Wer beeinflusst die Qualität der elektrischen Energie? Verbesserung der Stromqualität: Methoden, Methoden, Gründe

1. Frequenzabweichungen und -schwankungen entstehen hauptsächlich durch Überlastungen von Generatoren in Kraftwerken, die bei anhaltenden Kurzschlüssen auftreten; Notabschaltung parallel laufender Generatoren während der Spitzenlastzeiten der Verbraucher, insbesondere im Winter.

2. Spannungsabweichungen entstehen durch falsche Auswahl der Netzelemente, irrationale Spannungsregelung durch Umschalten von Anzapfungen am Transformator, begrenzte Leistung der Stromquelle unter dem Einfluss von Stoßbelastungen.

3. Spannungsschwankungen im Netz werden durch starke Stoßbelastung, Schweißgeräte und falsche Parameterauswahl der Elemente des Stromversorgungssystems verursacht.

4. Nichtsinusförmige Spannungen im Netz werden durch Ventilwandler, Schweißgleichrichter, Lichtbogenschmelzöfen und andere ähnliche Lasten verursacht. In diesem Fall wird die Sinusform von Strom und Spannung im Netz verzerrt. Die Oberschwingungspegel in Strom und Spannung hängen von der Lastgröße ab und erreichen einen Maximalwert für die Spannung bei X.X. Last, wenn Xn →∞, und für Strom – bei Kurzschluss, wenn Xn →0. Zwischen diesen beiden Randbedingungen kann der 5. Harmonische Strom definiert werden als:

wobei ϒ der Ventilschaltwinkel ist.

Folglich wird der Wert von Kns durch den Lastbetriebsmodus, die Netzwerkparameter und die Lastgröße beeinflusst.

5. Unterscheiden Sie zwischen langfristiger und kurzfristiger Spannungsasymmetrie. Eine langfristige Asymmetrie tritt auf, wenn im Netz eine Beleuchtungslast vorhanden ist, einphasige Schweißanlagen vorhanden sind, Schmelzöfen usw. Kurzfristige Asymmetrie ist in der Regel mit Notfallvorgängen in elektrischen Netzen wie Kurzschlüssen, Drahtbrüchen und Erdschlüssen verbunden.

6. Spannungsungleichgewicht tritt auf, wenn der Widerstand des Neutralleiterkreises in einem System mit fest geerdetem Neutralleiter oder in einem System mit isoliertem Neutralleiter unter unsymmetrischer Last zunimmt.

Ohne Berücksichtigung der unvermeidlichen Übergangsprozesse, die in Abb. 10.7 stellen wir fest, dass eine langfristige Vergrößerung oder Verkleinerung des Versorgungsnetzes zu einer Verkürzung der Lebensdauer von Motoren und Netzteilen führt. Eine Reduzierung ist aufgrund des erheblichen Anstiegs des Stromverbrauchs, Störungen und Ausfällen von Elektronik und Geräten weniger wünschenswert Computertechnologie. Ein vollständiger Ausfall der Versorgungsspannung wirkt sich negativ aus. Kurzfristige Überspannungen und Einbrüche entstehen durch transiente Vorgänge im elektrischen System, begleitet von hochfrequenten Störungen, die zum Ausfall elektronischer Geräte führen. Eine Überspannung kann zum Ausfall des Verbrauchers führen, wenn die Schalt- und insbesondere Schutzeinrichtungen nicht den Anforderungen an Geschwindigkeit und Selektivität genügen.

Was beeinflusst die Qualität der Stromversorgung?

Negativer Einfluss Elektrische Leistungsgeräte und Messgeräte unterliegen langfristigen Verzerrungen der Spannungskurve, insbesondere Spannungsverzerrungen mit „Kerb“-Charakter, die durch das Schalten von Leistungsthyristoren und -dioden in leistungsstarken Verzerrungsquellen verursacht werden. Am gefährlichsten sind Verzerrungen der Kurve beim Nulldurchgang. Diese Verzerrungen können zu einem zusätzlichen Schalten von Dioden von Netzteilen mit geringer Leistung, einer beschleunigten Alterung von Kondensatoren und einem Ausfall von Computern, Druckern und anderen Geräten führen.

Das Qualitätsproblem in häuslichen Stromnetzen ist sehr spezifisch. In allen industriellen Industrieländer Der Anschluss leistungsstarker nichtlinearer Lasten, die die Form der Stromkurven und des Stromnetzes verzerren, ist nur zulässig, wenn die Anforderungen zur Gewährleistung der Stromqualität erfüllt sind und entsprechende Korrekturgeräte verfügbar sind. In diesem Fall sollte die Gesamtleistung der neu eingeführten nichtlinearen Last 3...5 % der Leistung der Gesamtlast des Energieunternehmens nicht überschreiten. Ein anderes Bild ist in unserem Land zu beobachten, wo solche Verbraucher recht chaotisch miteinander in Kontakt treten.

Ausgabe technische Spezifikationen Der Beitritt ist weitgehend formal, da es an klaren Methoden und massenhaft zertifizierten Instrumenten mangelt, die erfassen, „wer die Schuld trägt“. Gleichzeitig stellte die Industrie praktisch nicht die notwendigen Filterkompensations-, Ausgleichs-, multifunktionalen Optimierungsgeräte usw. her.

Infolgedessen waren die Stromnetze Russlands mit verzerrenden Geräten übersättigt.

In einigen Regionen entstanden Komplexe von Stromnetzen und Verbraucherverteilungsnetzen, die in ihrer Leistung und dem Grad der Verzerrung der Stromkurven einzigartig waren, was das Problem der Versorgung der Verbraucher mit qualitativ hochwertigem Strom erheblich verschärfte.

Um die Übereinstimmung der Werte der gemessenen Leistungsqualitätsindikatoren mit den Standards der Norm zu bestimmen, mit Ausnahme der Dauer eines Spannungseinbruchs, der Impulsspannung und des vorübergehenden Überspannungskoeffizienten, wird ein Mindestmesszeitintervall von 24 Stunden festgelegt , entsprechend dem Abrechnungszeitraum. Die Gesamtdauer der PKE-Messungen sollte unter Berücksichtigung der zwingenden Einbeziehung der für die PKE-Messung typischen Werktage und Wochenenden gewählt werden. Die empfohlene Gesamtmessdauer beträgt 7 Tage. Ein Vergleich des PCE mit den Normen der Norm muss für jeden Tag der gesamten Messdauer separat für jeden PCE durchgeführt werden. Darüber hinaus sollten PCE-Messungen auf Wunsch des Energieversorgungsunternehmens oder Verbrauchers sowie vor und nach dem Anschluss eines neuen Verbrauchers durchgeführt werden.

Methoden zur Verbesserung der Stromqualität

Es gibt drei Hauptgruppen Methoden zur Verbesserung der Stromqualität:

1. Rationalisierung der Stromversorgung, die insbesondere darin besteht, die Netzleistung zu erhöhen und nichtlineare Verbraucher mit erhöhter Spannung zu versorgen;
2. Verbesserung der Struktur des 1UR, zum Beispiel Sicherstellung der Nennlast von Motoren, Verwendung von Mehrphasen-Gleichrichterschaltungen, einschließlich Korrekturvorrichtungen in der Verbraucherzusammensetzung;
3. die Verwendung von Qualitätskorrekturgeräten – Regler für einen oder mehrere Stromqualitätsindikatoren oder damit verbundene Stromverbrauchsparameter.

Aus wirtschaftlicher Sicht ist die dritte Gruppe am vorteilhaftesten, da eine Änderung der Netzwerk- und Verbraucherstruktur zu erheblichen Kosten führt.

Die Gestaltung neuer Verbrauchernetze muss unter Berücksichtigung moderner Qualitätsanforderungen erfolgen, wobei der Schwerpunkt auf der Entwicklung von Netzqualitätsreglern liegt verschiedene Arten. Eine gezielte Einwirkung auf die Veränderung einer Verzerrungsart hat eine indirekte Auswirkung auf andere Verzerrungsarten. Beispielsweise führt die Kompensation von Spannungsschwankungen zu einer Reduzierung der Oberschwingungspegel und führt zu einer Änderung der Spannungsabweichungen.

