Актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения

В статье рассмотрены физические процессы при колебаниях напряжения, способы измерения и расчетов показателей их характеризующих, влияние колебаний напряжения на электрооборудование и мероприятия по его снижению. Сделан вывод о целесообразности проведения исследований по определению ответственности...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автори:	Сендерович, Г.А., Дяченко, А.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2016
Назва видання:	Електротехніка і електромеханіка
Теми:	Електричні станції, мережі і системи
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147058
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения / Г.А. Сендерович, А.В. Дяченко // Електротехніка і електромеханіка. — 2016. — № 2. — С. 54-60. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-147058
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1470582019-02-14T01:24:18Z Актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения Сендерович, Г.А. Дяченко, А.В. Електричні станції, мережі і системи В статье рассмотрены физические процессы при колебаниях напряжения, способы измерения и расчетов показателей их характеризующих, влияние колебаний напряжения на электрооборудование и мероприятия по его снижению. Сделан вывод о целесообразности проведения исследований по определению ответственности субъектов в случае превышения колебаниями напряжения допустимых значений статті розглянуті фізичні процеси при коливаннях напруги, способи вимірювання та розрахунки показників, які їх характеризують, вплив коливань напруги на електрообладнання та заходи щодо його зниження. Зроблено висновок про доцільність проведення досліджень з визначення відповідальності суб'єктів у разі перевищення коливаннями напруги допустимих значень Purpose. The purpose of work is the analysis of scientific and technical information for determination of expediency of researches on the determined calculations of individual share of suppliers and consumers in violation of quality of electric energy on indicators of fluctuations of voltage. Methodology. Today the indicators characterizing fluctuations of voltage aren't considered: scope of change of voltage (δUt) and dose of a flicker (Pt). These indicators represent long changes of characteristics of tension that assumes potential opportunity for studying of regularities of their emergence and the determined distribution of responsibility for these violations between subjects. Results. As showed by results of research: fluctuations of voltage make negative impact on sight of the person and functioning of the electric equipment; in a network there is a large number of possible sources of fluctuation of tension; there are ways of identification of fluctuation of voltage; there are methods of decrease in fluctuation of voltage. The analysis of literature didn't reveal development by definition of responsibility of subjects for violation of requirements to quality of electric energy regarding fluctuations of voltage. Originality. Performance of development in this direction will make definition of responsibility for violation of quality of electric energy fuller and basic. Practical value. This research will allow to develop further the metering device which defines responsibility according to the current legislation, and has flexible algorithm for further improvement. to the legislation, also has flexible algorithm for further improvement 2016 Article Актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения / Г.А. Сендерович, А.В. Дяченко // Електротехніка і електромеханіка. — 2016. — № 2. — С. 54-60. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2016.2.10 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147058 621.311 ru Електротехніка і електромеханіка Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Електричні станції, мережі і системи Електричні станції, мережі і системи
spellingShingle	Електричні станції, мережі і системи Електричні станції, мережі і системи Сендерович, Г.А. Дяченко, А.В. Актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения Електротехніка і електромеханіка
description	В статье рассмотрены физические процессы при колебаниях напряжения, способы измерения и расчетов показателей их характеризующих, влияние колебаний напряжения на электрооборудование и мероприятия по его снижению. Сделан вывод о целесообразности проведения исследований по определению ответственности субъектов в случае превышения колебаниями напряжения допустимых значений
format	Article
author	Сендерович, Г.А. Дяченко, А.В.
author_facet	Сендерович, Г.А. Дяченко, А.В.
author_sort	Сендерович, Г.А.
title	Актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения
title_short	Актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения
title_full	Актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения
title_fullStr	Актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения
title_full_unstemmed	Актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения
title_sort	актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
publishDate	2016
topic_facet	Електричні станції, мережі і системи
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147058
citation_txt	Актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения / Г.А. Сендерович, А.В. Дяченко // Електротехніка і електромеханіка. — 2016. — № 2. — С. 54-60. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.
