все вопросы Подписка на рубрику Вопрос - Ответ ВестиПБ.ру

вопрос - ответ

Вопрос:
В эксплуатации находится ОПО, в состав которого входит котельная установка с двумя паровыми...

Ответ:
Здравствуйте. Согласно Приказу Ростехнадзора № 168 «Об утверждении требований к ведению...


Федеральные
законы
Правила
безопасности
Руководящие
документы
Документы
Ростехнадзора
18+

Научно-технические статьи

Электроснабжение потребителей и проблемы, возникающие в результате искажения качества электрической энергии, вызванные несимметричной работой нагрузки в электрических системах

Дата публикации: 20.06.2015

При диагностировании электрических машин, специалисты ЗАО НИЦ «Горный Эксперт», по возможности, уделяют значительное внимание анализу качества питающей их энергии.

Отклонения показателей качества электроэнергии от нормируемых значений приводят к ухудшению условий эксплуатации электрооборудования энергоснабжающих организаций и потребителей электроэнергии, вызывают серьезные сбои, в работе электроприемников приводящие зачастую к порче (выходу из строя) оборудования, потере качества выпускаемой продукции и снижению производительности оборудования.

Источниками искажений (помех) приводящих к сбоям в работе электроприемников являются:

  • мощные электроприёмники, оборудование с импульсным, резкопеременным характером потребления активной и реактивной мощности.
  • электроприёмники с нелинейной вольтамперной характеристикой, являющиеся причиной искажения синусоидальной формы кривой напряжения.
  • внезапные и значительные снижения напряжения (менее 90% Uном) длительностью от нескольких периодов до нескольких десятков секунд с последующим восстановлением напряжения.
  • грозовые явления, коммутация оборудования (трансформаторы, двигатели, конденсаторы, кабели), в том числе отключения токов КЗ, вызывающие возникновения импульсов напряжения.
  • внезапные и значительные повышения напряжения (более 110% Uном) длительностью более 10 миллисекунд.
  • неравномерное распределение нагрузок в сети, приводящие к возникновению несимметрии напряжения.

Несимметричный режим работы электрических сетей, может быть обусловлен, как несимметрией источников напряжения, так и несимметрией со стороны потребителей электроэнергии.

На рисунках 1-4 представлены примеры графиков суточного изменения фазных напряжений в электрической сети двух трансформаторных пунктов получающих питание от одного ЦП, (подстанции) 110/10 кВ, питающей одновременно тяговые подстанции.

Рис. 1. График изменения (отклонения) фазных напряжений ТП-1

Где: δUa, δUв, δUc, отклонения фазных Ua, Uв, Uc  напряжений, а пд-предельно допустимые значения отклонения напряжений.

Проведя анализ графика изменения (отклонения) фазных напряжений на ТП-1 (см. Рис. 1), можно сделать выводы о том, что нарушение нормативных требований вызвано:

  • несимметрией изменения фазных напряжений, являющейся результатом неравномерного распределения по фазам  нагрузок бытовых потребителей и влиянием тяговой подстанции;
  • неправильным регулированием (необходимо перевести ПБВ на одно положение вниз) напряжения в сетях, - результатом является превышение напряжения (выход) за предельно допустимые значения.

Рис. 2. Графики коэффициентов несимметрии по нулевой К0 и обратной К2 последовательности ТП-1

Где: К0 и К2 коэффициент несимметрии по нулевой и обратной последовательности соответственно, К0пд и К2пд - предельно допустимые значения по несимметрии нулевой и обратной последовательности соответственно, а К0нд и К2нд - нормально допустимые значения по несимметрии нулевой и обратной последовательности соответственно.

При этом наблюдается рост (выход за предельно допустимые значения) коэффициента нулевой последовательности К0 и выходы коэффициента обратной последовательности К2 за нормально допустимые значения в течение всего времени прохождения железнодорожного состава (см.Рис.2).

Рис. 3. График изменения (отклонения) фазных напряжений ТП-2

Где: δUa, δUв, δUc, отклонения фазных   Ua, Uв, Uc напряжений, а пд-предельно допустимые значения отклонения напряжений.

Проводя анализ графика изменения (отклонения) фазных напряжений на ТП-2, наблюдается несимметрия (неравномерное распределение по фазам  нагрузок бытовых потребителей) приводящая к серьезным колебаниям в сети, хотя при этом не происходит нарушения нормативных требований.

Рис. 4. Графики коэффициентов несимметрии по нулевой К0 и обратной К2 последовательности ТП-2

Где: К0, К2 коэффициент несимметрии по нулевой и обратной последовательности соответственно, К0пд и К2пд – предельно допустимые значения по несимметрии нулевой и обратной последовательности соответственно а К0в и К2в – нормально допустимые значения по несимметрии нулевой и обратной последовательности соответственно.

При этом наблюдается рост (выход за предельно допустимые значения) коэффициента нулевой последовательности К0 в течении (суток) календарного дня (см. Рис. 4). Что в свою очередь негативно сказывается на работе электрооборудования потребителей.

Несимметрия в электрических сетях, отрицательно сказывается на рабочих и технико-экономических характеристиках электрических машин. Ток прямой последовательности в статоре электрической машины создает магнитное поле, вращающееся с синхрон­ной частотой в направлении вращения ротора. Токи обрат­ной последовательности в статоре электрической машины создают магнитное поле, вращающееся относительно ротора с двойной синхронной частотой в направлении, противоположном вращению. Из-за этих токов двойной частоты в электрической машине возникают тормозной электромагнитный момент и дополнительный нагрев, главным образом ротора, приводящие к ухудшению изоляции электрической машины и как следствие к сокращению их срока службы.

В асинхронных электродвигателях появляются дополнительные потери в статоре. В ряде всевозможных случаев приходится при проектировании увеличивать номинальную мощность электродвигателей, если не принимать особые меры по симметрированию напряжения.

В синхронных машинах не считая дополнительных потерь и нагрева статора и ротора, могут возникать вибрации в результате появления знакопеременных вращающих моментов и тангенциальных сил, пульсирующих с двойной частотой сети, приводящие к серьезным поломкам.

Несимметричный режим работы сетей, взывает ухудшение изоляции и как следствие сокращение срока службы трансформаторов.

Синхронные электродвигатели и батареи конденсаторов уменьшают выработку реактивной мощности.

Для снижения негативного влияния (последствий) несимметричной работы электрических сетей, как на бытовых потребителей, так и на производителей электрической энергии, необходимо по возможности правильно распределять нагрузку, применять компенсирующие устройства и своевременно регулировать напряжение в сети.

Сабадош А.А. – начальник электротехнической лаборатории ЗАО НИЦ «Горный Эксперт»,
Игнатьев В.В. – заместитель технического директора,
Ивненко Ю.В. – начальник лаборатории НК,
Хасанов А.А., Капитулин Е.В., Зубков М.Т., Козловский Д.А., Сергеев И.В., Бодягин Е.А. – эксперты.

Последние Научно-технические статьи

Быстровозводимые фермовые металлоконструкции. Контроль состояния элементов.

Быстровозводимые металлоконструкции. Расчет.

Оценка состояния элементов строительных лесов.

Цепные грузоподъемные лебедки. Контроль состояния цепи

Техническое диагностирование технологического трубопровода цеха № 1429, рег №  1194 и рег №  2095

другие статьи

Информация о Ростехнадзоре

СМИ о
Ростехнадзоре

Предприятия и надзор

Новости
компаний

Промышленные новости, аналитика, обсуждения

© 2006–2018 Вестник Промышленной Безопасности | Реклама на сайте | Связь с нами | Статистика
При полном или частичном использовании материалов Вести ПБ гиперссылка на сайт обязательна.
Свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ №ФС77-36452 от 28.05.2009.