Abweichungen sind langsam und werden entweder durch Pegeländerungen im Leistungszentrum oder durch Verluste in Netzwerkelementen verursacht (Abb. 10.8). Die Abweichungsanforderungen für die neuesten Stromempfänger werden aufgrund erheblicher Verluste in der Kabelleitung und auf den Strombussen nicht erfüllt. Gesamtverluste l/c.p, %, werden durch den Ausdruck bestimmt:

Aus der Analyse des Diagramms (siehe Abb. 10.8) können wir schließen, dass die Anforderungen an Abweichungen durch Regulierung im Leistungszentrum (gpp, rp) und durch Reduzierung von Verlusten in Netzelementen erfüllt werden können.

Die Regelung erfolgt durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Versorgungstransformators. Zu diesem Zweck sind Transformatoren mit Mitteln zur Lastregelung (RPN) ausgestattet oder verfügen über die Möglichkeit, Anzapfungen von Steuerzweigen ohne Erregung (pbv) zu schalten, d. h. sie beim Schalten der Zweige vom Netz zu trennen. Transformatoren mit Laststufenschalter ermöglichen eine Regelung im Bereich von ±10 bis ±15 % mit einer Auflösung von 1,25…2,50 %. Transformatoren mit pbv haben üblicherweise einen Einstellbereich von ±5 %.

Eine Reduzierung der Verluste in Versorgungsleitungen oder Kabeln kann durch Reduzierung der Wirk- und/oder Blindwiderstände erreicht werden. Die Reduzierung des Widerstands wird durch eine Vergrößerung des Leitungsquerschnitts oder den Einsatz von Längskompensationsgeräten (LPDs) erreicht.

Die kapazitive Längskompensation von Leitungsparametern besteht aus der sequentiellen Verbindung von Kondensatoren im Leitungsabschnitt, wodurch deren Reaktanz abnimmt: Х'л= XL ХC< Хл.

Schwankungen im Stromversorgungssystem Industrieunternehmen werden durch Blindleistungsspitzen von Verbrauchern verursacht. Im Gegensatz zu Abweichungen treten Schwankungen viel schneller auf. Die Scerreichen 10 bis 15 Hz bei Blindleistungsstoßraten von bis zu zehn oder sogar Hunderten Megavars pro Sekunde. Spannungsschwankungsbereich

Aus dem Ausdruck (10.33) folgt, dass es zur Reduzierung von bU notwendig ist, Xcs oder Lastblindleistungsspitzen QH zu reduzieren, wobei zur Reduzierung schnell reagierende Blindleistungsquellen verwendet werden müssen, die der Natur entsprechende Blindleistungsspitzenraten liefern können des Lastwechsels. In diesem Fall ist die Bedingung erfüllt

Der Anschluss des IRM führt zu einer Verringerung der Amplituden der resultierenden Blindleistungsschwingungen, erhöht jedoch deren äquivalente Frequenz. Bei unzureichender Reaktion kann der Einsatz von IRM sogar zu einer Verschlechterung der Situation führen.

Um den Einfluss stark schwankender Lasten auf empfindliche elektrische Empfänger zu reduzieren, wird eine Methode der Lastverteilung verwendet, bei der am häufigsten Doppeldrosseln, Dreiwicklungstransformatoren mit geteilten Wicklungen oder die Versorgung von Lasten aus verschiedenen Transformatoren verwendet werden. Der Effekt der Verwendung einer Doppeldrossel beruht auf der Tatsache, dass der gegenseitige Induktionskoeffizient zwischen den Wicklungen einer Doppeldrossel ungleich Null ist und der Spannungsabfall aufgrund der magnetischen Kopplung um 50 bis 60 % abnimmt der Reaktorwicklungen wird in jedem Abschnitt durch die Formeln bestimmt:

wobei Km der Koeffizient der gegenseitigen Induktion zwischen den Wicklungen der Reaktorabschnitte ist; XL ist die induktive Reaktanz des Drosselwicklungsabschnitts.

Transformatoren mit geteilter Wicklung ermöglichen den Anschluss einer stark variablen Last (einer Verzerrungsquelle) an einen Zweig der unteren Wicklung und einer stabilen Last an den anderen. Die Beziehung zwischen Änderungen in den Wicklungen wird durch den Ausdruck bestimmt

Die Verringerung der Spannungsasymmetrie wird erreicht, indem der Netzwerkwiderstand gegenüber Gegen- und Nullsystemströmen verringert und die Werte der Ströme selbst verringert werden. Da der Widerstand des externen Netzwerks (Transformatoren, Kabel, Leitungen) für positive und negative Sequenzen gleich ist, ist eine Reduzierung dieser Widerstände nur durch den Anschluss einer asymmetrischen Last an einen separaten Transformator möglich.

Die Hauptursache für Asymmetrie sind einphasige Lasten. Wenn das Verhältnis zwischen der Kurzschlussleistung im Netzknoten SK 3 und der einphasigen Lastleistung größer als 50 ist, überschreitet der Gegensystemkoeffizient in der Regel nicht mehr als 2 %, was den Anforderungen von GOST entspricht.

Die Asymmetrie kann durch Erhöhung von SK3 an den Lastanschlüssen verringert werden. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass leistungsstarke einphasige Lasten über einen eigenen Transformator an 110-220-kV-Busse angeschlossen werden. Die Reduzierung der systematischen Asymmetrie in Niederspannungsnetzen erfolgt durch eine rationelle Verteilung einphasiger Lasten auf die Phasen, sodass die Widerstände dieser Lasten einander annähernd gleich sind. Wenn Asymmetrien nicht durch Schaltungslösungen reduziert werden können, kommen spezielle Geräte zum Einsatz.

Als solche Ausgleichsvorrichtungen werden die asymmetrische Verbindung von Kondensatorbänken (Abb. 10.9, a) oder spezielle Ausgleichsschaltungen (Abb. 10.9, b) einphasiger Lasten verwendet.

Ändert sich die Asymmetrie nach einem Wahrscheinlichkeitsgesetz, werden zu ihrer Reduzierung automatische Baluns eingesetzt, in Schaltkreisen, in denen Kondensatoren und Drosseln aus mehreren kleinen Parallelgruppen zusammengesetzt und je nach Stromänderung oder umgekehrter Reihenfolge geschaltet werden (Nachteil – zusätzliche Verluste). in den Reaktoren). Eine Reihe von Geräten basieren auf der Verwendung von Transformatoren, beispielsweise Transformatoren mit rotierenden Magnetfeld, die eine asymmetrische Last darstellen, oder Transformatoren, die eine phasenweise Spannungsregelung ermöglichen.

So reduzieren Sie die nicht-sinusförmige Spannung

Es wird eine nicht-sinusförmige Untersetzung erreicht:

• Schaltungslösungen: Zuordnung nichtlinearer Lasten zu einem separaten Bussystem; Verteilung der Lasten auf verschiedene Leistungseinheiten durch Parallelschaltung von Elektromotoren; Gruppierung von Wandlern nach dem Phasenmultiplikationsschema; Anschluss der Last an ein System mit höherer Leistung SK 3;
• Verwendung von Filtergeräten: Parallelschaltung von Schmalband-Resonanzfiltern zur Last; Einschalten von Filterkompensationsgeräten; Verwendung von Filterausgleichsgeräten; die Verwendung von IRM mit Filterkompensationsgeräten;
• die Verwendung spezieller Geräte, die sich durch eine geringere Erzeugung höherer Harmonischer auszeichnen: die Verwendung von „nicht sättigenden“ Transformatoren; der Einsatz von Mehrphasenwandlern mit verbesserter Energieleistung.

Die Entwicklung einer modernen Basis aus Leistungselektronik und Hochfrequenzmodulationsverfahren hat zur Entwicklung von Geräten geführt, die die Stromqualität verbessern – aktive Filter, unterteilt in serielle und parallele Strom- und Spannungsquellen. Daraus ergaben sich vier Grundschaltungen (Abbildung 10.10).

