Kvaliteta električne energije igra važnu ulogu u učinkovitoj opskrbi potrošača električnom energijom. Kako snaga postaje važniji i dragocjeniji resurs za cijeli svijet, važno je održavati njezinu kvalitetu na svim razinama upotrebe za pouzdan rad opreme.
Zbog upotrebe nelinearnih opterećenja i energetske elektroničke opreme u sektorima prijenosa, distribucije i korištenja elektroenergetskog sustava dolazi do izobličenja valnih oblika napona i struje. Već smo svjesni ukupno harmonijsko izobličenje faznom kontrolom i integralnim upravljanjem izmjeničnom snagom.
Sada dnevne tvrtke za distribuciju električne energije pokazuju konkurentnu prirodu da poboljšaju kvalitetu energije povećavajući zabrinutost zbog nje kako bi postigle profitabilnost i zadovoljstvo kupaca.
Što je kvaliteta električne energije?
Ako napajanje uređaja ili opreme nedostaje, to rezultira lošim performansama. Dobra kvaliteta napajanja čini da oprema ispravno funkcionira bez utjecaja na performanse ili očekivani životni vijek.
Kvaliteta električne energije
IEEE standard definira kvalitetu električne energije kao „koncept napajanja i uzemljenja osjetljive elektroničke opreme na način pogodan za opremu s preciznim sustavom ožičenja i ostalom povezanom opremom“. To je odstupanje napona i struja od idealnih ili stvarnih valnih oblika.
Odstupanje valnih oblika od stvarnih
Na slici, napajanje na mreži je čisti sinusni valovi struje i napona. Dok snaga doseže opterećenje, više ne održava svoj oblik zbog nelinearnih sklopnih uređaja.
Kao što je primijećeno, oblik je odudarao od idealnog nekadašnjeg. Ovo odstupanje uzrokuje ozbiljne probleme u električnoj opremi poput treperenja svjetlosti, neispravnosti različitih uređaja, malog rada motora, itd.
Korištenjem analizatora kvalitete električne energije možemo procijeniti ili analizirati iskrivljeni valni oblik.
Pitanja kvalitete napajanja
O kvaliteti energije odlučuju krajnji korisnici. Ako oprema za napajanje radi zadovoljavajuće za datu opskrbu, tada je napajanje dobre kvalitete. Ako ne funkcionira dobro ili ne uspije, onda je kvaliteta napajanja loša. Razlozi za lošu kvalitetu energije ili probleme s kvalitetom napajanja razmatrani su u nastavku.
1. Poremećaji frekvencije napajanja
a.Napon pada i bubri
Padovi napona
Propadanje ili pad napona je smanjenje razine napona od nominalnih vrijednosti na frekvenciji snage. Traje od otprilike pola ciklusa do nekoliko sekundi. Niski naponi posljedica su nekoliko čimbenika poput električnih motora, elektrolučnih peći, komunalnih problema, treperenja itd.
Motori vole drugačije vrste indukcije motori tijekom pokretanja uzimaju vrlo veliku struju, što rezultira drastičnim padom napona.
Također, lučne peći u početku uzimaju velike ampere kako bi proizvele visoke temperature. Komunalne službe smanjuju napon zbog nekih čimbenika kao što su munje, kontakt drveća, ptica i životinja s električnim vodovima, prekidački postupci, kvarovi izolacije itd.
napon nabubri
Napuhavanje napona nastaje uslijed prijenosa opterećenja s jednog izvora na drugi, naglog odbijanja i opterećenja aplikacije. Treperenje je problem niske frekvencije koji se uglavnom javlja u uvjetima pokretanja ili niskog napona.
Treperenje je posljedica niskih napona ili frekvencije koje može primijetiti ljudsko oko.
Padovi napona i nabreknuće rezultiraju neispravnošću opreme, gubitkom učinkovitosti motora, kvarima izolacije, fluktuacijom osvjetljenja svjetla, okidanjem releja i izvođača itd.
Poremećaji frekvencije napajanja nisu lako izliječiti ako se pojave na razini izvora jer se radi o velikim snagama. Međutim, one se mogu smanjiti ako se interno pojave zbog opterećenja odvajanjem krajnjih opterećenja od osjetljivih opterećenja.
b. Električne prijelazne pojave
Električne prijelazne pojave
Prijelazne su smetnje potciklusa koje traju manje od jednog ciklusa AC valovi . Zbog ograničenog frekvencijskog odziva ili brzine uzorkovanja, otkrivanje i mjerenje prijelaznih pojava vrlo je teško.
Oni se također ponekad nazivaju skokovima, prenaponskim udarima, impulsima napajanja itd. Oni se javljaju zbog atmosferskih poremećaja poput osvjetljenja i solarnih baklji, prekida struje kvara, prebacivanja opterećenja, prebacivanja kondenzatora, prebacivanja dalekovoda itd.
