Показатели и нормы качества электрической энергии

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

«Потребители электроэнергии»

на тему: «Показатели, характеризующие качество электроэнергии»

Выполнил:

студент 3 курса, СВС-ТЭЭО-131 группы, в/о ______________ А.И.Обуховский

(подпись, дата)

Проверил:

доцент кафедры электротехники и

электроники, к.т.н. ___________________________________ Т.А.Ситкевич

Гродно, 2016

Ф 20-046

Учреждение образования

«Гродненский государственный университет имени Янки Купалы»

Факультет физико-технический

Кафедра электротехники и электроники

Задание

По подготовке курсового проекта

Студенту

Обуховскому Андрею Ивановичу

(фамилия, имя, отчество)

Специальность 1-43 01 07 «Техническая эксплуатация энергооборудования организаций»

Курс 3Форма обучения вечерняя

Дисциплина Потребители электроэнергии

Тема курсового проекта

Показатели, характеризующие качество электроэнергии

утверждена на заседании кафедры протокол № 2 от 16.02.2016г.

Руководитель курсового проекта: Ситкевич Т.А., доцент кафедры электротехники и электроники, к.т.н., доцент.

1. Исходные данные к курсовой работе (проекту): ГОСТ 54149–2010, ГОСТ 32144–2013, ГОСТ 13109–97.

2. Перечень подлежащих разработке в курсовой работе (проекту) вопросов или краткое содержание курсовой работы: термины и определения; показатели и нормы качества электроэнергии – общие положения, продолжительные изменения характеристик напряжения, случайные события (прерывания и провалы напряжения, перенапряжения, импульсные напряжения); контроль качества электроэнергии.

3. Перечень графического материала: количество таблиц – 11, количество рисунков – 4.

4. Сроки проведения консультаций и осуществления контроля за ходом выполнения курсового проекта: 12.03.2016; 26.03.2016; 02.04.2016; 16.04.2016; 30.04.2016; 14.05.2016.

5. Срок сдачи студентом законченного проекта: 28.05.2016.

6. Дата выдачи задания: 18.02.2016.

7. Подпись студента_________________________ / А.И.Обуховский

8. Подпись руководителя _______________ / Т.А.Ситкевич

Содержание

Введение. 4

1 Термины и определения. 5

2 Показатели и нормы качества электрической энергии. 9

2.1 Общие положения. 9

2.2 Продолжительные изменения характеристик напряжения. 9

2.2.1 Отклонение частоты.. 9

2.2.2 Медленные изменения напряжения. 10

2.2.3 Колебания напряжения и фликер. 11

2.2.4 Несинусоидальность напряжения. 13

2.2.5 Несимметрия напряжений в трехфазных системах. 16

2.3 Случайные события. 17

2.3.1 Прерывания и провалы напряжения. 17

2.3.2 Перенапряжения. 20

2.3.3 Импульсные напряжения. 21

3. Контроль качества электроэнергии. 26

Заключение. 28

Литература. 29

Введение

Качество электрической энергии (КЭ) – степень соответствия характеристик электрической энергии в данной точке электрической системы совокупности нормированных показателей КЭ.

КЭ характеризуют также термином «электромагнитная совместимость». Под электромагнитной совместимостью понимают способность электроприемника (ЭП) нормально функционировать в его электромагнитной среде (в электрической сети, к которой он присоединен), не создавая недопустимых электромагнитных помех для других ЭП, функционирующих в той же среде.

КЭ в промышленности оценивается по технико-экономическим показателям, которые учитывают ущерб вследствие порчи материалов и оборудования, расстройства технологического процесса, ухудшения качества выпускаемой продукции, снижения производительности труда – так называемый технологический ущерб.

Кроме того, существует и электромагнитный ущерб от некачественной электроэнергии, который характеризуется увеличением потерь электроэнергии, выходом из строя электротехнического оборудования, нарушением работы автоматики, телемеханики, связи, электронной техники и т.д.

Цель курсового проекта – изучить показатели и нормы качества электрической энергии.

Задачи курсового проекта:

1) исследовать продолжительные изменения характеристик напряжения;

2) рассмотреть случайные события.

Термины и определения

Система электроснабжения общего назначения – совокупность электроустановок и электрических устройств, предназначенных для обеспечения электрической энергией различных потребителей электрических сетей [1].

Пользователь электрической сети – сторона, получающая электрическую энергию от электрической сети либо передающая электрическую энергию в электрическую сеть. К пользователям электрических сетей относят сетевые организации и иных владельцев электрических сетей, потребителей электрической энергии, а также генерирующие организации.

Распределительная электрическая сеть – совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии между пользователями электрической сети, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

Потребитель электрической энергии – юридическое или физическое лицо, осуществляющее пользование электрической энергией (мощностью) на основании заключенного договора.

Номинальное напряжение – напряжение, для которого предназначена или идентифицирована электрическая сеть, и применительно к которому устанавливают ее рабочие характеристики [1].

