Scrigroup - Documente si articole

     

HomeDocumenteUploadResurseAlte limbi doc
BulgaraCeha slovacaCroataEnglezaEstonaFinlandezaFranceza
GermanaItalianaLetonaLituanianaMaghiaraOlandezaPoloneza
SarbaSlovenaSpaniolaSuedezaTurcaUcraineana

įstatymaiįvairiųApskaitosArchitektūraBiografijaBiologijaBotanikaChemija
EkologijaEkonomikaElektraFinansaiFizinisGeografijaIstorijaKarjeros
KompiuteriaiKultūraLiteratūraMatematikaMedicinaPolitikaPrekybaPsichologija
ReceptusSociologijaTechnikaTeisėTurizmasValdymasšvietimas

Pagrindiniai elektros energijos kokybės rodikliai

technika



+ Font mai mare | - Font mai mic



DOCUMENTE SIMILARE

Pagrindiniai elektros energijos kokybės rodikliai

Elektros energijos kokybės rodikliai turi atitikti galiojančius standartus. Pvz.: bendrų skirstomųjų elektros tinklų  įtampos charakteristikas apibrėžia Lietuvos LST EN 50160 ir Europos EN 50160: 1999 standartai.



Šis standartas reglamentuoja: tiekiamosios įtampos kitimą, staigiuosius įtampos pokyčius t.y. jų didumą ir mirgėjimo aštrumą, staigiuosius įtampos kryčius, trumpuosius ir ilguosius įtampos pertrūkius, laikinuosius pramoninio dažnio viršytampius tarp laidininko ir žemės, tiekiamos įtampos asimetriją, įskaitant harmoninę ir neharmoninę įtampas.

Norint, kad vartotojas gautų nurodytų charakteristikų elektros energiją elektrinės turi garantuoti griežtesnius reikalavimus, o elektros tinklas turi turėti galimybę reguliuoti įtampą.

Elektros sistemos vardinį dažnį garantuoja vedantys generatoriai. Dėl to energetikos sistemoje išskiriamos elektrinės, kurių personalas atsako už sistemos dažnį. Dažnis reguliuojamas didinant ar mažinant kuro padavimą ir generatorių žadinimo dažnį. Jei didėja pareikalaujama reaktyvioji galia, didinamas generatorių žadinimo srautas, didėja generatorių įtampa ir didėja atiduodama reaktyvioji galia.

Įtampos nuokrypis ir svyravimai.

, U – faktinė imtuvo įtampa, Un – vardinė įtampa.

Įtampos nuokrypis gali atsirasti dėl įtampos nuostolių šaltinyje ar perdavimo linijoje.

Įtampos svyravimas – tai greiti trumpalaikiai įtampos pasikeitimai staigiai pakitus normaliam tinklo režimui. Svyravimai būna dėl komutacinių perjungimų, avarinių gedimų tinkle, įsijungiant pvz.: asinchroniniams narveliniams varikliams.

Dažnis yra bendras sistemos elektros kokybės rodiklis, o įtampa – vietinis. Įtampos dydis atskiruose elektros tinklo taškuose priklauso nuo įtampos ant atskirų generatorių gnybtų, nuo galios srautų elektros tinkle ir tinklo charakteristikų (nuostolių), nuo elektros imtuvo pareikalaujamos galios, nuo įtampos reguliavimo įtaisų darbo.

Europos EN 50160 standartas rekomenduoja, kad skirstomuose elektros tinkluose nemažiau kaip 95 procentus laiko įtampa nuo vardinės skirtųsi ne daugiau kaip 10 (į abi puses).

Įtampos trūkiai.

Elektros tiekimo sutrikimai, ar tiekimo nutraukimai turi būti vartotojams priimtini. I-III vartotojų grupės (plačiau skyriuje ,,Pramonės įmonių elektros apkrovų nustatymo metodai“).

Dažnio nuokrypis ;

Dažnis yra standartinis (pramoninis) – 50 hercų (kai kur, pvz. USA – 60 Hz). Europos standartas EN 50160 elektros įrenginių gamintojus orientuoja, kad elektros dažnis per metus 99,5 procentus laiko gali būti tarp 49,5 ir 50,5 Hz, o visą laiką - tarp 47 ir 52 Hz.

Įtampos kreivės nesinusiškumas tinkle. Atsiranda dėl galingų tiristorinių keitiklių naudojimo ir neturi viršyti 5 %.

