Качество электроэнергии

Обеспечение требуемого качества электроэнергии, надежности и экономичности — основные задачи сельского электроснабжения.

Качество электрической энергии при питании электроприемни­ков от трехфазных электрических сетей общего назначения, т. е. для основного варианта сельского электроснабжения, определяют ста­бильностью и уровнями частоты тока и напряжения у потребите­лей, а также степенью несимметрии и несинусоидальности (иска­жения формы кривой по сравнению с синусоидной) напряжений.

Изменение частоты в пределах нескольких процентов от номи­нальной в основном влияет только на работу асинхронных двигате­лей. При снижении частоты тока соответственно уменьшается час­тота вращения электродвигателей, несколько увеличиваются ток, максимальный момент и нагрев двигателя, а при увеличении часто­ты — наоборот. Однако при небольших изменениях частоты нор­мальная работа электродвигателей и большинства других электро­приемников практически не нарушается.

Нормы качества электрической энергии регламентирует ГОСТ J 3109—97 для номинальной частоты 50 Гц.

В соответствии с ГОСТом отклонения частоты тока (под откло­нением частоты понимают разность между ее фактическим и номи­нальным значениями) в нормальном режиме, т. е. не менее 95 % времени суток, не должны превышать ±0,1 Гц (допускается времен­ное увеличение отклонения частоты до +0,2 Гц). Указанные нормы не распространяются на электроприемники, присоединенные к се­тям автономно работающих электростанций мощностью до 1000 кВт. Для них считают допустимыми отклонениями частоты в пределах ±0,5 Гц, а при мощности до 250 кВт — ±2 Гц.

Следует отметить, что поддержание частоты в требуемых преде­лах практически не относится к основным задачам сельского элект­роснабжения, так как его система обеспечивает в первую очередь распределение, а не производство электроэнергии.

. Важная задача сельского электроснабжения — поддержание тре­буемых уровней напряжения у потребителей. Изменение напряжения, особенно сверх допустимого значения, оказывает значитель­ное влияние на работу потребителей. Весьма чувствительны к этому осветительные приборы. При повышении напряжения сверх номи­нального резко снижается срок службы ламп накаливания, а при понижении заметно падает их световой поток. Для люминесцент­ных ламп, которые все более широко применяют в сельскохозяй­ственных осветительных установках, срок службы сокращается как при повышении, так и при понижении напряжения.

Изменение напряжения оказывает серьезное влияние на работу наиболее распространенных в сельскохозяйственном производстве короткозамкнутых асинхронных двигателей. При снижении напря­жения уменьшаются вращающий момент двигателя, который прак­тически пропорционален квадрату напряжения, а также пусковой момент; снижается частота вращения; увеличиваются ток и нагрев двигателя; из-за ускоренного износа изоляции уменьшается срок службы. При значительном снижении напряжения из-за уменьше­ния вращающего момента могут произойти полная остановка («оп­рокидывание») нагруженного двигателя и соответственно наруше­ние технологического процесса. Если двигатель не отключить от сети, то он будет поврежден.

В результате снижения напряжения падает мощность и, сле­довательно, ухудшаются нагрев электронагревательных прибо­ров, работа телевизоров, радиоприемников, холодильников и других бытовых приборов. Повышение напряжения также вред­но влияет на работу последних, уменьшая в большинстве случаев срок их службы.

В соответствии с ГОСТом предусматривают следующие нормы для отклонений напряжения у потребителей (под отклонением на­пряжения понимают разность между действительным значением напряжения в рассматриваемой точке сети и его номинальным зна­чением). На зажимах электроприемников в течение не менее 95 % времени суток допускают нормальные отклонения напряжения в пределах ±5 % номинального. Максимальные отклонения напря­жения + 10 %. Они распространены на все потребители, и в частно­сти на потребители, питающиеся от сельских электрических сетей. Для поддержания требуемых уровней напряжения у потребите­лей в системе сельского электроснабжения используют специаль­ные устройства для регулирования напряжения (сетевые регулято­ры различных типов, конденсаторы, включаемые последовательно и параллельно в сеть, а также регуляторы напряжения генераторов сельских электростанций).