Коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности

1.4.2 Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности

Коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательности называется величина, равная отношению напряжения нулевой последовательности к номинальному фазному напряжению.

Значение коэффициента несимметрии по нулевой последовательности вычисляется как результат усредненияNнаблюдений(число наблюденийNдолжно быть не

менее 9) на интервале времени, равном З с, по формуле;

Значение коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности в каждомi—ом наблюдении определяется в процентах,

где — действующее значение напряжения нулевой последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений вi—ом наблюдении,ном.ф — номинальное значение фазного напряжения, В, кВ.

Нормально и предельно допускаемые значения коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности в точках присоединения к четырехпроводным электрическим сетям с номинальным напряжением 0,38 кВ равны соответственно 2,0 и 4,0%.

1.5 Отклонение частоты

Отклонение частоты напряжения переменного тока, как установлено в ГОСТ 3109-97, в электрических сетях характеризуется показателем отклонения частоты (). Отклонение частоты от номинальной равно разности фактического и номинального значений частоты. Усредненное значение частоты вычисляется как результат усредненияNнаблюдений “ (число наблюдений должно быть не менее 15) на интервале времени, равном 20 с, по формуле:

Отклонение частоты определяется по формуле:

где ном — номинальное значение частоты, Гц.

В нормальных режимах допустимые значения отклонения частоты равны 0,2 Гц и

максимально допустимые 0,4 Гц. В послеаварийных режимах работы электрической сети

допускается отклонение частоты от +0,5 до —1 Гц общей продолжительностью по времени не более 90 ч.

Регулирование частоты в электроэнергетической системе выполняется изменением выдачи генераторами активной мощности в сеть. Активная мощность генератора зависит от работы первичного двигателя — паровой, газовой или гидравлической турбины(первичное и вторичное регулирование ).

1.6 Провал напряжения

Провал напряжения это внезапное понижение напряжения в точке электрической сети ниже 0,9 Uном за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня через промежуток времени от десяти миллисекунд до нескольких десятков секунд.

Частота появления провалов напряжения это количество провалов напряжения определенной глубины и длительности за определенный промежуток времени.

Длительность автоматически устраняемого провала напряжения в любой точке присоединения к электрическим сетям, напряжением до 110 кВ включительно не должна превышать предельно допускаемого значения, равного 30 с.

Основными причинами возникновения провалов напряжения являются короткие замыкания в сети, приводя к отключению элементов сети, которые затем могут снова автоматически включиться. Напряжение восстанавливается либо после отключения к.з., либо после автоматического восстановления питания устройствами АПВ или АВР.

Причины возникновения несимметричных режимов в электрических сетях

Симметричная трехфазная система напряжений характеризуется одинаковыми по модулю и фазе напряжениями во всех трех фазах. При несимметричных режимах напряжения в разных фазах не равны.

Несимметричные режимы в электрических сетях возникают по следующим причинам:

1) неодинаковые нагрузки в различных фазах,

2) неполнофазная работа линий или других элементов в сети,

3) различные параметры линий в разных фазах.

Наиболее часто несимметрия напряжений возникает из-за неравенства нагрузок фаз. Поскольку основной причиной несимметрии напряжения является различие по фазам (несимметричная нагрузка), то это явление наиболее характерно для низковольтных электрических сетей 0,4 кВ.

В городских и сельских сетях 0,4 кВ несимметрия напряжений вызывается в основном подключением однофазных осветительных и бытовых электроприемников малой мощности. Количество таких однофазных электроприемников велико, и их нужно равномерно распределять по фазам для уменьшения несимметрии.

В сетях высокого напряжения несимметрия вызывается, как правило, наличием мощных однофазных электроприемников, а в ряде случаев и трехфазных электроприемников с неодинаковым потреблением в фазах. К последним относятся дуговые сталеплавильные печи. Основные источники несимметрии в промышленных сетях 0,38—10 кВ — это однофазные термические установки, руднотермические печи, индукционные плавильные печи, печи сопротивления и различные нагревательные установки. Кроме того, несимметричные электроприемники — это сварочные аппараты различной мощности. Тяговые подстанции электрифицированного на переменном токе железнодорожного транспорта являются мощным источником несимметрии, так как электровозы — однофазные электроприемники. Мощность отдельных однофазных электроприемников в настоящее время достигает нескольких мегаватт.

