Реферат: Основные показатели, определяющие качество электроэнергии

--PAGE_BREAK--Регулирование изменением схемы электроснабжения 
В схеме электроснабжения  осуществляют мероприятия позволяющие изменить величину  и направление реактивной мощности и сопротивления отдельных участков, в результате чего изменяются уровни напряжения в отдельных точках сети.

Для поддержания уровней напряжения в допустимых пределах используют различные методы, которые можно разделить на 2 группы: не требующие затрат на установку специальных регулирующих устройств и связанные с установкой таких устройств.
Первая группа мероприятий включает в себя: 

1. Рациональное построение системы электроснабжения (применение повышенного напряжения для линий, питающих предприятие, применение глубоких вводов, применение трансформаторов с оптимальным коэффициентом загрузки, применение токопроводов для распределительных сетей и т.д.)

2. Правильный выбор ответвлений обмоток у трансформаторов, имеющих устройство переключения обмоток без возбуждения (ПБВ).

3. Использование перемычек на напряжение до 1 кВ между цеховыми трансформаторами.

4. Снижение сопротивления системы внутризаводского электроснабжения включением на параллельную работу трансформаторов ГПП.

5. Регулирование напряжения генераторов собственных источников питания предприятия.

6. Использование регулировочных возможностей синхронных электродвигателей.
Ко второй группе мероприятий по регулированию напряжения относятся:

1. Установка на ГПП трансформаторов, имеющих устройство регулирования напряжения под нагрузкой (РНП)

2. Применение компенсирующих устройств

3. Применение специальных регуляторов напряжения.
 Средства регулирования напряжения в сетях промышленных  предприятий
Анализ средств регулирования напряжения удобнее всего провести из рассмотрения общей формулы напряжения у электроприемников U2в зависимости от напряжения генератора U1, добавочного напряжения Uдоб , создаваемого регулирующими устройствами, и потери напряжения, обусловленной активной нагрузкой PM , реактивной QM, активным сопротивлением сети Rи реактивным XL.



3















4



7       











5



8











6



9









1

13



10









2

14



11

   

12

      

13

<img width=«587» height=«70» src=«ref-1_496212377-942.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">

1. Регулирование напряжения генераторов

2. Изменение коэффициента трансформации трансформа-торов

3. Вольтодобавочные трансформаторы

4. Линейные регуляторы ( трансформаторы)

5. Индукционные регуляторы или потенциал регуляторы

6. Бесконтактные автоматические регуляторы напряжения

7. Синхронные двигатели.

8. Параллельно включенные  конденсаторные батареи

9. Синхронные компенсаторы.

10. Компенсирующие преобразователи.

11. Статические источники реактивной мощности.

12. Сети с минимальным реактивным сопротивлением.

13. Продольная компенсация.

14. Сдвоенные реакторы.
          Рассмотрим некоторые из технических средств регулиро-вания напряжения.

          Трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой

          Регулировочные ответвления располагаются обычно в обмотке высшего напряжения. В зависимости от величины мощности и напряжения регулируемые трансформаторы имеют различные схемы соединения обмоток и диапазоны регулирования.

          На рис. Показана схема включения обмоток и переключателей ответвления для трансформаторов напряжением 35, 10, 6 кВ мощностью от 60 до 630 вКА. Регулирование напряжения осуществляется в пределах [4´(+2.5)  и  2´(-2,5)]%.

          Переключатель приводится в действие от электродвигателя. Переключение ответвлений обычно автоматизировано. 

          Рис. Схема регулируемых трансформаторов с шестью ступенями регулирования.

<img width=«583» height=«600» src=«ref-1_496213319-60597.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">
         /—трансформатор;2—переключатель ответвлений;3— рабочий контакт переключателя;4—вспомогательный контакт;5—неподвижный контакт;6—редуктор приво­да;7—электродвигатели привода;8—система автома­тического управления;9—трансформатор напряжения типа ТСМАН-630/35;  /О—соединительные провода;, II—обмотка низшего напряжения;12—обмотка высше­го напряжения
На ГПП устанавливается трансформаторы с переключаю-щими устройствами, имеющими большое число ступеней и размещенными в отдельном баке. Так для трансформатора типа ТМН с мощностью 5,6 МВА напряжением 35/10 кВ применяют переключатели типа РНТ-9 с реактором с восемью ступенями по 2,5% или более совершенные переключатели с мелкими ступенями регулирования по 1,5% .



