Elektrienergia kvaliteet mängib olulist rolli tarbijate tõhusaks elektrienergiaga varustamiseks. Kuna voolust saab kogu maailma jaoks olulisem ja väärtuslikum ressurss, on seadmete usaldusväärseks tööks oluline säilitada selle kvaliteet kõigil kasutustasanditel.
Mittelineaarsete koormuste ja jõuelektroonikaseadmete kasutamise tõttu elektrisüsteemi ülekandes põhjustavad jaotuse ja kasutamise sektorid pinge ja voolu lainekuju moonutusi. Oleme sellest juba teadlikud täielik harmooniline moonutus faasijuhtimise ja vahelduvvoolu integreeritud juhtimisega.
Nüüd näitavad ühe päeva jaotusvõrguettevõtted konkurentsi, et parandada elektri kvaliteeti, suurendades muret selle üle, et saavutada kasumlikkus ja klientide rahulolu.
Mis on elektrienergia kvaliteet?
Kui seadmetele või seadmetele tarnitav toiteallikas on puudulik, põhjustab see halba jõudlust. Hea energia kvaliteet paneb seadme korralikult toimima, ilma et see mõjutaks jõudlust ega eluiga.
Elektrienergia kvaliteet
IEEE standard määratleb elektrienergia kvaliteedi kui 'tundlike elektroonikaseadmete toite ja maandamise mõiste viisil, mis sobib täpse juhtmestiku ja muude ühendatud seadmetega seadmetele'. See on pinge ja voolude kõrvalekalle ideaalsest või tegelikust lainekujust.
Lainekujude kõrvalekalle tegelikust
Joonisel on elektrivõrgu toiteallikas voolu ja pingete puhtad siinuslained. Kuigi võimsus jõuab koormuseni, ei säilita see oma kuju mittelineaarsete lülitusseadmete tõttu.
Nagu täheldatud, erines kuju ideaalsest endisest. See kõrvalekalle tekitab tõsiseid probleeme elektriseadmetes, nagu valguse värelus, erinevate seadmete talitlushäired, madal mootori kiirus jne
Võimsuse kvaliteedi analüsaatorite abil saame hinnata või analüüsida moonutatud lainekuju.
Toite kvaliteedi probleemid
Toite kvaliteedi otsustavad lõppkasutajad. Kui elektriseade töötab antud toiteallikas rahuldavalt, on toide hea kvaliteediga. Kui see ei toimi hästi või ei tööta, on voolukvaliteet halb. Halva elektrikvaliteedi põhjuseid või elektrikvaliteedi probleeme käsitletakse allpool.
1. Toitesageduse häired
a. Pinge langeb ja paisub
Pinge langeb
Pinge langus või langus on pingetaseme langus nimiväärtustest võimsuse sagedusel. See kestab umbes poolest tsüklist kuni mitme sekundini. Madal pinge on tingitud mitmest tegurist, nagu elektrimootorid, kaarahjud, kasulike probleemide ilmumine, värelus jne.
Mootoritele meeldivad erinevad induktsiooni tüübid mootorid võtavad käivitamise ajal väga suure voolu, mille tulemuseks on drastiline pingelangus.
Kaarkahjudes kulub kõrge temperatuuri saamiseks esialgu suured amprid. Kommunaalteenused langetavad pinget mõne teguri võrra, nagu välk, puude, lindude ja loomade kokkupuude elektriliinidega, ümberlülitamine, isolatsioonirikked jne.
pinge paisub
Pinge suurenemine tekib koormuste ülekandmise kaudu ühest allikast teise, ootamatu tagasilükkamise ja rakendamise koormuste tõttu. Värelus on madalsageduslik probleem, mis tekib peamiselt käivitamise või madalpinge tingimustes.
Värelus on tingitud madalast pingest või sagedusest, mida inimsilm saab jälgida.
Pinge languste ja paisumiste tagajärjeks on seadmete talitlushäired, mootorite efektiivsuse vähenemine, isolatsioonihäired, valgustuse kõikumine, releede ja töövõtjate komistamine jne.
Toitesageduse häired ei ole kergesti ravitavad, kui need tekivad allika tasandil, kuna see tegeleb suurte jõududega. Kuid neid saab vähendada, kui need toimuvad koormuste tõttu sisemiselt, eraldades otsekoormused tundlikest koormustest.
b. Elektrilised üleminekud
Elektrilised siirded
Üleminekud on alamtsükli häired, mis kestavad vähem kui ühe tsükli Vahelduvvoolu lainekuju . Piiratud sagedusreaktsiooni või proovivõtusageduse tõttu on transientide tuvastamine ja mõõtmine väga keeruline.
Neid nimetatakse mõnikord ka naastudeks, tõusu, elektriimpulssideks jne. Need tekivad atmosfääri häirete tõttu, nagu valgustus ja päikesepõletused, rikkevoolu katkestused, koormuste ümberlülitamine, kondensaatoripankade lülitamine, elektriliinide vahetamine jne.