Различают два вида несимметрии: систематическую и вероятностную, или случайную. Систематическая несимметрия обусловлена неравномерной постоянной перегруз- кой одной из фаз, вероятностная несимметрия соответствует непостоянным нагрузкам, при которых в разное время пе- регружаются разные фазы в зависимости от случайных факторов (перемежающаяся несимметрия).

Неполнофазная работа элементов сети вызывается кратковременным отключением одной или двух фаз при коротких замыканиях либо более длительным отключением при пофазных ремонтах. Одиночную линию можно оборудовать устройствами пофазного управления, которые отключают поврежденную фазу линии в тех случаях, когда действие АПВ оказывается неуспешным из-за устойчивого короткого замыкания.

В подавляющем большинстве устойчивые короткие замыкания однофазные. При этом отключение поврежденной фазы приводит к сохранению двух других фаз линии в работе.

В сети с заземленной нейтралью электроснабжение по неполнофазной линии может оказаться допустимым и позволяет отказаться от строительства второй цепи линии. Неполнофазные режимы могут возникать и при отключении трансформаторов.

В некоторых случаях для группы, составленной из однофазных трансформаторов, при аварийном отключении одной фазы может оказаться допустимым электроснабжение по двум фазам. В этом случае не требуется установка резервной фазы, особенно при наличии двух групп однофазных трансформаторов на подстанции.

Неравенство параметров линий по фазам имеет место, например, при отсутствии транспозиции на линиях или удлиненных ее циклах. Транспозиционные опоры ненадежны и являются источниками аварий. Уменьшение числа транспозиционных опор на линии уменьшает ее повреждаемость и повышает надежность. В этом случае ухудшается выравнивание параметров фаз линии, для которого обычно и применяется транспозиция.

Влияние несимметрии напряжений и токов

Появление напряжений и токов обратной и нулевой последовательности U2, U0, I2, I0 приводит к дополнительным потерям мощности и энергии, а также потерям напряжения в сети, что ухудшает режимы и технико-экономические показатели ее работы. Токи обратной и нулевой последовательностей I2, I0 увеличивают потери в продольных ветвях сети, а напряжения и токи этих же последовательностей — в поперечных ветвях.

Наложение U2 и U0 приводит к разным дополнительным отклонениям напряжения в различных фазах. В результате напряжения могут выйти за допустимые пределы. Наложение I2 и I0 приводит к увеличению суммарных токов в отдельных фазах элементов сети. При этом ухудшаются ус- ловия их нагрева и уменьшается пропускная способность.

Несимметрия отрицательно сказывается на рабочих и технико-экономических характеристик вращающихся электрических машин. Ток прямой последовательности в статоре создает магнитное поле, вращающееся с синхронной частотой в направлении вращения ротора. Токи обратной последовательности в статоре создают магнитное поле, вращающееся относительно ротора с двойной синхронной частотой в направлении, противоположном вращению. Из- за этих токов двойной частоты в электрической машине возникают тормозной электромагнитный момент и дополнительный нагрев, главным образом ротора, приводящие к сокращению срока службы изоляции.

В асинхронных двигателях возникают дополнительные потери в статоре. В ряде случаев приходится при проектировании увеличивать номинальную мощность электродвигателей, если не принимать специальные меры по симметрированию напряжения.

В синхронных машинах кроме дополнительных потерь и нагрева статора и ротора могут начаться опасные вибрации. Из-за несимметрии сокращается срок службы изоляции трансформаторов, синхронные двигатели и батарей конденсаторов уменьшают выработку реактивной мощности.

Несимметрия напряжения в цепи питания осветительной нагрузки приводит к тому, что световой поток светильников одной фазы (фаз) уменьшается, а другой фазы — увеличивается, снижается срок службы ламп. На одно- и двухфазные электроприемники несимметрия воздействует как отклонение напряжения.