Im Stromquellenwandler wird die Induktivität als Energiespeicher und im Spannungsquellenwandler die Kapazität verwendet. Das Ersatzschaltbild des Leistungsresonanzfilters ist in Abb. dargestellt. 10.11.

Der Filterwiderstand Z bei der Frequenz с ist gleich: Wenn XL = Xc bei der Frequenz с ist, tritt eine Spannungsresonanz auf, was bedeutet, dass der Filterwiderstand für die harmonische Komponente mit der Frequenz с gleich 0 ist.

In diesem Fall werden harmonische Komponenten mit der Frequenz co vom Filter absorbiert und dringen nicht in das Netz ein. Auf diesem Phänomen basiert das Prinzip der Konstruktion resonanter Filter.

In Netzen mit nichtlinearen Lasten treten in der Regel Harmonische der kanonischen Reihe auf, deren Ordnungszahl v = 3, 5, 7,... ist. Die Pegel von Harmonischen mit einer solchen Ordnungszahl nehmen normalerweise mit zunehmender Frequenz ab. Daher werden in der Praxis Ketten parallel geschalteter Filter verwendet, die auf die 3., 5., 7. und 11. Harmonische abgestimmt sind. Solche Geräte werden Schmalband-Resonanzfilter genannt. Wenn XL und Xc der Widerstand der Drossel- und Kondensatorbank bei der Grundfrequenz sind, dann erhalten wir unter Verwendung des Ausdrucks (10.38).

Ein Filter, der neben der Filterung von Oberschwingungen auch Blindleistung erzeugt und Leistungs- und Spannungsverluste im Netz ausgleicht, wird als Kompensationsfilter (FKU) bezeichnet.

Wenn ein Gerät neben der Filterung höherer Harmonischer auch Spannungsausgleichsfunktionen ausführt, wird ein solches Gerät als Filament Balun (FSU) bezeichnet. Strukturell sind FSUs asymmetrische Filter, die mit einem linearen Netzwerk verbunden sind. Die Wahl der Netzspannungen, an die die FSU-Filterkreise angeschlossen sind, sowie das Leistungsverhältnis der in den Filterphasen enthaltenen Kondensatoren* werden durch die Spannungsausgleichsbedingungen bestimmt.

Somit wirken Geräte wie PKU und FSU gleichzeitig auf mehrere Indikatoren (Nicht-Sinusförmigkeit, Asymmetrie, Spannungsabweichungen). Solche Geräte zur Verbesserung der Qualität elektrischer Energie werden multifunktionale Optimierungsgeräte genannt (Abb. 10.12). Die Machbarkeit ihrer Entwicklung liegt darin, dass stark wechselnde Belastungen wie Spanplatten gleichzeitig zu einer Verzerrung mehrerer Indikatoren führen, was eine umfassende Lösung des Problems erforderte.

Die Kategorie solcher Geräte umfasst statische Blindleistungsquellen mit hoher Geschwindigkeit. Nach dem Prinzip der Blindleistungsregulierung lassen sie sich in IRM der direkten und indirekten Kompensation unterteilen. Solche Geräte mit hoher Leistung reduzieren Spannungsschwankungen. Die phasenweise Regelung und das Vorhandensein von Filtern sorgen für den Ausgleich und die Reduzierung höherer Oberschwingungspegel.

Bei der Entwicklung einer Strategie zur Verbesserung der Stromqualität in elektrischen Netzen und zur Gewährleistung der Bedingungen für die elektromagnetische Verträglichkeit ist zu berücksichtigen, dass zur Behebung der Situation erhebliche materielle Ressourcen und ein ausreichend langer Zeitraum erforderlich sind. Die Entwicklung eines umfassenden Maßnahmenpakets erfordert eine technische und wirtschaftliche Abschätzung der Folgen verminderter Qualität, die aufgrund folgender Umstände schwierig ist:

• Der Einfluss der Stromqualität auf die Qualität und Quantität der Produkte sowie auf die Lebensdauer elektrischer Empfänger ist von wesentlicher Bedeutung. Änderungen der meisten Qualitätsindikatoren im Zeitverlauf sind stochastisch, da sie von den Betriebsmodi einer großen Anzahl elektrischer Empfänger abhängen;
• Die Folgen einer verminderten Stromqualität zeigen sich häufig im Endprodukt, dessen qualitative und quantitative Eigenschaften auch von anderen Faktoren beeinflusst werden.
• Mangel an Berichtsdaten, die es ermöglichen, Ursache-Wirkungs-Beziehungen zwischen tatsächlichen Qualitätsindikatoren einerseits und dem Betrieb elektrischer Geräte und der Qualität von Produkten andererseits herzustellen;
• schlechte Ausstattung häuslicher Stromnetze mit Mitteln zur Messung von Stromqualitätsindikatoren.

Um jedoch das erforderliche sicherzustellen GOST 13109 - 97 Indikatoren ist es notwendig, eine Reihe organisatorischer und technischer Maßnahmen durchzuführen, die darauf abzielen, die Ursachen und Quellen von Verstößen zu identifizieren und in der individuellen und zentralen Unterdrückung von Störungen zu bestehen, um eine erhöhte Störfestigkeit von elektrischen Empfängern zu gewährleisten, die empfindlich auf Störungen reagieren.

Die Entwicklung der Halbleitertechnologie hat uns unglaubliche Vorteile beschert, wir müssen jedoch berücksichtigen, dass die dieser Technologie zugrunde liegende Mikroelektronik hochwertige Stromversorgungen erfordert. Steigende Betriebsgeschwindigkeiten und der Einsatz immer niedrigerer Spannungen führen zu immer höheren Anforderungen an die Netzqualität.

Probleme mit der Stromqualität umfassen verschiedene Aspekte: Spannungsstörungen (Einbrüche, Überspannungen, Lecks und Transienten), Oberschwingungsströme, hochwertige Verkabelung und Erdung. Symptome Geringe Qualität Elektrizität sind periodische Blockierung und Neustart von Geräten, Datenbeschädigung, vorzeitiger Ausfall von Geräten, Überhitzung von Komponenten ohne ersichtlichen Grund usw. All dies führt zu Geräteausfällen, verringerter Produktivität und Ärger für Ihre Mitarbeiter.

Erstinspektion dort, wo Fehler vorliegen

Ein Ansatz zur Diagnose von Fehlern im Zusammenhang mit der Stromqualität besteht darin, die Prüfung an einem Punkt durchzuführen, der möglichst nahe am Verbraucher liegt, bei dem das Problem auftritt. Bei diesem Verbraucher handelt es sich in der Regel um ein elektronisches Gerät, das empfindlich auf die Stromqualität reagiert und bei dem es zu Problemen kommt. Eine mögliche Ursache ist eine schlechte Stromqualität. Zu Ihren Aufgaben gehört es jedoch, diese Ursache von anderen zu isolieren. mögliche Gründe(Hardwarefehler, Softwarefehler usw.) Wie ein Detektiv müssen Sie zunächst den „Tatort“ untersuchen. Ein Ansatz wie die vorgelagerte Überprüfung kann zeitaufwändig sein. Es basiert auf Aufmerksamkeit und der Messung wichtiger Parameter.

Eine alternative Methode besteht darin, mithilfe eines dreiphasigen Prüfgeräts vom Eingang des elektrischen Systems des Gebäudes zum Fehlerpunkt zu gelangen. Dieses Vorgehen ist am effektivsten, wenn die Fehlerursache im Stromversorgungsnetz liegt.

Aufgrund zahlreicher Audits wurde jedoch festgestellt, dass die Ursachen für die überwiegende Mehrheit der Probleme mit der Stromqualität in Anlagen (Gebäuden) liegen. Typischerweise wird die beste Stromqualität am Eingang zum elektrischen System des Gebäudes (dem Anschlusspunkt an die Stromversorgung) erreicht. Während es sich durch das Verteilungssystem bewegt, nimmt die Qualität der Energie allmählich ab. Dies ist auf Probleme zurückzuführen, die von im Gebäude befindlichen Verbrauchern ausgehen. Eine weitere wichtige Tatsache ist, dass 75 % aller Probleme mit der Stromqualität mit der Verkabelung und Erdung zusammenhängen!

