- Co je to výpadek napětí?
- Charakteristické ukazatele
- Příčiny selhání
- Přípustné poklesy napětí podle GOST
- Vliv poruch na práci elektrických zařízení
- Finanční stránka problému
- Jak se vypořádat s poklesy napětí?
Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Zajištění kvality elektřiny, která splňuje požadavky GOST 13109-97, je hlavním úkolem v dodávkách elektřiny pro spotřebitele. Odchylky od jmenovitých hodnot, zejména pokles napětí, nepříznivě ovlivňují provoz elektrických zařízení a mohou způsobit vážné materiální škody. V tomto článku zodpovíme klíčové otázky týkající se krátkodobého poklesu napětí, zvážíme povahu tohoto jevu a důvody jeho projevu.
Co je to výpadek napětí?
V souladu s definicí uvedenou v GOST 13109-97 znamená tento jev náhlé snížení amplitudy napětí s následným dynamickým obnovením výkonu v rámci nominální hodnoty. Příklad tvaru křivky poklesu napětí je uveden níže.
Charakteristické ukazatele
Následující indikátory popisují pokles amplitudy napětí:
δU p je hloubka poklesů, pro výpočet se používá následující vzorec: δU p = (U nom - U min ) / U nom, kde Un nom je jmenovitá velikost napájecího napětí, U min je hodnota zbytkového napětí;
∆t je doba trvání, tato hodnota je definována jako rozdíl mezi okamžikem obnovení napětí na jmenovitou hodnotu t a časovým parametrem fixace počátečního stupně odchylky t n. Vzorec pro výpočet trvání bude následující: ∆t = t až - t n
F p - četnost opakování (četnost poklesů), dáváme vzorec použitý pro výpočet tohoto parametru: F p = 100% * m * (δU n * ∆t n ) / M, kde čitatel zlomku popisuje počet odchylek, určitou hloubku a trvání během období měření. Jmenovatelem je celkový počet odchylek zjištěných během měření.
Výše uvedené indikátory slouží ke stanovení kvality elektřiny v konkrétním systému napájení.
Příčiny selhání
I přesto, že projevy napěťových odchylek jsou náhodné, pravděpodobnost této události závisí na přesně definovaných důvodech. Patří mezi ně:
- Výchozí proudy.
- Kolísání napětí během zkratu.
- Náhlé významné zvýšení zatížení.
- Další příčiny vzniku sítě.
Podrobně zvážit každý z těchto faktorů.
Spínací proudy
Nejčastější příčinou těchto poruch je například tvorba spínacích proudů, například při spouštění výkonných elektromotorů nebo jiných zařízení. Obrázek níže ukazuje příklad, kdy je výkonný motor připojen k jednomu napájecímu vstupu s jinými spotřebiči.
Legenda:
- T1 - Odstupňový transformátor.
- RZ - Impedance na vstupu napájení.
- RZ1-RZ3 - Impedance spotřebních obvodů.
- M - výkonný asynchronní motor.
Se zahrnutím motoru M se vytvoří startovací proud I, jehož hodnota přesáhne jmenovitou hodnotu hodnotou (I start > I nom ). To vede ke vzniku poruchové zóny s významným poklesem napětí v obvodu RZ1 a menší odchylky na hlavním rozdělovači zbývajících spotřebních okruhů.
Zkrat
Výskyt zkratových proudů v elektrické síti také způsobuje odchylky napětí od normy. Zvažte, jak proces pokračuje a je určován v sítích s různými třídami napětí.
Zkrat v sítích nízkého napětí.
Příklad takové situace je znázorněn na obrázku níže. V tomto případě ovlivňují impedance RZ a RZ2 velikost zkratového proudu.
Na tomto základě můžeme říci, že čím větší je velikost impedance v nízkonapěťové síti, tím menší je hodnota zkratového proudu.
V praxi by v případě zkratu ve spotřebním obvodu 2 měla být aktivována ochrana této skupiny. Pokud je například obvod po 50 ms vypnut, vytvoří se na hlavním rozdělovači zóna ponoru s dobou trvání 50 ms. To znamená, že tento parametr závisí na rychlosti ochrany. Současně se sníží hloubka ponoření, jak se zmenší vzdálenost od poškozené oblasti, čím větší je odchylka. Tato pravidla fungují v sítích nízkého, středního a vysokého napětí.
Zkrat v sítích s napětím střední třídy.
Většina problémů vzniká, když se vyskytnou zkraty ve třífázových sítích středního napětí. Navzdory náhodné povaze tohoto jevu je pravděpodobnost mimořádné situace poměrně velká, protože nelze vyloučit vliv vnějších faktorů. Patří mezi ně:
- Různé druhy zemních prací, při kterých by mohlo dojít k poškození kabelu.
- Poruchy v kloubech.
- Stárnutí izolačního povlaku.
- Dopad přírodních a umělých faktorů.
Při vzniku zkratového proudu bude proudit, dokud automatická ochranná zařízení v distribuční rozvodně neizolují nouzový úsek. Do té doby bude pozorováno výrazné snížení napětí v rozvodné síti rozvodny.
Zkrat ve vedení vysokého napětí.
Ve většině případů dochází k uzavření uzávěrů v nadzemním vedení v důsledku přírodních faktorů (výboje blesku, hurikány atd.) Nebo v důsledku chybného spínání a falešných poplachů automatické ochrany.