         
 Рис. Схема многоступенчатого регулирования напряжения трансформаторов:

         

         
Установки продольной компенсации (УПК).
          Принцип действия УПК поясняет векторная диаграмма
                              U1

<img width=«6» height=«63» src=«ref-1_496293882-183.coolpic» v:shapes="_x0000_s1056"><img width=«3» height=«69» src=«ref-1_496294065-170.coolpic» v:shapes="_x0000_s1050"><img width=«59» height=«59» src=«ref-1_496294235-1181.coolpic» v:shapes="_x0000_s1029"><img width=«58» height=«59» src=«ref-1_496295416-1252.coolpic» v:shapes="_x0000_s1026">                                      R1           XL      XC  U2  I2     

<img width=«2» height=«31» src=«ref-1_496296668-159.coolpic» v:shapes="_x0000_s1062"><img width=«2» height=«30» src=«ref-1_496296827-155.coolpic» v:shapes="_x0000_s1059"><img width=«50» height=«21» src=«ref-1_496296982-201.coolpic» v:shapes="_x0000_s1035">                                  

<img width=«69» height=«10» src=«ref-1_496297183-214.coolpic» v:shapes="_x0000_s1053"><img width=«40» height=«2» src=«ref-1_496297397-161.coolpic» v:shapes="_x0000_s1047"><img width=«50» height=«2» src=«ref-1_496297558-159.coolpic» v:shapes="_x0000_s1044"><img width=«44» height=«10» src=«ref-1_496297717-434.coolpic» v:shapes="_x0000_s1041"><img width=«40» height=«2» src=«ref-1_496297397-161.coolpic» v:shapes="_x0000_s1038"><img width=«107» height=«2» src=«ref-1_496298312-168.coolpic» v:shapes="_x0000_s1032">     


                         cosj1                                   cosj2
<img width=«167» height=«194» src=«ref-1_496298480-1561.coolpic» v:shapes="_x0000_s1027 _x0000_s1042"> <img width=«19» height=«127» src=«ref-1_496300041-332.coolpic» v:shapes="_x0000_s1065 _x0000_s1067">


                                                            I2XL

             U1          I2XL                            

                                                             I2R1

<img width=«164» height=«110» src=«ref-1_496300373-1009.coolpic» v:shapes="_x0000_s1036 _x0000_s1039"> <img width=«136» height=«110» src=«ref-1_496301382-905.coolpic» v:shapes="_x0000_s1060 _x0000_s1063">


<img width=«147» height=«72» src=«ref-1_496302287-659.coolpic» v:shapes="_x0000_s1069">                   U2I2R1                        U2                 I2XC   

<img width=«59» height=«50» src=«ref-1_496302946-418.coolpic» v:shapes="_x0000_s1054"><img width=«41» height=«50» src=«ref-1_496303364-393.coolpic» v:shapes="_x0000_s1079"><img width=«31» height=«58» src=«ref-1_496303757-787.coolpic» v:shapes="_x0000_s1048">                                                                     U1

<img width=«126» height=«12» src=«ref-1_496304544-301.coolpic» v:shapes="_x0000_s1087"><img width=«50» height=«2» src=«ref-1_496304845-164.coolpic» v:shapes="_x0000_s1085"><img width=«87» height=«12» src=«ref-1_496305009-274.coolpic» v:shapes="_x0000_s1083"><img width=«21» height=«3» src=«ref-1_496305283-161.coolpic» v:shapes="_x0000_s1081"><img width=«59» height=«31» src=«ref-1_496305444-292.coolpic» v:shapes="_x0000_s1077"><img width=«21» height=«21» src=«ref-1_496305736-465.coolpic» v:shapes="_x0000_s1045"><img width=«21» height=«30» src=«ref-1_496306201-547.coolpic» v:shapes="_x0000_s1071"><img width=«12» height=«21» src=«ref-1_496306748-397.coolpic» v:shapes="_x0000_s1073">       j       j1 j2                                               j1      j2

<img width=«183» height=«10» src=«ref-1_496307145-231.coolpic» v:shapes="_x0000_s1057"><img width=«88» height=«2» src=«ref-1_496307376-166.coolpic» v:shapes="_x0000_s1075"><img width=«192» height=«10» src=«ref-1_496307542-242.coolpic» v:shapes="_x0000_s1033"><img width=«106» height=«2» src=«ref-1_496307784-159.coolpic» v:shapes="_x0000_s1051">                               I2                                                                               I2

а) без конденсаторов     б) при включении трансформаторов
При наличии в сети только активного R1  и индуктивного XLcопротивлений напряжения U2 уменьшается за счет падения напряжений — активного I2R1и индуктивного  I2XL. В этом случае U2<U1,   DU=U1-U2>0.

