Анализ влияния качества электроэнергии на работу электроприемников

2 Анализ влияния качества электроэнергии на работу электроприемников

Анализ влияния отклонения частоты в электросистеме на работу электроприемников

На работу электроприемников влияют электромагнитные и технологические отклонения частоты. Электромагнитная составляющая образуется за счет увеличения потерь активной мощности и роста потребления активной и реактивной мощностей. Можно считать, что снижение частоты на 1% увеличивает потери в сетях на 2%.

Технологическая составляющая вызвана в основном недовыпуском промышленными предприятиями продукции. Согласно экспертным оценкам, значение технологического ущерба на порядок выше электромагнитного.

Анализ работы предприятий с непрерывным технологическим процессом показал, что большинство технологических линий оборудовано механизмами с постоянным и вентиляторным моментами сопротивлений, а их приводами служат асинхронные двигатели. Частота вращения роторов этих двигателей пропорциональна изменению частоты сети, а производительность технологических линий зависит от частоты вращения ротора двигателя. При значительном повышении частоты в энергосистеме, например, в случае «сброса» нагрузки, возможно повреждение оборудования.

Пониженная частота в электрической сети влияет на срок службы оборудования, содержащего элементы со сталью (электродвигатели, трансформаторы), за счет увеличения тока намагничивания в таких аппаратах и дополнительного нагрева стальных элементов.

Влияние изменения нагрузки потребителей при изменении частоты можно проанализировать с помощью статических характеристик обобщенного узла нагрузки от частоты, приведенных на рис. 2.1.

Вам также может быть полезна лекция "11 - Развитие конфликта".

Из рис. 2.1 видно, что снижение частоты до значения , при водит к увеличению потребляемой нагрузкой реактивной мощности Q_* до значения Q_*1, а это влечет за собой понижение напряжения в узле присоединения нагрузки. При этом потребляемая активная мощность снижается до Р_*1. Обычно увеличение потребляемой реактивной мощности выше, чем снижение активной мощности, что приводит к увеличению перетоков полной мощности по элементам сети и, следовательно, к увеличению потерь мощности и энергии в сети.

Рис. 2.1 - Статические характеристики обобщенного узла нагрузки от частоты

Нагрузки потребителей в сети могут изменяться различным образом. При малых изменениях нагрузки в системе требуется небольшой резерв мощности. В этих случаях автоматическое регулирование частоты в системе может производится на одной, так называемой частотно-регулирующей станции. При больших изменениях нагрузки увеличение мощности должно быть предусмотрено на значительном числе станций. В связи с этим в соответствии с предполагаемыми изменениями нагрузок потребителей заранее составляются графики соответствующего изменения нагрузки электростанций. При этом предусматривается экономическое распределение нагрузок между станциями.

При отключении мощных линий электропередач в послеаварийных режимах, система может оказаться разделенной на отдельные несинхронно работающие части. В некоторых из них мощность электростанций может оказаться недостаточной для поддержания частоты и будут наблюдаться большие изменения частоты. Это, как уже отмечалось, приведет к резкому снижению производительности оборудования собственных нужд электростанций (питательных и циркуляционных насосов, дымососов и т.д.), что вызовет дальнейшее значительное уменьшение мощности станций, вплоть до их выпадения из параллельной работы. Для предотвращения общесистемных аварий в подобных случаях предусматривают специальные автоматические устройства частотной разгрузки (АЧР), отключающие в таких случаях часть менее ответственных потребителей.

После ликвидации дефицита мощности, например, после включения резервных источников, специальные устройства частотного автоматического повторного включения (АПВЧ) включают отключенных потребителей, и нормальная работа системы восстанавливается.