سخت گیرانه تر (با دامنه های کوچکتر تغییر شاخص های CE مربوطه) ایجاد شود. استانداردی که مصرف کنندگان موظفند در مرز ترازنامه شبکه های الکتریکی آن را حفظ کنند.

در صورت نقض الزامات CE توسط سازمان تامین برق، مشترک حق دارد میزان خسارت را ثابت کند و طبق قوانین هنر آن را از سازمان تامین برق بازیابی کند. 547 قانون مدنی فدراسیون روسیه. در عین حال، با توجه به اینکه مشترک با این وجود از انرژی با کیفیت نامناسب استفاده می کند، باید هزینه آن را بپردازد، اما با قیمتی متناسب (بند 2، ماده 542 قانون مدنی فدراسیون روسیه).

بدیهی است که تخلفات می تواند متقابل و برای SCE های مختلف باشد. طرف مقصر در کاهش بهره وری انرژی مطابق با قوانین اعمال تخفیفات و هزینه های اضافی برای تعرفه های کیفیت برق تعیین می شود.

دستورالعمل نحوه تسویه حساب انرژی الکتریکی و حرارتی در بخش 4 "تخفیف (اضافه هزینه) به تعرفه کیفیت برق" مجازات هایی را برای مقصر بدتر شدن بهره وری انرژی تعیین می کند.

مکانیسم مجازات تعیین شده توسط دستورالعمل برای همه SCE ها اعمال نمی شود، بلکه برای آن مقادیر عددی اعمال می شود که هنجارهای آن در استاندارد آمده است:

انحراف ولتاژ حالت پایدار؛

ضریب اعوجاج سینوسی منحنی ولتاژ؛

فاکتور عدم تعادل ولتاژ دنباله منفی;

فاکتور عدم تعادل ولتاژ دنباله صفر؛

انحراف فرکانس؛

محدوده تغییر ولتاژ

از PQE های ذکر شده، ضریب اعوجاج سینوسی منحنی ولتاژ و ضرایب اجزای هارمونیک ولتاژ همان پدیده - غیر سینوسی بودن را منعکس می کند. علاوه بر این، تمام هارمونیک ها را در مجموع منعکس می کند و - هر یک از 40 هارمونیک را به طور جداگانه. بنابراین، در دستورالعمل، از تخفیف (اضافه) برای تأثیر کل، (ضریب) استفاده می شود، همچنین باید در نظر داشت که تخفیف (اضافه) برای PQE های فردی اضافه می شود. بنابراین، شاخص در دستورالعمل گنجانده نشده است. شامل تخفیف ها (اضافه شارژ) و مدت افت ولتاژ نمی شود، زیرا میزان تحریم PQE های ذکر شده به کل مدت زمان عرضه انرژی الکتریکی با کیفیت پایین در ماه بستگی دارد و از نظر افت ولتاژ، مدت یک شیب بدون جیره بندی مقدار آنها عادی می شود.

تخفیف (اضافه) برای کیفیت انرژی الکتریکی در شهرک هایی با همه مصرف کنندگان اعمال می شود.

ارزش تخفیف (نشانه گذاری) به موارد زیر بستگی دارد:

از تعداد PQE ها که طبق آن نقض استانداردها در نقطه اندازه گیری انرژی الکتریکی در طول دوره صورتحساب وجود دارد.

از زمان نسبی تجاوز از مقادیر نرمال و حداکثر مجاز PQE در نقطه کنترل قدرت در طول دوره صورتحساب.

مقدار اختصاصی تخفیف (اضافه) بسته به میزان تخلف این عوامل می تواند از 0.2 تا 10 درصد تعرفه برق باشد.

پرداخت تعرفه با تخفیف (اضافه) برای CE برای کل حجم انرژی الکتریکی عرضه شده (مصرف شده) در طول دوره صورتحساب انجام می شود. در صورت تخلف سازمان تامین انرژی، جریمه به صورت تخفیف تعرفه و در صورت مقصر بودن مصرف کننده به صورت اضافه بها اعمال می شود.

مسئولیت یک طرفه سازمان تامین برق در مورد انحرافات ولتاژ و فرکانس غیر مجاز پیش بینی شده است. در مورد انحراف ولتاژ در صورتی که مشترک از محدودیت های فنی مصرف و تولید توان راکتیو تجاوز نکند، سازمان تامین برق در مقابل مصرف کننده مسئول است.

مسئولیت نقض هنجارهای چهار SCE دیگر بر عهده مقصر وخامت EC است. مقصر بر اساس مقایسه سهم مجاز مندرج در قرارداد با ارزش SCE در نظر گرفته شده در نقطه کنترل با سهم واقعی تعیین شده توسط اندازه گیری ها تعیین می شود.

ادبیات

1. GOST 13109-97 "استانداردهای کیفیت انرژی الکتریکی در سیستم های تامین برق همه منظوره."

دستورالعمل برای کنترل و تجزیه و تحلیل کیفیت برق در سیستم های منبع تغذیه همه منظوره (RD 34.15.501 - 88).

I.V. Zhezhelenko شاخص های کیفیت برق و کنترل آنها در شرکت های صنعتی مسکو: Energoatomizdat، 1986.168 ص.

ایوانف V.S.، Sokolov V.I. نحوه مصرف و کیفیت برق در سیستم های تامین برق شرکت های صنعتی M.: Energoatomizdat، 1987.336 ص.

Goryunov I.T.، Mozgalev V.S.، Dubinsky E.V.، Bogdanov V.A.، Kartashev I.I.، Ponomarenko I.S. اصول اولیه ساخت یک سیستم برای نظارت، تجزیه و تحلیل و مدیریت کیفیت برق. نیروگاه ها، 1377، شماره 12.

قوانین اعمال تخفیف ها و هزینه های اضافی برای تعرفه های کیفیت برق (مصوب Glavgosenergonadzor در 14 مه 1991).

پتروف V.M.، Shcherbakov E.F.، Petrova M.V. در مورد تأثیر لوازم الکتریکی خانگی بر عملکرد دستگاه های الکتریکی مجاور. انرژی صنعتی، 1377، شماره 4.

Levin M.S., Muradyan A.E., Syrykh N.N. کیفیت برق در شبکه های روستایی مسکو: انرژی، 1975.224 ص.

Kudrin B.I.، Prokopchik V.V. منبع تغذیه شرکت های صنعتی مینسک .: دبیرستان، 1988.357 ص.

دستورالعمل نحوه پرداخت برای انرژی الکتریکی و حرارتی (ثبت شماره 449 از 28 دسامبر 1993 وزارت دادگستری فدراسیون روسیه).

P.I. Golovkin سیستم قدرت و مصرف کنندگان انرژی الکتریکی M.: Energiya, 1973.168 p.

Mozgalev V.S.، Bogdanov V.A.، Kartashev I.I.، Ponomarenko I.S.، Syromyatnikov S.Yu. ارزیابی کارایی کنترل کیفیت توان در EPS. نیروگاه ها، 1999، شماره.