Aus diesem Grund sind viele Energiequalitätsagenturen der Meinung, dass der Fehlerbehebungsprozess mit dem elektrischen System des Gebäudes beginnen und dann, falls erforderlich, mit dem elektrischen System des Gebäudes beginnen sollte Steuergeräte am Anschlusspunkt an Versorgungsnetze. Im Folgenden finden Sie eine Vorgehensweise zur Fehlerbehebung, die auf einem Bottom-up-Ansatz basiert und Ihnen bei der Bewältigung Ihrer Aufgabe helfen soll.

Erste Stufe

Wenn Sie in diesem Unternehmen oder Gebäude arbeiten, haben Sie wahrscheinlich eine klare Vorstellung vom elektrischen Systemdiagramm, aber um Ihre Arbeit und die anderer zu erleichtern, wird empfohlen, das Diagramm auf Papier zu zeichnen. Wenn Sie neu auf der Baustelle sind, sollten Sie sich das aktuellste elektrische Systemdiagramm besorgen, das neue Lasten und kürzlich am System vorgenommene Änderungen zeigt. Wofür ist das? Elektrische Systeme sind nicht statisch; Änderungen werden im Laufe der Zeit vorgenommen, oft ungeplant und ziemlich gefährlich. Obwohl einige Fehler lokaler Natur sind, gibt es darüber hinaus viele Probleme, die durch Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Teilen des Systems verursacht werden. Ihre Aufgabe ist es, die Interaktionsdaten im System zu ermitteln.

Allerdings ist es auch wahr, dass Unternehmen erleben größte Zahl Bei Problemen ist es in der Regel schwierig, genaue Aufzeichnungen über Systemänderungen zu führen. Viele Berater verdienen ihr Honorar dadurch, dass sie die erhaltenen Unterlagen aktualisieren, um den tatsächlichen Zustand des elektrischen Systems widerzuspiegeln. Daher klingt die erste Regel recht einfach: Versuchen Sie, eine möglichst vollständige Dokumentation zu erhalten, gehen Sie aber nicht davon aus, dass diese verfügbar ist.

2. Gehen Sie auf der Website umher

Manchmal können Sie durch eine Sichtprüfung Anzeichen von Fehlfunktionen erkennen:

· Überhitzter Transformator

· Veränderte Farbe der Verkabelung oder Anschlüsse aufgrund von Überhitzung

· Mehrere Verlängerungskabel an eine Steckdose angeschlossen

· Signalleitungen, die im selben Kabelkanal wie Stromkabel verlegt sind

· Unerwünschte Neutral-Erde-Verbindungen in Zwischenverteilern.

· Erdungskabel, die mit Rohren verbunden sind, die in der Luft enden.

Zumindest erhalten Sie einen Einblick in die Anordnung, den Zustand der Verkabelung und die Arten der am Standort verwendeten Verbraucher.

3. Sprechen Sie mit dem Personal, bei dem Probleme mit der Ausrüstung auftreten, und notieren Sie den Zeitpunkt, zu dem die Probleme aufgetreten sind

Sprechen Sie mit Personen, die an der problematischen Ausrüstung arbeiten. Sie erhalten eine Beschreibung des Problems und möglicherweise unerwartete Hinweise zur Lösung. Es wird außerdem empfohlen, den Zeitpunkt des Auftretens des Fehlers und seine Symptome zu protokollieren. Dies ist besonders wichtig bei Problemen, die periodischer Natur sind. Wir müssen versuchen, ein System zu finden, das dabei hilft, einen Zusammenhang zwischen dem Auftreten einer Fehlfunktion und einem gleichzeitigen Ereignis in einem anderen Teil des Systems herzustellen. Normalerweise sollte die Führung eines Fehlerprotokolls in der Verantwortung des Bedieners liegen, der in der Nähe der Geräte arbeitet, bei denen Fehler auftreten.

Liste der Gründe für eine Verschlechterung der Stromqualität

Vom Netzstrom bis zur Steckdose

Blitz

Blitze können ohne ausreichenden Überspannungsschutz äußerst zerstörerisch sein. Bei einem weit entfernten Blitzeinschlag kann es zu Spannungseinbrüchen und Unterspannungen im Stromversorgungsnetz kommen. Bei Blitzeinschlägen in der Nähe kommt es zu Spannungsstößen und Spannungserhöhungen. Aber nach dem gesunden Menschenverstand ist ein Blitz gerecht Naturphänomen, und gehören nicht zu der Kategorie von Problemen, die Menschen für sich selbst schaffen.

Wiederholtes Auslösen von Leistungsschaltern im Versorgungsnetz

Verursacht kurzfristige Einbrüche und Stromausfälle, ist aber besser als langfristige Stromausfälle.

Schaltkondensatoren im Versorgungsnetz

Verursacht plötzliche Spannungsabweichungen (manifestiert als oszillierende Transienten auf der Spannungskurvenlinie). Wenn sich eine Kondensatorbatterie in der Nähe einer Anlage befindet, können sich Spannungsspitzen im gesamten elektrischen System des Gebäudes ausbreiten.

Gewerbliche Hochhäuser, die nicht mit Verteilungstransformatoren ausreichender Leistung ausgestattet sind

Der Versuch, in ungünstigen Fällen durch den Einbau von 208-V-Verteilungstransformatoren in Gebäuden über 20 Stockwerken Geld zu sparen, führt in keiner Weise zu einer Verbesserung der Stromqualität.

Stromaggregate sind nicht für Oberschwingungslasten geeignet

Übermäßige Spannungsverzerrungen wirken sich auf elektronische Steuerkreise aus. Wenn in der Anlage Verbraucher vorhanden sind, die mit Umrichtern mit Halbleitergleichrichtern ausgestattet sind, kann es zu Spannungsverzerrungen kommen, die sich auf die Frequenzkorrekturschaltungen auswirken.

Verwendung von Kondensatoren zur Leistungsfaktorkorrektur ohne Oberschwingungskompensation

Oberschwingungen und Kondensatoren sind miteinander inkompatibel. Das Vorhandensein solcher Kondensatoren erfordert ein sofortiges Eingreifen.

Anlaufströme von drehmomentstarken Elektromotoren im Direktanlauf

Ursache für Spannungseinbrüche, wenn die Last zu hoch ist oder die Impedanz der Stromversorgung zu hoch ist. Das schrittweise Starten des Motors hilft, Probleme zu beseitigen.

Neutralleiter mit unzureichendem Querschnitt im Verteiler

Bei Vorhandensein der 3. Harmonischen kann in den Neutralleitern ein Strom vorhanden sein, dessen Wert gleich oder größer als der Strom im Phasenleiter ist. Ein unzureichender Querschnitt der Neutralleiter führt zu deren Überhitzung, erhöht die Brandgefahr und erhöht die Neutral-Erde-Spannung.

Ein isolierter Erdungsstab kann Erdschlüsse verursachen.

Ein häufiges Problem bei CNC-Maschinen.

Im selben Stromkreis installierte Laserdrucker und Kopierer mit Verbrauchern, die empfindlich auf die Stromqualität reagieren

Unvermeidliche periodische Spannungseinbrüche und Spannungsspitzen beim Schalten.

Falsche Verbindung Steckdosen(Anschlüsse an Neutralleiter und Erde sind vertauscht)

Es ist kaum zu glauben, aber es gibt eine ganze Reihe solcher Fälle. In diesem Fall ist das Auftreten von Rückströmen im Erdungskabel und Störungen auf der „Erde“ unvermeidlich.

Datenkabel, bei denen jedes Ende mit einem anderen Erdungsanschluss verbunden ist

Dadurch entsteht Spannung zwischen dem Gerätegehäuse und dem Datenkabelstecker.

Hochfrequenzstörungen

Die effektivste Technik zur Erdung hochfrequenter Störungen ist die Verwendung eines Signalreferenzgitters ( SRG).

