Доза фликера что это такое в электрике

Что такое доза фликера

Качество электроэнергии – актуальная проблема для ее потребителей. Отклонение показателей электроэнергии от установленных норм оказывает негативное влияние на ход технологических процессов, снижает эффективность функционирования и ресурс электрооборудования, увеличивает энергопотребление. Качество электроэнергии легло в основу требований изложенных на страницах ГОСТ 32144-2013. Среди одиннадцати, установленных стандартом параметров отмечают изменения напряжения (например, его установившееся значение отклонения δUу или размах изменения δUt), частоты, коэффициенты искажений и многие другие параметры. В числе первых приводится упоминание дозы фликера Pt.

Фликер (flicker) в переводе с английского означает «мерцание». Низкочастотные, в пределах 7 –10 Гц колебания светового потока ламп источников искусственного освещения (светодиодные и люминесцентные лампы, лампы накаливания), возникающие при колебаниях напряжения, несут отрицательное воздействие на психику человека, способствуют повышенной раздражительности и утомляемости. По результатам исследований пик раздражающего воздействия фликера на человека приходится на значения δUt=29%, при частоте колебаний 8.8 герца.

Дозой фликера принято считать меру его восприимчивости к негативному воздействию мерцания в течение определенного временного промежутка. По временному воздействию различают:

Наблюдать за уровнями фликера и определять величину их доз позволяют специальные приборы фликерметры.

Нормы дозы фликера, установленные стандартом

Стандарт ГОСТ 32144-2013 устанавливает нормы на качество электроэнергии, поступающей в электрическую сеть, в частности он регламентирует величины допустимых значений фликера. Так, установленные стандартом нормы допуска колебаний δUt, а также сумм установившихся значений δUу не должны превышать ±10 % от их номинальных значений. В отношении значений фликера предельно допустимые нормы при одинаковом колебании напряжения должны составлять:

В помещениях предусматривающих длительное напряжение зрительных органов с использованием ламп накаливания эти нормы составят 1.0 и 0.74 соответственно.

Причины появления фликера и способы борьбы с явлением

Провоцирующим фактором для фликера являются скачкообразные отклонения напряжения, причинами которых могут выступать различные нагрузочные изменения. В частности регулярные изменения питающего напряжения:

Явление фликера проявляется в сетях с регулярными изменениями нагрузки, поэтому окончательно избавиться от него в условиях освещения производственных помещений невозможно, однако можно существенно снизить нежелательный эффект. Добиваются этого различными способами, в первую очередь:

Такие меры позволяют свести к минимуму скачки напряжения в осветительной сети и минимизировать вред от восприятия фликера.

Источник

Качество электрической энергии

В типовом договоре энергоснабжения детально прописаны обязательства поставщика. Одно из них касается показателей качества электроэнергии. Будет полезным узнать, что конкретно подразумевается под этим термином, о каких показателях идет речь, а также получить информацию о действующих нормативных документах. Эти сведения позволят грамотно составить претензию к поставщику, если качество электроэнергии не отвечает установленным требованиям стандарта ГОСТ.

Что такое качество электроэнергии?

Для каждого типа электрической сети установлены определенные характеристики (параметры качества). Соответствие между ними и действительными значениями определяет качество электрической энергии.

Изменения ПКЭ могут возникнуть вследствие потерь электроэнергии при передаче на расстояние, увеличением потребляемой нагрузки, электромагнитных явлений и т.д.

Для оценки качества электричества осуществляются замеры основных показателей КЭ. Подробно они расписаны в нормах ГОСТа 13109-97, а также в его новой редакции 13109 99, приведем выдержки с кратким описанием каждого показателя.

Основные показатели качества электроэнергии

Поскольку идеального соответствия номинальным параметрам добиться невозможно, в нормировании показателей предусмотрены отклонения. Они могут быть допустимыми и предельно допустимыми. Ниже перечислены основные показатели качества и указаны приемлемые нормы для каждого из них

Отклонение напряжения

Такие отклонения качества характерны при существенных изменениях нагрузки или больших потерях в процессе передачи электроэнергии. Допустимыми считаются показатели при U_уст не более 5,0%, предельно допустимые – 10,0%.