Суммарный ущерб, обусловленный несимметрией в промышленных сетях, включает стоимость дополнительных потерь электроэнергии, увеличение отчислений на реновацию от капитальных затрат, технологический ущерб, ущерб, обусловленный снижением светового потока ламп, установленных в фазах с пониженным напряжением, и сокращением срока службы ламп, установленных в фазах с повышенным напряжением, ущерб из-за уменьшения реактивной мощности, генерируемой конденсаторными батареями и синхронными двигателями.

Несимметрия напряжений характеризуется коэффициентом обратной последовательности напряжений и коэффициентом нулевой последовательности напряжений, нормальное и максимальное допустимые значения которых составляют 2 и 4 %.

Симметрирование напряжений в сети сводится к компенсации тока и напряжения обратной последовательности.

При стабильном графике нагрузок снижение систематической несимметрии напряжений в сети может быть достигнуто выравниванием нагрузок фаз путем переключения части нагрузок с перегруженной фазы на ненагруженную.

Рациональное перераспределение нагрузок не всегда позволяет снизить коэффициент несимметрии напряжений до допустимого значения (например когда часть мощных однофазных электроприемников работает по условиям технологии не все время, а также при профилактических и капитальных ремонтах). В этих случаях необходимо применять специальные симметрирующие устройства.

Известно большое число схем симметрирующих устройств, часть из них выполняется управляемыми в зависимости от характера графика нагрузки.

Для симметрирования однофазных нагрузок применяется схема, состоящая из индуктивности и емкости. Нагрузка и включенная параллельно ей емкость включаются на линейное напряжение. На два других линейных напряжения включаются индуктивность и еще одна емкость.

Для симметрирования двух- и трехфазных несимметричных нагрузок применяется схема с неодинаковыми мощностями батарей конденсаторов, включенными в треугольник. Иногда применяют симметрирующие устройства со специальными трансформаторами и автотрансформаторами.

Поскольку симметрирующие устройства содержат батареи конденсаторов, целесообразно применять такие схемы, в которых одновременно симметрируется режим и генерируется Q с целью ее компенсации. Устройства для одновременного симметрирования режима и компенсации Q находятся в стадии разработки.

Снижение несимметрии в четырехпроводных городских сетях 0,38 кВ можно осуществлять путем уменьшения тока нулевой последовательности I0 и снижения сопротивления нулевой последовательности Z0 в элементах сети.

Уменьшение тока нулевой последовательности I0 в первую очередь достигается перераспределением нагрузок. Выравнивание нагрузок достигается использованием сетей, в которых все или часть трансформаторов работают параллельно на стороне низкого напряжения. Снижение сопротивления нулевой последовательности Z 0 можно легко осуществить для воздушных линий 0,38 кВ, которые обычно сооружаются в районах с малой плотностью нагрузки. Целесообразность уменьшения Z0 для кабельных линий, т. е. увеличения сечения нулевого провода, должна быть специально обоснована соответствующими технико-экономическими расчетами.

Существенное влияние на несимметрию напряжений в сети оказывает схема соединения обмоток распределительного трансформатора 6—10/0,4 кВ. Большинство распределительных трансформаторов, установленных в сетях, имеют схему звезда — звезда с нулем (У/Уо). Такие распределительные трансформаторы дешевле, но у них велико сопротивление нулевой последовательности Z0.

Для снижения несимметрии напряжений, вызываемой распределительными трансформаторами, целесообразно применять схемы соединения треугольник— звезда с нулем (Д/Уо) или звезда—зигзаг (У/Z). Наиболее благоприятно для снижения несимметрии применение схемы У/Z. Распределительные трансформаторы с таким соединением более дорогие, и изготовление их очень трудоемко. Поэтому их надо применять при большой несимметрии, обусловленной несимметрией нагрузок и сопротивление нулевой последовательности Z0 линий.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности

4.5. Несимметрия напряжений

4.5.1. Возникновение несоответствий по K вызывается

причинами, аналогичными приведенным в п. 4.4.1 (за исключением

Основными причинами появления несоответствий по K могут

— несимметрия нагрузок по фазам в электрических сетях

— значительные сопротивления элементов схемы замещения, в том

числе — сопротивление нулевой последовательности линий и

распределительных трансформаторов 6 — 10/0,4 кВ.