Įtampos asimetrija ir neutralės poslinkis atsiranda eksploatuojant vienfazius imtuvus (pvz.: suvirinimo transformatorius). Leistina tinklo asimetrija 2 %, esant didesnei – didėja variklių srovė ir jie gali perkaisti.

Viršįtampių lygis. Gali būti komutaciniai arba meteriologiniai. Pavojingiausi kabelinėms linijoms ir aukštosios įtampos įrenginiams. Apsaugai naudojami viršįtampių ribotuvai.

Elektros sistemų darbo normos

Elektros sistemos darbo planavimo ir koordinavimo tikslas yra užtikrinti, kad elektros vartotojai gautų tiek elektros, kiek jiems reikia, saugiai ir patikimai. Tai reiškia, kad :

vartotojams tiekiamos elektros dažnis ir įtampa turi būti tinkami jų elektros įrenginių darbui;

elektros tiekimo sutrikimai, ar tiekimo nutraukimai turi būti vartotojams priimtini.

Dažnis

Projektuojant elektros įrenginius ir prietaisus (elektros variklius, elektros ir elektronikos prietaisus ir t.t.) laikoma, kad dažnis yra standartinis (pramoninis) – 50 hercų (kai kur – 60 Hz). Praktiškai dažnis elektros sistemoje šiek tiek kinta. Europos standartas EN 50160 elektros įrenginių gamintojus orientuoja, kad elektros dažnis per metus 99,5 procentus laiko gali būti tarp 49,5 ir 50,5 herco, o visą laiką - tarp 47 ir 52 herco.

Elektros vartotojų įrenginiai dažnio nuokrypiams yra mažiau jautrūs nei pačios elektros sistemos. Todėl elektros sistemos siekia palaikyti dažnį pastovesni, nei to reikia vartotojams, nes tik taip galima užtikrinti veiksmingą sistemos darbą. Dažnio sumažėjimas rodo, kad elektros sistemos elektrinės generuoja mažiau galios nei pareikalauja vartotojai, o dažnio padidėjimas, priešingai, - galios generuojama daugiau nei jos paklausa. Taigi, dažnio kitimas veda prie intensyvesnio elektrinių įrenginių nusidėvėjimo ir didesnio kuro sunaudojimo, t.y. prie mažiau ekonomiško darbo. Be to, kintantis dažnis trikdo galių mainus tarp sistemų (nuolatines sroves intarpai). Dėl to elektros sistemose didelis dėmesys yra skiriamas pastovaus dažnio palaikymui, tam tarnauja sudėtingos dažnio reguliavimo sistemos, kurios reaguoja į dažnio nuokrypius, kai jie didesni kaip kelios šimtosios herco, ar dar mažesnius.

Dažnio reguliavimo kokybę parodo elektrinio laiko nuokrypis (paklaida) - sinchroninio laiko, t.y laikrodžio, kurio rodyklės sukamos iš elektros tinklo maitinamo sinchroninio elektros variklio, laiko skirtumas nuo astronominio laiko. Tas laiko nuokrypis elektros sistemose yra reglamentuojamas. Pvz. JAV valandos bėgyje jis turi būti 0, UCTE (Vakarų ir Centrinės Europos energetikos bendrovių susivienijime) – ne didesnis kaip 30 sek.

Reikia pažymėti, kad elektros tinkluose dėl kai kurių elektros įtaisų ir prietaisų darbo gali atsirasti nesisteminiai dažniai, kartotiniai pramoniniam dažniui, pvz. 150 Hz, 250 Hz, 350 Hz ir t.t., vadinami harmonikomis. Paprastai harmonikos atsiranda skirstomuosiuose tinkluose, bet kai kada gali prasiskverbti ir į perdavimo. Harmonikų atsiradimo priežastis – generatoriai ir įvairūs keitikliai (dažniausia vartotojų), kurie nuolatinę srovę keičia į kintamą ir atvirkščiai, ar kitokią (pvz. ne 50 Hz). Harmonikos nepageidautinos tiek elektros tinklams, tiek vartotojų elektros įrenginiams, todėl jos yra ribojamos. Už harmonikų panaikinimą yra atsakingi jas sukeliančių įrenginių savininkai, jie turi rūpintis, kad nebūtų tiek elektros tinklų darbui, tiek vartotojų įrenginiams kenkiančių harmonikų.

Įtampa

Jei elektros srovės dažnis yra tas pats visoje elektros sistemoje, tai įtampa gali būti skirtinga atskiruose elektros tinklo taškuose, - dažnis yra bendras sistemos elektros kokybės rodiklis, o įtampa – vietinis. Įtampos dydis atskiruose elektros tinklo taškuose priklauso nuo įtampos ant atskirų generatorių gnybtų, nuo galios srautų elektros tinkle ir tinklo parametrų, nuo elektros imtuvo pareikalaujamos galios, nuo įtampos reguliavimo įtaisų darbo.