Колебания напряжения

Данный параметр характеризует временные отклонения амплитуды колебаний электротока. Осцилограмма процесса представлена на рисунке 1. Это составной параметр качества электроэнергии, поскольку для характеристики колебаний напряжения необходимо учитывать:

Для первых двух пунктов необходимо дать небольшие пояснения.

Размах изменения напряжения.

Доза колебаний напряжения.

Данный критерий служит для описания частоты, с которой происходят отклонения. Следует учитывать, что если временной период между колебаниями меньше 30,0 миллисекунд, то их необходимо рассматривать как одно отклонение.

Отклонение частоты

В системах общего назначения для этого параметра установлено значение 50,0 Гц. Нормы стандарта допускают увеличение или уменьшение частоты на 2,0% или 4,0% (допустимые и предельные показатели, соответственно). Превышение допустимых отклонений частоты приводит выходу из строя импульсных БП, сбоям в работе электрогенераторов.

Доза фликера

Данный параметр описывает влияние на человека, производимое мерцанием источников света по причине изменения амплитуды электротока. Измерения производятся при помощи специальных приборов, определяющих допустимое мерцание.

Коэффициент временного перенапряжения

Эта характеристика определяет насколько текущая амплитуда выше предельно допустимого порога. Такие отклонения характерны при КЗ или коммутационных процессах. Случайный характер отклонений не позволяет нормировать показатель, но собранная статистика используется при определении качества электроэнергии однофазной или трехфазной сети.

Осцилограмма перенапряжения и провала напряжения

Провал напряжения

Под этим параметром подразумевается значительное снижение амплитуды (более 10,0% от номинального), с последующим восстановлением. Причиной провалов напряжения может быть КЗ, резкое увеличение нагрузки.

Характеристики для данного показателя качества электроэнергии описываются следующими составляющими:

Последнее требует пояснения.

Длительность провала напряжения.

По этому критерию можно судить как о качестве, так и надежности электроснабжения. «Проседание» с минимальной продолжительностью может не вызвать сбоев в работе электрических и электронных устройств. При длительности в несколько секунд, велика вероятность отключения оборудования с электрическими или электронными схемами управления. Помимо этого возрастает реактивная составляющая электродвигателей, что приводит к снижению коэффициента мощности.

В связи со случайной природой явления, его нормирование не предусмотрено.

Импульсное напряжение

Проявляется в виде краткосрочного (до 10-ти миллисекунд) увеличения амплитуды электроэнергии. Вызвать такой резкий скачок могут коммутационные процессы или грозовые разряды. Поскольку такие состояния сети носят случайный характер, нормирование импульсов не предусмотрено.

Импульс высокого напряжения

Для описания высокочастотных импульсов используются следующие характеристики:

Несимметрия напряжений в трехфазной системе

К такому явному ухудшению качества электроэнергии может привести неправильно распределенная нагрузка между фазами одной цепи, КЗ на землю, обрыв нейтрали, подсоединение потребителя с несимметричной нагрузкой.

Характерный перекос фаз

В связи с этим установлено требование, согласно которому разница нагрузки между фазами одной цепи не должна быть более 30,0% в пределах одного электрощита и 15,0% в начальной точке питающей линии.

Для определения показателей несимметрии используются коэффициенты нулевой и обратной последовательностей. Первый рассчитывается по формуле: К_нп = 100% * U_нп / U_ном, второй: Коп = 100% * U_оп / U_ном, где U_нп – амплитуда нулевой последовательности, U_оп — обратной.

Согласно установленным нормам регулирования напряжения в сетях до 1-го кВ значение U_нп и U_оп должны быть не более 2% и 4% (допустимое и предельное значения).

Несинусоидальность формы кривой напряжения

Данный вид некачественной электроэнергии связан с наличием сторонних гармоник. Чем выше частотность паразитной составляющей, тем больше величина искажения. Это видно если сравнить гармонику тока высокого (см. рис. 5) и третьего порядка (рис. 6).

Причина такого отклонения – подключение к сети потребителя с нелинейной ВАХ. Характерный пример – преобразователь на тиристорах.

