Придатність електричної енергії за показниками якості
Одним з інтегральних показників якості електричної енергії є здатність, що обчислюється на підставі показників якості електроенергії, обумовлених ГОСТом 13109-97: здатність кожного показника якості обчислюється як відношення числа вимірів, що перебувають у нормально припустимих за ГОСТ 13109-97 межах до загального числа вимірів за звітний період. Якщо значення показника якості відповідає ГОСТ, значення здатності більше або дорівнює 0.95, якщо не відповідає - менше 0.95. Здатність за показником, що мав виходи за гранично припустиме значення, вважається рівної нулю й не відповідає вимогам ГОСТ.
Відхилення ПЯЕ від нормованих значень погіршують умови експлуатації електроустаткування енергопостачальних організацій і споживачів
електроенергії, можуть привести до значних збитків як у промисловості, так і в побутовому секторі, спричиняють, як ми вже відзначали, технологічний і електромагнітний збитки.
Від електричних мереж систем електропостачання загального призначення харчують електроприймачі (ЕП) різного призначення.
Розглянемо промислові й побутові ЕП.
Найбільш характерними типами ЕП, що широко застосовують на підприємствах різних галузей промисловості, є електродвигуни й установки електричного освітлення. Значне поширення знаходять електротермічні установки, а також вентильні перетворювачі, що служать для перетворення змінного струму в постійний. Постійний струм на промислових підприємствах застосовується для живлення двигунів постійного струму, для електролізу, в гальванічних процесах, при деяких видах зварювання й т.д.
Електродвигуни застосовують в приводах різних виробничих механізмів. В установках, що не потребують регулювання частоти обертання в процесі роботи, застосовують електроприводи змінного струму: асинхронні й синхронні електродвигуни.
Установлена найбільш економічна область застосування асинхронних і синхронних електродвигунів залежно від напруги. При напрузі до 1 кВ і потужності до 100 кВт економічніше застосовувати асинхронні двигуни, а понад 100 кВт - синхронні, при напрузі до 6 кВ і потужності до 300 кВт - асинхронні двигуни, а вище 300 кВт - синхронні, при напрузі 10 кВ і потужності до 400 кВт - асинхронні двигуни, вище 400 кВт - синхронні.
Велике поширення асинхронних двигунів обумовлено їхньою простотою у виконанні й експлуатації та невеликою вартістю.
Синхронні двигуни мають ряд переваг у порівнянні з асинхронними двигунами: звичайно використовують як джерела реактивної потужності, їхній обертаючий момент менше залежить від напруги на затискачах, у багатьох випадках вони мають більше високий КПД. У той же час синхронні двигуни є більше дорогими й складними у виготовленні й експлуатації.
Установки електричного освітлення з лампами накалювання, люмінесцентними, дуговими, ртутними, натрієвими, ксеноновими застосовують на всіх підприємствах для внутрішнього й зовнішнього освітлення, для потреб міського освітлення й т.д.
Електрозварювальні установки змінного струму дугового й контактного зварювання являють собою однофазне нерівномірне й несинусоїдальне навантаження з низьким коефіцієнтом потужності: 0,3 для дугового зварювання й 0,7 для контактної. Зварювальні трансформатори й апарати малої потужності підключають до мережі 380/220 В, могутніші - до мережі 6 - 10 кВ .
Вентильні перетворювачі в силу специфіки їхнього регулювання є споживачами реактивної потужності (коефіцієнт потужності вентильних перетворювачів прокатних станів коливається від 0,3 до 0,8), що викликає значні відхилення напруги в живильній мережі; коефіцієнт несинусоїдальності при роботі тиристорних перетворювачів прокатних станів може досягати значення більше 30 % на стороні 10 кВ живильної їхньої напруги, на симетрію напруги в силу симетричності їхніх навантажень вентильні перетворювачі не впливають .
Електрозварювальні установки можуть бути причиною порушення нормальних умов роботи для інших ЕП. Зокрема, зварювальні агрегати, потужність яких у цей час досягає 1500 кВт в одиниці, викликають значно більші коливання напруги в електричних мережах, ніж, наприклад, пуск асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором. Крім того, ці коливання напруги відбувають довгостроково і з широким діапазоном частот, у тому числі й у самому неприємному для установок електричного освітлення діапазоні (порядка 10 Гц).
Електротермічні установки залежно від методу нагрівання діляться на групи: дугові печі, печі опору прямої й непрямої дії, електронні плавильні печі, вакуумні, жужільного переплаву, індукційні печі. Дана група ЕП також впливає на живильну мережу, наприклад, дугові печі, які можуть мати потужність до 10 МВт, у цей час споруджують як однофазні. Це приводить до порушення симетрії струмів і напруг (останнє відбувається у зв'язку зі спаданнями напруги на опорах мережі від струмів різних послідовностей). Крім того, дугові печі, як і вентильні установки, є нелінійними ЕП з малою інерційністю. Тому вони приводять до несинусоїдальності струмів, а, отже, і напруг.
Сучасне електричне навантаження квартири (котеджу) характеризують широким спектром побутових ЕП, які за їхнім призначенням і впливом на електричну мережу можна розділити на наступні групи: пасивні споживачі активної потужності (лампи накалювання, нагрівальні елементи прасок, плит, обігрівачів); ЕП з асинхронними двигунами, що працюють у трифазному режимі (привод ліфтів, насосів - у системах водопостачання, опалення та ін.); ЕП з асинхронними двигунами, що працюють в однофазному режимі (привод компресорів холодильників, пральних машин і ін.); ЕП з колекторними двигунами (привод пилососів, електродрилів і ін.); зварювальні агрегати змінний і постійний токи (для ремонтних робіт у майстерні й ін.); випрямні пристрої (для зарядки акумуляторів і ін.); радіоелектронна апаратура (телевізори, комп'ютерна техніка й ін.); високочастотні установки (печі СВЧ і ін.); лампи люмінесцентного освітлення.
Вплив кожного окремо взятого побутового ЕП незначний, сукупність же ЕП, що підключають до шин 0,4 кВ трансформаторної підстанції, впливає на живильну мережу.