Klassen

Isolierte Erdungsstäbe (siehe unten)

Sie sind äußerst gefährlich, da die Erde ein Leiter mit hoher Impedanz ist, wodurch nicht genügend Auslösestrom zum Leistungsschalter gelangen kann. Dadurch entstehen auch Kurzschlüsse durch die Erde (schließlich muss jedes Elektron dorthin zurückkehren, wo es angefangen hat). Eines der großen Geheimnisse von Netzqualitätsberatern ist die Tatsache, dass einige Gerätehersteller möglicherweise darauf bestehen, dass die Garantie für ihre Geräte erlischt, wenn kein isolierter Erdungsstab installiert ist.

Unzulässige Verbindungen zwischen Neutralleiter und Erde

Stellen Sie sicher, dass in der Erdungsschleife zwangsläufig Rückströme auftreten. Dies ist nicht nur ein Problem der Qualität der Stromversorgung, sondern auch der Wasserversorgung. Zirkulationsströme zum Boden verursachen Korrosion von Wasserleitungen.

Internationale Sicherheitsstandards für Messgeräte

*Eigenschaften der Kategoriegeräte KAT. IV noch nicht im Standard definiert.

IEC-Standard 61010 erfordert einen erhöhten transienten Überspannungsschutz. Transienten können in einem ungeschützten Gerät zu Lichtbögen führen. Wenn in einem Hochspannungsbereich, beispielsweise einer dreiphasigen Stromleitung, ein Lichtbogen auftritt, kann ein gefährlicher Lichtbogen entstehen. Es besteht die Gefahr schwerer Personenschäden und Schäden am Gerät.

Unabhängige Prüfung und Zertifizierung

Hersteller können die Einhaltung der Norm unabhängig zertifizieren IEC 61010 stellt der Zertifizierungsprozess jedoch offensichtliche Herausforderungen für Endbenutzer dar. Durch die Zertifizierung durch unabhängige Labore wird sichergestellt, dass die Geräte den Anforderungen entsprechen IEC.

Schauen Sie sich das Symbol und die Seriennummer der Kennzeichnung des unabhängigen Prüflabors an: UL, CSA, T? V, VDE , usw. Zum Beispiel, UL 3111 bedeutet Einhaltung der Norm IEC 61010.

Zur Bewertung des Versorgungsnetzes muss die Qualität des Stroms quantitativ ausgedrückt werden. Anbieter sind verpflichtet, die GOST-Merkmale wie Spannungs- und Frequenzschwankungen einzuhalten. Abhängig von den angeschlossenen Verbrauchern ändern sich die Werte der Hauptindikatoren, was bei erheblichen Abweichungen zum Ausfall von Haushaltsgeräten führen kann.

Was beeinflusst die Eigenschaften des Stromversorgungsnetzes?

Die Qualität der Elektrizität hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, die die Indikatoren über die gesetzlich festgelegten Grenzen hinaus verändern. Daher kann die Spannung aufgrund eines Unfalls im Umspannwerk zu hoch sein. Niedrige Werte treten abends oder in der Sommersaison auf, wenn die Leute nach Hause kommen und ihren Fernseher einschalten. Elektroherde, Split-Systeme.

Die Stromqualität kann laut GOSTs leicht variieren. In sehr schlechten Versorgungsnetzen müssen Verbraucher Spannungsstabilisatoren einsetzen. Die Kontrolle über die Merkmale liegt bei Rospotrebnadzor, der bei Unstimmigkeiten kontaktiert werden kann.

Die Stromqualität kann von folgenden Faktoren abhängen:

• Tägliche Schwankungen, die mit ungleichmäßigem Anschluss von Verbrauchern oder mit dem Einfluss von Gezeiten an Seestationen verbunden sind.
• Veränderungen in der Luftumgebung: Feuchtigkeit, Eisbildung an Stromleitungen.
• Veränderungen des Windes bei der Stromerzeugung durch Windkraftanlagen.
• Die Qualität der Verkabelung lässt mit der Zeit nach.

Warum werden die Hauptmerkmale des Stromversorgungsnetzes benötigt?

Der quantitative Wert und die Abweichungsfehler der Parameter werden gemäß GOST ermittelt. Die Qualität des Stroms ist im Dokument 32144-2013 festgelegt. Aufgrund der Brandgefahr in Verbrauchergeräten sowie der Funktionsstörung von Elektrogeräten in Anlagen, die empfindlich auf Spannungsabfälle reagieren, war es notwendig, diese Indikatoren zu legalisieren. Die neuesten Geräte sind in medizinischen Einrichtungen, Forschungszentren und militärischen Einrichtungen weit verbreitet.

Die Elektrizitätsversorgung wurde 2013 aufgrund der Entwicklung des Energiemarktes und des Aufkommens neuer elektronischer Geräte aktualisiert. Strom als Teil seiner Versorgung sollte als Produkt betrachtet werden, das bestimmte Kriterien erfüllt. Im Falle einer Abweichung etablierte Merkmale Für Anbieter kann eine Verwaltungshaftung gelten. Sollten aufgrund von Schwankungen der Eingangsspannung Personen zu Schaden kommen oder kommen, kann eine strafrechtliche Verantwortlichkeit entstehen.

Was passiert mit Verbrauchern, wenn sie von normalen Ernährungsgewohnheiten abweichen?

Netzqualitätsparameter beeinflussen die Betriebszeit angeschlossener Geräte, was in der Produktion oft kritisch wird. Die Produktivität der Leitungen nimmt ab und zu, so dass das Drehmoment an der Motorwelle abnimmt, wenn die Werte der Versorgungsnetzindikatoren sinken. Die Lebensdauer von Beleuchtungslampen verkürzt sich, der Lichtstrom der Lampen wird geringer oder flackert, was sich auf die in Gewächshäusern hergestellten Produkte auswirkt. Es gibt erhebliche Auswirkungen auf die Prozesse anderer biochemischer Reaktionen.

Nach den Gesetzen der Physik führt ein Spannungsabfall bei konstanter Belastung der Motorwelle zu einem schnellen Anstieg des Stroms. Dies wiederum führt zu Fehlfunktionen der Sicherheitsschalter. Dadurch schmilzt die Isolierung, im besten Fall verbrennt sie, im schlimmsten Fall verschlechtern sich die Motorwicklungen und elektronischen Elemente unwiderruflich. Unter ähnlichen Umständen beginnt der Stromzähler mit einer höheren Geschwindigkeit zu rotieren. Der Grundstückseigentümer erleidet Verluste.

Kriterien zur Beurteilung des Versorgungsnetzes

Was enthält GOST? Die Qualität des Stroms wird durch die Eigenschaften von Drehstromnetzen und haushaltsüblichen Stromkreisen mit einer Frequenz von 50 Hz bestimmt:

• Der stetige Wert der Spannungsabweichung bestimmt den Wert der Kennlinie, bei dem Verbraucher störungsfrei funktionieren können. Die untere Normalgrenze liegt bei 220 V bis 209 V und die obere Normalgrenze bei 231 V.
• Der Änderungsbereich der Eingangsspannung ist die Differenz zwischen den Effektiv- und Amplitudenwerten. Die Messung der Parameterdifferenz erfolgt pro Zyklus.
• Die Flickerdosis wird in kurzfristige, innerhalb von 10 Minuten, und langfristige, definiert als 2 Stunden, unterteilt. Gibt den Grad der Anfälligkeit des menschlichen Auges für flackerndes Licht an, das durch Schwankungen der Stromversorgung verursacht wird.
• Die Impulsspannung wird durch die Erholzeit beschrieben, die je nach Ursache der Überspannung unterschiedliche Werte annimmt.
• Koeffizienten zur Beurteilung der Qualität des Versorgungsnetzes: Sinusverzerrung, temporäre Überspannungswerte, harmonische Komponenten, Umkehr- und Nullsystemasymmetrie.
• Das Spannungsabfallintervall wird durch die Erholungszeit des gemäß GOST festgelegten Parameters bestimmt.
• Abweichungen von der Netzfrequenz führen zu Schäden an elektrischen Teilen und Leitern.

Eingabeabweichung behoben

Sie versuchen, die Stromqualitätsindikatoren mit den in Rechtsakten vorgeschriebenen Bewertungen in Einklang zu bringen. Auf die Fehler, die bei der Messung von U und f entstehen, wird geachtet. Bei Fehlern können Sie sich an die Aufsichtsbehörden wenden, um den Stromversorger zur Rechenschaft zu ziehen.

