Häirete allikad elektrivõrkudes

Harmoonikud

Kõrgemad harmoonilised (kordised) on sinusoidsed pinged või voolud, mille sagedus erineb põhisagedusest terve arv kordi.

Pingete ja voolude harmoonilised moonutused tekivad mittelineaarse voolu-pinge karakteristikuga võrkudes elementide või seadmete olemasolu tõttu. Peamised harmooniliste häirete allikad on muundurid ja alaldid, induktsioon- ja kaarahjud, luminofoorlambid. Televiisorid on koduseadmetes kõige sagedasemad harmooniliste häirete allikad. Teatud taseme harmoonilisi häireid võivad tekitada ka elektrisüsteemi seadmed: pöörlevad masinad, trafod. Reeglina ei ole need allikad siiski peamised.

Peamised mitmete harmooniliste allikad on: staatilised sagedusmuundurid, tsüklokonverterid, asünkroonsed mootorid, keevitusmasinad, kaareahjud, sagedusvoolu juhtimissüsteemid.

Staatilised sagedusmuundurid koosnevad vajaliku sagedusega AC-DC-alaldist ja alalis-alalisvoolu muundurist.Alalisvoolu pinget moduleerib muunduri väljundsagedus, mille tulemusena tekib sisendvoolus mitu harmoonilist.

Staatilisi sagedusmuundureid kasutatakse peamiselt muutuva kiirusega mootorites, mille rakendus areneb kiiresti. Kuni mitmekümne kilovatise võimsusega mootorid on ühendatud otse madalpingevõrkudesse, võimsamad keskpingevõrkudesse oma trafode kaudu. Erinevate omadustega staatiliste sagedusmuundurite rakendusskeeme on mitu. Mitme harmoonilise sagedused sõltuvad muunduri väljundsagedusest ja impulsisagedusest. Sarnaseid muundureid kasutatakse ka keskmise sagedusega ahjude jaoks.

Tsüklokonverterid on suure võimsusega (mitu megavatti) kolmefaasilised muundurid, mis muudavad kolmefaasilise voolu algsagedusest kolmefaasiliseks või ühefaasiliseks vooluks vähendatud sagedusel (tavaliselt alla 15 Hz), mida kasutatakse madala kiirusega toiteks. , suure võimsusega mootorid. Need koosnevad kahest juhitavast alaldist, mis juhivad voolu vaheldumisi ühes või teises suunas. Tsüklokonvertereid kasutatakse väga harvadel juhtudel. Harmoonidevahelised voolud ulatuvad 8-10% põhisagedusvoolust. Tsüklokonverterite suure võimsuse tõttu on need ühendatud suure lühisvõimsusega võrkudesse, mistõttu on harmoonilised pinged madalad. Šveitsis kahes sellises paigaldises tehtud mõõtmised näitasid, et nende väärtused 50 ja 220 kV võrkudes ei ületanud 0,1% nimipingest.

Asünkroonmootorid võivad mõnel juhul tekitada interharmoonikuid staatori ja rootori vahelise pilu tõttu, eriti kui need on kombineeritud terase küllastumisega. Normaalsel rootori pöörlemissagedusel on harmoonilised sagedused vahemikus 500-2000 Hz, kuid mootori käivitamisel "läbivad" need kogu sagedusvahemiku püsiseisundi väärtuseni. Mootorite häired võivad olla märkimisväärsed, kui need on paigaldatud pika madalpingeliini lõppu (üle 1 km). Nendel juhtudel mõõdeti interharmoonikuid kuni 1%.

Keevitusmasinad ja elektrikaarahjud genereerivad laia ja pidevat harmooniliste spektrit. muunduriseadmete tekitatud harmooniliste ja interharmooniliste sagedused.

Pinge hälve

Pingehälbed on põhjustatud tarbija koormuse muutumisest päevasel ajal ja pinge reguleerivate seadmete (koormuse lülititega trafode) vastavast tööst.

Pinge kõikumised

Pinge kõikumised on juhuslike või juhuslike muutuste jada. tsükliline.

Pinge kõikumised on põhjustatud järsult muutuva energiatarbimisega elektrivastuvõtjate tööst ja ilmnevad järgmiste seadmete töötamise ajal: keevitus- ja kaarkeevitusmasinad, valtspingid, muutuva koormusega võimsad mootorid, elektrikaareahjud elektrienergia tootmiseks. terasest. Pinge järsud muutused võivad tekkida ka koormuste ja elektriseadmete (nt kondensaatorpatareide) ümberlülitamisel.

Lühiajalised pingelangused

Lühiajalised pingelangused on ootamatud pingelangused, mis taastuvad pärast mitme põhisagedusperioodi ajavahemikku mitme elektrikraadini.

Lühiajalisi pingelangusi põhjustavad lühistega seotud lülitusprotsessid elektrisüsteemides, samuti võimsate mootorite käivitamine. Teatud arvu selliseid tõrkeid, mis on põhjustatud elektrisüsteemide automatiseerimise tööst lühiste kõrvaldamiseks, ei saa eemaldada ja kasutajad peaksid seda asjaolu arvesse võtma.

Pingeimpulsid

Pingeimpulsside allikad on lülitustoimingud võrkudes, elektrisüsteemides ja äikesetormid.

Kolmefaasilise pingesüsteemi tasakaalustamatus

Kolmefaasilise pingesüsteemi asümmeetria tekib siis, kui faasi- või faasipinged ei ole amplituudilt võrdsed või nendevaheline nihkenurk ei ole võrdne 120 el. rahe.

Kolmefaasilise pingesüsteemi asümmeetria võib olla põhjustatud kolmest põhjusest: õhuliinide parameetrite asümmeetria, mis on tingitud juhtmete transponeerimise puudumisest või pikendatud transponeerimistsüklite kasutamisest. See tegur avaldub peamiselt kõrgepingeliinidel; faasikoormuste ebavõrdsus, mis tuleneb nende ebaühtlasest jaotumisest faaside vahel (süsteemi asümmeetria) või nende töö mittesamaaegsusest (tõenäosuse asümmeetria); — elektriliinide mittefaasirežiimid (pärast ühe faasi katkemist kahjustuse tõttu).

Elektriliini parameetrite asümmeetriast põhjustatud pinge tasakaalustamatuse määr on tavaliselt väike (kuni 1%).Kõige olulisem asümmeetria ilmneb siis, kui elektriliinid töötavad mittetäieliku faasi režiimides, kuid sellised režiimid on väga haruldased. Seetõttu on tasakaalustamatuse peamine kõige levinum põhjus võrgu koormus.

Tööstusvõrkudes võivad asümmeetria allikad olla: võimsad ühefaasilised koormused, induktsioonsulatus- ja kuumutusahjud, keevitussõlmed, elektriräbu sulatusahjud; kolmefaasilised elektrivastuvõtjad, mis töötavad pikka aega asümmeetrilises režiimis, elektrilised kaarterasest ahjud.

Sageduse kõrvalekalle

Sagedushälbed tekivad elektrit tootvate generaatorite võimsuse ja tarbitud koormuse mittevastavuse tõttu. Kui generaatori võimsus ületab koormusvõimsust, suureneb generaatorite kiirus ja proportsionaalselt sagedus. Samuti suureneb koormuse poolt tarbitav võimsus; teatud sageduse väärtusel tekib tasakaal genereeritud ja tarbitud võimsuse vahel. Sarnast sageduse vähendamise mustrit täheldatakse, kui koormuse võimsus ületab generaatori võimsust.