series	Електротехніка і електромеханіка
work_keys_str_mv	AT senderovičga aktualʹnostʹopredeleniâotvetstvennostizanarušeniekačestvaélektroénergiipopokazatelâmkolebanijnaprâženiâ AT dâčenkoav aktualʹnostʹopredeleniâotvetstvennostizanarušeniekačestvaélektroénergiipopokazatelâmkolebanijnaprâženiâ
first_indexed	2025-07-11T01:15:55Z
last_indexed	2025-07-11T01:15:55Z
_version_	1837311266302984192
fulltext	54 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №2 © Г.А. Сендерович, А.В. Дяченко УДК 621.311 doi: 10.20998/2074-272X.2016.2.10 Г.А. Сендерович, А.В. Дяченко АКТУАЛЬНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА НАРУШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ КОЛЕБАНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ У статті розглянуті фізичні процеси при коливаннях напруги, способи вимірювання та розрахунки показників, які їх характеризують, вплив коливань напруги на електрообладнання та заходи щодо його зниження. Зроблено висновок про доцільність проведення досліджень з визначення відповідальності суб'єктів у разі перевищення коливаннями на- пруги допустимих значень. Бібл. 12, рис. 7. Ключові слова: якість електроенергії, показники якості електроенергії, електромагнітна сумісність, коливання напруги, флікер, розмах зміни напруги, визначення відповідальності. В статье рассмотрены физические процессы при колебаниях напряжения, способы измерения и расчетов показате- лей их характеризующих, влияние колебаний напряжения на электрооборудование и мероприятия по его снижению. Сделан вывод о целесообразности проведения исследований по определению ответственности субъектов в случае пре- вышения колебаниями напряжения допустимых значений. Библ. 12, рис. 7. Ключевые слова: качество электроэнергии, показатели качества электроэнергии, электромагнитная совместимость, колебания напряжения, фликер, размах изменения напряжения, определение ответственности. Введение. Электрическая энергия как товар ис- пользуется во всех сферах жизнедеятельности челове- ка, обладает совокупностью специфических свойств и непосредственно участвует при создании других ви- дов продукции, влияя на их качество. Понятие каче- ства электроэнергии (КЭ) отличается от понятия ка- чества других видов продукции. Каждый электропри- емник (ЭП) предназначен для работы при определен- ных номинальных параметрах электрической энергии, которые характеризуются показателями качества электрической энергии (ПКЭ). Степень соответствия действительных и установленных ГОСТом номиналь- ных ПКЭ характеризует КЭ. Обеспечение требований к КЭ на месте произ- водства не гарантирует их наличие на месте потреб- ления, так как на ПКЭ оказывают влияние техниче- ские характеристики сети и ЭП и режимы эксплуата- ции. КЭ характеризуют также термином «электромаг- нитная совместимость». Под электромагнитной со- вместимостью понимают способность ЭП нормально функционировать в его электромагнитной среде (в электрической сети, к которой он присоединен), не создавая недопустимых электромагнитных помех для других ЭП, функционирующих в той же среде. Постановка задачи. Повышение КЭ – актуаль- ная задача развития электроэнергетики, направленная на понижение потерь электроэнергии, повышение срока службы электрооборудования, обеспечение ус- ловий нормального технологического процесса по- требителей электроэнергии. Важным условием повы- шения КЭ в электрических сетях Украины является заинтересованность в этом субъектов распределения и потребления электроэнергии. Путь к повышению за- интересованности к обеспечению необходимого КЭ проходит через введение материальной ответственно- сти поставщиков и потребителей за превышение до- пустимых отклонений ПКЭ, в частности и по колеба- ниям напряжения (КН). На сегодняшний день можно говорить о том, что разработаны методы и методики определения долево- го участия субъектов распределения электроэнергии в ответственности за нарушение КЭ в трехфазных си- ловых сетях по следующим ПКЭ и их характеристи- кам: коэффициент несимметрии напряжений по об- ратной последовательности и по нулевой последова- тельности (K2U, K0U), коэффициент искажения сину- соидальности кривой напряжения и коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения (KU, KU(n)), а также установившееся отклонение напряже- ния (δUy). Разработана также комплексная методика, объединяющая три названные методики [1-4]. Не рассмотрены показатели, характеризующие КН: размах изменения напряжения (δUt) и доза фли- кера (Pt). Эти показатели, как и предыдущие, пред- ставляют продолжительные изменения характери- стик напряжения, что предполагает потенциальную возможность для изучения закономерностей их воз- никновения и детерминированного распределения ответственности за эти нарушения между субъекта- ми. Выполнение разработок в данном направлении сделает определение ответственности за нарушение КЭ более полным и принципиальным, что в даль- нейшем позволит разработать прибор учета, который определяет ответственность согласно действующему законодательству, и имеет гибкий алгоритм для дальнейшего усовершенствования. Такой прибор должен фиксировать отклонения