Zu den allgemeinen Anforderungen an die Stromqualität gehört der Parameter Abweichung der Versorgungsspannung, der in zwei Gruppen unterteilt ist:

• Normalmodus, wenn die Abweichung ±5 % beträgt.
• Die zulässige Betriebsgrenze liegt bei Schwankungen von ±10 %. Für ein 220-V-Netz beträgt die Mindestschwelle 198 V und die Höchstschwelle 242 V.

Die Spannungswiederkehr sollte innerhalb eines Zeitintervalls von maximal zwei Minuten erfolgen.

Umfang der Änderungen im Versorgungsnetz

Stromqualitätsstandards umfassen die Überwachung eines Parameters wie Schwankungen der Spannungskomponenten. Es legt die Differenz zwischen der oberen und der unteren Amplitudenschwelle fest. Da die Toleranzen für die Abweichung des Parameters vom eingestellten Wert innerhalb der Grenze von ±5 % liegen, darf der Bereich des Grenzmodus ±10 % nicht überschreiten. Das 220-V-Versorgungsnetz darf nicht mehr oder weniger als 22 V schwanken, und 380 V arbeitet normalerweise innerhalb von ±38 V.

Der resultierende Spannungsschwankungsbereich wird mit dem folgenden Ausdruck berechnet: ΔU = U max − U min, in den Normen werden die Ergebnisse in % gemäß den Berechnungen ΔU = ((U max − U min)/U nominal)*100 % angegeben.

Eingabeinstabilität

Das Netzqualitätssystem umfasst Messungen der Flimmerdosis. Dieser Indikator wird von einem speziellen Gerät erfasst – einem Flickermessgerät, das den Amplituden-Frequenzgang aufzeichnet. Die erhaltenen Ergebnisse werden mit der Empfindlichkeitskurve des Sehorgans verglichen.

GOST legt zulässige Grenzwerte für die Änderung der Flickerdosis fest:

• Bei kurzfristigen Schwankungen sollte der Indikator nicht höher als 1,38 sein.
• Langfristige Änderungen müssen innerhalb des Parameterwerts von 1,0 liegen.

Wenn wir reden überÜber der Obergrenze der Glühlampenstromkreisanzeige ist es erforderlich, dass das Ergebnis innerhalb der folgenden Grenzen liegt:

• Kurzfristige Schwankungen – der Indikator ist auf 1,0 gesetzt.
• Langfristige Änderungen des Parameters - 0,74.

Spürbare Veränderungen

Bei der Messung der Netzqualität handelt es sich um die Messung einer Komponente wie Versorgungsspannungsimpulsen. Dies wird durch starke Abfälle und Anstiege der Elektrizität innerhalb des ausgewählten Intervalls erklärt. Die Gründe für dieses Phänomen können das gleichzeitige Schalten einer großen Anzahl von Verbrauchern und der Einfluss elektromagnetischer Störungen durch Gewitter sein.

Es wurden Spannungswiederkehrzeiten festgelegt, die den Betrieb der Verbraucher nicht beeinträchtigen:

• Die Gründe für die Unterschiede sind Gewitter und andere natürliche elektromagnetische Störungen. Die Erholungszeit beträgt maximal 15 μs.
• Wenn die Impulse durch ungleichmäßiges Schalten der Verbraucher entstanden sind, ist die Periode viel länger und beträgt 15 ms.

Die meisten Unfälle in Umspannwerken ereignen sich aufgrund von Blitzeinschlägen in die Anlage. Die Isolierung der Leiter leidet sofort. Die Größe der Überspannung kann Hunderte von Kilovolt erreichen. Hierfür gibt es Schutzeinrichtungen, die jedoch manchmal versagen und ein Restpotential beobachtet wird. In diesen Momenten tritt aufgrund der Festigkeit der Isolierung kein Fehler auf.

Eingangsabklingzeit

Der gemessene Parameter wird als Spannungseinbruch beschrieben, der über einen Zeitraum von mehreren zehn Millisekunden innerhalb der Grenzen von ±0,1 U nominal liegt. Bei einem 220-V-Netz ist eine Änderung des Indikators bis 22 V zulässig, bei 380 V dann nicht mehr als 38 V. Die Tiefe des Rückgangs wird nach dem Ausdruck berechnet: ΔU n =(U nominal −U min) /U nominal.

Die Dauer des Abfalls wird gemäß dem Ausdruck berechnet: Δt n =t k − t n, wobei t k der Zeitraum ist, in dem die Spannung bereits wiederhergestellt wurde, und t n der Startpunkt, der Moment, in dem der Spannungsabfall aufgetreten ist.

Bei der Kontrolle der Stromqualität muss die Häufigkeit von Ausfällen berücksichtigt werden, die durch die Formel Fn=(m(ΔU n ,Δt n)/M)*100 % bestimmt wird. Hier:

• m(ΔU n ,Δt n) ist definiert als die Anzahl der Rückgänge in Zeit einstellen in der Tiefe ΔU n und der Dauer Δt n.
• M ist die Gesamtzahl der Rückgänge während des ausgewählten Zeitraums.

Warum wird der Zerfallswert benötigt?

Der Parameter, die Dauer des Abklingens des Eingangswertes, wird benötigt, um die Zuverlässigkeit der zugeführten Energie quantitativ beurteilen zu können. Dieser Indikator kann durch die Häufigkeit von Unfällen im Umspannwerk aufgrund von Fahrlässigkeit des Personals und Blitzschlag beeinflusst werden. Das Ergebnis der Fehlerstudie sind Vorhersagen über den Grad des Fehlers im betrachteten Netzwerk.

Mithilfe von Statistiken können wir ungefähre Rückschlüsse auf die Stabilität der Versorgung ziehen: Dem Stromversorger werden empfohlene Daten für die Durchführung vorbeugender Maßnahmen an den Anlagen zur Verfügung gestellt.

Frequenzabweichung

Die Einhaltung der Frequenz innerhalb bestimmter Grenzen ist eine notwendige Anforderung des Verbrauchers. Sinkt der Indikator um 1 %, betragen die Verluste mehr als 2 %. Dies äußert sich in wirtschaftlichen Kosten und einer verringerten Produktivität der Unternehmen. Für gewöhnlicher Mensch Dies führt zu höheren Beträgen auf Ihrer Stromrechnung.

Drehzahl Asynchronmotor hängt direkt von der Frequenz des Versorgungsnetzes ab. Heizelemente haben eine geringere Leistung, wenn der Parameter unter 50 Hz sinkt. Bei zu hohen Werten kann es zu Schäden an Verbrauchern oder anderen Mechanismen kommen, die nicht für hohe Drehmomente ausgelegt sind.

Frequenzabweichungen können den Betrieb der Elektronik beeinträchtigen. Daher treten Störungen auf dem Fernsehbildschirm auf, wenn sich die Anzeige um ±0,1 Hz ändert. Neben optischen Mängeln steigt auch das Risiko des Versagens von Mikroelementen. Eine Möglichkeit, Abweichungen in der Stromqualität entgegenzuwirken, ist die Einführung von Notstromaggregaten, die eine automatische Wiederherstellung der Spannung in festgelegten Zeitabständen ermöglichen.

Chancen

Für den Normalbetrieb des Versorgungsnetzes wurde die Kontrolle folgender Koeffizienten eingeführt:

• Nicht-sinusförmiger Spannungsverlauf. Eine Verzerrung der Sinuswelle entsteht durch leistungsstarke Verbraucher: Heizelemente, Konvektionsöfen, Schweißgeräte. Bei Abweichungen von diesem Parameter verringert sich die Lebensdauer der Motorwicklungen, der Betrieb der Relaisautomatisierung wird gestört und thyristorgesteuerte Antriebssysteme fallen aus.
• Unter temporärer Überspannung versteht man eine quantitative Beurteilung einer Impulsänderung einer Eingangsgröße.
• Die N-te Harmonische ist die Sinuscharakteristik der am Eingang erhaltenen Spannungscharakteristik. Die berechneten Werte werden aus Tabellendaten für jede Harmonische ermittelt.
• Es ist wichtig, die Asymmetrie der Eingangsgröße in umgekehrter oder Nullfolge zu berücksichtigen, um Fälle ungleichmäßiger Phasenverteilung auszuschließen. Solche Zustände treten häufiger auf, wenn das nach Stern- oder Dreieckschaltung angeschlossene Stromversorgungsnetz unterbrochen ist.

