Kvalita elektrické energie hraje důležitou roli při účinném zásobování spotřebitele elektřinou. Jelikož se energie stává důležitějším a cennějším zdrojem pro celý svět, je důležité udržovat její kvalitu na všech úrovních využití pro spolehlivé fungování zařízení.
V důsledku používání nelineárních zátěží a výkonových elektronických zařízení v sektorech přenosu, distribuce a využití energetických systémů vede ke zkreslení průběhů napětí a proudu. Již jsme si vědomi Celkové harmonické zkreslení fázovým řízením a integrovaným řízením střídavého proudu.
Dnešní společnosti zabývající se distribucí energie nyní ukazují konkurenceschopnost ke zlepšení kvality energie zvýšením zájmu o ni, aby dosáhly ziskovosti a spokojenosti zákazníků.
Co je to kvalita elektrické energie?
Pokud je napájení dodávané do zařízení nebo zařízení nedostatečné, vede to ke špatnému výkonu. Dobrá kvalita energie zajišťuje správné fungování zařízení bez ovlivnění výkonu nebo délky života.
Kvalita elektrické energie
Norma IEEE definuje kvalitu elektrické energie jako „koncept napájení a uzemnění citlivých elektronických zařízení způsobem vhodným pro zařízení s přesným elektroinstalačním systémem a další připojená zařízení“. Je to odchylka napětí a proudů od ideálního nebo skutečného průběhu.
Odchylka průběhů od skutečných
Na obrázku je energií dodávanou ze sítě čisté sinusové vlny proudu a napětí. Zatímco síla dosáhne zátěže, již si neudrží svůj tvar díky nelineárním spínacím zařízením.
Jak bylo pozorováno, tvar se odchýlil od ideálního bývalého. Tato odchylka způsobuje vážné problémy v elektrických zařízeních, jako je blikání světla, porucha různých zařízení, nízké otáčky motoru atd.
Pomocí analyzátorů kvality energie můžeme odhadnout nebo analyzovat zkreslený tvar vlny.
Problémy s kvalitou napájení
O kvalitě napájení rozhodují koncoví uživatelé. Pokud napájecí zařízení pracuje uspokojivě pro dané napájení, je energie v dobré kvalitě. Pokud nefunguje správně nebo nefunguje, kvalita napájení je špatná. Důvody pro špatnou kvalitu napájení nebo problémy s kvalitou napájení jsou popsány níže.
1. Rušení frekvencí
a. Napětí klesá a bobtná
Poklesy napětí
Pokles napětí nebo pokles napětí je pokles úrovní napětí ze jmenovitých hodnot při napájecí frekvenci. Trvá to asi od poloviny cyklu do několika sekund. Nízké napětí je způsobeno několika faktory, jako jsou elektrické motory, obloukové pece, problémy s obsluhou, blikání atd.
Motory jako různé typy indukce motory během spouštění odebírají velmi velký proud, což má za následek drastický pokles napětí.
Také obloukové pece zpočátku vyžadují vysoké ampéry k výrobě vysokých teplot. Energetické podniky snižují napětí některými faktory, jako je blesk, kontakt stromů, ptáků a zvířat s napájecím vedením, spínací operace, poruchy izolace atd.
napětí bobtná
K nárůstu napětí dochází v důsledku přenosu zátěží z jednoho zdroje na druhý, náhlého odmítnutí a zátěže aplikace. Blikání je nízkofrekvenční problém, který se vyskytuje hlavně při spouštění nebo při nízkém napětí.
Blikání je způsobeno nízkým napětím nebo frekvencí, které lze pozorovat lidským okem.
Poklesy napětí a bobtnání mají za následek poruchu zařízení, ztrátu účinnosti motorů, poruchy izolace, kolísání osvětlení, vypnutí relé a dodavatelů atd.
Poruchy frekvence nejsou snadno léčitelné, pokud vznikají na úrovni zdroje, protože se zabývají vysokými silami. Tyto hodnoty však lze snížit, pokud k nim dojde interně v důsledku zatížení, oddělením koncových zatížení od citlivých zatížení.
b. Elektrické přechodové jevy
Elektrické přechodové jevy
Přechodné jevy, které jsou poruchami dílčích cyklů, které trvají méně než jeden cyklus AC křivky . Kvůli omezené frekvenční odezvě nebo vzorkovací frekvenci je detekce a měření přechodových jevů velmi obtížné.