Elektrilise mööduva pärssimine
Mõned seadmed on kavandatud transiente silmas pidades, kuid enamik seadmeid suudab toime tulla väheste transientidega, olenevalt transiidi raskusest ja seadme elueast. Neid siirdeid piiravad liigpingekaitsesummutid, filtrid ja muud mööduvad summutid, nagu on näidatud joonisel.
c. Harmoonilised
Pinge ja voolude harmooniline olemus on kõrvalekalle algsetest või puhastest siinuselainetest. Harmoonilised sagedused on põhisageduse lahutamatud korrutised ja on elektrisüsteemides väga levinud.
Harmooniliste järjestuste järgi eristatakse neid paaris (2, 4, 6, 8, 10) ja paaritu tüüpi (3, 5, 7, 9, 11). Suuremad mittelineaarsed koormused tekitavad paarituid harmoonilisi ja ühtlased harmoonilised tekivad elektriseadmete ebaühtlase töö tõttu, näiteks trafo magnetiseerivad voolud sisaldavad ühtlasi harmoonilisi komponente.
Harmoonilised
Nende harmooniliste sagedus sõltub harmooniliste järjekorrast, kuna teine harmooniline sagedus on 2 korda suurem kui põhisagedus. Need tekivad mittelineaarsete koormuste, kaarahjude, elektrimootorite, UPS-süsteemide tõttu akutüübid , keevitusseadmed jne.
Põhilaine kuju asetatakse paaritute harmooniliste abil, mille tulemuseks on moonutatud lainekujud. Nendel harmoonilistel on tõsine mõju erinevatele elektriseadmetele, nagu kaablite ja seadmete ülekuumenemine, sideliinide häired, vead elektriliste parameetrite näitamisel, resonantstingimuste tekitamise tõenäosus jne.
Neid saab harmooniliste analüsaatorite abil hõlpsasti mõõta ja vähendada erinevate harmooniliste filtrite abil, nagu aktiivsed ja passiivsed.
2. Võimsustegur
Võimsustegur on veel üks peamine tegur, mis mõjutab elektrienergia kvaliteeti. Madal võimsustegur põhjustab mitmeid probleeme, nagu mootorite ülekuumenemine ja halb valgustus. See viib ka kasutajate karistamiseni elektrinõuete täitmise eest. Võimsustegur on aktiivvõimsuse ja näivvõimsuse suhe ning see määrab elektrienergia kasutamise suuruse.
Oletame, et kui võimsustegur on 0,8, ütleb see, et 80 protsenti võimsusest kasutatakse ära ja ülejäänud energia raiskab kadudena. Väike võimsustegur on tingitud asünkroonmootoritest, näivatest jõuelementidest elektrisüsteemi võrgus jne.
Võimsusteguri paranemine kondensaatori abil
Väikese võimsusteguri parandamiseks kasutatakse võimsustegurite korrigeerimisseadmeid, nagu kondensaatori filtripangad, sünkroonsed kondensaatorid ja muud kompensatsiooniseadmed.
Võimsusteguri paranemine kondensaatorite kasutamisel väheneb elektriarve. Siin vähendavad toiteallikast näivat võimsust kondensaatorid, mis pakuvad looduses juhtivat võimsust.
3. Maandus
Hea elektrikvaliteet hõlmab ohutust nii seadmetele kui ka operaatoritele. Maandus tagab nii süsteemi kui ka seadmete kaitse. Maa toimib pidev võrdluspotentsiaal teise potentsiaaliga, mida hakatakse mõõtma.
Kui seadme kere pole korralikult maandatud, võib see inimestele tõsist šokki anda. Süsteemi maandus kaitseb mitmesuguseid seadmeid elektrisüsteemides esinevate rikete ja muude ebatavaliste tingimuste eest.
Seadmete ja süsteemide maandamine
Signaali referentsmaa on tavalisest maandusest täiesti erinev, kuna see ei kaitse seadmeid ega inimesi. Kuid elektrooniliste komponentide või seadmete nõuetekohaseks tööks on vaja pakkuda madala impedantsi rada või võrdlust.
Loodame, et nüüdseks on teil selge arusaam elektrienergia kvaliteedist ja selle põhjustest. Täname teid, et veetsite selle artikli lugemiseks väärtuslikku aega.Palun kirjutage oma arvamused ja ettepanekud selle artikli kohta allpool olevasse kommentaaride jaotisesse.
Foto autorid:
Lainekujude kõrvalekalle tegelikust elektriseadmed
Pingelangused paisuvad mööda vastavusklubi
Elektrilised üleminekud temaheenergeetika
Harmoonika poolt temaheenergeetika
Võimsusteguri paranemine kondensaatori kaupa lesl
Seadmete ja süsteemide maandamine 2.bp