по всем вышепри- веденным показателям, и делать обобщенный вывод об ответственности сторон. Целью работы является анализ научно- технической информации для определения целесо- образности исследований по детерминированным расчетам долевого участия поставщиков и потреби- телей в нарушении КЭ по показателям колебаний напряжения. Результаты исследований. При работе электро- приемников с резкопеременной ударной нагрузкой в электрической сети возникают резкие толчки потреб- ляемой мощности. Это вызывает изменения напряже- ния сети, размахи которых могут достигнуть больших значений, например, включением асинхронного дви- гателя с большой кратностью пускового тока. Такие явления вызываются также технологическими уста- ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №2 55 новками с быстропеременным режимом работы, ко- торый сопровождается набросами активной и реак- тивной мощностей, такими как привод реверсивных прокатных станов, дуговые сталеплавильные печи, сварочные аппараты и т.п. Представим питание потребителя в виде схемы замещения (рис. 1), в которой Esyst – эквивалентная ЭДС системы; U – напряжение на шинах приемной подстанции; Zsyst – эквивалентное сопротивление свя- зи с системой; Zload – эквивалентное сопротивление нагрузки предприятия. Esyst ~ Zsyst Zload U I, Pload Рис. 1. Эквивалентная схема питания потребителя Изменение напряжения U на шинах приемной подстанции, вызванное внешними по отношению к электрической сети потребителя воздействием, можно рассматривать как следствие изменения ЭДС системы Esyst. При допущении о неизменности сопротивления нагрузки (Zload = const) снижение Esyst приводит к уменьшению тока I по линии и мощности нагрузки потребителя Pload, повышение Esyst - к увеличению I и Pload. На самом деле, при изменении напряжения U сопротивление нагрузки Zload может несколько ме- няться, но в общем случае это изменение будет соот- ветствовать положительному регулирующему эффек- ту активной нагрузки по напряжению [5]. Если источник КН расположен в электрической сети потребителя, то изменения напряжения U на ши- нах приемной подстанции происходит по причине меняющейся нагрузки при постоянной ЭДС системы (Zload = const). Величина напряжения U будет опреде- ляться потерей напряжения на сопротивлении связи с системой Zsyst. Если пренебречь поперечной состав- ляющей падения напряжения, что характерно для распределительных сетей, то можно записать: U xQrP EU systloadsystload syst   , где Pload, Qload – мощности активной и реактивной на- грузки потребителя. Как было упомянуто выше, КН характеризуются двумя показателями [5]:  размахом изменения напряжения (δUt), %;  дозой фликера (Pst, PLt). Размах изменения напряжения δUt — это вели- чина, равная разности значений Ui и Ui+1 следующих друг за другом экстремумов (или экстремума и гори- зонтального участка) огибающей среднеквадратичных значений напряжения основной частоты, определен- ных на каждом полупериоде в процентах от номи- нального напряжения: Размах изменения напряжения вычисляют по формуле, %: 1001 U UU U nom ii t   , где Ui, Ui+1 – значения следующих один за другим экстремумов в соответствии с рис. 2. Рис. 2. Колебания напряжения Возникая в какой-либо точке КН распространя- ются по системе, причем в направлении к шинам низ- кого напряжения практически без затухания, а к ши- нам высокого напряжения – с затуханием по ампли- туде. Этот эффект проявляется в зависимости от мощ- ности короткого замыкания (Ssc.syst) системы. При рас- пространении КН в любом направлении их частотный спектр сохраняется, а коэффициент затухания или усиления (KδUt) [6] определяется соотношением: USSK sctnomsystscU t  )/(1 .. , где Ssc.syst – мощность короткого замыкания системы; Snom.t – номинальная мощность трансформатора; Usc – напряжение короткого замыкания трансформатора. Частота повторения изменений напряжения (fδUt), (1/с, 1/мин) определяется по выражению: Tmf U t / , где m – число изменений напряжения за время, Т; Т – интервал времени измерения, принимаемый рав- ным 10 мин. Если два изменения напряжения происходят с интервалом менее 30 мс, то их рассматривают как одно. Интервал времени между изменениями напряже- ния равен: ttt iiiii   1,1, . Оценка допустимости размахов изменения на- пряжения осуществляется с помощью кривой зависи- мости допустимых размахов колебаний от частоты повторений изменений напряжения или интервала времени между последующими изменениями напря- жения (рис. 3). Рис. 3. Кривая допустимых значений δUt(f) КЭ в точке общего присоединения при периоди- ческих КН, имеющих форму меандра (прямоуголь- ную, рис. 4), считают соответствующим требованиям стандарта, если измеренное значение размаха измене- 56 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №2 ний напряжения не превышает значений, определяе- мых по кривой рис. 3, для соответствующей частоты повторения изменений напряжения (FδUt) или интер- вала между изменениями напряжения (Δti,i+1). Длительность изменения напряжения – интервал времени от начала одиночного изменения напряжения до его конечного значения [5]. а Urms(t) Unom Urms(t) Unom 10 ms 10 ms б Рис. 4. Колебания