Напряжение электропитания – среднеквадратическое значение напряжения в определенный момент времени в точке передачи электрической энергии пользователю электрической сети, измеряемое в течение установленного интервала времени.

Низкое напряжение – напряжение, номинальное среднеквадратическое значение которого не превышает 1 кВ.

Среднее напряжение – напряжение, номинальное среднеквадратическое значение которого превышает 1 кВ, но не превышает 35 кВ.

Высокое напряжение – напряжение, номинальное среднеквадратическое значение которого превышает 35 кВ, но не превышает 220 кВ.

Частота напряжения электропитания – частота повторения колебаний основной гармоники напряжения электропитания, измеряемая в течение установленного интервала времени.

Номинальная частота – номинальное значение частоты напряжения электропитания.

Кондуктивная электромагнитная помеха – электромагнитная помеха, распространяющаяся по проводникам электрической сети. В некоторых случаях электромагнитная помеха распространятся через обмотки трансформаторов, и может действовать в электрических сетях с разными значениями напряжения. Кондуктивные электромагнитные помехи могут ухудшить качество функционирования устройств, электроустановок или систем или вызвать их повреждение [1].

Напряжение гармонической составляющей – среднеквадратическое значение синусоидального напряжения, частота которого является кратной основной частоте напряжения электропитания.

Напряжение интергармонической составляющей – среднеквадратическое значение синусоидального напряжения, частота которого не является кратной основной частоте напряжения электропитания.

Быстрое изменение напряжения – быстрое изменение среднеквадратического значения напряжения между двумя последовательными уровнями установившегося напряжения.

Опорное напряжение (при оценке провалов, прерываний напряжения и перенапряжений) – значение напряжения, применяемое в качестве основы при установлении остаточного напряжения, пороговых значений напряжения и других характеристик провалов, прерываний напряжения и перенапряжений, выраженное в вольтах или в процентах номинального напряжения [1].

Прерывание напряжения – ситуация, при которой напряжение в точке передачи электрической энергии меньше 5% опорного напряжения.

Импульсное напряжение – перенапряжение, представляющее собой одиночный импульс или колебательный процесс (обычно сильно демпфированный), длительностью до нескольких миллисекунд.

Провал напряжения – временное уменьшение напряжения в конкретной точке электрической системы ниже установленного порогового значения [1].

Длительность провала напряжения – интервал времени между моментом, когда напряжение в конкретной точке системы электроснабжения падает ниже порогового значения начала провала напряжения, и моментом, когда напряжение возрастает выше порогового значения окончания провала напряжения.

Пороговое значение окончания провала напряжения – среднеквадратическое значение напряжения в системе электроснабжения, установленное для определения окончания провала напряжения.

Остаточное напряжение провала напряжения – минимальное среднеквадратическое значение напряжения, отмеченное в течение провала напряжения.

Пороговое значение начала провала напряжения – среднеквадратическое значение напряжения в системе электроснабжения, установленное для определения начала провала напряжения.

Перенапряжение – временное возрастание напряжения в конкретной точке электрической системы выше установленного порогового значения [1].

Длительность перенапряжения – интервал времени между моментом, когда напряжение в конкретной точке системы электроснабжения возрастает выше порогового значения начала перенапряжения, и моментом, когда напряжение падает ниже порогового значения окончания перенапряжения.

Пороговое значение окончания перенапряжения – среднеквадратическое значение напряжения в системе электроснабжения, установленное для определения окончания перенапряжения.

Пороговое значение начала перенапряжения – среднеквадратическое значение напряжения в системе электроснабжения, установленное для определения начала перенапряжения.

Качество электрической энергии (КЭ) – степень соответствия характеристик электрической энергии в данной точке электрической системы совокупности нормированных показателей КЭ [1].

Несимметрия напряжений – состояние трехфазной системы энергоснабжения переменного тока, в которой среднеквадратические значения основных составляющих междуфазных напряжений или углы сдвига фаз между основными составляющими междуфазных напряжений не равны между собой.

Показатели и нормы качества электрической энергии

Общие положения

Изменения характеристик напряжения электропитания в точке передачи электрической энергии пользователю электрической сети, относящихся к частоте, значениям, форме напряжения и симметрии напряжений в трехфазных системах электроснабжения, подразделяют на две категории:

1) продолжительные изменения характеристик напряжения;

2) случайные события.

Продолжительные изменения характеристик напряжения электропитания представляют собой длительные отклонения характеристик напряжения от номинальных значений и обусловлены в основном изменениями нагрузки или влиянием нелинейных нагрузок [1].

Случайные события представляют собой внезапные и значительные изменения формы напряжения, приводящие к отклонению его параметров от номинальных. Данные изменения напряжения, как правило, вызываются непредсказуемыми событиями (например, повреждениями оборудования пользователя электрической сети) или внешними воздействиями (например, погодными условиями или действиями стороны, не являющейся пользователем электрической сети) [1].

Применительно к продолжительным изменениям характеристик напряжения электропитания, относящихся к частоте, значениям, форме напряжения и симметрии напряжений в трехфазных системах установлены показатели и нормы КЭ.