При включении емкостного сопротивления XCполучается третье падение напряжения I2XCнаправленное противоположно I2XL. I2XCможет быть подобрана таким образом, что вектор U2будет равен вектору U1или даже больше его, т.е. DU=0 или DU<0.

Величина XCвыбирается в зависимости от потери напряжения без УПК DU%, допустимой потери напряжения DUдоп%, номинального напряжения Uн, тока нагрузки Imи sinj2

<img width=«476» height=«69» src=«ref-1_496307943-903.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043"> 
Достоинства УПК:

1) Автоматическое регулирование напряжения.

2) При одинаковом регулирующем эффекте мощность конденсаторов УПК получается в 4-6 раз меньше, чем мощность КБ при поперечной компенсации.

3) Применение конденсаторов, рассчитанных только на перепад напряжения IXC.
Недостатки УПК:

1) Возможность появления резонансных явлений

2) Недопустимость сквозных токов к.з.

3) Повышение уровня токов к.з.
<img width=«7» height=«8» src=«ref-1_496308846-176.coolpic» v:shapes="_x0000_s1030">ВОЛЬТОДОБАВОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Вольтодобавочные трансформаторы имеют одну обмотку, включенную последовательно с линией, в которой регулируется напряжение. Эта обмотка получает питание от вспомогательного трансформатора, первичная обмотка которого питается от сети или постороннего источника тока.

На рис (а) показана принципиальная схема ВДТ

<img width=«600» height=«260» src=«ref-1_496309022-21106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">
1- основной трансформатор

2- последовательный трансформатор

3- регулировочный трансформатор

      <img width=«21» height=«2» src=«ref-1_496330128-172.coolpic» v:shapes="_x0000_s1100">      <img width=«246» height=«232» src=«ref-1_496330300-8428.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">                              <img width=«226» height=«234» src=«ref-1_496338728-4679.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">

         
Здесь к  возбуждающей обмотке вольтодобавочного транс-форматора подводится напряжение, сдвинутое по фазе на 900по отношению к напряжению данной фазы. Так для создания добавочного напряжения Ерег в фазе А к возбуждающей обмотке этой фазы подводят линейное напряжение UВС.

          Тогда вектор добавочного напряжения Ерег будет перпендикулярен вектору фазного напряжения UA1, а вектор напряжения на выходе регулятора UA2, будет сдвинут на угол a, по отношению к вектору UA1. При этом угол a  может быть как опережающим, так и отстающим.

          Такой способ регулирования называется поперечным регулированием.

          Схема продольного вида регулирования напряжения показана на рис (б).

При продольном регулировании к каждой фазе возбуждающего трансформатора подводится напряжение той же фазы. Тогда вектор добавочного напряжения Ерег будет совпадать по фазе с вектором UA1, а вектор напряжения на выходе регулятора UA2, будет равен алгебраической сумме векторов UA1, и Ерег.
                                      Колебание напряжения


          При работе электроприемников с резкопеременной ударной нагрузкой в электросети возникают резкие толчки потребляемой мощности. Это вызывает изменения напряжения сети, размахи которых могут достигнуть больших значений. Эти явления имеют место при работе прокатных электродвигателей, дуговых электропечей, сварочных машин и т.д. Указанные обстоятельства крайне неблагоприятно отражаются на работе всех электроприем-ников, подключенных к данной сети, в том числе и электроприемников вызывающих эти изменения.

          Так, например, время сварки у контактных машин в пределах от 0,02 до 0,4 с, то колебания напряжения даже малой длительности сказываются на качестве сварки.

          При колебаниях напряжения, в результате которых напряжение снижается более чем на 15% ниже номинального, возможно отключение магнитных пускателей, работающих электродвигателей.

          На предприятиях с существенной синхронной нагрузкой колебания напряжения могут приводить к выпадению привода из синхронизма и расстройству технологического процесса.

          Колебания напряжения отрицательно сказывается на работе осветительных приемников. Они приводят к миганиям ламп, которые при превышении порога раздражительности могут отражаться на длительном восприятии людей.

