Källor till störningar i elnät

Munspel

Högre övertoner (multiplar) är sinusformade spänningar eller strömmar vars frekvens skiljer sig från grundfrekvensen ett helt antal gånger.

Harmoniska förvrängningar av spänningar och strömmar uppstår på grund av närvaron av element eller utrustning i nätverk med en icke-linjär ström-spänningskarakteristik. De huvudsakliga källorna till harmonisk interferens är omvandlare och likriktare, induktions- och ljusbågsugnar, lysrör. TV-apparater är de vanligaste källorna till harmoniska störningar i hushållsutrustning. En viss nivå av harmoniska störningar kan också skapas av kraftsystemets utrustning: roterande maskiner, transformatorer. Dessa källor är dock i regel inte de huvudsakliga.

Huvudkällorna för flera övertoner är: statiska frekvensomvandlare, cyklokonverterare, asynkronmotorer, svetsmaskiner, ljusbågsugnar, överlagrade frekvensströmkontrollsystem.

Statiska frekvensomvandlare består av en AC-till-DC-likriktare och en DC-till-AC-omvandlare med önskad frekvens.DC-spänningen moduleras av omvandlarens utfrekvens, vilket resulterar i att flera övertoner uppträder i inströmmen.

Statiska frekvensomvandlare används främst för motorer med variabel hastighet, vars tillämpning är under snabb utveckling. Motorer med en kapacitet på upp till flera tiotals kilowatt kopplas direkt till lågspänningsnät, kraftfullare till mellanspänningsnät genom sina egna transformatorer. Det finns flera implementeringsscheman för statiska frekvensomvandlare med olika egenskaper. Frekvenserna för de multipla övertonerna beror på omvandlarens utgångsfrekvens och pulsfrekvens. Liknande omvandlare används också för ugnar som arbetar med medelhöga frekvenser.

Cyklokonverterare är trefasomvandlare med hög effekt (flera megawatt) som omvandlar trefasström från den ursprungliga frekvensen till trefas- eller enfasström vid en reducerad frekvens (vanligtvis mindre än 15 Hz), som används för att driva låghastighets , motorer med hög effekt. De består av två styrbara likriktare som leder ström växelvis i den ena eller andra riktningen. Cyklokonverterare används i mycket sällsynta fall. Interharmoniska strömmar når 8-10 % av grundfrekvensströmmen. På grund av den höga effekten hos cyklokonverterare är de anslutna till nätverk med hög kortslutningseffekt, så att interharmoniska spänningar är låga. Mätningar utförda i två sådana installationer i Schweiz visade att deras värden i nätverk på 50 och 220 kV inte översteg 0,1% av den nominella spänningen.

Induktionsmotorer kan i vissa fall generera interövertoner på grund av gapet mellan statorn och rotorn, speciellt i kombination med stålmättnad. Vid normal rotorhastighet ligger de interharmoniska frekvenserna i intervallet 500-2000 Hz, men när motorn startas "passerar" de genom hela frekvensområdet till stationärt värde. Störningar från motorer kan vara betydande när de installeras i slutet av en lång lågspänningsledning (mer än 1 km). Interharmonier på upp till 1 % uppmättes i dessa fall.

Svetsmaskiner och ljusbågsugnar genererar ett brett och kontinuerligt spektrum av övertoner. frekvenser för övertoner och interövertoner som genereras av omvandlarutrustningen.

Spänningsavvikelse

Spänningsavvikelser orsakas av förändringar i konsumentbelastningen under dagen och motsvarande drift av spänningsreglerande enheter (transformatorer med lastbrytare).

Spänningsfluktuationer

Spänningsfluktuationer är en serie av slumpmässiga eller slumpmässiga förändringar. cyklisk.

Spänningsfluktuationer orsakas av driften av elektriska mottagare med kraftigt varierande energiförbrukning och uppstår under driften av följande utrustning: svets- och bågsvetsmaskiner, valsverk, kraftfulla motorer med variabel belastning, elektriska ljusbågsugnar för tillverkning av stål. Plötsliga förändringar i spänningen kan också inträffa vid byte av laster och elektrisk utrustning (t.ex. kondensatorbanker).

Kortvariga spänningsfall

Kortvariga spänningsfall är oväntade spänningsfall med dess återhämtning efter ett tidsintervall av flera grundfrekvensperioder till flera elektriska grader.

Kortvariga spänningsfall orsakas av omkopplingsprocesser i kraftsystem som är förknippade med kortslutning, samt av start av kraftfulla motorer. Ett visst antal sådana fel som orsakats av driften av automatisering av kraftsystem för att eliminera kortslutning kan inte tas bort, och användare bör ta hänsyn till detta faktum.

Spänningspulser

Källor till spänningspulser är omkopplingsoperationer i nätverk, kraftsystem och åskväder.

Obalans i ett trefas spänningssystem

Asymmetrin hos ett trefasspänningssystem uppstår om fas- eller fasspänningarna inte är lika i amplitud eller om förskjutningsvinkeln mellan dem inte är lika med 120 el. hagel.

Asymmetrin hos trefasspänningssystemet kan orsakas av tre skäl: asymmetrin hos parametrarna för luftledningarna på grund av bristen på transponering av ledningar eller användningen av utökade transponeringscykler. Denna faktor manifesterar sig främst på högspänningsledningar; ojämlikhet mellan fasbelastningar på grund av deras ojämna fördelning mellan faser (systemasymmetri) eller icke-samtidighet av deras funktion (sannolikhetsasymmetri); — Icke-faslägen för kraftledningar (efter avbrott i en av faserna på grund av skada).

Graden av spänningsobalans som orsakas av asymmetrin hos kraftledningsparametrarna är vanligtvis liten (upp till 1%).Den mest betydande asymmetrin uppstår när kraftledningar fungerar i ofullständiga faslägen, men sådana lägen är mycket sällsynta. Därför är den vanligaste orsaken till obalans nätverksbelastning.

I industriella nätverk kan asymmetrikällor vara: kraftfulla enfasbelastningar, induktionssmältnings- och uppvärmningsugnar, svetsenheter, elektroslaggsmältugnar; trefas elektriska mottagare som arbetar i asymmetriskt läge under lång tid, ljusbågsstålugnar.

Frekvensavvikelse

Frekvensavvikelser uppstår på grund av en oöverensstämmelse mellan effekten hos generatorer som genererar el och den förbrukade lasten. När generatoreffekten överstiger belastningseffekten ökar generatorns hastighet och frekvensen ökar proportionellt. Effekten som förbrukas av lasten ökar också; vid ett visst frekvensvärde uppstår en balans mellan genererad och förbrukad effekt. Ett liknande mönster av frekvensreduktion observeras om belastningseffekten överstiger generatorns effekt.