Daugelio elektros prietaisų darbui didesnę įtaką turi įtampa nei dažnis. Todėl būtų pageidautina, kad įtampa ant elektros prietaisų gnybtų būtų pastovi. Deja, tai padaryti yra brangiau, nei gaminti tokius prietaisus, kad jie gerai atliktų savo funkcijas, įtampai kintant tam tikrose ribose. Europos EN 50160 standartas rekomenduoja, kad skirstomuose elektros tinkluose nemažiau, kaip 95 procentus laiko, įtampa nuo vardinės skirtųsi ne daugiau kaip 10 procentų (į abi puses). Tokiam, ar net didesniam, įtampos kitimui yra gaminami elektros prietaisai, o elektros tinklai projektuojami, įrengiami ir eksploatuojami taip, kad užtikrintų įtampos kitimą tik standarto nustatytose leistinose ribose.

Reikia pažymėti, kad elektros sistemose neįmanoma išvengti trumpalaikių, iki kelių sekundžių trukmės, didesnių įtampos sumažėjimų ar padidėjimų – įtampos svyravimų. Juos sukelia generatorių ar elektros linijų atjungimai ar įjungimai, trumpieji jungimai elektros tinkluose. Įtampos svyravimus gali sukelti ir didelių elektros imtuvų įjungimas ar atjungimas.

Įtampos svyravimai gali sutrikdyti kompiuterių ir elektronikos įtaisų darbą, sukelti elektros lempų mirgėjimą. Juos standartas irgi rekomenduoja riboti. Įtampos svyravimams sumažinti skiriamas reikiamas dėmesys projektuojant, įrengiant ir eksploatuojant elektros tinklus, tačiau visiškai jų išvengti neįmanoma. Todėl vartotojai, kurie turi įtampos svyravimams jautrius prietaisus, patys įsirengia reikiamas individualias priemones savo prietaisus apsaugoti nuo įtampos svyravimų. Tai žymiai pigiau, nei įrengti bendras apsaugos priemones elektros tinkluose. Taip pat vartotojai turi pasirūpinti, kad jų elektros įrenginiai netrikdytų tiek elektros tinklo, tiek kitų vartotojų darbo, sukeldami neleistinus įtampos svyravimus.

Įtampos nuokrypiai svarbūs ne tik vartotojų įrenginiams, bet ir elektros perdavimo tinklų bei pačios sistemos darbui. Jei skirstomuosiuose elektros tinkluose leistinus įtampos lygius apsprendžia vartotojų elektros imtuvų darbo sąlygos, tai didžiausias leistinas įtampas elektros perdavimo tinkluose apsprendžia elektros įrenginių izoliacija, tiksliau, jos atsarga. Kuo aukštesnė įtampa, tuo mažesnė santykinė izoliacijos atsarga, nes aukštesnei įtampai reikia brangesnės izoliacijos.

Elektros perdavimo tinkluose pavojų kelia ir per žema įtampa. Dėl per žemos įtampos gali sutrikti elektrinių lygiagretus darbas, t.y. sistemos stabilumas (gali atsirasti potencialu skirtumo išlyginamieji srautai). Žemus įtampos lygius kartais gali riboti ir įtampų reguliavimo sąlygos skirstomuosiuose tinkluose. Elektros perdavimo tinklai su skirstomaisiais tinklais yra sujungti per reguliuojamus pažeminančius transformatorius. Todėl normaliuose režimuose įtampos lygiai perdavimo tinkluose neturi įtakos įtampų lygiams skirstomuosiuose tinkluose. Kartais po avariniuose režimuose žemiausias leistinas įtampas perdavimo tinkle gali riboti ne sistemos stabilumo sąlygos, o reguliuojamų transformatorių reguliavimo diapazonas, t.y. reguliuojamųjų transformatorių reguliavimo galimybės gali būti nepakankamos palaikyti reikiamas įtampas skirstomajame tinkle.

Patikimumas

Patikimumas yra elektros sistemos galėjimas išvengti elektros tiekimo nutraukimo ir po sutrikimų tęsti elektros tiekimą vartotojams priimtinu dažniu bei įtampa. Skirtingai nuo dažnio ir įtampos normų, kurias apspendžia elektros įrenginiai, patikimumo lygis priklauso nuo to, kam elektros vartotojas teikia pirmenybę, – ar brangiai mokėti už elektrą, kuri tiekiama nenutrūkstamai, ar mažiau mokėti, tačiau turėti trumpalaikius elektros tiekimo nutraukimus.

