Calitatea energiei electrice joacă un rol important în furnizarea eficientă a energiei electrice către consumatori. Deoarece puterea devine o resursă mai esențială și mai valoroasă pentru întreaga lume, este important să-i menținem calitatea la toate nivelurile de utilizare pentru funcționarea fiabilă a echipamentelor.
Datorită utilizării încărcărilor neliniare și a echipamentelor electronice de putere în sectoarele de transmisie, distribuție și utilizare a sistemelor de energie, duce la distorsiuni ale formelor de undă de tensiune și curent. Suntem deja conștienți de distorsiune armonica totala prin controlul fazelor și controlul integral al puterii de curent alternativ.
Acum, companiile de distribuție a energiei de o zi arată natură competitivă pentru a îmbunătăți calitatea energiei, crescând preocuparea față de aceasta pentru a obține profitabilitatea și satisfacția clienților.
Ce este calitatea energiei electrice?
Dacă puterea furnizată dispozitivelor sau echipamentelor este deficitară, rezultă performanțe slabe. O bună calitate a energiei face ca echipamentul să funcționeze corect fără a afecta performanța sau speranța de viață.
Calitatea energiei electrice
Standardul IEEE definește calitatea energiei electrice ca „conceptul de alimentare și împământare a echipamentelor electronice sensibile într-o manieră adecvată pentru echipamentele cu sistem de cablare precis și alte echipamente conectate”. Este abaterea tensiunii și a curenților de la formele de undă ideale sau reale.
Abaterea formelor de undă de la reală
În figură, puterea furnizată la rețea este undele sinusoidale pure de curent și tensiuni. În timp ce puterea ajunge la sarcină, aceasta nu-și mai menține forma datorită dispozitivelor de comutare neliniare.
După cum sa observat, forma pe care a deviat-o de la cea ideală fostă. Această abatere provoacă probleme grave în echipamentele electrice, cum ar fi pâlpâirea luminii, funcționarea defectuoasă a diferitelor dispozitive, viteza redusă a motorului etc.
Prin utilizarea analizoarelor de calitate a energiei putem estima sau analiza forma de undă distorsionată.
Probleme de calitate a energiei
Calitatea puterii este decisă de utilizatorii finali. Dacă echipamentul electric funcționează satisfăcător pentru o anumită alimentare, atunci puterea este de bună calitate. Dacă nu funcționează bine sau nu funcționează, atunci calitatea energiei este proastă. Motivele pentru o calitate slabă a energiei sau probleme de calitate a energiei sunt discutate mai jos.
1. Perturbări ale frecvenței de alimentare
a. Tensiunea se lasă și se umflă
Tensiunea cade
Scăderea sau scăderea tensiunii este scăderea nivelurilor de tensiune de la valorile nominale la frecvența de putere. Durează de la aproximativ jumătate de ciclu la câteva secunde. Tensiunile scăzute se datorează mai multor factori, cum ar fi motoarele electrice, cuptoarele cu arc, problemele de utilitate, pâlpâirea etc.
Motoarelor le place diferit tipuri de inducție motoarele în timpul pornirii iau un curent foarte mare, ceea ce duce la o cădere drastică de tensiune.
De asemenea, cuptoarele cu arc primesc amperi mari pentru a produce temperaturi ridicate. Utilitățile scad tensiunile cu unii dintre factorii cum ar fi fulgerul, contactul copacilor, păsărilor și animalelor la liniile de alimentare cu energie electrică, operațiunile de comutare, defecțiunile de izolație etc.
tensiunea se umflă
Umflările de tensiune apar din cauza transferului de sarcini de la o sursă la alta, respingere bruscă și sarcini de aplicare. Pâlpâirea este o problemă de joasă frecvență care apare în principal în condiții de pornire sau de joasă tensiune.
Pâlpâirea se datorează tensiunilor reduse sau frecvenței care poate fi observată de ochiul uman.
Scăderea și umflarea tensiunii are ca rezultat o defecțiune a echipamentelor, pierderea randamentului motoarelor, defecțiuni ale izolației, fluctuația iluminării luminii, declanșarea releelor și a contractorilor etc.
Perturbările frecvenței de putere nu sunt ușor de vindecat dacă apar la nivelul sursei, deoarece se ocupă de puteri mari. Cu toate acestea, acestea pot fi reduse dacă au loc intern din cauza sarcinilor prin separarea sarcinilor finale de sarcinile sensibile.
b. Tranzitorii electrici
Tranzitorii electrici
Tranzitorii sunt tulburări de sub-ciclu care durează mai puțin de un ciclu de Forme de undă AC . Datorită răspunsului de frecvență limitat sau a ratei de eșantionare, detectarea și măsurarea tranzitorilor sunt foarte dificile.
