Провал напруги, тесла

провал напруги

Провал напруги - раптове зниження напруги в точці елек-тричних мережі нижче 0,9Uном, за яким слід відновлення напруги до початкового або близького до нього рівня через проміжок ча-мени від десяти мілісекунд до декількох десятків секунд

Провал напруги (рисунок 1) характеризують глибиною δUп. тривалістю Δtn і частостей появи Fn

Малюнок 1 - схематичний вигляд провалу напруги

Глибина провалу розраховується за формулою

де Uном - номінальна напруга, В; Umin - залишкове напруга в точці контролю, В.

Тривалість провалу розраховується як різниця між часом відновлення напруги tк і часом початку провалу напруги tн

Встановлено, що тривалість відновлюваного провалу напруги не може перевищувати 30 с - про це сказано в ГОСТ 13109-97

Частість появи провалів напруги розраховується за формулою

де m (δUп Δtп) - число провалів глибиною δUп і тривалістю Δtп за розглянутий інтервал часу Т; М - сумарна кількість провалів напруги за розглянутий інтервал часу Т.

На відміну від раніше розглянутих ПКЕ, провали напруги є абсолютно випадковими, але ймовірними подіями і характеризують Анормальні режими роботи системи електропостачання. Провали напруги характеризують надійність електропостачання, «оцінюючи» його безперебійність, і виникають в будь-якій мережі. Первинною причиною провалів є потрапляння блискавки в лінію або на шини відкритого розподільного пристрою. При цьому виникає коротке замикання, спрацьовують засоби захисту обладнання і системи автоматики (АПВ, АВР). Провали напруги можуть бути обумовлені помилками персоналу або помилкові спрацьовування засобів захисту і автоматики. Глибина провалу в точці спостереження (шини підстанції, затискачі електроприймача і т.п.) тим більше, чим ближче місце пошкодження до цієї точки, тривалість провалу визначається сукупністю часу спрацьовування засобів захисту і автоматики, завдяки дії яких напруга може бути відновлено.

Провал напруги може мати кілька ступенів, коли напруга відновлюється до початкового в міру відновлення вихідної схеми, або перемикань в схемі, пов'язаних з приєднанням резервних джерел живлення, що істотно впливає на відновлення функцій електроприймачів після воз-мужнього відмови, викликаного цим провалом.

Поява провалів невизначено по місцю і часу і поетів-тому відноситься до випадкових подій, ймовірність яких повинна розглядатися як прогноз. Імовірність їх появи визначаються-ється за результатами вимірювань і (або) розрахунків, а щорічна годину тости змінюється в залежності від типу системи енергопостачання і точки спостереження. Можливе число провалів напруги за рік може становити від декількох одиниць до сотень в залежності від грозової активності в регіоні, де розташована електрична мережа.

Найбільш часто схильні до ударам блискавки повітряні лінії електропередачі. Загальна довжина ліній напругою 35-1150 кВ в країні досягла майже 800 тис. Км, а протяжність повітряних ліній меншого номінального напруги обчислюється неяк-кими мільйонами кілометрів [3]. Очевидно, що, знаючи число уда-рів блискавки в лінії певної напруги, можна прогнозувати число коротких замикань, викликаних ними, і відключаються автоматикою пошкоджених ліній і відповідно прогнозувати провали напруги.

Характеризуючи надійність електричної мережі як її здатність забезпечити безперебійне електропостачання, можна також вважати, що провали напруги (короткочасні або тривалі) явля-ються додатковим критерієм рівня надійності цієї мережі. Про-вал напруги будь-якої тривалості і глибини свідчить не тільки про стан і справності засобів автоматики і захисту, а й про здатність мережі забезпечити резервне електропостачання, не допускаючи при цьому теплового перевантаження її обладнання (ліній, трансформаторів і т.п.).

Основним видом пошкодження ліній мереж є короткі замикання. Короткі замикання (КЗ) виникають досить часто при експлуатації електричних мереж і електростанцій. Короткі замикання є однією з основних причин порушення нормального режиму роботи електроустановок, а в деяких випадках і енергосистеми в цілому. Короткі замикання можуть відбуватися через дугу або безпосередньо, без перехідного опору, так звані «металеві» КЗ.

У кількісному відношенні КЗ в мережах розподіляються приблизно таким чином: однофазні - 65%, міжфазні на землю -К (1.1) = 20%, двофазні - 10% і трифазні - 5%.

На відносне число тих чи інших видів пошкоджень і характер їх протікання впливають робоча напруга, режим заземлення нейтралі мережі, час відключення пошкодження і Незнач-які інші чинники. Трифазні КЗ є рідкісним видом пошкоджень-дення, але їх прийнято враховувати для мереж всіх видів і напруг. При збільшенні номінальної напруги і відстані між фазами ймовірність виникнення таких КЗ різко зменшується.