Ty se také někdy nazývají jako hroty, rázy, energetické impulsy atd. K nim dochází v důsledku atmosférických poruch, jako je osvětlení a sluneční erupce, přerušení poruchového proudu, přepínání zátěží, přepínání kondenzátorových bank, přepínání elektrického vedení atd.
Potlačení elektrických přechodových jevů
Některá zařízení jsou navržena s ohledem na přechodné jevy, ale většina zařízení zvládne několik přechodů, záleží na závažnosti přechodného stavu a životnosti zařízení. Tyto přechodové jevy jsou omezeny přepěťovými ochranami, filtry a dalšími přechodovými odrušovacími prostředky, jak je znázorněno na obrázku.
C. Harmonické
Harmonická povaha napětí a proudů je odchylka od původních nebo čistých sinusových vln. Harmonické frekvence jsou integrálním násobkem základní frekvence a jsou velmi běžné v systémech elektrické energie.
Pořadí harmonických je odlišuje jako sudé (2, 4, 6, 8, 10) a liché typy (3, 5, 7, 9, 11). Hlavní nelineární zátěže produkují liché harmonické a rovnoměrné harmonické jsou vytvářeny v důsledku nerovnoměrného provozu elektrických zařízení, jako jsou magnetizační proudy transformátoru, které obsahují sudé harmonické složky.
Harmonické
Frekvence těchto harmonických závisí na pořadí harmonických, protože druhá harmonická frekvence je 2násobkem základní frekvence. Ty jsou generovány v důsledku nelineárních zátěží, obloukových pecí, elektrických motorů, systémů UPS, různých typy baterií , svařovací zařízení atd.
Základní křivka je překryta lichými harmonickými, což má za následek zkreslené křivky. Tyto harmonické mají vážné účinky na různá elektrická zařízení, jako je přehřátí kabelů a zařízení, interference s komunikačními linkami, chyby při indikaci elektrických parametrů, pravděpodobnost vzniku rezonančních podmínek atd.
Ty lze snadno měřit harmonickými analyzátory a snížit pomocí různých harmonických filtrů, jako jsou aktivní a pasivní typy.
2. Účiník
Účiník je dalším hlavním faktorem, který ovlivňuje kvalitu elektrické energie. Nízký účiník způsobuje několik problémů, jako je přehřátí motorů a špatné osvětlení. Rovněž to vede k penalizaci uživatelů za splnění požadavků na elektřinu. Účiník je poměr činného výkonu ke zdánlivému a určuje míru využití elektrické energie.
Předpokládejme, že pokud je účiník 0,8, znamená to, že je využito 80 procent energie a zbylá energie je zbytečná jako ztráty. Nízký účiník je způsoben indukčními motory, zdánlivými výkonovými prvky v síti elektrického systému atd.
Zlepšení účiníku kondenzátorem
Nízký účiník je vylepšen použitím zařízení pro korekci účiníku, jako jsou banky kondenzátorových filtrů, synchronní kondenzátory a další kompenzační zařízení.
Zlepšení účiníku , s použitím kondenzátorů, má za následek snížení účtů za elektřinu. Zde je zdánlivý výkon odebíraný ze zdroje snížen kondenzátory, které nabízejí špičkový výkon v přírodě.
3. Uzemnění
Dobrá kvalita energie zahrnuje bezpečnost jak spotřebičů, tak i obsluhy. Uzemnění poskytuje ochranu systému i ochranu zařízení. Země slouží jako konstantní referenční potenciál s dalším potenciálem, který bude měřen.
Pokud není tělo zařízení řádně uzemněno, může to mít za následek vážný šok pro jednotlivce. Uzemnění systému chrání různá zařízení před poruchovými stavy a jinými abnormálními podmínkami, ke kterým dochází v elektrických napájecích systémech.
Uzemnění zařízení a systému
Referenční uzemnění signálu se zcela liší od normálního uzemnění, protože neposkytuje žádnou ochranu vybavení ani jednotlivcům. Je však nutné, aby řádné fungování elektronických součástek nebo zařízení poskytovalo cestu nebo referenci s nízkou impedancí.
Doufáme, že už máte jasnou představu o kvalitě elektrické energie a jejích příčinách. Děkujeme, že jste strávili svůj drahocenný čas čtením tohoto článku.Napište prosím své názory a návrhy k tomuto článku v sekci komentářů níže.
Fotografické kredity:
Odchylka průběhů od skutečných o elektrické zařízení
Napětí poklesne klub dodržování předpisů
Elektrické přechodové jevy podle jejíheenergie
Harmonické od jejíheenergie
Zvýšení účiníku o kondenzátor o lesl
Uzemnění zařízení a systému podle 2. bp