Arten des Schutzes gegen unvorhersehbare Änderungen im Stromversorgungsnetz

Die Verbesserung der Stromqualität muss innerhalb der gesetzlich festgelegten Fristen erfolgen. Der Verbraucher hat jedoch das Recht, seine Ausrüstung mit folgenden Mitteln zu schützen:

• Leistungsstabilisatoren gewährleisten, dass der Eingangswert innerhalb der vorgegebenen Grenzen gehalten wird. Qualitätsenergie wird auch bei Eingangswertabweichungen von mehr als 35 % erreicht.
• Die Quellen sind darauf ausgelegt, die Leistungsfähigkeit des Verbrauchers für einen bestimmten Zeitraum aufrechtzuerhalten. Die Geräte werden durch die gespeicherte Energie in ihrer eigenen Batterie betrieben. Bei einem Stromausfall sind unterbrechungsfreie Stromversorgungen in der Lage, die Funktionsfähigkeit der Geräte eines gesamten Büros über mehrere Stunden hinweg aufrechtzuerhalten.
• Überspannungsschutzgeräte arbeiten nach dem Relaisprinzip. Nachdem der Eingangswert den eingestellten Grenzwert überschreitet, öffnet sich der Stromkreis.

Alle Schutzarten müssen kombiniert werden, um sicherzustellen, dass teure Geräte bei einem Unfall in einem Umspannwerk intakt bleiben.

EIGENSCHAFTEN ELEKTRISCHER ENERGIE, INDIKATOREN UND WAHRSCHEINLICHSTE URSACHEN für die Verschlechterung der Qualität elektrischer Energie

1 (Anhang A GOST).

ELEKTRISCHE ENERGIEQUALITÄTSINDIKATOREN

UND IHR EINFLUSS AUF DEN BETRIEB ELEKTRISCHER ANLAGEN.

1. Abweichung der stationären Spannung

Konstante Spannungsabweichung: normalerweise zulässiges δUy (%) ±5 maximal zulässiges δUy (%) ±10

Abweichungen der Spannung von den Nennwerten treten aufgrund täglicher, saisonaler und technologischer Änderungen der elektrischen Last des Verbrauchers auf, nämlich: Änderungen der Leistung von Kompensationsgeräten; Spannungsregelung durch Generatoren von Kraftwerken und an Umspannwerken von Energiesystemen; Änderungen im Aufbau und in den Parametern elektrischer Netze.

Unterspannung- Verschlechterung des Anlaufverhaltens, Anstieg der Ströme des Elektromotors, was zu einer Erwärmung der Wicklungen, einem Isolationsfehler und einer verkürzten Lebensdauer des Motors führt;

Überlastung einstellbarer Gleichrichter, Wandler und Stabilisatoren;

Überspannung- übermäßiger Stromverbrauch, erhöhte Blindleistung von Motoren, phasengesteuerte Gleichrichter, Ausfall gesteuerter Gleichrichter, Umrichter und Stabilisatoren.

Die Gründe für Abweichungen in der stationären Spannungsabweichung können sein:

– falsch gewähltes Übersetzungsverhältnis des Transformators 6–10/0,4 kV oder nicht

rechtzeitiges saisonales Schalten der Anzapfungen dieser Transformatoren;

– erhebliche Asymmetrie der Phasenlasten in 0,4-kV-Netzen;

– erhebliche Spannungsverluste im Verteilungsnetz, die die Grenzwerte überschreiten;

– Fehlen von Transformatoren mit Lastspannungsregelung (OLV) im Leistungszentrum (CP);

– Fehlen eines automatischen Spannungsreglers (AVR) in der CPU oder dessen Nichtbenutzung;

– fehlerhafter Betrieb des AVR oder falsch gewähltes Spannungsregelungsgesetz in der CPU;

– Heterogenität der Lasten von 6–10-kV-Verteilungsleitungen und Inkompatibilität der Anforderungen

Verbraucher des gesamten Vertriebsnetzes auf CPU-Bussen;

– falsche Einstellungen von Steuergeräten an Generatoren, die ansteigen

Transformatoren und Koppelspartransformatoren, fehlende oder unzureichende Nutzung

spezielle Geräte in Intersystemleitungen und Stromversorgungsnetzen von Energiesystemen, die regulieren

Blindleistung (Synchronkompensatoren, Batterien statischer Kompensatoren usw.)

Shunt-Reaktoren);

– Der Verbraucher überschreitet die ihm zugestandene Macht oder verstößt gegen den Vertrag

Konditionen mit ESO zur Nutzung besondere Mittel Regulierung der Blindleistung

(statische Kondensatorbänke, Synchronmotoren);

– verringerte Kapazität der Versorgungsnetze usw.

2. Spannungsschwankungen.

Spannungsschwankungen sind durch folgende Indikatoren gekennzeichnet:

- Spannungsänderungsbereich;

- eine Portion Flimmern.

Der maximal zulässige Wert der Summe aus Spannungsabweichung und Spannungshub in elektrischen Netzen von 0,38 kV beträgt ± 10 % der Nennspannung.

Die Flimmerdosis ist ein Maß für die Anfälligkeit einer Person gegenüber den Auswirkungen von Lichtflussschwankungen, die durch Schwankungen der Netzspannung über einen bestimmten Zeitraum verursacht werden.

GOST legt zwei Eigenschaften der Flickerdosis fest: kurzfristig (Beobachtungszeit 10 Minuten) und langfristig (2 Stunden).

Spannungsschwankungen werden durch eine starke Änderung der Belastung des betrachteten Abschnitts des Stromnetzes verursacht, beispielsweise durch den Einschluss eines Asynchronmotors mit einer hohen Anlaufstromfrequenz, technologische Anlagen mit schnell wechselndem Betriebsmodus, begleitet von Stößen von Wirk- und Blindleistung (Antriebe von Reversierwalzwerken, Lichtbogenstahlschmelzöfen, Schweißmaschinen usw. .d.). Die Ausbreitung von Spannungsschwankungen in Richtung des Stromversorgungsnetzes erfolgt unter Abschwächung der Amplitudenschwankungen. Darüber hinaus ist der Dämpfungskoeffizient umso größer, je leistungsfähiger das Stromversorgungssystem ist.

Die Kompensation erfolgt durch den Einsatz von Hochgeschwindigkeits-Blindleistungsquellen, die Blindleistungsänderungen ausgleichen können. Um den Einfluss sprunghaft wechselnder Lasten auf empfindliche elektrische Empfänger zu verringern, wird ein Trennverfahren eingesetzt, bei dem die sprunghaft veränderlichen und auf Spannungsschwankungen empfindlichen Lasten an verschiedene Transformatoren angeschlossen werden.

Zu den elektrischen Empfängern, die äußerst empfindlich auf Spannungsschwankungen reagieren, gehören: Beleuchtung, insbesondere Glühlampen und elektronische Geräte. Spannungsschwankungen führen dazu, dass Glühlampen blinken (Flickereffekt), was beim Menschen zu unangenehmen psychologischen Auswirkungen, visueller Ermüdung, verminderter Produktivität und Verletzungen führt. Bei erheblichen Spannungsschwankungen können die normalen Betriebsbedingungen von Elektromotoren gestört werden, die Kontakte von Magnetstartern können abfallen und die laufenden Motoren entsprechend abgeschaltet werden, Spannungsphasenschwankungen verursachen Vibrationen von Elektromotoren.

3. Nicht-sinusförmige Spannung

Die nicht-sinusförmige Spannung zeichnet sich durch folgende Indikatoren aus:

- Klirrfaktor der sinusförmigen Spannungskurve;

- KoeffizientN-te harmonische Komponente der Spannung.

