Влияние качества электроэнергии на работу электроприемников

Влияние отклонения частоты в энергосистеме на работу электроприемников

Различают электромагнитное и технологическое влияние отклонения частоты на работу электроприемников. Электромагнитная составляющая обусловливается увеличением потерь активной мощности и ростом потребления активной и реактивной мощностей. Можно считать, что снижение частоты на 1 % увеличивает потери в сетях на 2%. Технологическая составляю­щая вызвана в основном недовыпуском промышленными предприятиями продукции. Согласно экспертным оценкам, значение технологического ущерба на порядок выше электромагнитного.

Анализ работы предприятий с непрерывным технологическим процессом показал, что большинство технологических линий оборудовано механизмами с постоянным и вентилятор­ным моментами сопротивлений, а их приводами служат асинхронные двигатели. Частота вра­щения двигателей пропорциональна изменению частоты сети, а производительность техноло­гических линий зависит от частоты вращения двигателя. При значительном повышении часто­ты в энергосистеме, что может быть, например, в случае уменьшения (сброса) нагрузки, воз­можно повреждение оборудования.

Кроме того, пониженная частота в электрической сети влияет на срок службы оборудо­вания, содержащего элементы со сталью (электродвигатели, трансформаторы), за счет увеличе­ния тока намагничивания в таких аппаратах и дополнительного нагрева стальных элементов.

Влияние изменения нагрузки потребителей при изменении частоты можно проанализи­ровать с помощью статических характеристик обобщенного узла нагрузки от частоты, приве­денных на рис. 19.5.

Как видно из рис. 19.5, снижение частоты до значения f₁ приводит к увеличению по­требляемой нагрузкой реактивной мощности Q* до значения Q* что влечет за собой пониже­ние напряжения в узле присоединения нагрузки. При этом потребляемая активная мощность снижается до Р*₁. Обычно увеличение потребляемой реактивной мощности выше,

Рис. 19.5. Статические характеристики по частоте обобщенного узла нагрузки

чем снижение активной мощности, что приводит к увеличению перетоков полной мощ­ности по элементам сети и, следовательно, к увеличению потерь мощности и энергии в сети.

Изменение нагрузки потребителей в сети может быть различным по характеру. При ма­лых изменениях нагрузки в системе требуется небольшой резерв мощности. В этих случаях ав­томатическое регулирование частоты в системе может производится на одной, так называемой частотно-регулирующей станции. При больших изменениях нагрузки увеличение мощности должно быть предусмотрено на значительном числе станций. В связи с этим в соответствии с предполагаемыми изменениями нагрузок потребителей заранее составляются графики соответ­ствующего изменения нагрузки электростанций. При этом предусматривается экономическое распределение нагрузок между станциями.

В послеаварийных режимах, например при отключении мощных линий электропередач, система может оказаться разделенной на отдельные несинхронно работающие части. В некото­рых из них мощность электростанций может оказаться недостаточной для поддержания часто­ты и будут наблюдаться большие изменения частоты. Это, как уже отмечалось, приведет к рез­кому снижению производительности оборудования собственных нужд электростанций (пита­тельных и циркуляционных насосов, дымососов и т.д.), что вызовет дальнейшее значительное уменьшение мощности станций, вплоть до их выпадения из работы. Для предотвращения обще­системных аварий в подобных случаях предусматривают специальные автоматические устрой­ства частотной разгрузки (АЧР), отключающие в таких случаях часть менее ответственных по­требителей. После ликвидации дефицита мощности, например после включения резервных ис­точников, специальные устройства частотного автоматического повторного включения (АПВЧ) включают отключенных потребителей, и нормальная работа системы восстанавливается.