Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

1. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ

Процесс выработки, преобразования, передачи и потребления электроэнергии всегда сопровождаются изменениями энергетических показателей. В системах трехфазного переменного тока, изменения могут возникать как случайное событие, например, связанные с природными явлениями, или продолжительные по времени отклонение, вызванное технологическими причинами, например нелинейной нагрузкой, или некачественным состоянием электросетей. Отклонение показателей электроэнергии может привести к негативным последствиям в разных областях и сферах жизнедеятельности человека. В связи с чем, как указывалось выше, к электроэнергии как товару предъявляются требования качества. Качество электроэнергии, нормируется показателями, отклонение которых регламентируется в соответствии ГОСТ-32144-2013 года. К основным показателям качества электроэнергии, с продолжительными изменениями характеристик относятся:

-медленное отклонение напряжение;

-колебания напряжение и фликер;

-несинусоидальность напряжения;

- провалы напряжения;

-отклонение частоты;

Показатели напряжения изменение которых относятся к случайным событиям:

- прерывание напряжения;

- провалы напряжения и перенапряжения;

- импульсные перенапряжения;

1. Отклонения частоты

Отклонение значения основной частоты напряжения электропитания от номинального значения в установившемся режиме работы системы электроснабжения, ∆f

Согласно ГОСТ 32144 - 2013 для данного показателя КЭ установлены нормы:

- в синхронизированных системах электроснабжения отклонение частоты не должно превышать ±0,2 Гц в течение 95% времени интервала в одну неделю и ±0,4 Гц в течение 100% времени интервала в одну неделю;

- отклонение частоты в изолированных системах электроснабжения с автономными генераторными установками, не подключенных к синхронизированным системам передачи электрической энергии, не должно превышать ±1 Гц в течение 95% времени интервала в одну неделю и ±5 Гц в течение 100% времени интервала в одну неделю.

Снижение частоты происходит при дефиците мощности работающих в системе электростанций.

Повышение частоты происходит при резком сбросе нагрузки в системе электроснабжения.

1. Медленное изменение напряжения

Обычно обусловленное изменениями нагрузки электрической сети, и как правило длится более 1 минуты.

Показателем КЭ, характеризующем медленное изменение напряжения электропитания, являются отрицательное δUy(-), и положительное δUy(₊), отклонение напряжения электропитания от номинального/согласованного значения, выраженное в процентах. ГОСТ 32 144 - 2013 устанавливает предельно допустимые отклонения напряжения δUy, на выводах приемников электрической энергии, которое не должно превышать ± 10 % от номинального/согласованного напряжения электропитания в течении 100% времени, интервала в одну неделю.

1. Колебания напряжения и фликер

Колебания напряжения электропитания (обычно, продолжительностью менее 1 мин.), в том числе одиночные быстрые изменения напряжения, обуславливают возникновение фликера.

Показатели КЭ, которые характеризуют колебания напряжения, это кратковременная доза фликера (Pst) измеренная в интервале времени 10 мин, и длительная доза фликера (Plt) измеренная в интервале времени 2 ч, в точке передачи электрической энергии. Значение кратковременной дозы фликера (Pst) и длительной дозы фликера (Plt) не должны превышать значений 1,38 и 1,0 соответственно в течении 100% времени интервала в одну неделю.

1. Несинусоидальность напряжения

Несинусоидальность напряжения – искажение синусоидальной формы кривой напряжения. Гармонические токи, протекающие в электрических сетях, создают падения напряжений на полных сопротивлениях электрических сетей. Следовательно, напряжения гармонических составляющих, наличие которых обусловлено нелинейными нагрузками пользователей электрической сети, в точках передачи электрической энергии изменяются во времени. Источниками несинусоидальности напряжения являются: статические преобразователи, дуговые сталеплавильные и индукционные печи, трансформаторы, синхронные двигатели, сварочные установки, газоразрядные осветительные и бытовые приборы и т.д. Строго говоря, все потребители, кроме ламп накаливания имеют нелинейную вольтамперную характеристику.

Несинусоидальность напряжения характеризуется, показателями КЭ, относящимися к гармоническим составляющим Показатели качества напряжения относящееся к гармоническим составляющим являются:

- значения коэффициентов гармонических составляющих напряжения до 40-го порядка(KU_(i)) в процентах напряжения основной гармонической составляющей в точке передачи электрической энергии;

- значение суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения (KU) (отношения среднеквадратического значения суммы всех гармонических составляющих до 40-го порядка к среднеквадратическому значению основной составляющей), % в точке передачи электрической энергии.

1. Нессиметрия напряжения в трех фазных системах

Несимметрия напряжения происходит только в трехфазной сети под воздействием неравномерного распределения нагрузок по ее фазам.

Однофазные, двухфазные потребители и разные фазы трѐхфазных потребителей электроэнергии работают на различных не номинальных напряжениях, что вызывает те же последствия, как и при отклонении напряжения. Показателями КЭ, относящимися к несимметрии напряжений в трехфазных системах, являются коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности (K_2U) и коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности (K_0U). Значения коэффициентов несимметрии напряжений по обратной последовательности и несимметрии напряжений по нулевой последовательности в точке передачи электрической энергии, усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать 4% в течение 100% времени интервала в одну неделю.

1. Прерывания напряжения

Прерывание напряжения могут носить преднамеренный характер, если пользователь сети проинформирован о предстоящем прерывании. Такое прерывание связано как правило с проведением запланированных работ. Случайные прерывания напряжения могут быть длительными (более 3минут) и кратковременными (не более 3 минут). В трех фазных системах к прерыванию напряжения относится снижение напряжения во всех (3-х) фаза менее 5% опорного или согласованного. Если напряжение ниже 5%, но на во всех фазах, это относится к провалу напряжения, описанного ниже.

