Kilder til forstyrrelser i elektriske netværk

Harmonikaer

Højere harmoniske (multipler) er sinusformede spændinger eller strømme, hvis frekvens adskiller sig fra grundfrekvensen et helt antal gange.

Harmoniske forvrængninger af spændinger og strømme opstår på grund af tilstedeværelsen af ​​elementer eller udstyr i netværk med en ikke-lineær strøm-spændingskarakteristik. De vigtigste kilder til harmonisk interferens er omformere og ensrettere, induktions- og lysbueovne, fluorescerende lamper. Fjernsyn er de hyppigste kilder til harmonisk interferens i husholdningsudstyr. Et vist niveau af harmoniske forstyrrelser kan også skabes af strømsystemets udstyr: roterende maskiner, transformere. Som regel er disse kilder dog ikke de vigtigste.

De vigtigste kilder til flere harmoniske er: statiske frekvensomformere, cyklokonvertere, asynkronmotorer, svejsemaskiner, lysbueovne, overlejrede frekvensstrømstyringssystemer.

Statiske frekvensomformere består af en AC-til-DC ensretter og en DC-til-AC-omformer med den nødvendige frekvens.DC-spændingen moduleres af konverterens udgangsfrekvens, hvilket resulterer i, at der optræder flere harmoniske i indgangsstrømmen.

Statiske frekvensomformere bruges hovedsageligt til motorer med variabel hastighed, hvis anvendelse er under hastig udvikling. Motorer med en kapacitet på op til flere tiere kilowatt er forbundet direkte til lavspændingsnetværk, mere kraftfulde til mellemspændingsnetværk gennem deres egne transformere. Der er flere implementeringsordninger statiske frekvensomformere med forskellige karakteristika. Frekvenserne af de multiple harmoniske afhænger af konverterens udgangsfrekvens og pulsfrekvens. Lignende omformere bruges også til ovne, der arbejder ved mellemfrekvenser.

Cyklokonvertere er højeffekt (adskillige megawatt) trefasede omformere, der konverterer trefaset strøm fra den oprindelige frekvens til trefaset eller enkeltfaset strøm ved en reduceret frekvens (typisk mindre end 15 Hz), der bruges til at drive lavhastighed , motorer med høj effekt. De består af to styrbare ensrettere, der leder strøm på skift i den ene eller den anden retning. Cyclokonvertere bruges i meget sjældne tilfælde. Interharmoniske strømme når 8-10% af grundfrekvensstrømmen. På grund af den høje effekt af cyklokonvertere er de forbundet til netværk med høj kortslutningseffekt, så de interharmoniske spændinger er lave. Målinger udført i to sådanne installationer i Schweiz viste, at deres værdier i netværk på 50 og 220 kV ikke oversteg 0,1% af den nominelle spænding.

Induktionsmotorer kan i nogle tilfælde generere interharmoniske på grund af afstanden mellem statoren og rotoren, især når de kombineres med stålmætning. Ved normal rotorhastighed ligger de interharmoniske frekvenser i området 500-2000 Hz, men når motoren startes, "passer" de gennem hele frekvensområdet til steady state-værdien. Interferens fra motorer kan være betydelige, når de installeres for enden af ​​en lang lavspændingsledning (mere end 1 km). Der blev målt interharmoniske op til 1 % i disse tilfælde.

Svejsemaskiner og lysbueovne genererer et bredt og kontinuerligt spektrum af harmoniske. frekvenser af harmoniske og interharmoniske frekvenser genereret af konverterudstyret.

Spændingsafvigelse

Spændingsafvigelser er forårsaget af ændringer i forbrugerbelastningen i løbet af dagen og den tilsvarende drift af spændingsregulerende enheder (transformatorer med belastningsafbrydere).

Spændingsudsving

Spændingsudsving er en række tilfældige eller tilfældige ændringer. cyklisk.

Spændingsudsving er forårsaget af driften af ​​elektriske modtagere med en skarpt varierende karakter af energiforbrug og forekommer under driften af ​​følgende udstyr: svejse- og lysbuesvejsemaskiner, valseværker, kraftige motorer med variabel belastning, lysbueovne til produktion af stål. Pludselige ændringer i spændingen kan også forekomme ved omskiftning af belastninger og elektrisk udstyr (f.eks. kondensatorbanker).

Kortvarige spændingsfald

Kortvarige spændingsfald er uventede spændingsfald med dets genopretning efter et tidsinterval på flere fundamentale frekvensperioder til flere elektriske grader.

Kortvarige spændingsfald er forårsaget af koblingsprocesser i strømsystemer forbundet med kortslutninger, samt ved at starte kraftige motorer. Et vist antal af sådanne fejl forårsaget af driften af ​​automatisering af strømsystemer for at eliminere kortslutninger kan ikke fjernes, og brugerne bør tage hensyn til dette faktum.

Spændingsimpulser

Kilder til spændingsimpulser er koblingsoperationer i netværk, strømsystemer og tordenvejr.

Ubalance i et trefaset spændingssystem

Asymmetrien af ​​et trefaset spændingssystem opstår, hvis fase- eller fasespændingerne ikke er ens i amplitude, eller forskydningsvinklen mellem dem ikke er lig med 120 el. hagl.

Asymmetrien af ​​det trefasede spændingssystem kan være forårsaget af tre årsager: asymmetrien af ​​parametrene for luftledningerne på grund af manglen på transponering af ledninger eller brugen af ​​udvidede transponeringscyklusser. Denne faktor manifesterer sig hovedsageligt på højspændingsledninger; ulighed mellem fasebelastninger på grund af deres ujævne fordeling mellem faser (systemasymmetri) eller ikke-samtidighed af deres drift (sandsynlighedsasymmetri); — ikke-fasetilstande for elledninger (efter afbrydelse af en af ​​faserne på grund af beskadigelse).

Graden af ​​spændingsubalance forårsaget af asymmetrien af ​​strømledningsparametrene er normalt lille (op til 1%).Den mest signifikante asymmetri opstår, når elledninger fungerer i ufuldstændige fasetilstande, men sådanne tilstande er meget sjældne. Derfor er den mest almindelige årsag til ubalance netværksbelastning.

I industrielle netværk kan kilder til asymmetri være: kraftige enfasede belastninger, induktionssmelte- og opvarmningsovne, svejseenheder, elektroslaggesmelteovne; trefasede elektriske modtagere, der fungerer i asymmetrisk tilstand i lang tid, lysbuestålovne.

Frekvensafvigelse

Frekvensafvigelser opstår på grund af et misforhold mellem effekten af ​​generatorer, der genererer elektricitet, og den forbrugte belastning. Når generatoreffekten overstiger belastningseffekten, øges generatorens hastighed, og frekvensen stiger proportionalt. Strømforbruget af belastningen stiger også; ved en bestemt frekvensværdi opstår en balance mellem genereret og forbrugt strøm. Et lignende mønster af frekvensreduktion observeres, hvis belastningseffekten overstiger generatorens effekt.