напряжения произвольной формы (а) и имеющие форму меандра (б) С другой стороны опираясь на [7] использован- ный там метод «парциальных реакций» [8], то объек- тивная и однозначная оценка КН возможна только по дозе фликера. КН электропитания (как правило, продолжи- тельностью менее 1 мин), в том числе одиночные бы- стрые изменения напряжения, обусловливают воз- никновение фликера. Фликер – субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источни- ков освещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети, питающей эти источники [5]. Интенсивность фликера напряжения характеризу- ет мощность КН с учетом характерных особенностей зрительного и мозгового восприятия человеком коле- баний светового потока ламп накаливания, полностью подобных КН. Лампы накаливания являются наиболее массовыми нагрузками, чувствительными к КН в большей мере, чем телевизионные приемники, компь- ютеры, электронные и микроэлектронные устройства управления. Интенсивность фликера выражается в без- размерных единицах; ординаты стандартной кривой допустимых значений КН δUt(f) (рис. 3) соответствуют значению интенсивности фликера, определенному в течение 10 мин. с вероятностью 99 % РSt = 1. Доза фликера – это мера восприимчивости чело- века к воздействию колебаний светового потока, вы- званных КН в питающей сети, за установленный про- межуток времени, которая измеряется стандартным фликерметром. Время восприятия фликера – минимальное время для субъективного восприятия человеком фликера, вызванного колебаниями напряжения определенной формы. Стандартом [5] устанавливается кратковремен- ная PSt и длительная доза фликера PLt (кратковремен- ную определяют на интервале времени наблюдения, равном 10 мин, длительную на интервале – 2 ч). Ис- ходными данными для расчета являются уровни фли- кера, измеряемые с помощью фликерметра – прибора, в котором моделируется кривая чувствительности (амплитудно-частотная характеристика) органа зре- ния человека [9]. Процесс зрительного восприятия при КН моде- лируется на основе теории прохождения сложного сигнала через нелинейную динамическую систему. На рис. 5 представлена АЧХ зрительного анализатора, принятая МЭК. Верхний предел частоты КН, влияю- щих на зрение, с учетом постоянной времени нитей ламп накаливания, составляет примерно 35 Гц при δUt t ≤ 10 % [10]. f,Hz Рис. 5. Амплитудно-частотная характеристика зрительного анализатора где: g(f) - переменный коэффициент усиления инер- ционной адаптивной системы (глаз), зависящий от частоты колебаний f. Кратковременную дозу фликера (РSt) можно оп- ределить расчетным путем делая измерения на интер- вале наблюдения ТS = 10 мин. При этом применяется следующая формула: ,08,028,0 0657,00525,00314,0 5010 311,0 PP PPP P ss ss st    где: P0,1, P1S, P3S, P10S, P50S – уровни фликера, значения которых были превышены в течение 0,1; 1; 3;10; и 50 % времени за интервал наблюдения Ts. Индекс «s» в формуле указывает на сглаженные значения P1, P3, P10, P50. Сглаженные значения рассчитывают по сле- дующим формулам [5]: 3/)( 80503050 PPPP s  ; 5/)( 1713108610 PPPPPP s  ; 3/)( 432,23 PPPP s  ; 3/)( 5,117,01 PPPP s  . Вследствие того, что постоянная времени прибо- ра составляет 0,3 с, значение P0,1 не может быстро изменятся и сглаживание для P0,1 не требуется. Интервал наблюдения 10 мин, применяемый при оценке кратковременной дозы фликера, удобен для оценки КН, создаваемых техническими средствами с коротким рабочим циклом. В случаях, когда необхо- димо учитывать суммарный эффект нескольких на- грузок, создающих помехи случайным образом (на- пример, сварочных аппаратов, электродвигателей), или принимать во внимание источники фликера ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №2 57 с длительным и меняющимся рабочим циклом (напри- мер, дуговые электрические печи), необходимо оцени- вать длительную дозу фликера. Для этого длительную дозу фликера (PLt) определяют на основе измерений кратковременных доз фликера (PSt) применительно к периоду наблюдения, связанному с длительным рабо- чим циклом нагрузки или периодом, в течение которо- го наблюдатель может воспринимать фликер, напри- мер, несколько часов, используя выражение: 3 12 1 3 )( 12 1    k PP stkLt где PStk (i = 1, 2, ... N) — последовательные значения кратковременной дозы фликера на k-ом интервале времени TS в течение длительного периода наблюде- ния TL [5]. КЭ по дозе фликера соответствует требованиям стандарта, если кратковременная и длительная дозы фликера, определенные путем измерения в течение 24 ч или расчета, не превышают предельно допусти- мых значений: для кратковременной дозы фликера – 1,38 и для длительной – 1,0 (при КН с формой, отли- чающейся от меандра) [11]. Колебания напряжения в электрической сети приводят к следующим последствиям:  колебаниям светового потока осветительных приборов (фликер-эффект);  ухудшению качества работы телевизионных приемников;  нарушению в работе рентгеновского оборудо- вания;  ложной работе регулирующих устройств и ЭВМ;  нарушениям в работе преобразователей;  колебаниям момента на валу вращающихся ма- шин, вызывающим дополнительные потери электро- энергии