1. Провалы напряжения и перенапряжение

Провалы напряжения как правило происходят из-за неисправности оборудования в электросетях или электроустановках. Провалы в рамках ГОСТ 32144-2013 рассматриваются как электромагнитная помеха, которая может быть длительностью до 1 минуты.

Временное перенапряжение - внезапное и значительное повышение напряжения длительностью до 1 минуты, рассматривается как электромагнитная помеха. Временные перенапряжения возникают при коммутациях оборудования (коммутационные, кратковременные) и при коротких замыканиях на землю. Перенапряжения возникают в сетях с компенсированной нейтралью и четырехпроводных сетях при обрыве нейтрального провода (обрыв «0»), и в сетях с изолированной нейтралью при однофазном КЗ на землю. В соответствии с требованиями настоящего стандарта перенапряжение рассматривается как электромагнитная помеха, интенсивность которой определяется как напряжением, так и длительностью.

2 ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

2.1 Схемы подключения тяговых подстанций

Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) все приёмники по степени их значимости и ответственности разделяются на три категории и соответственно этому обеспечивается необходимая степень надёжности схемы питания. Электрифицированные железные дороги относятся к потребителям I категории, поскольку перерыв в их работе приносит значительный ущерб народному хозяйству и большим убыткам. Для таких потребителей должно быть предусмотрено питание от двух независимых источников электроэнергии. Таковыми считаются отдельные районные подстанции, разные секции шин одной и той же подстанции при условиях, что каждая из секций или систем шин в свою очередь питается от независимых источников питания, секции шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секции(систем) шин//ПУЭ 7-е издание//. В соответствии с этим схема питания тяговых подстанций от энергосистемы во всех случаях должна быть такой, чтобы выход из работы одной из районных подстанций или линии передачи не мог явиться причиной выхода из строя более одной тяговой подстанции//Марквард//. В общем случае схема питания тяговых подстанций зависит от конфигурации районной сети, резерва мощности электрических станций и подстанций, возможности их расширения. При этом во всех случаях для повышения надёжности стремятся иметь схему двустороннего питания тяговых подстанций или, если это связанно со значительными затратами, питают подстанцию от одного источника двумя параллельными линиями передачи или одной двухцепной линией. Наиболее типичными схемами, часто встречающимися на практике, являются кольцевая, двустороннего питания, одностороннего питания и радиальная.

Рисунок 2.1 Схемы внешнего питания тяговых подстанций

Кольцевая схема, представленная на (рисунок 2.1, а) надежна и экономична все электрические станции и тяговые подстанции соединены в кольцо воздушными линиями электропередачи. Тяговые подстанции имеют два ввода ВЛ. Отключение любого питающего центра т.е. отключение электрической станции или районной подстанции, а также выход из строя одного из участков ВЛ, не вызывает прекращения питания подстанций.

При двустороннем питании (Рис. 2.1, б) питающие центры соединены линиями передачи через шины тяговых подстанций. Подстанции имеют два ввода ВЛ. Эта система питания надежна и экономична. В том случае, если ВЛ являются линиями передачи межсистемной связи, для увеличения надежности на всем протяжении их выполняют двухцепными. (Вторая цепь ВЛ на Рис. 2.1 , б показана штриховой линией). Такая система питания значительно дороже предыдущей из-за двойного количества вводов ВЛ на подстанциях.

Для уменьшения этих затрат применяют схемы с уменьшенным числом вводов (Рис. 2.1, в). Тяговые подстанции, на шины которых заведены все ВЛ через выключатели, называются опорными остальные — промежуточными.

Промежуточные подстанции присоединяют к ВЛ в разрез линии – транзитные (проходные) или отпайкой – отпаячные, в зависимости от числа подстанций и принятой схемы. На дорогах переменного тока между опорными подстанциями подключают не более трех промежуточных при напряжении 110 кВ и не более пяти при напряжении 220 кВ. Расстояние между опорными подстанциями будет 200-300 км. Одностороннее питание (Рис. 2.1, г) применяется в тех случаях, когда имеется одна электрическая станция или районная подстанция в данном районе. Надежность питания тяговых подстанций в этом случае ниже, в сравнении с кольцевой схемой и схемой двустороннего питания. Для повышения надежности применяют двухцепные ВЛ, а с целью уменьшения затрат на высоковольтные вводы подстанции каждую цепь ВЛ заводят не на все подстанции, а через одну в шахматном порядке. Если конфигурация железной дороги имеет вид дуги с большим радиусом, показанный на (Рис. 2.1, д) наиболее удобной может оказаться радиальная схема питания. Для большей надежности каждую подстанцию соединяют с электрической станцией двумя линиями передачи.

2.2 Нагрузка тяговых подстанций.

Условно нагрузку тяговой подстанции можно разделить на две группы: Тяговая, которая является для подстанции основной, и не тяговая. Не тяговую нагрузку, в свою очередь можно разделить ещё на две подгруппы: не тяговая железнодорожная нагрузка и районная нагрузка. Необходимость электроснабжения какого-либо района от тяговой подстанции обусловлена удалением этого района от развитой сети электроснабжения, как и самой железной дороги.

3 ВЛИЯНИЕ ТЯГОВОЙ НАГРУЗКИ НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Влияние на энергосистему оказывает несимметричная нагрузка фаз тягового трансформатора

Существенное влияние на качества электроэнергии оказывают однофазные резко переменные тяговые нагрузки. В точках присоединения к электрической сети общего назначения, электрифицированные железные дороги влияют на следующие показатели качества электроэнергии:

Характеристики

Список файлов ВКР