Причиной потенциальных несоответствий по K может быть

проектирование распределительных сетей 0,22/0,38 кВ без учета

несимметрии фазных нагрузок.

4.5.2. Информацию о потенциальных несоответствиях получают из данных, указанных в п.п. 4.4.2, 4.1.2.

4.5.3. К источникам несимметрии напряжений и токов относят следующие:

— нетранспонированные линии электропередачи и неравномерно присоединенные однофазные бытовые нагрузки, создающие систематическую несимметрию напряжений;

— дуговые сталеплавильные печи, однофазные печи электрошлакового переплава, электроподвижной состав переменного тока, однофазные сварочные агрегаты, разновременно включающиеся по фазам бытовые нагрузки и др., создающие случайную несимметрию напряжений.

4.5.4. Несимметрия напряжений в ТОП может создаваться как искажающими ЭП потребителей, непосредственно присоединенных к ТОП, так и оборудованием ЭСО, работающим в режимах, способствующих появлению несимметрии напряжений в ТОП (см. п. 4.5.3).

Кроме того, через электрическую сеть ЭСО на несимметрию напряжений в рассматриваемой ТОП могут оказывать влияние искажающие ЭП потребителей, присоединенных к другим точкам этой электрической сети ЭСО.

4.5.5. Для выявления причин существующего несоответствия по

K , обнаруженного в ТОП напряжением 6 кВ и выше, определяют

фактический вклад в значения K , оказываемый несимметричными ЭП

(электрооборудованием) каждого объекта, присоединенного к

рассматриваемой ТОП, а также фактический уровень несимметрии

напряжений, генерируемый в ТОП из вышерасположенных сетей ЭСО.

Для этого следует выполнить операции, указанные ниже:

4.5.5.1. Измерить одновременно следующие величины:

— коэффициенты обратной последовательности тока K в каждой

k-ой линии, присоединенной к ТОП (в процентах);

— токи I прямой последовательности основной частоты в

каждой k-ой линии, присоединенной к ТОП (в амперах);

— коэффициент обратной последовательности суммарного тока

K всех k линий в присоединении ТОП к вышерасположенным сетям

ЭСО (в процентах);

— суммарный ток I прямой последовательности основной

частоты всех k линий в присоединении ТОП к вышерасположенным сетям

— коэффициент обратной последовательности K напряжения в

ТОП (в процентах);

— напряжение прямой последовательности основной частоты

U в ТОП (в вольтах);

— фазовые углы сдвига фи между напряжением обратной

последовательности в ТОП и током обратной последовательности в

каждой k-ой линии;

— фазовый угол сдвига фи между напряжением обратной

последовательности в ТОП и суммарным током обратной

последовательности в присоединении ТОП к вышерасположенным

электрическим сетям ЭСО.

Определение тока и напряжения обратной последовательности

производится пересчетом по формулам:

I = K х I / 100 (4.6)

или I = K х I / 100, (4.7)

2SUM 2ISUM 1(1)SUM

U = K х U / 100. (4.8)

2ТОП U2ТОП 1(1)ТОП

4.5.5.2. При невозможности проведения одновременных измерений

коэффициентов обратной последовательности тока K в каждой k-ой

линии, питающей потребителей, следует провести измерения K и

I только в тех линиях, к которым присоединены объекты с

искажающими ЭП, оказывающими влияние на несимметрию напряжений в

Для выявления таких объектов следует воспользоваться классификацией объектов по методике, представленной в п.п. 4.4.5.2.1 и 4.4.5.2.2. При этом в числитель формулы (4.5) следует подставить установленную мощность несимметричных нагрузок.

4.5.5.3. Для данных, полученных в соответствии с п.п. 4.5.5.1

и 4.5.5.2, следует определить на каждом интервале усреднения,

равном 3 с (см. [1]), расположение источников обратной

последовательности следующим образом:

1) В случае, когда фазовый угол сдвига фи между

напряжением обратной последовательности U в ТОП и током

обратной последовательности I в k-ой линии больше 90° или меньше

минус 90°, то объект, присоединенный к k-ой линии, на

рассматриваемом интервале усреднения содержит источник обратной

последовательности I тока.