          Колебания напряжения, имеющие место при работе крупных синхронных двигателей с резкопеременной нагрузкой, определяются с учетом переходных процессов, т.к. при этом мощность, потребляемая электродвигателем, значительно отличается от мощности установившегося режима.

          В соответствующих точках системы колебание напряжения, вызываемое изменениями (набросами) активной нагрузки на DР и реактивной нагрузки на DQ, может быть ориентировачно определено по формуле:

          <img width=«488» height=«100» src=«ref-1_496343407-816.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">    продолжение
--PAGE_BREAK--

  где dU— потеря напряжения, отн.ед.

 DР, DQ— изменения (набросы) активной  и реактивной трехфазной мощности электроприемника [МВт и МВАр]

 R, X— активное и реактивное сопротивление на фазу   Ом

 Z— полное сопротивление

 SK— мощность к.з. в точке, в которой проверяется колебания напряжения.
          Соотношения между активными и индуктивными сопротивлениями элементов сети r/x— составляют:

          Воздушные линии 110¸220 кВ                          0,125¸0,5

          Кабельные линии  6¸10 кВ                              1,25¸5

          Токопроводы    6¸10 кВ                                     0,04¸0,11

          Трансформаторы 2,5¸6,3                                   0,06¸0,143

          Тоже                 63¸500 МВА                             0,02¸0,05

          Реакторы   РБА 6¸10 кВ    до 1000 А                  0,02¸0,067

          Паротурбинные генераторы 12¸60 МВт            0,012¸0,02

          Тоже                                  100¸500 МВт           0,0075¸0,01

          Подстанции в распределительных сетях           0,067 и выше
          Активное сопротивление всех элементов сети, кроме кабелей, значительно меньше индуктивного. Но в заводских сетях крупных предприятий при широком внедрении токопроводов 6¸10 кВ и глубоких вводов 110¸220 кВ. Они становятся малопротяженными и их доля резко снижается. Поэтому они не оказывают большого влияния на результирующее значение отношения r/xв целом по предприятию. Это позволит упрощенно рассчитать колебания напряжения при резкопеременных ударных нагрузках.

          Исходя из выше приведенных соотношений r/xпри расчетах колебания напряжения в среднем можно принять, что лежит она в пределах 0, 1¸0,03.  При этом отношение z/xполучается примерно равны 1. С учетом этих допущений:

          <img width=«406» height=«64» src=«ref-1_496344223-638.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">

          Учитывая малое отношение r/xэлементов сети, активным сопротивлением вообще можно пренебречь. Тогда, колебания напряжения можно определить по еще простой формуле

                             <img width=«198» height=«60» src=«ref-1_496344861-420.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049"> 

          На основе изложенного можно сделать вывод о том, что при заданных набросах DР и DQзначение колебаний определяется мощностью к.з. питающей сети и чем последняя выше, тем меньше колебания.

          Вторым существенным источником колебаний напряжения являются дуговые сталеплавильные печи (ДСП). При работе ДСП имеют место частые отключения, число которых достигают 10 и более в течение одной плавки. Наиболее тяжелые условия получаются в период расплавления металла и в начале окисления. При этом возникают эксплуатационные толчки тока.  Значение тока при толчке зависит от вместимости печи, параметров печного трансформатора, полного сопротивления короткой сети.
          Для отечественных ДСП можно принять:

Вместимость печи, т.      0,5¸6             10¸50                 100¸200

 Iк.з.                            (3,6¸3,2)Iн      (3,2¸2,3)Iн           (1,4¸2,2)Iн
          При совместном питании ДСП и так называемой «спокойной» общецеховой нагрузки размах изменения напряжения dUна шинах вторичного напряжения 6¸10 кВ понизительного трансформатора ГПП можно с достаточной для практических целей точностью определить по формуле

                              <img width=«217» height=«54» src=«ref-1_496345281-413.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">

          Таким образом, значения размахов изменения напряжения в основном определяется мощностью к.з. питающей сети.
<img width=«653» height=«609» src=«ref-1_496345694-121416.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">

          График нагрузки дуговой сталеплавильной печи ДСП вместимостью100 т
Мероприятия по ограничению колебаний напряжения.

                   В первую очередь предусматриваются оптимальные решения схемы электроснабжения с минимальными дополнительными затратами, к числу которых относятся:

— приближение источников высшего напряжения к электроприемникам с резкопеременной нагрузкой

— питание резкопеременных и спокойных нагрузок от отдельных трансформаторов

-  соблюдение оптимального уровня мощности к.з. в сетях, питающих электрориемники с резкопеременной нагрузкой в пределах 750¸10000 МВА.

         

Если эти мероприятия оказываются недостаточными, то предусматриваются специальные устройства и установки для уменьшения размахов изменений напряжения.
Специальные быстродействующие синхронные компенсаторы (СК).
Наиболее эффективным средством для ограничения колебания напряжения является синхронный компенсатор толчковой нагрузки со специальными параметрами, с быстродействующим тиристорным возбуждением, с большой кратностью форсировки возбуждения, работающие в так называемом «режиме слежения» за реактивным током подключенных потребителей электроэнергии. Мощность СК определяют исходя из параметров графика нагрузки объекта, подлежащих компенсации.

Предусматривается регулирование реактивного тока таким образом, чтобы емкостной реактивный ток СК соответствовал реактивной толчковой нагрузке, имеющий индуктивный характер.
Синхронные  двигатели  . Для ограничения размахов изменений напряжения при резкопеременных толчковых нагрузках используются также синхронные двигатели (СД) со спокойной нагрузкой, присоединяемые к общим шинам с вентильными преобразователями. При этом СД должны иметь необходимую располагаемую мощность, быстродействующее возбуждение (тиристорное)с высоким потолком форсировки и быстродействующий автоматический регулятор возбуждения.
Статические источники реактивной мощности (ИРМ).


ИРМ характеризуется высоким быстродействием, плавным изменением реактивной мощности, безинерционностью.

В качестве примера на рис. приведена схема статического ИРМ с параллельным включением регулируемой индуктивности и нерегулируемой емкости.  В качестве индуктивности принят управляемый реактор с подмагничиванием, в качестве емкости — конденсаторная батарея.

Суммарная мощность ИРМ:

Q=QL— QC

         

<img width=«361» height=«221» src=«ref-1_496467110-2968.coolpic» v:shapes="_x0000_s1028 _x0000_s1031 _x0000_s1034 _x0000_s1037 _x0000_s1040 _x0000_s1043 _x0000_s1046 _x0000_s1049 _x0000_s1052 _x0000_s1055 _x0000_s1058 _x0000_s1061 _x0000_s1064 _x0000_s1066 _x0000_s1068 _x0000_s1070 _x0000_s1072 _x0000_s1074 _x0000_s1076 _x0000_s1078 _x0000_s1080 _x0000_s1082 _x0000_s1084 _x0000_s1086 _x0000_s1088 _x0000_s1089 _x0000_s1090 _x0000_s1091 _x0000_s1092 _x0000_s1093 _x0000_s1094 _x0000_s1095 _x0000_s1096 _x0000_s1097 _x0000_s1099">



<img width=«239» height=«2» src=«ref-1_496470078-169.coolpic» v:shapes="_x0000_s1098"> 
QL— мощность, потребляемая реактором

QC— мощность. генерируемая конденсаторной батареей

Значение и направление мощности ИРМ в каждый момент зависят от регулируемой мощности QL. QCвыбирается равной или несколько меньше ожидаемого наброса реактивной мощности. При набросе реактивной мощности ИРМ повышается до максимального значения, равного QC, а при сборе понижается до минимального значения.
ОТКЛОНЕНИЯ И КОЛЕБАНИЯ ЧАСТОТЫ.


Нарушение баланса между мощностью, вырабатываемой генератором электростанции или энергосистемы, и мощностью требуемой промышленными предприятиями, приводит к изменению частоты тока электросети.

Основной причиной возникновения колебаний частоты являются мощные приемники электроэнергии с резкопеременной активной нагрузкой (тиристорные преобразователи главных  приводов прокатных станов). Активная мощность этих приемников изменяется от нуля до максимального значения  за время менее 0,1с, вследствие  чего колебания частоты могут достигать больших значений.