Kiekybiškai palyginti žalos dėl elektros tiekimo nutraukimo dydį su priemonių patikimumui padidinti reikalingais kaštais yra sunku, praktiškai objektyviai tai padaryti dažnai neįmanoma, nes žala dėl elektros tiekimo nutraukimo priklauso nuo:

kiek elektros buvo nepatiekta;

kaip dažnai nutraukimai įvyksta ir kiek jie trunka;

kaip vartotojas pasiruošęs galimiems elektros tiekimo nutraukimams;

kokio tipo vartotojas (gyventojai, pramonės įmonė ir t.t.);

kokiu paros, savaitės, sezono metu nutraukimas įvyko.

Nustatant patikimumui padidinti priemonių kaštus iškyla panašūs neaiškumai. Didelės avarijos sistemoje įvyksta, kai elektros gamybos ir/ar perdavimo galimybės nėra pakankamos patenkinti to meto suminę elektros paklausą. Iš kitos pusės, nei elektros paklausa, nei generatorių, ar perdavimo tinklų galimybės negali būti labai tiksliai prognozuojamos. Tiek elektrinių, tiek elektros tinklų darbą gali sutrikdyti nenuspėjami įvykiai (žaibai, įrenginių gedimai ir t.t.), dėl ko generavimo ar perdavimo galia staigiai gali neprognozuotai sumažėti, atsijungus elektros generatoriui, ar elektros linijai. Bendru atveju atskiro generatoriaus ar perdavimo linijos įtakos bendram patikimumui analizė yra sudėtinga. Analitiškai praktiškai negalima nustatyti sąryšio tarp atskirų sistemos elementų sąveikos ir galimų sąlygų, nes jų be galo didelis skaičius.  Todėl sunku įvertinti, kiek patikimumą gali pagerinti naujas papildomas įrenginys elektrinėje ar elektros tinkluose.

Iš kitos pusės, net ir didelio patikimumo didelėse elektros sistemose gali būti sutrikimų. Nežiūrint to, ir didelio gedimo elektros sistemoje atveju ne visiems vartotojams nutraukiamas elektros tiekimas. Pavyzdžiui, JAV vertinimu sisteminės avarijos sukelia tik apie 20 procentų visų elektros tiekimo vartotojams nutraukimų. Likusius elektros tiekimo sutrikimus sukelia skirstomųjų tinklų problemos, dažniausiai dėl nepalankių gamtinių sąlygų. Todėl standartas EN50160 vartotojams, prijungtiems prie skirstomųjų tinklų, rekomenduoja orientuotis, kad elektros tiekimo pertrūkiai iki 3 min. trukmės gali būti nuo 10 kartų iki 50 kartų per metus, t.y. beveik kas mėnesį ar kas savaitę.

Patikimumo standartai yra reikalingi elektros sistemų planavimui ir remiasi įvairiomis taisyklėmis ir praktikos duomenimis. Planuojant elektros sistemos darbą, patikimumas bendrai gali būti apibendrintas trimis rodikliais:

apkrovos praradimo tikimybe (angliškai – loss of load probability – LOLP), pvz. 1 dieną per 10 metų;

sistemos gyvybingumu, įvykus 1 ar 2 netikėtiems gedimams (N-1 ar N-2 taisyklė);

nustatyto galios rezervo (santykinio, pvz.15-20 procentų) užtikrinimu.

Apkrovos praradimo tikimybė suprantama kaip tikimybė, kad per gana ilgą laiką, pvz. per 10 metų 1 dieną elektros sistemoje nebus pakankamai galios patenkinti vartotojų paklausą, t.y. kad per10 metų dėl elektrinių ar perdavimo tinklų įrenginių kokio nors gedimo vieną dieną gali sutrikti elektros tiekimas. Čia neturima galvoje nei sutrikimo trukmės (kelios minutės ar valandos), nei sutrikimo dydžio (elektros neteko skirstomasis tinklas ar visa sistema). Atskirose šalyse ši tikimybė yra apibrėžiama skirtingai ir nėra bendro praktiškai sutarto metodo, kaip apskaičiuoti tą tikimybę.