2) Если фазовый угол сдвига фи между напряжением обратной

последовательности U в ТОП и током обратной последовательности

I в k-ой линии меньше 90° или больше минус 90°, то объект,

присоединенный к k-ой линии, на рассматриваемом интервале

усреднения не содержит источник тока обратной последовательности и

эквивалентен пассивному элементу с сопротивлением Z .

3) Аналогично, если фазовый угол сдвига фи между

напряжением обратной последовательности U в ТОП и током

обратной последовательности I в присоединении ТОП к

вышерасположенным сетям ЭСО больше 90° или меньше минус 90°, то на

рассматриваемом интервале усреднения ЭСО содержит источник тока

4) Если фазовый угол сдвига фи между напряжением

обратной последовательности U в ТОП и током обратной

последовательности I в присоединении ТОП к вышерасположенным

сетям ЭСО меньше 90° или больше минус 90°, то на рассматриваемом

интервале усреднения ЭСО не содержит источник тока обратной

последовательности и может быть представлена пассивным элементом с

Расположение источников тока обратной последовательности может

быть определено также по знаку активной мощности по обратной

1) Если активная мощность по обратной последовательности Р ,

измеряемая в k-ой линии, имеет отрицательный знак, то потребитель,

присоединенный к k-ой линии, на рассматриваемом интервале

усреднения содержит источник тока обратной последовательности.

2) Если активная мощность по обратной последовательности Р ,

измеряемая в k-ой линии, имеет положительный знак, то на

рассматриваемом интервале усреднения данный потребитель не

содержит источник тока обратной последовательности.

3) Аналогично, если активная мощность по обратной

последовательности Р измеряемая в присоединении ТОП к

вышерасположенным электрическим сетям ЭСО, имеет отрицательный

знак, то на рассматриваемом интервале усреднения ЭСО содержит

источник тока обратной последовательности.

4) Если активная мощность по обратной последовательности Р

измеряемая в присоединении ТОП к вышерасположенным электрическим

сетям ЭСО, имеет положительный знак, то ЭСО на рассматриваемом

интервале усреднения не содержит источник тока обратной

4.5.5.4. Определение фактического вклада, вносимого источниками токов обратной последовательности каждого объекта на интервале усреднения, равном 3 с, проводится в соответствии с Приложением Б.

4.5.5.5. Для определения фактического вклада, вносимого источником тока обратной последовательности в искажение симметрии напряжений в ТОП на расчетном интервале времени, равном 24 ч, следует провести статистическую обработку результатов определения фактических вкладов, полученных на интервалах усреднения 3 с в соответствии с алгоритмом, установленным в [2, раздел 15].

Наибольшее значение фактического вклада и значение фактического вклада, соответствующее вероятности 95%, полученные в результате статистической обработки данных за каждые сутки, следует сравнить с соответствующими предельно допустимыми и нормально допустимыми значениями допустимого вклада, установленного для искажающих ЭП k-го объекта.

Если фактический вклад превышает допустимый, то существующее

несоответствие по K полностью или частично обусловлено наличием

искажающих ЭП у данного объекта.

4.5.6. Для определения причин несоответствий по K следует:

— провести одновременные измерения коэффициента несимметрии

K по нулевой последовательности, фазных напряжений U , U , U и

токов I , I , I , а также тока I в нулевом проводе;

— произвести статистическую обработку результатов измерений с

помощью программного обеспечения, прилагаемого к средству

измерений, и получить математические ожидания токов нагрузок по

фазам (I , I , I ) и в нулевом проводе (I ).

4.5.7. Если выполняется соотношение:

I > (0,05 — 0,07) х (I + I + I ), (4.9)

то причиной несоответствия может быть неравномерность

присоединения нагрузок по фазам.

Если соотношение (4.9) не выполняется, то причиной

несоответствия может быть значительное сопротивление Z

четырехпроводной сети по нулевой последовательности.