Рис. 6. Гармоника третьего порядка

Для описания данного отклонения от качественных показателей используется коэффициент синусоидальных искажений, который определяется формулой Kи = _⎷∑U_N 2 / U_ном * 100%, где U – амплитуда гармоник.

Допустимые и предельно допустимые нормы, характеризующие качественную или некачественную электроэнергию для различных сетей, приведены в таблице ниже.

Допустимые коэффициент искажения синусоидальности для различных электросетей

Как проверить и измерить качество электрической энергии?

Прежде, чем приступать к измерениям, определяющим качество электрсети, следует принять во внимание, что ПКЭ должны быть зафиксированы представителями поставщика электроэнергии. По результатам проверки составляется акт, на основании которого можно предъявлять претензию.

Для проверки всех характеристик электроэнергии на соответствие требованиям ГОСТ 53144-2013, ГОСТ Р 54149-2010 и другим нормативным документам, потребуется специальная измерительная техника. Но часть основных показателей можно измерить, используя обычный мультиметр или определить несоответствие по косвенным признакам.

Как самостоятельно выявить снижение качества электроэнергии?

Перечислим показатели, которые можно проверить, используя мультиметр в режиме измерения переменного напряжения:

Второй и третий пункт довольно условны, длительность искажения может быть недостаточной для реакции прибора, а перепады напряжения будет сложно отличить от перенапряжений и провалов.

К косвенным методам определения качества электроэнергии относится анализ состояния сети по работе лампы с нитью накала. Слишком яркое свечение укажет на повышенное напряжение, тусклое – будет свидетельствовать о «проседании», мигание засвидетельствует перепады.

Нехарактерная работа электрооборудования также свидетельствует о недостаточном качестве электроэнергии. Например, компрессор холодильника постоянно функционирует, нестабильная работа электроники, самопроизвольное отключение бытовой техники, все это указывает на недостаточное напряжение в бытовой сети. Превышение напряжения вызовет срабатывание реле защиты, если оно было установлено.

Источник

Форум ООО «НПП «Энерготехника»

Доза фликера

Доза фликера

Re: Доза фликера

1)По гост 32144-2013 фликер: Ощущение неустойчивости зрительного восприятия, вызванное световым источником, яркость или спектральный состав которого изменяются во времени.

Основная причина возникновения фликера резкое возрастание и снижение нагрузки.
При резком возрастании нагрузки происходит резкое увеличение потерь напряжения в ветвях сети, питающих эту нагрузку. В результате резко снижается напряжение в узле нагрузки. При резком уменьшении нагрузки происходит резкое снижение потерь напряжения и, следовательно, наблюдается резкое повышение напряжения в узле нагрузки.
Возникая в какой-либо точке электрической сети и распространяясь по ней, колебания напряжения оказывают отрицательное воздействие на чувствительные к ним электроприёмники, относящиеся к осветительной нагрузке.

Колебание напряжения отрицательно сказывается на работе осветительных установок. Появляется фликерэффект или мигание ламп освещения, что вызывает утомление зрения. Наиболее сильное воздействие на глаза человека проявляется при мигании света с частотой (3 – 10) Гц. В этом диапазоне допускаются минимальные колебания напряжения – менее 0,5 %.
Колебания напряжения более 10 % могут привести к погасанию газоразрядных ламп. Их зажигание происходит через несколько секунд и даже минут.
При более глубоких колебаниях, более 15 %, возможно отпускание магнитной
системы пускателей, размыкание их контактов, что может привести к нарушению технологии производства.
При колебании напряжения с размахом (10 – 15) % возможен выход из
строя конденсаторов, вентильных выпрямительных агрегатов.
Колебания напряжения оказывают заметное влияние на работу асинхронных двигателей в приводах технологического оборудования, к которому предъявляются высокие требования к точности поддержания частоты вращения приводов.
Колебание напряжения с размахом 5 % вызывает резкий износ анодов
электролизных установок. Снижается качество сварных швов.
При колебаниях напряжения нарушается нормальная работа радиоприёмных приборов, телевизоров, персональных компьютеров, рентгеновских установок.
Регулируемые электропривода обычно чувствительны к провалам напряжения, нарушая синхронизацию на производственных линиях, где она критически важна.