Kai elektros sistemos svarbūs elementai, generatoriai, ar perdavimo linijos, sugenda, persiskirstę galios srautai likusioje sistemos dalyje ne visada automatiškai gali patenkinti vartotojų apkrovą. Net kai po avarijos elektros sistemos elektrinėse yra pakankamai galios, įtampos ir srovės kai kuriose elektros linijose gali pasidaryti neleistinos ir elektros linijas gali atjungti jų apsaugos. Tai gali pažeisti sistemos stabilumą ir išsivystyti sistemos griūtis. Norint to išvengti, elektros sistemos projektuojamos ir jų darbas planuojamas taip, kad bet kada atsijungus bet kuriam vienam (ar dviems) svarbiausiems sistemos elementams sistema neprarastų gyvybingumo, t.y. kad toliau galėtų dirbti. Tai taip vadinamas N-1 ( ar N-2) principas. N-1 taisyklė turi galioti visada, pvz. jei yra atjungtos dvi elektros linijos, tai sistemos operatorius turi imtis veiksmų, kad atsijungus dar trečiai linijai sistemos darbas nesutriktų. Svarbiausiais, ar kritiniais, sistemos elementais paprastai yra didžiausias dirbantis generatorius, ar labiausiai apkrauta elektros linija. Paprastai laikoma, kad kartu gali sugęsti vienas (ar du elementai), nors praktikoje kartais pasitaiko ir daugiau. Atsitiktinumų analizei reikia inžinerinės patirties nuspręsti, kokių elementų sutrikimus reikia nagrinėti, nes visų galimų atvejų praktiškai neįmanoma aprėpti.

Galios rezervo dydis yra seniausia ir dažniausia tradicinė patikimumo užtikrinimo priemonė. Norint užtikrinti patikimą elektros sistemos darbą, sistemos elektrinėse įrengta galia visada turi būti didesnė už didžiausią apkrovą. Santykinis galios rezervas (įrengtos galios ir didžiausios (pikinės) apkrovos skirtumas, išreikštas procentais nuo didžiausios apkrovos) yra patikimumo rodiklis. Paprastai laikoma, kad elektros sistemose galios rezervas turi būti ne mažesnis kaip 15-20 procentų. Reikalingo santykinio rezervo dydis priklauso nuo sistemos dydžio, įrengtų generatorių skaičiaus ir jų dydžio. Kai sistemoje generatorių mažai, tačiau jų vienetinė galia didelė, santykinis rezervas turi būti didesnis nei sistemoje su daug mažų generatorių, nes rezervo dydis visada turi būti didesnis už didžiausia generatorių.

Aukščiau minėti patikimumo rodiklių, ar normų dydžiai nustato, kokia galia turi būti įrengta sistemoje ir kaip ji turi būti eksploatuojama, kad jos darbas būtų pakankamai patikimas. Santykinis rezervas ir apkrovos praradimo tikimybė yra svarbiausi rodikliai projektuojant, o atsitiktinumų analizė sistemos gyvybingumui patikrinti (N-1  principas) – sistemos darbą planuojant ir koordinuojant.

Minėti rodikliai yra plačiai naudojami įvairiose šalyse, tačiau nėra bendrai priimto metodo jų skaičiavimui, nes tiek atskirose šalyse, tiek atskirose sistemose sąlygos yra skirtingos. Pavyzdžiui, vienos elektros sistemos, kurios priklauso nuo elektros importo iš kaimyninių elektros sistemų, importo įtaką įvertina skaičiuodamos tiek apkrovos praradimo tikimybę, tiek santykinio rezervo dydį, o kitos to nedaro. Tai priklauso tiek nuo inžinerinės patirties, tradicijų bei sistemų ypatumų.

Elektros sistemų plėtra planuojama tolimai perspektyvai, todėl prognozėms nepasitvirtinus, sistemoje gali atsirasti galios perteklius. Kai sistemoje yra galios perteklius, t.y. faktinis galios rezervas didesnis nei normatyvinis, sistema yra labiau patikima. Ar bus vartotojams nauda nuo patikimumo padidinimo, ar tikslingas jo sumažinimas, yra diskusinis klausimas. Kai kuriems vartotojams patikimumo sumažinimas gali būti naudingas, nes tai leistų elektrą atpiginti. Tuo tarpu kitiems vartotojams, kurie patiria didelę žalą, nutraukus elektros tiekimą, geriau mokėti šiek tiek brangiau, tačiau turėti patikimai veikiančią sistemą. Iš kitos pusės, nereikia užmiršti, kad bet kokioje šalyje elektros paklausa nuolat auga, todėl su laiku galios perteklius mažėja.



Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare



DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 2280
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved