Глава 12. Качество электрической энергии

Разработка всего комплекса мероприятий требует технической и экономичес­кой оценки последствий пониженного качества, что затруднено ввиду следу­ющих обстоятельств:

• воздействие качества электроэнергии на качество и количество выпуска­емой продукции, а также на сроки службы электроприемников носит интег­ральный характер; изменения большинства показателей качества во времени являются стохастическими в силу их зависимости от режимов работы большо­го числа электроприемников;

• последствия пониженного качества электроэнергии часто проявляются в окончательном продукте, на качественные и количественные характеристики которого воздействуют и другие факторы;

• отсутствие данных отчетного характера, позволяющих установить при­чинно-следственные связи между реальными показателями качества, с одной стороны, и работой электрооборудования и качеством выпускаемой продук­ции — с другой;

• слабая оснащенность отечественных электрических сетей средствами из­мерения показателей качества электроэнергии.

Тем не менее для обеспечения требуемых ГОСТ 13109—97 показателей не­обходимо выполнение комплекса организационных и технических мероприя­тий, направленных на установление причин и источников нарушений и за­ключающихся в индивидуальном и централизованном подавлении помех с обеспечением повышенной помехозащищенности чувствительных к искаже­ниям электроприемников.

Вопросы для самопроверки

1. Опишите влияние качества электрической энергии на работу заводских по­требителей и поясните необходимость учета показателей качества электроэнергии в системах электроснабжения?

2. Поясните физический смысл и количественно охарактеризуйте показатели качества: отклонение и колебания частоты; отклонения напряжения; колебания на­пряжения (размах изменения напряжения, доза колебания наряжения, частота из­менения напряжения, интервал времени между изменениями напряжения, глубина провала напряжения, интенсивность провалов напряжения, длительность импуль­са напряжения); несимметрии напряжения трехфазной сети; несинусоидальность напряжения.

3. Укажите особенности и аппаратные средства измерения: отклонений и коле­баний напряжения; несимметрии напряжений; несинусоидальности напряжения (коэффициента несинусовдальносги и коэффициента гармонической составляю­щей напряжения).

4. Поясните физический смысл сопротивления обратной последовательности для различных нагрузок.

5. Обоснуйте необходимость и укажите границы регулирования напряжения.

13.1. Баланс активных и реактивных мощностей

411

Глава 13. Компенсация реактивной мощности

13.1 Баланс активных и реактивных мощностей

Активная мощность источников (турбогенераторов и гидрогенераторов электростанций, нетрадиционных источников, гидроаккумулирующих стан­ций и др.) в любой момент времени соответствует потребляемой мощности (нагрузке) Т,Р„:

ZP_H = lP_H+ZP_CH+AP_n, (13.1)

где £/>_и — суммарная активная мощность источников; Z-P_c„ — собственные нужды генерирующих источников; АР_П — потери активной мощности.

Приведенное уравнение определяет баланс активных мощностей в элект­рической системе.

Баланс активных мощностей соответствует определенным значениям час­тоты и напряжения в узлах, к которым подключены потребители (нагрузки). Изменение мощности источников связано с изменением частоты и напряже­ния очевидным равенством, получающимся разложением в ряд Тейлора функ­ции ЕР_И = F(f; U):

AP = ^-Af + ^AU. (13.2)

df dU

При нарушении баланса мощностей вследствие снижения генерирующей мощности или увеличения потребления активной мощности устанавливается режим с изменившимися значениями составляющих уравнения баланса мощ­ности. Снижение генерируемой мощности приводит к уменьшению частоты и напряжения в системе и наоборот с увеличением мощности источников воз­растают частоты тока и напряжения одинаково в любом узле электрической системы. Воздействовать на изменение частоты можно только изменением ге­нерируемой активной мощности. На тепловых и гидравлических электростан­циях это достигается увеличением или уменьшением выпуска энергоносите­ля, т. е. пара или воды.

Номинальное значение частоты в Европейских странах составляет 50 Гц, в США и ряде других стран — 60 Гц. Снижение частоты приводит к уменьше­нию скорости вращения синхронных и асинхронных электродвигателей и, в конечном счете, к уменьшению производительности приводных механизмов.

412