Качество электроэнергии

Качество электроэнергии определяют показатели, которые характеризуют соответствие основных параметров режима их нормируемым значениям. К таким показателям относятся частота и напряжение. Работа электроприемников наиболее эффективна с технической и экономической стороны при номинальных значениях напряжения и частоты. При отклонении параметров в любую сторону от номинальных значений, работа электроприемников ухудшается. Так, при снижении напряжения уменьшается световой поток и освещенность рабочих мест, что приводит к ухудшению продуктивности работы и возникновению травм на производстве. При увеличении напряжения происходит наоборот, световой поток увеличивается, но при этом уменьшается срок службы ламп (при увеличении напряжения на 10 % срок службы ламп снижается почти втрое).

Уменьшение напряжения может привести к массовой остановке асинхронных двигателей и нарушению устойчивости системы. Кроме того, при уменьшении напряжения уменьшается вращательный момент АД, пропорциональный квадрату напряжения. Одновременно с этим увеличивается скольжение и уменьшается частота вращения двигателей, в связи с чем уменьшается продуктивность рабочих механизмов связанных с этими двигателями. При увеличении напряжения на зажимах АД увеличивается намагничивающий ток. Одновременно с этим увеличивается потребление двигателем реактивной мощности.

Отклонение напряжения на зажимах ЭТУ приводит к уменьшению технико-экономических показателей работы (уменьшение количества или качества продукции, увеличение брака продукции, нарушение технологических процессов и т.д.).

Так, при уменьшении напряжения на зажимах электрических печей увеличивается продолжительность технологического процесса. При уменьшении напряжения на зажимах электролизных установок уменьшается величина тока, вследствие чего увеличиваются удельные затраты электроэнергии на единицу продукции и увеличивается ее себестоимость.

Влияние отклонений напряжения на величину общей стоимости продукции промышленных предприятий оценивают с помощью экономических характеристик.

Качество электроэнергии также влияет на работу электрического оборудования сетей. Так, уменьшение напряжения со стороны первичной обмотки трансформатора при неизменной мощности нагрузки приводит к увеличению тока в обмотках трансформатора. А увеличение напряжения на входе сопровождается увеличением намагничивающего тока, насыщением стали магнитопровода и появление высших гармоник, вследствие чего происходит нагревание магнитопровода и увеличиваются потери активной мощности в сети.

От величины напряжения зависят потери мощности в сетях. Так, при повышении напряжения потери мощности в сопротивлениях линий и трансформаторов уменьшаются в то время, как потери мощности х.х. и потери на корону в ВЛЭП возрастут.

Негативно влияет на работу электроприемников также несинусоидальность и несимметрия напряжения. Кроме трехфазных электроприемников, как известно, в сети используются и однофазные. При неравномерной нагрузке фаз возникает несимметрия напряжений. Несимметрия также может быть обусловлена неодинаковыми сопротивлениями фаз.

В промышленности и железнодорожном транспорте широко используются тиристорные преобразовательные установки, потребление электроэнергии которыми может быть нелинейным либо прерывистым. Работа таких преобразователей связана с искажением кривых тока и напряжения, вследствие чего кривая напряжения сети становится несинусоидальной. Несинусоидальность напряжения также обуславливается работой мощных электромагнитных аппаратов, магнитные цепи которых работают в области значительного насыщения.