Těžká zatížení
Pokud je připojen k elektrické síti s velkým zatížením, může vést několikanásobné vytvoření spínacích proudů přesahujících jmenovitý proud. V případech, kdy je elektrický obvod dimenzován pro jmenovitý proud, překročení tohoto parametru způsobí snížení amplitudy napájení. Rozsah tohoto projevu přímo závisí na rezervě elektrické energie a velikosti impedance.
Poklesy počátku sítě
Vzhledem ke složitosti distribučních okruhů je třeba vzít v úvahu, že pokud je některá z částí obvodu poškozena, budou ovlivněny zbývající části. Následující faktory ovlivní hloubku a trvání poruch:
- topologie obvodu;
- celková impedance problémové oblasti;
- proudový výkon a zdroj elektrické energie (generátor).
Pro podrobnější prezentaci zvažte příklad uvedený na obrázku níže.
Předpokládejme, že v bodě P2 došlo k fázovému uzavření, což povede ke skutečnosti, že spotřebitel 1 nemá napěťové odchylky, spotřebitel 2 má hloubku ponoření 63% a spotřebitel 3 má 97%.
Pokud se v bodě P1 vyskytne jednofázový zkrat, pak hloubka ponoru bude 50% jmenovité hodnoty pro všechny spotřebiče, s výjimkou spotřebitele 1. To znamená, jak je patrné, čím vyšší je úroveň topologie, kde došlo k poškození, tím větší je počet spotřebičů spadajících do zóny poklesu napětí . Spotřebitelé připojeni k úrovni 3 mají tedy výrazně vyšší riziko selhání než spotřebitelé z první a druhé úrovně.
Přípustné poklesy napětí podle GOST
Podle GOST 32144 2013 k určení ukazatelů kvality elektřiny, poruchy by měly být klasifikovány podle dvou kritérií:
- Velikost zbytkového napětí.
- Doba trvání
Vzhledem k tomu, že výskyt poruch je náhodný, nebyly pro výše uvedená kritéria stanoveny žádné číselné hodnoty. Měření amplitudy a doby trvání však musí být prováděna za účelem vytvoření statistického pole, které vám umožní určit pravděpodobnost náhodné události pro konkrétní elektrickou síť, aby bylo možné charakterizovat QE.
Co se týče „přípustných poruch podle GOST“, tato fráze nedává smysl, protože selháním se rozumí odchylka od normy stanovené GOST (0, 9nnum). Přesně řečeno, je možné zavolat normalizaci přípustné doby poruchy (30 s), nad kterou se odchylka považuje za podpětí.
Vliv poruch na práci elektrických zařízení
Tento jev je považován za méně nebezpečné odchylky kmitočtových a napěťových impulsů, nicméně poruchy mohou vést k následujícím následkům:
- Snížení intenzity světelného toku produkovaného zdroji s vláknem.
- Snížení citlivosti rozhlasových a televizních přijímačů.
- Nestabilita rentgenových instalací.
- Falešně pozitivní elektronické řídicí systémy.
- Snížení úrovně stejnosměrného proudu v kontaktní síti elektrických vozidel má negativní vliv na práci kolejových vozidel.
- Změny vlastností měničů napětí.
- Pokles výkonu elektromotorů, který vede k elektrickým ztrátám a opotřebení.
Hloubka poruchy větší než 10% přípustné odchylky pravděpodobně způsobí vypálení světelných zdrojů. Při nízkém napětí, vyšším než 15% přípustné rychlosti, se spouštěče otevřou, což způsobí vypnutí elektrického zařízení a v důsledku toho proces přeruší.
Je charakteristické, že poklesy nemají významný vliv na svařování elektrickým obloukem v důsledku vysoké tepelné setrvačnosti procesu, zatímco kvalita bodového svařování významně klesá.
Finanční stránka problému
Pokud jde o dopady poruch na elektrická zařízení, ztratili jsme ze zřetele finanční ztráty, které se skládají z následujících komponent:
- Ztráta zisku z důvodu prostojů zařízení a ztráty času pro obnovení technologického cyklu.
- Oprava poškozeného zařízení.
- Ztráta surovin atd.
Jak se vypořádat s poklesy napětí?
Jak jsme zjistili, poruchy jsou náhodným jevem, jehož doba trvání závisí na odezvě ochranných systémů a hloubce - vzdálenosti od problémové oblasti. Vzhledem k tomu, že nelze měnit pravděpodobnost výskytu, zůstává pouze dopad na rozsah selhání a odstranění následků.
Toho lze dosáhnout optimalizací sítě tak, aby se kompenzovaly poruchy při prudkých změnách zátěže, jakož i instalace speciálních přístrojů pro monitorování fázových napětí pro dodržení jmenovité úrovně a vyloučení asymetrie. Stejně efektivní je stabilizační zařízení instalované u spotřebitele elektřiny. Vážnější přístroje mohou fungovat jako regulátor napětí a základní měnič kmitočtu.
Pokud je problém způsoben uzávěry, může instalace systému automatického opětného zapnutí a kritických poruch a ATS snížit maximální přípustnou dobu trvání odchylky na krátké přerušení. To znamená, že automatický systém se znovu zapne a pokud se to nezdaří, vloží se rezerva.
Doporučujeme vám číst a číst:
- Přepěťová ochrana v bytě
- Mostní vlnový usměrňovač