Suzbijanje električnih prijelaznih pojava
Neki su uređaji dizajnirani s prijelaznim pojavama, ali većina uređaja može podnijeti malo prijelaznih promjena, što ovisi o ozbiljnosti prijelaznog stanja i vijeku trajanja opreme. Ti su prijelazni signali ograničeni prigušivačima prenaponske zaštite, filtrima i ostalim privremenim prigušivačima, kao što je prikazano na slici.
c. Harmonika
Harmonična priroda napona i struja je odstupanje od izvornih ili čistih sinusnih valova. Harmonske frekvencije sastavni su višekratnici osnovne frekvencije i vrlo su česte u elektroenergetskim sustavima.
Poredak harmonika razlikuje ih od parnih (2, 4, 6, 8, 10) i neparnih vrsta (3, 5, 7, 9, 11). Veća nelinearna opterećenja stvaraju neparne harmonike, a čak i harmonike proizvode zbog neravnomjernog rada električnih uređaja, poput struja magnetiziranja transformatora koje sadrže čak i harmoničke komponente.
Harmonika
Učestalost ovih harmonika ovisi o redoslijedu harmonika, jer je frekvencija 2. harmonika 2 puta veća od osnovne frekvencije. Oni nastaju zbog nelinearnih opterećenja, lučnih peći, elektromotora, UPS sustava, različitih vrste baterija , oprema za zavarivanje itd.
Temeljni valni oblik prekriven je neparnim harmonikama, što rezultira izobličenim valnim oblicima. Ovi harmonijski uređaji imaju ozbiljne učinke na različitu električnu opremu, poput pregrijavanja kabela i opreme, smetnji u komunikacijskim vodovima, pogrešaka pri pokazivanju električnih parametara, vjerojatnosti stvaranja rezonantnih uvjeta itd.
Oni se mogu lako izmjeriti pomoću harmonijskih analizatora i smanjiti upotrebom različitih harmoničkih filtara poput aktivnih i pasivnih vrsta.
2. Faktor snage
Faktor snage je još jedan glavni faktor koji utječe na kvalitetu električne energije. Niski faktor snage uzrokuje nekoliko problema poput pregrijavanja motora i slabog osvjetljenja. Također dovodi do kažnjavanja korisnika zbog zadovoljavanja električnih zahtjeva. Faktor snage je omjer aktivne snage i prividne snage i određuje količinu iskorištenja električne energije.
Pretpostavimo da ako je faktor snage 0,8, to govori da se koristi 80 posto snage, a preostala se energija troši kao gubici. Niski faktor snage posljedica je asinkronih motora, prividnih elemenata snage u mreži elektroenergetskog sustava itd.
Poboljšanje faktora snage kondenzatorom
Faktor niske snage poboljšava se upotrebom uređaja za korekciju faktora snage kao što su kondenzatorski filtrirni bateriji, sinkroni kondenzatori i druga oprema za kompenzaciju.
Poboljšanje faktora snage , uz upotrebu kondenzatora, rezultira smanjenjem računa za električnu energiju. Ovdje prividnu snagu koja se crpi iz napajanja smanjuju kondenzatori koji nude vodeću snagu u prirodi.
3. Uzemljenje
Dobra kvaliteta napajanja uključuje sigurnost uređaja, kao i rukovatelja. Uzemljenje pruža zaštitu sustava kao i zaštitu opreme. Zemlja služi kao stalni referentni potencijal s drugim potencijalom koji će se mjeriti.
Ako tijelo opreme nije pravilno uzemljeno, to će dovesti do ozbiljnog šoka za pojedince. Uzemljenje sustava štiti različitu opremu od stanja kvarova i drugih abnormalnih stanja koja se javljaju u elektroenergetskim sustavima.
Oprema i sustav uzemljenja
Referentno uzemljenje signala potpuno se razlikuje od normalnog uzemljenja, jer ne pruža nikakvu zaštitu opremi ili pojedincima. No, za pravilan rad elektroničkih komponenata ili uređaja potrebno je osigurati put ili referencu s niskom impedansom.
Nadamo se da ste do sada imali jasno razumijevanje kvalitete električne energije i njezinih uzroka. Zahvaljujemo vam što ste potrošili dragocjeno vrijeme čitajući ovaj članak.Napišite svoja mišljenja i prijedloge o ovom članku u odjeljak za komentare u nastavku.
Foto bodovi:
Odstupanje valnih oblika od stvarnih za električna oprema
Padovi napona bubre sklad-klub
Električni prijelaznici njezina energija
Harmonika po njezina energija
Poboljšanje faktora snage kondenzatorom za lesl
Oprema i sustav uzemljenja 2.bp
