Качество электрической энергии: определение, основные показатели качества электроэнергии.

Под термином "качество электрической энергии" понимается соответствие

основных параметров энергосистемы установленным нормам производства,

передачи и распределения электрической энергии.

Количественная характеристика качества электроэнергии выражается

отклонениями напряжения и частоты, размахом колебаний напряжений и

частоты, коэффициентом несинусоидальности формы кривой напряжения,

коэффициентом несимметрии напряжения основной частоты.

Отклонение частоты - разность усредненная за 10 мин. между

фактическим значением основной частоты и номинальным её значением.

Отклонение частоты от номинального значения в нормальном режиме работы

допускается в пределах (0,1 Гц. Кратковременные отклонения могут достигать

(0,2 Гц.

Колебание частоты - разность между наибольшим и наименьшим значениями

основной частоты в процессе достаточно быстрого изменения параметров

режима, когда скорость изменения частоты не меньше 0,2 Гц в секунду.

Колебания частоты не должны превышать 0,2 Гц сверх допустимых отклонений

0,1 Гц

Отклонения напряжения - разность между фактическим значением

напряжения и его номинальным значением для сети, возникающая при

сравнительно медленном изменении режима работы, когда скорость изменения

напряжения меньше 1% в секунду.

В условиях нормальной работы допускается отклонение напряжения в

следующих пределах:

-5(+10% - на зажимах электродвигателей и аппаратов для их пуска и

управления

-2.5(+5% - на зажимах приборов рабочего освещения

(5% - на зажимах остальных приемников электрической энергии

В после аварийных режимах допускается дополнительное понижение

напряжения на 5%.

Колебание напряжения

Колебание напряжения оценивается следующими показателями:

1. Размахом изменения напряжения (U т.е. разностью между наибольшим и

наименьшим действующими значениями напряжения в процессе достаточно

быстрого изменения параметров режима, когда скорость изменения

напряжения не менее 1% в секунду

2. Частотой изменений напряжения (1/с, 1/мин., 1/ч.)

F=m/T

где m- количество изменений напряжения со скоростью изменения более 1%

в секунду за время Т.

3. Интервал между следующими друг за другом изменений напряжения (tkj

Несинусоидальность напряжения сети характеризуется коэффициентом

несинусоидальности (искажения) кривой напряжения.

Коэффициент несинусоидальности напряжения не должен превышать 5% на

зажимах любого приемника электроэнергии.

Под несимметрией напряжений понимают неравенство фазных или линейных

напряжений по амплитуде и углам сдвига между ними.

Нормируемым показателем несимметрии является коэффициент обратной

последовательности напряжения, равный отношению напряжения обратной

последовательности U2 к номинальному линейному напряжению Uном.

Допустимое значение коэффициента (2 составляет 2%.

При выходе показателей качества за установленные пределы

увеличиваются расход и потери электроэнергии в системах электроснабжения,

снижается уровень надежности работы электрооборудования, возникают

нарушения технологических процессов и снижается выпуск продукции.

Отклонения и колебания напряжения.

Отклонения напряжения

Каждый электроприемник спроектирован для работы при номинальном

напряжении и должен обеспечивать нормальное функционирование при

отклонениях напряжения от номинального на заданную величину. При изменении

напряжения в пределах этого диапазона могут изменятся значения выходного

параметра электроприемника (температура в электротермической установке,

освещенность у светильников, полезная мощность на валу электродвигателя и

т.д.)

Основными причинами отклонений напряжения в системах электроснабжения

предприятий являются изменения режимов работы приемников электроэнергии,

изменения режимов питающей энергосистемы, значительные индуктивные

сопротивления линий 6-10 кВ. Изменения напряжения на зажимах приемника

электроэнергии даже в установленных пределах вызывает изменение его технико-

экономических показателей.

Отклонения напряжения зависят от очень многих случайных и к тому же

часто изменяющихся факторов. Последствия от отклонений напряжения зависят

не только от величины, но и от продолжительности отклонения, а также от

того, какой процент потребителей подвергается большим отклонениям. Так,

например, кратковременные и редкие, хотя даже и значительные отклонения

напряжения у отдельных потребителей не могут оправдать расходов, связанных

с удорожанием сети, которое будет необходимо для уменьшения или ликвидации

этих отклонений.

Для характеристики качества напряжений в настоящее время разработана

вероятная оценка, основанная на методе математической статистики. Этот

метод впервые был разработан П. Айере, доказавшим,что количественную

оценку влияния медленных изменений напряжения на экономичность работы

электроприемников наиболее удобно и точно можно производить по среднему

квадрату отклонения напряжения [(%)2] за период времени Т, названного

автором метода неодинаковостью напряжения (Ucк)2(%)2

4.Электрическое освещение: основные определения, системы освещения, виды освещения, источники света.

Питание электрического освещения, как правило, производится от об­щих для силовых и осветительных нагрузок трансформаторов напряжением 380/ 220 В, самостоятельными линиями.

Если в цехе имеются нагрузки, ухудшающие показатели качества электроэнергии по сравнению с нормируемыми ГОСТ 13109-95, то питание таких нагрузок и освещения должно осуществляться от разных трансфор­маторов.

Осветительные сети внутреннего освещения делятся на питающие и групповые. К питающей сети относятся линии, прокладываемые от ТП или вводно-распределительного устройства (ВРУ) до групповых щитков, к груп­повой сети - линии от групповых щитков до светильников (рис.4.9). С целью рационального использования по загрузке автоматических выключателей трансформаторной подстанции, групповые щитки питаются от магистральных щитков (пунктов) (рис.4.10, 4.11). Если в цехе используется схема «блок трансформатор - магистраль», то магистральные пункты питают от головных участков магистрали (рис.4.12).

При разработке схемы электрического освещения необходимо пред­усматривать раздельное питание рабочего и аварийного освещения. В цехах, где установлено несколько трансформаторов, эти виды освещения рекомен­дуется питать от разных трансформаторов, которые, в свою очередь, присое­динены к независимым

источникам. Если установлен один трансформатор, то питание рабочего и аварийного освещения осуществляется отдельными линиями, начиная от магистрального щитка (рис.4.13).

В зависимости от мощности осветительной нагрузки, размеров и кон­фигурации осветительной сети питающая линия может быть подведена непо­средственно к групповому щитку или к магистральному пункту.

Возможен также вариант, когда от магистрального пункта отходят как групповые линии к светильникам, так и линии к групповым щиткам или осветительным шинопроводам (рис.4.14).

В качестве осветительных магистральных и групповых щитков приме­няют распределительные пункты серии ПР8513 (табл.5.8-5.9) с трехполюсными автоматическими выключателями и ПОР 8513 (табл.4.1) с однополюс­ными автоматическими выключателями

В больших производственных зданиях осветительная питающая сеть может быть выполнена с использованием распределительных шинопроводов типа ШРА. В этом случае, вместо групповых щитков к шинопроводу подключаются группы светильников через отдельные аппараты защиты и управления.

Групповая сеть предназначена для непосредственного подключения светильников внутреннего освещения и штепсельных розеток.

Рис 4.9 Принципиальная схема осветительной сети:

1 - питающая сеть, 2 – водно-распределнтельное устройство 3- магистральный пункт (щиток),

4-групповой щиток.

5 - питающая сеть, 6 - групповая сеть

4. 10. Схема питания рабочего и аварийного (эвакуационного)освещения от однотрансформаторных КТП

1 - КТП, 2 - магистральный щиток (пункт), 3 - групповой щиток освещения, 4 - групповой щиток аварийного освещения,

5 - линия питающей сети рабочего освещения, 6 - линия питающей сети аварийного (эвакуационного) освещения,

7 - питание рабочего освещения других участков здания или силовых потребителей

На рис.4.16 представлены варианты распределения ламп между фазами к, трехфазной группе.

Верхний вариант оптимален с точки зрения потерь напряжения в линии т к "центры тяжести" нагрузок всех фаз в этом случае совпадают, но этот вариант не является лучшим в отношении ослабления пульсаций освещенности и, кроме того, при нем в случае отключения одной-двух фаз создается случайное распределение освещенности вдоль линий

Нижний вариант применяется наиболее часто Он лучше чем любой другой вариант обеспечивает снижение пульсаций при отключении части фаз и дает относительно равномерное распределение освещенности

Групповые сети можно выполнять осветительными шинопроводами двухпроводными (фаза-нуль) - ШОС2-25, ШОС80 и четырехпроводными (три фазы- нуль) ШОС4-25, если нагрузка их не менее 50% номинального том шинопровода. Шинопроводы можно использовать в помещениях любого назначения с нормальной средой, кроме особо сырых, при расположении светильников рядами

Питание групповых сетей может осуществляться также от групповых пунктов. В качестве групповых пунктов, как указывалось ранее, используется серия пунктов ПР (ПОР) 8513, которая заменяет серии осветительных ящиков (ЯОУ8500, ЯВ, ЯР), многие из которых изготавливались за пределами РФ Характеристики пунктов приведены в табл.4 1 Для групповых сетей находя применение щитки типов ОП,ОЩ,ОЩВ,УОЩВ (табл 4 2) Щитки рассчитаны на напряжение 380/220 В, укомплектованы однополюсными автоматическим выключателями. Ток расцепителей одинаков для всех автоматических выключателей одного щитка Количество и сечение проводов, присоединяемых к вводному зажиму до 2x50 мм²

Для групповых осветительных сетей производственных помещений освещаемых разрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, ДНАТ) при использовании групповой компенсации реактивной мощности трехфазными конденсаторами, присоединенными к групповым линиям, при­меняют распределительные пункты серии ПР41, рассчитанные на напряжение 380/220 В (табл 4.3). Пункт ПР41 для напольной установки рассчитан на четыре трехфазные групповые линии, в нем установлено четыре трехфазных конденсатора мощностью по 18 квар. К пунктам допускается присоединение проводов сечением: питающих от 10 до 2x120 мм², отходящих от 1,5 до 25 мм².

Для помещений со взрывоопасными зонами классов B-Ia, B-I6. В-Па, В-1г применяются щитки ЩОВ-1А и ЩОВ -2А на напряжение 380/220