Bronnen van storingen in elektrische netwerken

Mondharmonica's

Hogere harmonischen (veelvouden) zijn sinusvormige spanningen of stromen waarvan de frequentie een heel aantal keren afwijkt van de grondfrequentie.

Harmonische vervormingen van spanningen en stromen treden op door de aanwezigheid van elementen of apparatuur in netwerken met een niet-lineaire stroom-spanningskarakteristiek. De belangrijkste bronnen van harmonische interferentie zijn omvormers en gelijkrichters, inductie- en boogovens, fluorescentielampen. Televisies zijn de meest voorkomende bronnen van harmonische interferentie in huishoudelijke apparatuur. Een bepaald niveau van harmonische storingen kan ook worden veroorzaakt door de uitrusting van het voedingssysteem: roterende machines, transformatoren. In de regel zijn deze bronnen echter niet de belangrijkste.

De belangrijkste bronnen van meervoudige harmonischen zijn: statische frequentieomvormers, cycloconverters, asynchrone motoren, lasmachines, vlamboogovens, regelsystemen met gesuperponeerde frequentiestroom.

Statische frequentieomvormers bestaan ​​uit een AC-naar-DC-gelijkrichter en een DC-naar-AC-omvormer met de vereiste frequentie.De DC-spanning wordt gemoduleerd door de uitgangsfrequentie van de omvormer, wat resulteert in meerdere harmonischen die in de ingangsstroom verschijnen.

Statische frequentieomvormers worden voornamelijk gebruikt voor motoren met variabel toerental, waarvan de toepassing snel in ontwikkeling is. Motoren met een vermogen tot enkele tientallen kilowatts zijn rechtstreeks aangesloten op laagspanningsnetwerken, krachtigere op middenspanningsnetwerken via eigen transformatoren. Er zijn verschillende uitvoeringsschema's van statische frequentieomvormers met verschillende kenmerken. De frequenties van de meervoudige harmonischen zijn afhankelijk van de uitgangsfrequentie en de pulsfrequentie van de omvormer. Vergelijkbare converters worden ook gebruikt voor ovens die op gemiddelde frequenties werken.

Cycloconverters zijn driefasige omvormers met hoog vermogen (enkele megawatt) die driefasige stroom van de oorspronkelijke frequentie omzetten in driefasige of enkelfasige stroom met een lagere frequentie (meestal minder dan 15 Hz), die worden gebruikt voor het aandrijven van lage snelheid , krachtige motoren. Ze bestaan ​​uit twee regelbare gelijkrichters die stroom afwisselend in de ene of de andere richting geleiden. Cycloconverters worden in zeer zeldzame gevallen gebruikt. Interharmonische stromen bereiken 8-10% van de grondfrequentiestroom. Door het hoge vermogen van cycloconverters zijn ze aangesloten op netwerken met een hoog kortsluitvermogen, waardoor interharmonische spanningen laag zijn. Metingen uitgevoerd in twee van dergelijke installaties in Zwitserland toonden aan dat hun waarden in netwerken van 50 en 220 kV niet hoger waren dan 0,1% van de nominale spanning.

Inductiemotoren kunnen in sommige gevallen interharmonischen genereren vanwege de opening tussen de stator en de rotor, vooral in combinatie met staalverzadiging. Bij normale rotorsnelheid liggen de interharmonische frequenties in het bereik van 500-2000 Hz, maar wanneer de motor wordt gestart, "gaan" ze door het hele frequentiebereik naar de stationaire waarde. Interferentie van motoren kan aanzienlijk zijn bij installatie aan het einde van een lange laagspanningslijn (meer dan 1 km). In deze gevallen werden interharmonischen tot 1% gemeten.

Lasmachines en vlamboogovens genereren een breed en continu spectrum aan harmonischen. frequenties van harmonischen en interharmonischen gegenereerd door de convertorapparatuur.

Spanningsafwijking

Spanningsafwijkingen worden veroorzaakt door veranderingen in de verbruikersbelasting gedurende de dag en de bijbehorende werking van spanningsregelaars (transformatoren met lastschakelaars).

Spanningsschommelingen

Spanningsfluctuaties zijn een reeks willekeurige of willekeurige veranderingen. cyclisch.

Spanningsschommelingen worden veroorzaakt door de werking van elektrische ontvangers met een sterk variabel karakter van energieverbruik en treden op tijdens de werking van de volgende apparatuur: las- en booglasmachines, walserijen, krachtige motoren met variabele belasting, vlamboogovens voor de productie van staal. Plotselinge spanningsveranderingen kunnen ook optreden bij het schakelen van belastingen en elektrische apparatuur (bijv.: condensatorbanken).

Kortdurende spanningsdalingen

Spanningsdips op korte termijn zijn onverwachte spanningsdalingen met herstel na een tijdsinterval van verschillende fundamentele frequentieperioden tot verschillende elektrische graden.

Spanningsdalingen op korte termijn worden veroorzaakt door schakelprocessen in voedingssystemen die gepaard gaan met kortsluiting, evenals door het starten van krachtige motoren. Een bepaald aantal van dergelijke storingen veroorzaakt door de werking van de automatisering van voedingssystemen om kortsluitingen te elimineren, kan niet worden verwijderd, en gebruikers moeten hiermee rekening houden.

Spanningspulsen

Bronnen van spanningspulsen zijn schakeloperaties in netwerken, energiesystemen en onweersbuien.

Onbalans van een driefasig spanningssysteem

De asymmetrie van een driefasig spanningssysteem treedt op als de fase- of fasespanningen niet gelijk zijn in amplitude of de verplaatsingshoek daartussen niet gelijk is aan 120 el. hagel.

De asymmetrie van het driefasige spanningssysteem kan drie redenen hebben: de asymmetrie van de parameters van de bovenleidingen door het ontbreken van omzetting van draden of het gebruik van verlengde omzettingscycli. Deze factor manifesteert zich vooral op hoogspanningslijnen; ongelijkheid van fasebelastingen vanwege hun ongelijke verdeling tussen fasen (systeemasymmetrie) of niet-gelijktijdigheid van hun werking (waarschijnlijksasymmetrie); — niet-fasemodi van hoogspanningslijnen (na onderbreking van een van de fasen als gevolg van schade).

De mate van spanningsonbalans die wordt veroorzaakt door de asymmetrie van de netspanningsparameters is meestal klein (tot 1%).De meest significante asymmetrie treedt op wanneer hoogspanningslijnen in onvolledige fasemodi werken, maar dergelijke modi zijn zeer zeldzaam. Daarom is netwerkbelasting de belangrijkste meest voorkomende oorzaak van onbalans.

In industriële netwerken kunnen bronnen van asymmetrie zijn: krachtige enkelfasige belastingen, inductiesmelt- en verwarmingsovens, laseenheden, elektroslaksmeltovens; driefasige elektrische ontvangers die lange tijd in asymmetrische modus werken, elektrische vlamboogovens.

Frequentie afwijking

Frequentieafwijkingen treden op als gevolg van een mismatch tussen het vermogen van generatoren die elektriciteit opwekken en de verbruikte belasting. Wanneer het generatorvermogen het belastingsvermogen overschrijdt, neemt de snelheid van de generator toe en neemt de frequentie evenredig toe. Het door de belasting verbruikte vermogen neemt ook toe; bij een bepaalde frequentiewaarde ontstaat er een evenwicht tussen opgewekt en verbruikt vermogen. Een soortgelijk patroon van frequentiereductie wordt waargenomen als het belastingsvermogen groter is dan het generatorvermogen.