Вплив провалів напруги на роботу електроприймачів

Вплив провалів напруги на функціонування Електроприв-емніков можна розглядати в двох аспектах: вплив на техноло-ня обладнання в промисловості, функціонування кото-рого, як правило, пов'язано з якістю електропостачання, і вплив на телекомунікаційні системи, системи мікропроцесорного управління і інформаційні системи.

У промисловості найбільш поширеним видом електро-обладнання є асинхронні і синхронні двигуни, викорис-зуемое в якості приводів механізмів. Телекомунікаційні системи використовуються у всіх сферах життєдіяльності і в про-мисловості. Тому можливість порушення умов нормаль-ного функціонування цих електроприймачів завжди розглядає-ється з позицій надійності електропостачання, перерва якого, навіть короткочасний, може привести до технологічного збитку.

У зв'язку з цим з маси різних механізмів можна виділити деякі, самозапуск яких застосовується найбільш часто. В електроенергетиці, металургії, хімії, гірничорудної про-мисловості особливого значення набуває запуск відцентрових насосів, які забезпечують перекачку води та інших технологічних рідин. Припинення цього процесу призводить до тяжких ава-ріям. Наприклад, якщо насос в результаті зупинки втратив воду, включиться незаповненим, то це призведе до виходу його з ладу. Це відбувається при зниженні швидкості обертання приводу до 50% номінальної. При цьому збереження працездатності насоса мож-ли тільки завдяки самозапуску його приводу, який може бути успішним, якщо тривалість провалу напруга не переви-щує 1-3 с.

Самозапуск асинхронних двигунів відбувається успішніше, ніж синхронних, які застосовують в якості приводу для турбоко-ресори високої продуктивності. Так, при досить длитель-них провалах напруги синхронний двигун може втратити швидкість обертання настільки, що його ресинхронізація буде неможливе можливою і при самозапуску він може втратити стійкість. У цих умовах самозапуск синхронних двигунів потужністю до неяк-ких сотень кіловат допускається при тривалості перерви електро-постачання не більше 1,5 с. При збільшенні перерви до 3 з самозапуск можливий тільки при закороченому обмотці збудження. Однак для двигунів потужністю 1 000-6 000 кВт через дуже малого моменту інерції і високого коефіцієнта завантаження час досягнення критичного кута стійкості не перевищує 0,2 с. У багатьох випадках цей час менше часу спрацьовування кому-ційної апаратури.

До електроприймачів групи В, тривалість провалу напруги-ня для яких допускається на час включення резервного источ-ника харчування, відносяться електроустановки, що забезпечують охорону З д0 р0 ров'я і життя людей: пожежні насоси, системи димовидалення та кондиціонування, холодильні камери, сигнальні вогні.

До електроприймачів групи С, перерва в електропостачанні кото-яких допускається на час усунення аварії, відносяться технологи-етичні та інженерні системи, які не ввійшли в групи А і В.

Засоби захисту від провалів напруги

Провал напруги, народжуючись в надрах мережі як випадкова подія, досягає затискачів електроприймачів з глибиною і тривалістю, які залежать від віддаленості електроприймача від точки короткого замикання і його виду, часу спрацьовування захисту, що відключає пошкодження на лінії. Відновлення напруги після провалу настає завдяки дії системи автоматичного повторного включення (АПВ), а при неуспішному АПВ, при тривалих провалах, завдяки пристроям автоматичного введення резервного живлення (АВР).
В даний час зважаючи на широке впровадження комп'ютерних і телекомунікаційних технологій мережеві засоби захисту і автоматики не в змозі захистити це обладнання від провалів напруги. Мережі, що живлять такі технологічні системи, вимагають абсолютно безперебійного електропостачання. У таких мережах встановлюють джерела безперебійного живлення, а при тривалому зникнення напруги до декількох десятків хвилин і більше, - дизель-генераторні установки потужністю до декількох сотень кіловат. Але застосування таких дорогих систем при вартості резервних джерел (ІБП і ДГУ) вище 20% вартості обладнання, яке підлягає і інформації не рентабельно. Практика останніх років показує, що цим критерієм рідко користуються і керуються вартістю збитку, обумовленого втратою інформації, вимог безпеки, збереження здоров'я та життя людей.

Список використаної літератури

1. Базуткін В. В. Ларіонов В. П. Пінталь Ю. С. Техніка високих напруг: ізоляція і перенапруження в електричних системах. М. Вища школа, 1986 р 464 с.