Для уменьшения влияния дозы фликера на чувствительное электрооборудования резко переменную нагрузку подключают к отдельным вводом электропитания, где нет такой возможности увеличивают сечение питающей линии электропитания.

3)Теоретически возможна,в случае если не были обеспечены надежные контакты при подключении измерительных цепей напряжения измерителя ПКЭ к точке контроля.

Источник

Доза фликера что это такое в электрике

ГОСТ Р 51317.3.3-99
(МЭК 61000-3-3-94)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Совместимость технических средств электромагнитная

КОЛЕБАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ И ФЛИКЕР, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ТЕХНИЧЕСКИМИ
СРЕДСТВАМИ С ПОТРЕБЛЯЕМЫМ ТОКОМ НЕ БОЛЕЕ 16 А (В ОДНОЙ ФАЗЕ),
ПОДКЛЮЧАЕМЫМИ К НИЗКОВОЛЬТНЫМ СИСТЕМАМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Нормы и методы испытаний

Electromagnetic compatibility of technical equipment. Voltage fluctuation and fliker
impressed on low-voltage supply systems by equipment with rated current 16 A.
Limits and test methods

Дата введения 2002-01-01

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации в области электромагнитной совместимости технических средств (ТК 30)

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 24 декабря 1999 г. N 701-ст

3 Настоящий стандарт содержит аутентичный текст международного стандарта МЭК 61000-3-3 (1994-12), изд.1 «Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 3. Нормы. Раздел 3. Ограничение колебаний напряжения и фликера в низковольтных системах электроснабжения для оборудования с номинальным потребляемым током 16 А» с дополнительными требованиями, отражающими потребности экономики страны

Введение

Стандарт МЭК 61000-3-2-94 является частью стандартов МЭК серии 61000 «Электромагнитная совместимость» согласно следующей структуре:

Общее рассмотрение (введение, фундаментальные принципы)

Часть 2 Электромагнитная обстановка

Описание электромагнитной обстановки

Классификация электромагнитной обстановки

Уровни электромагнитной совместимости

Нормы помехоустойчивости (в тех случаях, когда они не являются предметом рассмотрения техническими комитетами, разрабатывающими стандарты на продукцию)

Часть 4 Методы испытаний и измерений

Часть 5 Руководства по установке и помехоподавлению

Руководства по установке

Руководства по помехоподавлению

Часть 6 Общие стандарты

Каждая часть подразделяется на разделы, которые могут быть опубликованы как международные стандарты либо как технические отчеты.

Указанные стандарты и технические отчеты будут опубликованы в хронологическом порядке и соответственно пронумерованы.

Настоящая часть представляет собой стандарт электромагнитной совместимости, распространяющийся на группу однородной продукции.

1 Область применения

Стандарт устанавливает нормы изменений напряжения, которые могут быть созданы техническими средствами (ТС) при испытаниях в регламентированных условиях, и содержит указания по методам оценки.

При соблюдении норм, установленных настоящим стандартом, должна обеспечиваться электромагнитная совместимость низковольтных распределительных электрических сетей и подключаемых к ним ТС в части колебаний напряжения и фликера, создаваемых ТС.

Установленные настоящим стандартом нормы должны быть приведены в стандартах и технической документации на ТС конкретного вида (типа).

Испытания в соответствии с настоящим стандартом являются типовыми (испытаниями одного или нескольких образцов ТС, изготовленных в соответствии с определенной технической документацией, имеющих идентичные характеристики, с целью подтвердить соответствие требованиям настоящего стандарта).

Условия проведения испытаний ТС некоторых видов установлены в приложении А, схема испытательной установки приведена на рисунке 1.

Источник электропитания содержит генератор напряжения электропитания и стандартное полное сопротивление с элементами:

Ом; Ом на частоте 50 Гц;

Ом; Ом на частоте 50 Гц.

Элементы стандартного полного сопротивления включают полное сопротивление генератора. Если полное сопротивление источника электропитания точно не установлено, см. 6.2.

1 Нормы, установленные в настоящем стандарте, основываются на оценках дозы фликера, наблюдаемого при использовании ламп накаливания с биспиральными нитями напряжением 230 В и мощностью 60 Вт, вызываемого колебаниями питающего напряжения. Для систем с номинальным напряжением фаза-нейтраль, меньшим 220 В, и/или частотой 60 Гц нормы и схема испытательной установки не рассматривались.

2 Специальные ТС, не имеющие широкой сферы применения, схемно-конструктивные решения которых не позволяют обеспечить соответствие нормам настоящего стандарта, могут подлежать ограничениям в установке и требовать разрешения энергоснабжающих организаций перед подключением к электрическим сетям.

Руководство по оценке указанных ТС приведено в [1].

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на [1]-[4], а также следующие стандарты:

ГОСТ Р 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 30372-96/ГОСТ Р 50397-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения*

3 Определения

В настоящем стандарте применяют термины, установленные в ГОСТ 16504, ГОСТ 23875, ГОСТ 30372/ГОСТ Р 50397, [З], а также следующие:

3.2 Характеристика изменения напряжения — функция времени, определяемая изменениями среднеквадратичных значений напряжения между интервалами времени, когда напряжение неизменно, по крайней мере, в течение 1 с (см. 4.2.3 и рисунок 2).

3.3 Максимальное изменение напряжения — разность между максимальным и минимальным значениями характеристики изменения напряжения (рисунок 2).

Источник

Доза фликера что это такое в электрике

Качество электрической энергии является составляющей электромагнитной совместимости и определяется совокупностью характеристик. Снижение качества электрической энергии приводит к причинению вреда электрооборудованию, повышает энергоемкость технологических процессов и воздействует на здоровье людей. Для предотвращения таких последствий необходимо проведение методических, технических и организационных мероприятий. Методические мероприятия включают в себя снижение уровня кондуктивных помех, вносимых электрооборудованием потребителя электроэнергии в систему электроснабжения предприятия и электрические сети энергосистем.

Колебания напряжения являются одним из показателей качества электрической энергии. Они вызываются потребителями электроэнергии, имеющими электрическую нагрузку резкопеременного характера. Уровень допустимых кондуктивных помех нормировался раньше ГОСТ 13109-87, а затем ГОСТ 13109-97. В этих стандартах колебания напряжения характеризовались двумя показателями: размахом изменения напряжения и дозой колебаний (дозой фликера). В 2015 году в действие введен новый стандарт ГОСТ 32144-2013, в котором колебания напряжения характеризуются только одним показателем – дозой фликера.

Рассчитать размах изменения напряжения проще, чем дозу фликера. В связи с этим до последнего времени наибольшее развитие получили методики расчета размахов напряжения электрической сети, питающей различные потребители с резкопеременной нагрузкой [1, 9]. Аналитические методы расчета дозы фликера также предлагались рядом авторов [5, 7], но широкого распространения в практике проектирования они не получили. В настоящее время развитие известных и разработка новых методов расчета дозы фликера в связи с вводом в действие ГОСТ 32144-2013 стали актуальны. Исследования в этом направлении проводятся рядом авторов, например [8].

Ниже описывается предлагаемая авторами методика расчета дозы фликера, возникающего в электрических сетях, питающих асинхронные электродвигатели при стохастическом характере изменения резкопеременных электрических нагрузок. Методика разработана на примере фанерного производства.

Расчет дозы фликера включает в себя выполнение следующих этапов работы, представленных на рис. 1.

Для выполнения первого этапа проектировщику необходимо иметь математические модели электрических нагрузок электроприводов с резкопеременной нагрузкой. Для создания таких моделей исследованы электрические нагрузки электроприводов фанерного производства, работающих в повторно-кратковременном режиме. Результаты исследований показали, что электрические нагрузки основного производства изменяются случайным образом и имеют резкопеременный характер. Графики нагрузок имеют точки экстремума (максимальные и минимальные значения), изменение нагрузок происходит с большой частотой [6]. Выбросы нагрузки электропривода имеют случайную амплитуду и случайную продолжительность. Графики нагрузок активной P(t) и реактивной Q(t) мощностей исследуемых потоков можно классифицировать как периодические нестационарные потоки.