Сопротивление сети по нулевой последовательности определяют из

Z = (\/3 K / (U х I )) 100. (4.10)

При больших значениях Z принимают решения о возможных

мероприятиях по его уменьшению (увеличению сечения нулевого

провода воздушных линий электропередачи, замене кабельных линий и

трансформаторов, установке шунтовых симметрирующих устройств).

Исследование коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности в энергосистеме предприятия по выпуску продукции для энергетической отрасли промышленности

Руди, Д. Ю. Исследование коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности в энергосистеме предприятия по выпуску продукции для энергетической отрасли промышленности / Д. Ю. Руди. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 11 (249). — С. 30-36. — URL: https://moluch.ru/archive/249/57148/ (дата обращения: 05.04.2024).

В статье приведено результаты исследование коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности в энергосистеме предприятия по выпуску продукции для энергетической отраслей промышленности. Представлены факторы и последствия воздействия несимметрии напряжений по обратной последовательности на элементы электрической сети.

Ключевые слова: качество электроэнергии, несимметрия напряжений, электромагнитная совместимость.

Одним из основных факторов обеспечения электроэнергетической эффективности электрических сетей является удовлетворение значений показателей качества электроэнергии (КЭ) установленным ГОСТ 32144–2013 нормам. Для безопасного применения электрооборудования необходимо соблюдать условие, при котором значения показателей КЭ соответствуют установленным нормам. При несоответствии показателей КЭ этим нормам могут появиться различные негативные последствия, такие как порча дорогостоящего оборудования, выпуск некачественной продукции, нарушение производственных циклов и т. д. Своевременное обнаружение и устранение отклонений показателей КЭ от нормы позволяет предотвратить данные негативные последствия [1–4].

Электрические сети в системах электроснабжения общего назначения среднего напряжения выполняются в трёхфазном трёхпроводном или четырёхпроводном исполнении. Электромагнитную обстановку в этих сетях при несимметричных режимах напряжений можно проанализировать с помощью метода симметричных составляющих, который применяется для линейных систем. Такие системы характеризуются тем, что в них можно определять значения сопротивлений для различных последовательностей.

Наряду с системой прямой последовательности напряжений может существовать система обратной последовательности, которая обусловливает несимметрию напряжений в трёхфазных электрических сетях. На рисунке 1,а показан результат наложения на систему прямой последовательности напряжений (вектора фазных напряжений , , на рисунке 1,б) системы обратной последовательности (вектора фазных напряжений , , на рисунке 1,в).

Несимметричные фазные напряжения , , определяются по формулам [5]

, (1)

где и — фазовый оператор.

Каждая из данных последовательностей определяется из выражений

; (2)

Рис. 1. Несимметричная система напряжений (а) и её составляющие: прямая (б) и обратная (в) последовательности

Несимметрию напряжений характеризуют симметричными составляющими основной частоты прямой и обратной последовательностей. Прямая последовательность является основной составляющей. Именно она определяет чередование фазных (междуфазных) напряжений и рабочее (номинальное) напряжение сети. Напряжение обратной последовательности следует рассматривать как помеху, под влиянием которой в цепи трёхфазной нагрузки протекают соответствующие токи. Эти токи не совершают полезной работы, приводя, например, к снижению вращающего момента на валу вращающихся машин и их дополнительному нагреву.

Одним из показателей КЭ является коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности (K_2U), значения которого определяют величину несимметрии напряжений. Его можно определить по следующей формуле

; (3)

где — напряжение прямой последовательности в трёхфазной системе электроснабжения;

— напряжение обратной последовательности в трёхфазной системе электроснабжения.

Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности в системах электроснабжения общего назначения как параметр искажения является непрерывно распределённой случайной величиной, зависящей от многих случайных стационарных относительно длительных электромагнитных процессов, обусловленных режимами работы потребителей электроэнергии, состоянием электрических сетей и режимами их работы. При нарушении требований ГОСТ 32144–2013 этот коэффициент K_2U обусловливает кондуктивную низкочастотную электромагнитную помеху (ЭМП) по несимметрии напряжений по обратной последовательности в соответствии с ГОСТ Р 51317.2.5–2000 (МЭК 61000–2–5–95) [6].