и увеличенный износ оборудования, а также нарушения технологических процессов, требующих стабильной скорости вращения. Степень влияния на работу оборудования опре- деляется амплитудой колебаний и их частотой. Колебания нагрузки большой мощности, напри- мер, прокатных станов, вызывают колебания момента, активной и реактивной мощности генераторов мест- ных электростанций. Колебания и провалы напряжения с глубиной более 10 % могут привести к погасанию газоразряд- ных ламп, повторное зажигание которых в зависимо- сти от типа лампы может происходить только через значительный промежуток времени. При глубоких колебаниях и провалах напряжения (более 15 %) мо- гут отпасть контакты магнитных пускателей, вызвав сбои в производстве. Резкие КН отрицательно сказываются на дина- мике ведения поездов. Скачки тока и тягового усилия, вызываемые КН, снижают надежность работы кон- такторов и опасны с точки зрения возникновения бук- сования. Для электроподвижного состава опасны ко- лебания порядка 4-5 %. Увеличение потерь электроэнергии во внутриза- водских сетях, вызванное КН с амплитудой в 3 %, не превышает 2 % от начального значения потерь. На металлургических заводах КН более 3 % при- водят к рассогласованию скоростей работы приводов клетей станов непрерывной прокатки металла, что снижает качество (стабильность толщины) прокаты- ваемой ленты. При производстве хлора и каустической соды КН вызывают резкое увеличение износа анодов и сниже- ние производительности. Провалы напряжения при производстве химиче- ского волокна вызывают остановку оборудования, на повторный запуск которого затрачивается от 15 мин в случае отказа 10 % оборудования до 24 ч при отказе 100 % оборудования. Брак продукции составляет от 2,2 до 800 % от тоннажа одного технологического цикла. Время же полного восстановления технологи- ческого процесса достигает 3 суток. Заметное влияние оказывают колебания и прова- лы напряжения на асинхронные двигатели малой мощности. Это представляет опасность для текстиль- ного, бумагоделательного и других производств, предъявляющих высокие требования к стабильности скорости вращения электроприводов. В частности, КН на заводах химического волокна приводят к не- стабильности вращения намоточных устройств. В результате капроновые нити либо рвутся, либо полу- чаются с неравномерной толщиной. ГОСТ 32144-2013 определяет воздействие КН на осветительные установки, влияющие на зрение челове- ка. Мигание ламп освещения (фликер-эффект) вызыва- ет неприятный психологический эффект, утомление зрения и организма в целом. Степень раздражения ор- ганов зрения зависит от величины и частоты мигания. Наиболее сильное воздействие на глаз человека оказы- вают мигания света с частотой 3... 10 Гц, поэтому до- пустимые колебания напряжения в этом диапазоне ми- нимальны: менее 0,5 %. Причем степень воздействия зависит от типа источника света. Например, при оди- наковых КН лампы накаливания оказывают значитель- но большее воздействие, чем газоразрядные лампы [5]. КН с размахом 10...15 % могут привести к выхо- ду из строя конденсаторов, а также вентильных вы- прямительных агрегатов. На металлургических заводах к числу приемни- ков, чувствительных к КН, относятся станы непре- рывной прокатки. При КН возникают качания турбогенераторов. Для самих турбогенераторов такие качания не опас- ны, однако, передаваясь на лопатки турбины, они мо- гут привести в действие регуляторы скорости. Заметное влияние оказывают КН на асинхрон- ные двигатели небольшой мощности. Колебания не- допустимы для текстильного, бумагоделательного и других производств, предъявляющих особенно высо- кие требования к точности поддержания частоты вращения приводов, в качестве которых используют асинхронные двигатели. Подробно исследовано влияние колебаний на- пряжения на электролизные установки. КН с разма- хом 5 % вызывают резкое увеличение износа анодов и сокращение срока службы. КН оказывают существенное влияние на кон- тактную сварку. Это воздействие сказывается как на 58 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №2 качестве самого сварочного процесса, так и ненадеж- ности работы управления сваркой. На качество на- пряжения в сетях контактной сварки накладываются жесткие ограничения по размаху изменений напряже- ния: 5 % для сварки обычных сталей и 3 % для сварки титановых и других жаропрочных сталей и сплавов. Продолжительность допустимых КН для аппаратуры управления машинами контактной сварки ограничи- вается величиной не более 0,2 с во избежание ложной работы этих устройств. КН отрицательно влияют на работу радиоприбо- ров, нарушая их нормальную работу и снижая срок службы. Помехи в телевизионных изображениях про- являются при частотах 0,5-3 Гц и заметны, главным образом, при неподвижных изображениях. К электроприемникам, чувствительным к КН, относятся также вычислительные машины, рентге- новские установки и т.д. При работе ЭВМ в режиме управления иногда оказывается достаточным одного- двух колебаний с размахом 1... 1,5%, чтобы возник сбой в какой-либо ячейке машины и, как следствие, возникли ошибки в командах управления или при производстве расчетов. Мероприятия по снижению КН. Для снижения КН применяется разделение нагрузок и статические компенсаторы реактивной мощности (СТК). Разделение нагрузок. Для разделения резкопере- менной и спокойной нагрузок могут использоваться различные схемы и устройства. Наиболее простой является схема, основанная на использовании сдвоен- ного реактора: спокойные и резкопеременные нагруз- ки подключаются к различным секциям (обмоткам) реактора (рис. 6). Благодаря тому, что коэффициент взаимоиндукции между секциями М ≠ 0, падения на- пряжения в каждой из них при токах нагрузки I1 и I2 представляются выражениями: )( 211 IkIjxU ML  ; )( 122 IkIjxU ML  , где: xL - индуктивное сопротивление секции реактора; kM = M/L - коэффициент взаимоиндуктивной связи kM = 0,5-0,6. В идеальном случае, когда I1 = I2, оказывается: )1()2(1 ML kxIU  . Падение напряжения за счет взаимоиндуктивной связи уменьшается на 50-60 %. При I1 ≠ I2 снижение величины ΔU будет, очевидно, меньшим. Размахи изменения напряжения зависят от сопротивления пи- тающей энергетической системы до шин, к которым подключен реактор. Применение этой схемы для подключения элек- тродуговой сталеплавильной печи (ДСП – 5МТ) и позволяет в ряде случаев обеспечить на шинах «спо- койной» нагрузки КН, значения которых не превосхо- дят предельно-допустимой величины. Применение сдвоенного реактора более эффек- тивно в случае, когда коэффициент связи между об- мотками (секциями) равен единице; последнее воз- можно при использовании реакторов со стальным магнитопроводом. В этом случае можно подобрать параметры реактора таким образом, чтобы исключить влияние падения напряжения, обусловленного нагрузкой смежной секции в сопротивлении электри- ческой сети. Рис. 6. Схема с применением сдвоенного реактора для стабилизации напряжения при ударных нагрузках Для резкопеременных и спокойных нагрузок применяются также трансформаторы с расщепленны- ми обмотками. В случае подключения к одной ветви обмотки НН трансформатора спокойной нагрузки, а к другой – резкопеременной связь между значениями размахов изменения напряжения на соответствующих шинах ΔU1 и ΔU2 можно представить в виде: k k UU s s   4 4 21  , где ks - коэффициент расщепления, равный 3,34 – 3,64. В среднем принимается ks = 3,5. При выделении резкопеременной нагрузки на отдельный трансформатор общие сопротивление снижается с величины: C TT TT X XX XX X     21 21 , до величины XC. Тогда размах КН на шинах стабиль- ной нагрузки снижается в XC/X раз, а на шинах резко- переменной нагрузки увеличивается в X/(XC+XT2) [11]. При использовании трансформаторов с расщеп- ленными обмотками для сетей 6-10 кВ с электродуго- вой сталеплавильной печью небольшой мощности КН на шинах «спокойной» нагрузки также могут быть в допустимых пределах. Снижение КН с помощью СТК. Компенсация КН в данном случае осуществляется за счет компенсации набросов реактивной мощности (РМ). Для обеспече- ния компенсирующего эффекта время запаздывания при генерации РМ компенсатором должно быть ми- нимальным, чтобы не вызвать увеличение уровня КН. Так, например, при компенсации наброса РМ прямо- угольной формы (рис. 7,а) с некоторым временем за- паздывания Δt вместо одного появляется два наброса РМ (рис. 7,б) и уровень КН увеличивается. Не менее важным является вопрос выбора мощ- ности СТК. Максимальная компенсирующая способ- ность СТК связана с максимальным размахом КН, который может быть скомпенсирован, следующим выражением:        P QQ st k 1 1maxmax. , где Pst – интенсивность фликера. ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №2 59 Q(t) 0 Q1(t) t t Q Q(t) 0 t Q а б Рис. 7. Графики изменения РМ нагрузки: а) суммарный график РМ нагрузки и СТК (сплошная линия), и СТК нагрузки (пунктирная линия); б) суммарный график РМ нагрузки и СТК Расчет по этой формуле дает завышенные ре- зультаты (погрешность 5-10 % в зависимости от сте- пени разброса размахов КН) [12]. Кроме перечисленных мероприятий выше необ- ходимо использовать оптимальные решения схемы электроснабжения с минимальными дополнительны- ми затратами, к числу которых относятся:  приближение источников высокого напряжения к электроприемников с резкопеременной нагрузкой;  уменьшать индуктивное сопротивление линий внешнего электроснабжения (например, отказом от ши- нопроводов, уменьшением индуктивности реакторов);  предусматривать питания крупных электропри- емников с резкопеременных нагрузкой от отдельных линий, идущих непосредственно от источников пита- ния (ГПП, ТЭЦ и др.);  соблюдение оптимального уровня мощности ко- роткого замыкания в сетях, питающих электроприем- ники с резкопеременной нагрузкой, в пределах 750-10000 МВА;  для ограничения КН при самозапуске электро- двигателей предусматривается снижение, по возмож- ности, времени действия АВР и АПВ и применения быстродействующих сетевых защит, а также приме- нение ступенчатого и частичного АВР, при котором в работе остаются только самые важные двигатели, а остальные отключаются;  использовать параллельную работу питающих линий и трансформаторов на ГПП (при замкнутом секционном выключателе);  для ограничения КН у потребителей потеря на- пряжения в линейном реакторе в нормальном режи- ме должна быть не более 4-5 % номинального на- пряжения;  снижение сопротивления питающего участка се- ти. При увеличении сечения проводников линии сни- жается (R), а применение устройств продольной ком- пенсации снижает суммарное (X). Недостатки, увели- чиваются капитальные затраты, а применение про- дольной компенсации опасно повышением токов ко- роткого замыкания при (X → 0). Выводы. 1. Проблема колебаний напряжения актуальна, так как:  колебания напряжения оказывают негативное воздействие на зрение человека и функционирование электрооборудования;  в сети имеется большое количество возможных источников колебания напряжения;  существуют способы выявления и методы сни- жения колебания напряжения. 2. Требуется обеспечить заинтересованность субъ- ектов процесса распределения и потребления электро- энергии в уменьшении уровня КН до допустимых значений. В качестве стимула повышения заинтересо- ванности авторы рассматривают введение ответст- венности субъектов за нарушение требований к КЭ, в частности по КН. 3. Анализ литературы не выявил разработок по оп- ределению ответственности субъектов за нарушение требований к КЭ в части колебаний напряжения. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Гриб О.Г., Сендерович Г.А., Сендерович П.Г. Алгоритм реализации методики распределения ответственности за искажение симметрии // Вісник НТУ «ХПІ». − 2006. − №10. − С. 7-13. 2. Гриб О.Г., Сендерович Г.А., Сендерович П.Г. Алгоритм реализации методики распределения ответственности за искажение синусоидальности // Коммунальное хозяйство городов. – 2006. – №67. – С. 237-245. 3. Сендерович П.Г. Методика и алгоритм определения ответственности за превышение допустимого отклонения напряжения // Вісник Харківського національного технічно- го університету сільського господарства імені Петра Васи- ленка. Серія «Проблеми енергозабезпечення та енергозбе- реження в АПК України». – 2006. – №43. – Т.1. – С. 59-65. 4. Сендерович П.Г. Определение ответственности за на- рушение качества в приборах учета электроэнергии // Све- тотехника та электроэнергетика. – 2006. - №7-8 – С. 48-53. 5. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения: ГОСТ 13109-97. – [Введ. в Украине 01.01.2000]. – Минск: ИПК. Изд-во стандартов, 1998. – 30 с. – (Межгосударствен- ный стандарт стран СНГ). 6. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных пред- приятий: учебник для студентов высших учебных заведе- ний. – 2-е изд. М.: Интермент Инжиниринг, 2006. – 672 с. 7. Куренный Э.Г., Дмитриева Е.Н., Погребняк Н.Н., Чер- никова Л.В., Цыганкова Н.В. Аналитический метод расчета показателей случайных колебаний напряжения в электриче- ских сетях // Научные труды Донецкого национального технического университета. Серия «Электротехника и энер- гетика». – 2000. – №21. – С. 34-37. 8. Куренный Э.Г., Лютый А.П., Черникова Л.В. Метод парциальных реакций для анализа процессов на выходе линейных фильтров в моделях электромагнитной совмести- мости // Электричество. – 2006. – №10. – С. 11-18. 9. ГОСТ Р 51317.4.15-99 (МЭК 61000-4-15-97). Совмести- мость технических средств электромагнитная. Фликерметр. Технические требования и методы испытаний. – М., 1999. 10. Жежеленко И.В., Шидловский А.К., Пивняк Г.Г., Са- енко Ю.Л., Нойбергер Н.А. Электромагнитная совмести- мость потребителей: Монография. - М.: Машиностроение, 2012. – 351 с. 11. ГОСТ Р 51317.4.15-2012 (МЭК 61000-4-15-2010). Со- вместимость технических средств электромагнитная. Фли- керметр. Функциональные и технические требования. – М.: Стандартинформ, 2012. 12. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предпри- ятиях: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд. – М.: Энергоатом- издат, 2000. – 272 с. 60 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №2 REFERENCES 1. Gryb O.G., Senderovich G.A., Senderovich P.G. The algo- rithm implementing the methodology of distribution of respon- sibility for the distortion of symmetry. Visnyk NTU «KhPІ» – Bulletin of NTU «KhPІ», 2006, no.10, pp. 7-13. (Rus). 2. Gryb O.G., Senderovich G.A., Senderovich P.G. The algo- rithm implementation methodology for the allocation of respon- sibility harmonic distortion. Kommunal'noe khoziaistvo gorodov – Communal economy of cities, 2006, no.67, pp. 237-245. (Rus). 3. Senderovich P.G. The methodology and algorithm for de- termining the liability for exceeding the allowable voltage fluc- tuation. Vіsnik Harkіvskogo natsіonalnogo tehnіchnogo unіver- sitetu sіlskogo gospodarstva іmenі Petra Vasilenka - Bulletin of Kharkiv Petro Vasylenko National Technical University of Agri- culture, 2006, no.43, vol.1, pp. 59-65. (Rus). 4. Senderovich P.G. Definition of the responsibility for quality infringement in devices of the electric power account. Sve- totekhnika ta elektroenergetika – Lighting Engineering and Power Engineering, 2006, no.7-8, pp.48-53. (Rus). 5. GOST 13109-97. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost' tehnicheskih sredstv elektromagnitnaya. Normy kachestva elek- tricheskoi energii v sistemah elektrosnabzheniya obschego naznacheniya [State Standard 13109-97. Electrical energy. Technical equipment electromagnetic compatibility. Quality standards for electrical energy in general use power systems]. Minsk, IPK Publishing house of standards, 1998. 30 p. (Rus). 6. Kudrin B.I. Elektrosnabzhenie promyshlennykh predpriiatii: uchebnik dlia studentov vysshikh uchebnykh zavedenii [Power supply of the industrial enterprises: Textbook for students of higher educational institutions]. Moscow, Interment Inzhiniring Publ., 2006. 672 p. (Rus). 7. Kurennyi E.G., Dmitrieva, E.N., Pogrebnyak N.N. Chernik- ovа L.V., Cigankova N.V. Analytical method of calculation of random voltage oscillations indices in power electric networks. Nauchnye trudy Donetskogo natsional'nogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia «Elektrotekhnika i energetika». – Scientific papers of Donetsk National Technical University. Series «Elec- trical Engineering and Power Engineering», 2000, no.21, pp. 34-37. (Rus). 8. Kurennyi E.G., Lyutyi A.P., Chernikova L.V. The partial reaction method for analyzing the processes at the output of linear filters in models for electromagnetic compatibility. Elec- trichestvo – Electricity, 2006, no.10, pp. 11-18. (Rus). 9. GOST R 51317.4.15-99 (MEK 61000-4-15-97). Sovmesti- most' tekhnicheskih sredstv ehlektromagnitnaya. Flikermetr. Tekhnicheskie trebovaniya i metody ispytanij. [State Standard GOST R 51317.4.15-99 (IEC 61000-4-15-97). Compatibility of technical equipment. Flickermeter. Technical requirements and test methods]. Moscow, 1999. (Rus). 10. Zhezhelenko I.V, Shidlovskij A.K., Pivnyak G.G., Saenko Yu.L., Nojberger N.A. Ehlektromagnitnaya sovmestimost' pot- rebitelej [Electromagnetic compatibility of consumers]. Mos- cow, Mashinostroenie Publ., 2012. 351 p. (Rus). 11. GOST R 51317.4.15-2012 (MEK 61000-4-15-2010). Sovmestimost' tekhnicheskih sredstv ehlektromagnitnaya. Flikermetr. Funkcional'nye i tekhnicheskie trebovaniya. [State Standard GOST R 51317.4.15-2012 (IEC 61000-4-15-2010). Electromagnetic compatibility of technical equipment. Fliker- meter. Functional and design specifications]. Moscow, Stan- dartinform Publ., 2012. (Rus). 12. Zhezhelenko I.V., Saenko Yu.L. Pokazateli kachestva elek- troenergii i ikh kontrol' na promyshlennykh predpriiatiiakh: Ucheb. posobie dlia vuzov. 3-e izd [Indicators of quality of the electric power and their control at the industrial enterprises. Educational manual for students of higher educational institu- tions, 3rd ed.]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 2000. 272 p. (Rus). Сендерович Геннадий Аркадиевич1, д.т.н., проф., Дяченко Александр Васильевич1, аспирант, 1 Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», 61002, Харьков, ул. Фрунзе, 21, тел/phone +38 095 2098150, e-mail: senderovichg@mail.ru, alex.7491@mail.ru G.A. Senderovich1, A.V. Diachenko1 1 National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», 21, Frunze Str., Kharkiv, 61002, Ukraine. The relevance of determining responsibility for violation of power quality in terms of voltage fluctuations. Purpose. The purpose of work is the analysis of scientific and technical information for determination of expediency of re- searches on the determined calculations of individual share of suppliers and consumers in violation of quality of electric en- ergy on indicators of fluctuations of voltage. Methodology. To- day the indicators characterizing fluctuations of voltage aren't considered: scope of change of voltage (δUt) and dose of a flicker (Pt). These indicators represent long changes of charac- teristics of tension that assumes potential opportunity for study- ing of regularities of their emergence and the determined distri- bution of responsibility for these violations between subjects. Results. As showed by results of research: fluctuations of volt- age make negative impact on sight of the person and functioning of the electric equipment; in a network there is a large number of possible sources of fluctuation of tension; there are ways of identification of fluctuation of voltage; there are methods of decrease in fluctuation of voltage. The analysis of literature didn't reveal development by definition of responsibility of sub- jects for violation of requirements to quality of electric energy regarding fluctuations of voltage. Originality. Performance of development in this direction will make definition of responsibil- ity for violation of quality of electric energy fuller and basic. Practical value. This research will allow to develop further the metering device which defines responsibility according to the current legislation, and has flexible algorithm for further im- provement. to the legislation, also has flexible algorithm for further improvement. References 12, figures 7. Key words: quality of the electric power, indicators of quality of the electric power, electromagnetic compatibility, fluctua- tions of tension, fliker, scope of change of tension, definition of responsibility.

Актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения

Репозитарії

Схожі ресурси