Acestea sunt, de asemenea, numite uneori sub formă de vârfuri, supratensiuni, impulsuri de putere etc. Acestea apar din cauza unor perturbații atmosferice, cum ar fi luminile și luminile solare, întreruperile curentului de defect, comutarea sarcinilor, comutarea băncilor de condensatori, comutarea liniilor de curent etc.
Suprimarea tranzitorului electric
Unele dintre dispozitive sunt proiectate având în vedere tranzitorii, dar majoritatea dispozitivelor pot gestiona puțini tranzitori depinde de severitatea tranzitorului și de durata de viață a echipamentului. Acești tranzitori sunt limitați de supresoare de protecție la supratensiune, filtre și alte supresoare tranzitorii, așa cum se arată în figură.
c. Armonice
Natura armonică a tensiunii și curenților este abaterea de la undele sinusoidale originale sau pure. Frecvențele armonice sunt multipli integrali ai frecvenței fundamentale și sunt foarte frecvente în sistemele de energie electrică.
Ordinea armonicilor le diferențiază ca fiind pare (2, 4, 6, 8, 10) și tipuri impare (3, 5, 7, 9, 11). Încărcările neliniare majore produc armonici ciudate și armoniile pare sunt produse datorită operațiilor inegale ale dispozitivelor electrice, cum ar fi curenții magnetizatori ai transformatorului conțin chiar componente armonice.
Armonice
Frecvența acestor armonici depinde de ordinea armonicelor, deoarece a doua frecvență armonică este de 2 ori frecvența fundamentală. Acestea sunt generate datorită încărcărilor neliniare, cuptoarelor cu arc, motoarelor electrice, sistemelor UPS, diferite tipuri de baterii , echipamente de sudură etc.
Forma de undă fundamentală este suprapusă de armonici ciudate, care duc la formele de undă distorsionate. Aceste armonici au efecte grave asupra diferitelor echipamente electrice, cum ar fi supraîncălzirea cablurilor și a echipamentelor, interferența cu liniile de comunicație, erori la indicarea parametrilor electrici, probabilitatea de a produce condiții rezonante etc.
Acestea pot fi măsurate cu ușurință de către analizori de armonici și reduse utilizând diverse filtre de armonici, cum ar fi tipurile active și pasive.
2. Factorul de putere
Factorul de putere este un alt factor principal care afectează calitatea energiei electrice. Factorul de putere scăzut cauzează mai multe probleme, cum ar fi supraîncălzirea motoarelor și iluminarea slabă. De asemenea, conduce la penalizarea utilizatorilor pentru a răspunde cerințelor electrice. Factorul de putere este raportul dintre puterea activă și puterea aparentă și determină cantitatea de utilizare a puterii electrice.
Să presupunem că dacă factorul de putere este 0,8, se spune că 80% din energie este utilizată și energia rămasă este irosită ca pierderi. Factorul de putere scăzut se datorează motoarelor cu inducție, elementelor de putere aparentă din rețeaua sistemului de alimentare electrică etc.
Îmbunătățirea factorului de putere prin condensator
Factorul de putere scăzut este îmbunătățit prin utilizarea dispozitivelor de corecție a factorilor de putere, cum ar fi băncile de filtrare a condensatoarelor, condensatoarele sincrone și alte echipamente de compensare.
Îmbunătățirea factorului de putere , cu utilizarea condensatoarelor, are ca rezultat o reducere a facturilor la electricitate. Aici puterea aparentă extrasă din sursă este redusă de condensatorii care oferă o putere de conducere în natură.
3. Împământare
Calitatea bună a energiei include siguranța aparatelor, precum și a operatorilor. Împământarea asigură protecția sistemului, precum și protecția echipamentelor. Pământul servește ca. potențial de referință constant cu un alt potențial care urmează să fie măsurat.
Dacă corpul echipamentului nu este împământat corespunzător, rezultă un șoc sever pentru persoane. Pământul sistemului protejează diverse echipamente împotriva defecțiunilor și a altor condiții anormale care apar la sistemele de alimentare electrică.
Împământarea echipamentului și a sistemului
Masa de referință a semnalului este complet diferită de împământarea normală, deoarece nu oferă nici o protecție echipamentelor sau persoanelor. Dar este necesar ca funcționarea corectă a componentelor sau dispozitivelor electronice să ofere o cale de referință sau o impedanță redusă.
Sperăm că până acum aveți o înțelegere clară a calității energiei electrice și a cauzelor acesteia. Vă mulțumim că ați petrecut timpul prețios citind acest articol.Vă rugăm să scrieți opiniile și sugestiile dvs. despre acest articol în secțiunea de comentarii de mai jos.
Credite foto:
Abaterea formelor de undă de la efectiv prin Echipament electric
Tensiunile se scufundă club de conformitate
Tranzitorii electrici de hersheyenergy
Armonice de hersheyenergy
Îmbunătățirea factorului de putere prin condensator de lesl
Împământarea echipamentelor și a sistemelor 2.bp