Die Hauptursache für Verzerrungen ist die Verwendung nichtlinearer elektrischer Empfänger, wie zum Beispiel: Ventilwandler, Lichtbogen- und Stahlschmelzöfen, Lichtbogenöfen usw Widerstandsschweißen, Frequenzumrichter, Induktionsöfen, eine Reihe elektronischer technische Mittel(Fernseher, Computer), Gasentladungslampen und andere. Elektronische Empfänger und Gasentladungslampen erzeugen im Betrieb nur geringe Verzerrungen, aber da es viele solcher elektrischen Empfänger gibt, ist ihr Gesamteinfluss groß. Während des Betriebs verbrauchen diese Geräte Grundfrequenzenergie, die nicht nur für nützliche Arbeit und Deckung von Verlusten, sondern auch zur Bildung eines Flusses höherer Harmonischer, der in das externe Netzwerk „ausgeworfen“ wird.
Beeinflussen:

Wachstum der Verluste in elektrische Maschinen ah, Vibrationen, Störung des automatischen Schutzes, erhöhte Fehler in Messgeräten;

Nichtsinusförmige Spannungsfronten wirken sich auf die Isolierung von Kabelstromleitungen aus – einphasige Kurzschlüsse gegen Erde treten häufiger auf. Ähnlich wie bei einem Kabel brechen Kondensatoren durch.

Methoden zur Reduzierung der nicht-sinusförmigen Spannung lassen sich in drei Gruppen einteilen:

Schaltungslösungen: Zuordnung nichtlinearer Lasten zu einem separaten Bussystem, Gruppierung von Ventilwandlern nach einem Phasenvervielfachungsschema, Anschluss einer nichtlinearen Last an ein System mit höherer Kurzschlussleistung (Ss);

Die Verwendung von Geräten, die sich durch eine geringere Erzeugung höherer Harmonischer auszeichnen, beispielsweise „nicht sättigungsfähige“ Transformatoren und Mehrphasen-Ventilwandler;

Die Verwendung von Filtergeräten: parallele Schmalbandresonanzfilter, Filterkompensations- und Filterausgleichsgeräte (PKU und FSU).

4. Spannungsasymmetrie

Spannungsasymmetrie ist durch folgende Indikatoren gekennzeichnet:

- Asymmetriekoeffizient der Gegensystemspannung;

- Asymmetriekoeffizient der Nullspannungsspannung.

Zu den Quellen der Spannungs- und Stromasymmetrie gehören:

Nicht vertauschte Stromleitungen und ungleichmäßig angeschlossene einphasige Haushaltslasten, wodurch eine systematische Spannungsasymmetrie entsteht;

Haushaltslasten werden in Phasen usw. zu unterschiedlichen Zeiten eingeschaltet, wodurch eine zufällige Spannungsasymmetrie entsteht.

Verbraucher elektrischer Energie, deren symmetrischer mehrphasiger Aufbau aus technischen und wirtschaftlichen Gründen nicht möglich oder unpraktisch ist. Zu diesen Anlagen gehören Induktions- und Lichtbogenöfen, Elektroschweißgeräte, spezielle einphasige Lasten, Beleuchtungsanlagen usw.

Auswirkungen: zusätzliche Erwärmung von Elektromotoren, Erhöhung der Gesamtverluste, Überhitzung von Neutralleitern, Brandgefahr, Erhöhung des Widerstands von Erdungsgeräten, Erhöhung der Welligkeit gleichgerichteter Spannungen, Verletzung der Steuerung von Thyristorwandlern, mangelhafte Kompensation von Drosseln. Leistung durch Kondensatoreinheiten.

Auch in elektrischen Netzen kommt es zu asymmetrischen Spannungsregimen Notfallsituationen bei Phasenausfall, Arbeitsnull oder asymmetrischen Kurzschlüssen.

Im Gegensatz zur direkten Sequenz kommt es bei der umgekehrten Sequenz zu einem umgekehrten Phasenwechsel; Wenn der zulässige Wert überschritten wird, verhindert dieses Bauteil, dass sich die Motoren in eine bestimmte Richtung drehen, wodurch sich der Wirkungsgrad verringert. Die Gegensequenz umfasst Harmonische mit den Zahlen 3n+2, wobei n zwischen 0 und 12 (für das Gerät) variiert. Bei lange Arbeit Bei einem Gegensystem-Asymmetriekoeffizienten K2U=2-4 % verringert sich die Lebensdauer der elektrischen Maschine um 10-15 %, bei Nennlast halbiert sie sich.

Im Nullsystem gibt es keinen Phasenwechsel; alle Phasen haben die gleiche Anfangsphase. Bei Überschreitung des zulässigen Wertes erzeugt diese Komponente einen erhöhten Strom im Neutralleiter. Die Nullfolge umfasst Harmonische mit Zahlen, die durch 3 teilbar sind.

5. Frequenzabweichung.

Normalerweise zulässige Frequenzabweichung Δf (Hz) ±0,2 Maximal zulässige Frequenzabweichung Δf (Hz) ±0,4

Die Frequenzabweichung ist die Differenz zwischen dem tatsächlichen und dem nominalen Frequenzwert:

verminderte Leistung elektrischer Antriebe, verringerte Lebensdauer elektrischer Maschinen, Verzerrung von Fernsehbildern.

6. Spannungseinbruch.

Das Merkmal eines Spannungseinbruchs ist seine Dauer und Tiefe.

Der maximal zulässige Wert für die Dauer eines Spannungseinbruchs in elektrischen Netzen bis einschließlich 20 kV beträgt 30 Sekunden.

Spannungseinbruch – ein plötzlicher Spannungsabfall an einer Stelle im Stromnetz unter 0,9 U nom , Anschließend erfolgt nach einer Zeitspanne von zehn Millisekunden bis zu mehreren zehn Sekunden eine Wiederherstellung der Spannung auf den ursprünglichen oder nahe diesem Wert.

Die Dauer eines Spannungseinbruchs ist das Zeitintervall zwischen dem ersten Moment des Spannungseinbruchs und dem Moment, in dem die Spannung wieder den ursprünglichen Wert oder nahe daran ansteigt.

Der Grund sind elektromagnetische Übergangsvorgänge bei Kurzschlüssen, dem Schalten elektrischer Geräte und einem Bruch im Neutralleiter.

Abschalten von Geräten bei Ausfällen, Ausfall bei sich verschlechternden Betriebsbedingungen.

7. Impulsspannung.

Spannungsimpuls – eine starke Spannungsänderung an einem Punkt im Stromnetz, gefolgt von einer Wiederherstellung der Spannung auf den ursprünglichen oder nahe diesem Wert über einen Zeitraum von bis zu mehreren Millisekunden;

Impulsamplitude – der maximale Momentanwert des Spannungsimpulses;

Die Impulsdauer ist das Zeitintervall zwischen dem Anfangszeitpunkt des Spannungsimpulses und dem Moment der Wiederherstellung des momentanen Spannungswerts auf den ursprünglichen Wert oder nahe daran.

Die Größe der Spannungsverzerrung wird durch die Impulsspannungsanzeige in Volt, Kilovolt und die Impulsanstiegszeit von nicht mehr als 5 ms charakterisiert. Die Größe der Impulsspannung ist nicht durch die Norm genormt, aber laut Statistik für Blitz- und Schaltimpulse kann die Spannungsgröße mit einer Dauer von 0,5 Amplituden (μs) erreichen: in einem Netzwerk von 0,38 kV - 4,5 kV; im Netz 6 kV - 27 kV; im Netz 35 kV - 148 kV.

8. Vorübergehende Überspannung.

Vorübergehende Überspannung – ein Spannungsanstieg an einem Punkt im Stromnetz über 1,1 U nom mit einer Dauer von mehr als 10 ms, die in Stromversorgungsnetzen bei Schaltvorgängen oder Kurzschlüssen auftreten.

Der temporäre Überspannungskoeffizient ist ein Wert, der dem Verhältnis des Maximalwerts der Amplitudenhülle entspricht: Spannungswerte während des Vorliegens einer vorübergehenden Überspannung zur Amplitude der Nennnetzspannung.