Изменения частоты даже в небольших  пределах влияют на работу электросетей и приемников электроэнергии. Понижение частоты тока приводит к увеличению потерь мощности и напряжения в электросетях и к недовыработке  продукции. Влияние снижения частоты на потребляемую мощность электроприемников различно:

1) потребляемая мощность приемниками электроосвещения, электропечами сопротивления и дуговыми электропечами практически незначительно зависит от частоты;

2) мощность забираемая механизмами с постоянным моментом на валу ( металлорежущие станки, поршневые насосы, компрессоры и др.), пропорциональна частоте;

 3) потери мощности в сети пропорционально квадрату частоты;

 4) потребляемая механизмами с вентиляторным моментом сопротивления ( центробежные насосы, вентиляторы, дымососы и др.) мощность пропорциональна частоте в третьей степени;

5) у центробежных насосов, работающих на сеть с большим статическим напором (противодавлением), например у питательных насосов котельных, потребляемая мощность пропорциональна частоте в степени выше третьей.

Изменение частоты существенно влияет на работу приборов и аппаратов применяемых в телевидении, вычислительной технике.

Разгрузка энергосистемы при образовавшемся недостатке мощности осуществляется устройствами автоматической частотной разгрузки (АЧР) или вручную персоналом энергосистемы путем отключения потребителей по питающим линиям (трансформаторам) по специально разработанному так называемому аварийному графику (АГ). Устройства АЧР предназначены для разгрузки энергосистемы при авариях, вызывающий большой дефицит мощности. Величина АЧР принимается не менее 50% нагрузки энергосистемы с разбивкой на очереди с различными объемами разгрузки и различными установками автоматов по частоте и выдержке времени.

Разгрузка энергосистемы персоналом вручную по аварийному графику (АГ) применяется также в случае возникновения дефицита мощности из-за аварии. График АГ разрабатывается в размере 15% нагрузки системы с разбивкой на очереди по мощности.

Частотная разгрузка применяется совместно с частотным автоматическим повторным включением (ЧАПВ), восстанав-ливающим электроснабжение отключенных потребителей.

Устройства АВР используются на предприятиях без учета общих интересов электроснабжения потребителей при возникающих дефицитах мощности в энергосистеме. Резервирование потребителями отключенной АЧР нагрузки с помощью АВР на оставленные в работе линии снижает эффективность АЧР, что может привести к развитию аварии в энергосистеме.

Правильное использование АВР в сетях потребителей может быть обеспечено за счет рационального размещения АВР и согласования действия АВР с действиями АЧР.

На рис показаны основные принципы выбора и размещения АВР и АЧР в наиболее простых схемах эл. снабжения

   <img width=«425» height=«325» src=«ref-1_496470247-11767.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">

а) при электроснабжении от одного питающего центра
<img width=«371» height=«269» src=«ref-1_496482014-9960.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">

                                      ОН

б) от питающего центра и распределительной сети

ПЦ — питающий центр;

ПП — п/ст потребления;

ОН — ответственные нагрузки.
Для первого рис. АВР необходимо устанавливать одностороннего действия только для резервирования ответственных нагрузок линии 1. Под АЧР можно поставить линии 2и3.

При таком размещении АВР обеспечивается резервирование ответственных нагрузок потребителя при аварийном отключении линии 1 и реальное снятие нагрузки по линиям 2 и 3 при работе АЧР.

Для второго случая (рис б) АВР может быть двустороннего действия, если во-первых, пропускная способность линии 2 позволяет резервировать соответствующую нагрузку распределительной сети и, во-вторых, питающие РП линии не поставлены в свою очередь под АЧР.
Схемные решения АЧР.
Существуют два метода АЧР: по абсолютному значению частоты и по скорости изменения частоты.

          <img width=«309» height=«238» src=«ref-1_496491974-7161.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">

Рис. Схема устройства АЧР по абсолютному значению частоты.

Первый метод АЧР чаще всего применяется в системе электроснабжения промышленных предприятий. Он заключается в срабатывании реле частоты РЧ при определенном её значении, задаваемом энергосистемой, что приводит к отключению части потребителей через промежуточное реле РП.

Второй метод АЧР с отключением потребителей в определенной очередности применяется обычно в энергосистемах.

При снижении частоты срабатывает частотное реле 1Ч, которое через промежуточное реле 1П дает импульс (без выдержки) на отключение первой очереди потребителей (контакты 10). Одновременно получает питание через промежуточное реле 2П специальное электродвигательное реле времени 2В.

Если после отключения первой очереди потребителей частота в сети не восстанавливается, то срабатывает частотное реле 2Ч и отключается вторая очередь через промежуточное реле 3П (контакты 20). Далее через контактное кольцо электродвигательного реле 2В отключаются остальные очереди ( контакты 30-90).

Если после отключения указанных очередей не восстанавливается до номинального уровня, то через реле 1В с максимальной выдержкой времени отключается последняя специальная очередь потребителей (контакты СО). 

<img width=«658» height=«574» src=«ref-1_496499135-33282.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">
Рис. Схема устройства АЧР по скорости снижения частоты.
Несинусоидальность формы кривой напряжения и тока.
На современных промышленных предприятиях значительное распространение получили нагрузки, вольт-амперные характеристики которых нелинейны. Kих числу относятся тиристорные преобразователи, установки дуговой и контактной сварки, электродуговые сталеплавильные и руднотермические  печи, газоразрядные лампы и др. Эти нагрузки потребляют из сети ток, кривая которого оказывается несинусоидальной, в результате возникают нелинейные искажения кривой напряжения сети или, несинусоидальные режимы.

Несинусоидальные режимы неблагоприятно сказываются на работе силового электрооборудования, систем релейной защиты, автоматики, телемеханики и связи. Возникающие при этом экономические ущербы обусловлены главным образом, ухудшением энергетических показателей, снижением надежности функционирования электросетей и сокращение срока службы электрооборудования.

Основной круг вопросов, составляющих содержание проблемы  несинусоидальности, сводится к следующим:

— оценка электромагнитной совместимости источников высших гармоник и других нагрузок;

-   количественная оценка высших гармоник тока, генерируемых различными нелинейными нагрузками, и прогнозирование значений высших гармоник тока и напряжения в электросетях.

-  снижение уровней высших гармоник

 Известно, что любую несинусоидальную периодическую функцию  f(wt)с периодом 2p, удовлетворяющую условию Дирихле можно представить в виде суммы постоянной величины и бесконечного ряда синусоидальных величин с кратными частотами. Такие синусоидальные составляющие называются гармониками.

 Синусоидальная составляющая, период которой равен периоду несинусоидальной периодической величины, называется основной гармоникой. Остальные составляющие синусоиды с частотами со второй по n-ю называются высшими гармониками.

Согласно теореме Фурье, мгновенное значение функции f(wt)может быть представлено

 тригонометрическим рядом.

<img width=«476» height=«74» src=«ref-1_496532417-908.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">

где А0 — постоянная составляющая;

     n— номер гармоники;

     а, b — коэффициенты ряда Фурье;

     n — номер последней из учитываемых гармоник.
Коэффициенты ряда Фурье определяются по формулам:

<img width=«423» height=«80» src=«ref-1_496533325-776.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057"> 

<img width=«425» height=«87» src=«ref-1_496534101-835.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058"> 

Амплитуду n-й гармоники определяют из выражения

<img width=«196» height=«55» src=«ref-1_496534936-484.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">

          а начальную фазу n-й гармоники

                                      <img width=«225» height=«85» src=«ref-1_496535420-599.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060"> 

          Токи высших гармоник, проходя по элементам сети, вызывают падения напряжения в сопротивлениях этих элементов, которые, накладываясь на основную синусоиду напряжения, приводят к искажению формы кривой напряжения.

         

          Основные источники высших гармоник.

         

          Вентильные преобразователи

          Полупроводниковые преобразовательные устройства находят широкое применение на заводах черной и цветной металлургии и предприятиях химической промышленности. Потребителями постоянного тока на предприятиях являются регулируемый электропривод, электролизные установки, гальванические ванны, электрифицированный железнодорожный транспорт, магнитные сепараторы и др. технологические установки.

          На промышленных предприятиях наибольшее применение получили трехфазные мостовые схемы. Эти схемы являются также основой для построения более сложных схем многомостовых преобразователей.

          Для мостового преобразователя  кривая сетевого тока при соединении первичной обмотки трансформатора преобразователя в звезду имеет вид, показанный на рис.

          Форма кривой зависит от угла управления a, задаваемого системой импульсно-фазового управления, и угла коммутации g.

         

<img width=«446» height=«211» src=«ref-1_496536019-6513.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">
Порядок (номера) гармоник сетевых токов определяется выражением

<img width=«180» height=«44» src=«ref-1_496542532-369.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062"> 

          где р- число фаз преобразователя;

               k=1,2,3.......

         

          Для мостового преобразователя,   у которого р=6,

          n=5;7;11;13;17;19;23;25;.........

          Амплитуда n-й гармоники определяется выражением

<img width=«297» height=«68» src=«ref-1_496542901-575.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">    продолжение
--PAGE_BREAK--