Нарушения качества электроэнергии подразделяются на провалы напряжения, выбросы напряжения, переходные процессы, гармоники, провалы напряжения и мерцания. Исследование качества электроэнергии — это изучение различных явлений, вызывающих нарушение качества электроэнергии, и разработка стратегии смягчения последствий.
Нарушения качества электроэнергии могут вызвать бесчисленное множество проблем на промышленных объектах. Хотя в первую очередь владелец объекта может обвинить в таких проблемах электроэнергетическую компанию, гораздо более вероятно, что в этом виновато его собственное оборудование.
Промышленные объекты особенно подвержены нарушениям качества электроэнергии из-за плотности и сложности электрического оборудования, используемого в их повседневной работе. В этом посте будет показано, как различные типы оборудования могут способствовать возникновению помех в масштабах объекта. Я также рассмотрю несколько вариантов, которые могут помочь инженерам устранять неполадки и устранять эти проблемы.
Что такое качество электроэнергии
Качество электроэнергии — это мера степени, в которой напряжение, частота и форма волны системы электроснабжения соответствуют установленным техническим условиям. Хорошее качество электроэнергии может быть определено как стабильное напряжение питания, которое остается в заданном диапазоне, устойчивая частота переменного тока, близкая к номинальному значению, и плавная форма кривой напряжения (напоминает синусоиду).
На что обратить внимание по качеству электроэнергии
Конечно, неправильная проводка, неисправное оборудование и ошибки при установке или эксплуатации играют роль в таких нарушениях. Тем не менее, существуют также специальные устройства, общие для промышленных предприятий, которые могут вызывать нарушения качества электроэнергии только при их повседневном использовании.
Электродвигатели
Электродвигатели используются повсюду на многих современных промышленных предприятиях, составляя до 80% электрической нагрузки объектов в некоторых отраслях, и они также могут быть причиной нескольких типов нарушений качества электроэнергии, обычно наблюдаемых в этих операциях. Эти проблемы могут включать:
- Провалы напряжения могут возникать в локальных или смежных зонах из-за прямого пуска больших электродвигателей, как по отдельности, так и группами.
- Гармоники могут генерироваться насыщением магнитопровода электродвигателей.
- Низкий коэффициент мощности — от 0,85 до 0,90 при полной нагрузке и до 0,35 при холостом ходу — может быть создан за счет реактивной энергии, необходимой для асинхронных двигателей.
Приводы с регулируемой скоростью
Приводы с регулируемой скоростью (VSD) стали популярными устройствами для предприятий, стремящихся повысить эффективность асинхронных двигателей. Общие области применения включают центробежные вентиляторы с переменным крутящим моментом, насосы, конвейеры и компрессоры.
Системы освещения
- Освещение обычно составляет от 5% до 8% электрической нагрузки промышленного объекта. Проблемы качества электроэнергии, связанные с этим оборудованием, могут включать:
- Гармоники, которые могут быть вызваны энергосберегающими компактными люминесцентными лампами (КЛЛ).
- Низкий коэффициент мощности благодаря использованию люминесцентных газоразрядных ламп высокой интенсивности и компактных люминесцентных ламп.
- Гармонические искажения и коэффициент мощности менее 1 также могут быть вызваны все более популярным высокоэффективным светодиодным освещением.
Трансформеры
Трансформаторы являются важными элементами оборудования на промышленных предприятиях, учитывая большие объемы электроэнергии, которые могут передаваться по таким объектам. Они также могут поставить под угрозу качество электроэнергии из-за таких проблем, как:
- Низкий коэффициент мощности, что может вытекать из их потребности в реактивной энергии. Реактивная мощность, потребляемая трансформатором, может составлять до 5% его номинальной мощности при полной нагрузке.
- Гармоники, возникающие в результате насыщения их магнитопровода.
конденсаторы
Хотя они сами по себе не создают гармоник, конденсаторы могут создавать резонанс, который может усиливать величины гармонических напряжений и токов. Кроме того, переключение конденсаторной батареи может вызвать небольшие переходные процессы напряжения, обычно не влияющие на систему.