Нами предложено рассматривать графики нагрузок в виде точек экстремумов соответствующих графиков активной и реактивной мощностей, соединенных прямыми линиями. Для расчета дозы фликера необходимо знать численные значения точек экстремумов этих графиков. В связи с этим предлагается описывать графики активной P(t) и реактивной Q(t) мощностей решетчатыми моделями, интерполируемыми сплайн-функциями первой степени.

Например, для графика активной мощности сплайн-функция имеет вид

, (1)

где n – число циклов, измеренных в результате опыта;

t_i – момент появления i-го экстремума;

t_i+1 – момент появления (i +1)-го экстремума;

, – значение нагрузки в точке экстремума в момент времени ti и ti+1 соответственно.

При анализе электромагнитной совместимости электродвигателей с питающей их сетью нет необходимости знать законы распределения их электрических нагрузок. Для решения этой задачи достаточно знать их основные числовые характеристики – математические ожидания и дисперсию или среднее квадратическое отклонение.

Математические ожидания и средние квадратические отклонения графиков электрических нагрузок также предлагается описывать решетчатыми моделями интерполированными сплайн-функциями первой степени.

В качестве примера на рис. 2 и 3 представлены полигоны математического ожидания M[P] и среднего квадратического отклонения σ[P] активной мощности главного привода механизма электроприемника барабанной рубильной машины «Дробилка шпона» фанерного производства. Значения по оси ординат даны в процентах от среднего значения активной мощности в период работы рассматриваемого механизма.

Рис. 1. Этапы расчета дозы фликера

Рис. 2. Полигоны математического ожидания и среднего квадратического отклонения активной мощности рабочего цикла нагрузочной диаграммы электроприемника барабанной рубильной машины «Дробилка шпона» фанерного производства

Напряжения сети в узлах электрической сети, в какой-либо момент времени t = ti, определяют по известному выражению

, (2)

, (3)

где Uб – напряжение на источнике питания, В,

r, x – сопротивления электрической сети, Ом,

LP, LQ – линейные операторы активной и реактивной мощностей.

Таким образом, случайные функции P(t) и Q(t) связаны с потерей напряжения ΔU(ti) линейными операторами LP и LQ, и напряжение U(ti), также является случайным процессом, который предлагается описывать решетчатой моделью. Числовые характеристики напряжения в узлах решетчатой модели предлагается определять по полученным авторами формулам

, (4)

(5)

где ti – моменты времени, соответствующие вершинам сплайна,

– среднее квадратическое отклонение функций P(t) и Q(t) в узлах сплайна.

Рис. 3. Полигоны математического ожидания и среднего квадратического отклонения реактивной мощности рабочего цикла нагрузочной диаграммы электроприемника барабанной рубильной машины «Дробилка шпона» фанерного производства

По формулам (4) и (5) определяют числовые характеристики потери напряжения ΔU(ti) в узлах сплайна. Количество экстремумов в графике напряжения равно количеству экстремумов в графике активной мощности, а продолжительность импульсов напряжения Δt равна продолжительности импульсов активной мощности.

По графику изменения напряжения определяются числовые характеристики размахов напряжения δU(ti),

, (6)

, (7)

(8)

Поскольку случайные величины ΔU(ti) и для фанерного производства являются независимыми, то корреляционная функция

.

При этом формула (8) примет вид

. (9)

Дозу фликера авторы рассматривают как случайную величину, которая характеризуется основными числовыми характеристиками: математическим ожиданием и дисперсией для каждого момента времени ti. Используя аналитический метод расчета, предложенный в [4, 5] и основные положения теории вероятности [2], получены следующие выражения для вычисления и ,

(10)

где τ – длительность размаха (колебания) напряжения, c,

a, b – коэффициенты, полученные при аппроксимации кривой, определяющей значение коэффициента эквивалентности (FЭ), зависящего от формы колебаний напряжения,

d0 – допустимый размах колебаний напряжения, %,

– корреляционный момент,

– математическое ожидание длительности размаха (колебания) напряжения, с.

(11)

;

.