Основные последствия несимметрии напряжений по обратной последовательности приведены на рисунке 2 [7,8]

Рис. 2. Последствия воздействия несимметрии напряжений по обратной последовательности на элементы электрической сети

Одним из факторов предъявляемых требований к системам электроснабжения является качественное функционирование электрических сетей общего назначения. Данный фактор определяется степенью соответствия технических средств требованиям международного государственного стандарта ГОСТ 32144–2013. Многие системы электроснабжения по ряду причин характеризуются некачественной электроэнергией, в результате чего обостряется проблема электромагнитной совместимости (ЭМС) технических средств. В связи с этим возникают кондуктивные низкочастотные ЭМП в системах электроснабжения. Данные ЭМП могут быть по различным показателям КЭ [3].

Значения K_2U можно вычислить по следующей формуле

, (4)

где , в свою очередь — основная составляющая напряжения между фазами и .

На основании теоремы непрерывности величина K2U является непрерывно распределённой случайной величиной в электрической сети и зависит от многих случайных событий. Соответственно, данный коэффициент характеризуется таблицей вероятностей [9] и связан с определённым полем событий

K_2Ui (5)

где К2U1, К2U2,…, К2Ui,…, К2Un — значения коэффициента К2U в течение определённого интервала времени, %; Р1, Р2,…Рi,…,Рn — вероятности появления этих значений.

Если создаются определённые условия, при которых происходит превышение нормально допустимого значения K2U, то часть поля событий обусловливает появление кондуктивной низкочастотной ЭМП по K2U (δK2U), вызванной особенностями технологического процесса при производстве, передачи, распределении и потреблении электроэнергии в электрических сетях общего назначения. Иными словами, при превышении нормально допустимого значения коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности часть поля событий обусловливает кондуктивную низкочастотную ЭМП, вызванную особенностями технологического процесса, достоверное значение которой может быть определено только статистическими методами [10].

Рис. 3. Области появления кондуктивной низкочастотной ЭМП по K_2U: область появления I, область появления II

На основании того, что плотность распределения p(K2U) обусловливается законом распределения случайной величины K2U, процесс возникновения кондуктивной низкочастотной ЭМП по коэффициенту несимметрии напряжений по обратной последовательности представляется математической моделью [11]

(6)

где — кондуктивная низкочастотная ЭМП по коэффициенту несимметрии напряжений по обратной последовательности, %

Эта помеха появляется в электрической сети тогда, когда вероятность нахождения её в течение определённого интервала времени в пределах от 2 % до 4 % превышает 0,05, а более 4 % отлична от 0. Выполнение только одного условия также обусловливает появление данной помехи.

Иными словами, на основании математической модели можно сделать вывод, что если значения K_2U находятся в пределах от 2 до 4 % в течение 5 % времени и более (область появления I на рисунке 3) или хотя бы одно из значений K_2U вышло за пределы 4 % (область появления II на рисунке 3), то в этом случае возникает помеха .

Вероятность появления δK_2U в трёхфазной трёхпроводной электрической сети за расчётный период

(7)

Руководящий документ РД 153–34.0–15.501–01 [12] устанавливает методику по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения, проведения работ, процедуры выполнения измерений, обработки и представления результатов при различных видах контроля и испытаний электрической энергии на соответствие требованиям межгосударственного стандарта. Он предназначен для персонала энергоснабжающих и энергопотребляющих организаций, аккредитованных испытательных лабораторий, органов государственного энергетического надзора за соблюдением требований.

При всех видах контроля и измерений показателей КЭ, за исключением технологического контроля, должны использоваться средства измерений, реализующие алгоритмы обработки измерительной информации в соответствии с требованием ГОСТ 32144–2013.

При исследовании несимметричного режима работы электрической сети использовалась программа для ЭВМ «Обработка экспериментальных данных показателей качества электрической энергии по коэффициенту несимметрии напряжений по обратной последовательности» [13].

Сводные данные результатов испытаний приведены в таблице 1.

Сводные данные результатов испытаний

№ п/п

Параметры