Величина математического ожидания и дисперсии дозы фликера за интервал времени 10 минут, с учетом формул (2, 4, 5), предлагается вычислять по формулам

, (12)

. (13)

Зная численные значения величин и , возможно решить вопросы соответствия требованиям [4], а также выбора методов и параметров устройств для снижения колебаний напряжения.

Рис. 4. Фрагмент математической модели группового графика сплайн-функции математического ожидания электрической нагрузки главных приводов механизмов, получающих питание от первой секции шин

В качестве примера использования предложенной методики ниже приводится расчет дозы фликера для секции шин трансформаторной подстанции, питающей фанерное производство. От данной секции получают питание четыре механизма: два лущильных станка, рубительная машина, барабанная рубительная машина «Дробилка карандашей».

Математические модели электрических нагрузок перечисленных механизмов получены на основании выполненных экспериментальных исследований [10]. По разработанной авторами методике, реализованной в виде программы для ЭВМ [11], была получена математическая модель группового графика нагрузки. На рис. 4 приведен фрагмент математического ожидания активной мощности M(P) группового графика нагрузки. Аналогично, авторами были получены групповые графики для математического ожидания реактивной мощности M(Q) и для дисперсии активной D(P) и реактивной D(Q) мощностей.

Ниже приводится пример расчета для двух точек экстремумов (точки 1 и 2, рис. 4) графика напряжения.

В таблице приведены параметры математической модели группового графика нагрузки для экстремумов в точках 1 и 2.

По формуле (4), производится расчет математического ожидания потери напряжения M[ΔU] в точках 1 и 2 группового графика, В,

В расчетах принято активное сопротивление – r = 0,0015 Ом; реактивное сопротивление x = 0,00791 Ом; напряжение – Uб = 400, В; линейный оператор активной мощности ; линейный оператор реактивной мощности, .

Математическое ожидание напряжения электрической сети M[ΔU] определяется по формуле (2), для момента времени в точке экстремума 1, В,

для момента времени в точке экстремума 2, В,

Математическое ожидание размаха напряжения (формула (7)), В,

.

Математическое ожидание размаха напряжения, %,

.

Дисперсия потери напряжения D[ΔU] в точках экстремума по формуле 5, В2,

Дисперсия размаха напряжения (формула 8), В2,

Параметры точек экстремумов группового графика нагрузки

Точки экстремумов, i

Математическое ожидание активной мощности, M(Pi), кВт

Математическое ожидание реактивной мощности, M(Qi), квар

Дисперсия активной мощности, D(Pi), кВт2

Дисперсия реактивной мощности, D(Qi), квар2

Дисперсия размаха напряжения, %,

Аналогичным образом производится расчет числовых характеристик для остальных точек экстремумов группового графика напряжения электроприводов, получаемых питание от первой секции шин.

Используя полученные в ходе расчетов данные, применяя формулы (10–13), рассчитываются числовые характеристики кратковременной дозы фликера.

Математическое ожидание дозы фликера для размаха 1–2,

Дисперсия дозы фликера для размаха 1–2,

Используя программу, написанную авторами для автоматизации расчетов (проходит процедуру регистрации), производится расчет математического ожидания и дисперсии дозы фликера для остальных размахов. А также данная программа позволяет получить величину кратковременной дозы фликера для интервала времени 10 минут, которая составляет: математическое ожидание – , дисперсия – .

Выводы

1. Для расчета колебаний напряжения сети и дозы фликера, создаваемых асинхронными электродвигателями с повторно-кратковременным режимом работы и случайной нагрузкой, предлагается описывать электрические нагрузки и напряжения сети решетчатыми моделями, а их математические ожидания и дисперсии интерполировать сплайн-функциями первой степени.

2. Случайная величина дозы фликера является функцией двух случайных аргументов – размаха изменения напряжения и длительности импульса напряжения. Учитывая это, авторами предложены математические выражения для расчета математического ожидания и дисперсии дозы фликера по числовым характеристикам размаха изменения напряжения и длительности импульса напряжения.

3. Предложенную методику расчета дозы фликера рекомендуется использовать для решения методических вопросов и разработки технических мероприятий обеспечения электромагнитной совместимости асинхронных электродвигателей, имеющих резкопеременный характер нагрузки, с питающей их электрической сетью.

Источник