2.8 Unbalance
A three-phase system is symmetrical and balanced when voltages and currents have the same amplitude in each phase and 120. phase shifted. To assess the degree of unbalance of a three-phase system it should be split into a positive sequence component, a negative sequence component and a zero sequence component.
Normally, the voltages produced are perfectly balanced because of the characteristics of the synchronous generator. Also, the effect of some geometrical asymmetries in the delivery electric system could be neglected. So, it is possible to state that unbalanced loads drawing unbalanced currents can be considered as the main cause of unbalanced voltages.
3. Conclusions
In this article, an overview of the main disturbances affecting the electrical power system operation has been presented. Harmonic issues have been investigated more deeply. Additionally, monitoring and evaluating the power quality from the point of view of harmonic disturbances have been introduced. The necessity to have a standard method to identify the sources of electrical power quality deterioration, and to evaluate accurately the actual proportion of responsibility of each of the players involved has been underlined.
4. My research
My name is Prokhorov Anatoly. I have graduated Norilsk Institute of Industry in 2001, on a speciality "Electric drives and automation of technological processes and manufactures". Now I the post-graduate student. The theme of my scientific work: "Parameters of quality of the electric power and electromagnetic compatibility of equipment" is very interesting and fast developing part of a modern science. My head of studies - Alexey Gennadevich Karpov. He’s very competent scientist and uses often non-standard approaches in the decision of trivial problems. I am very glad that I have possibility to co-operate with such interesting person. The essence of my scientific work consists in definition of power supply parameters, making the greatest impact on non-failure operation of mechanisms of the enterprise. Are not rare cases when two and more mechanisms, feeding from one transformer, disturb to normal job each other. Because of generation hindrances in an electrical supply network. My work is to find out what hindrances the most dangerous, and to develop methods and recommendations for struggle against them.
Введение
В последнее время проблемы качества электроэнергии привлекли внимание многих исследователей, производителей электроэнергии и её потребителей. Проблема контроля качества электроэнергии становиться всё более весомой вследствие широкого использования несимметричных и попеременных однофазных и трёхфазных нагрузок и это всё более и более затрагивает сети электропередачи в частных, коммерческих и промышленных секторах. Ухудшение качества электроэнергии происходит как из-за возмущений вызванных переходными процессами(броски и просадки напряжения, импульсные помехи) так и в установившихся режимах(гармонические искажения, несимметричность, фликер). Основные причины таких искажений, так же как и оказываемые ими негативные последствия хорошо известны. Из всех проблем, наиболее подробно в этой статье описаны гармонические искажения. Некоторые определения, относящиеся к несинусоидальным системам, приведены для того, чтобы глубже понять конструктивные решения изложенные в заключительной части. Проблема, которой интересуются некоторые исследователи, - то, что нелинейные нагрузки нельзя считать единственной причиной пагубных явлений, происходящих в системах электроснабжения. Ответственность за ухудшение качественных параметров электроэнергии должна быть поделена между энергоснабжающей организацией и конечным потребителем. Информация такого рода должна быть представлена в виде критериев качества в простой и понятной форме. Распространённые критерии, используемые в международных стандартах не удовлетворяют этим условиям. Для этих целей был подробно оговорен новый критерий, чтобы оценить вышеупомянутые гармонические искажения в электрических сетях.
5. Анализ проблем электроснабжения
Электричество – важнейший аспект современного общества. Именно поэтому этот ценный продукт управляет большинством политических и стратегических процессов. Кроме того, промышленное и экономичное развитие страны должно быть поддержано соответствующим количеством произведенного электричества. В каком-то смысле – электричество это "первый" и самый главный продукт. Несмотря на это, анализ использования электрических систем за последние годы доказал, что электроэнергию нельзя рассмотреть с точки зрения одного только "количества". "Качество" поставки – так же очень серьезная проблема. Фактически, как и другие промышленные продукты, электроэнергия обязана отвечать некоторым качественным требованиям: надежность поставки, как известно с точки зрения непрерывности обслуживания и параметров, остается в рамках некоторых указанных стандартов. С другой стороны, в отличие от других продуктов, электроэнергия может претерпеть много изменений, по дороге от места, где она произведена к тому месту, куда она поставлена. Фактически, электроэнергия производиться на большом расстоянии от точки использования, и достигает точки использования минуя несколько трансформаторов и через многие километры воздушных и подземных линий электропередачи. К тому же управление и обслуживание сетей электропередачи производиться несколькими различными организациями. Поэтому очевидно, что поддержание надлежащего качества поставляемой электроэнергии является непростой задачей. Ситуация еще более сложна, если мы примем во внимание, что существует объективная нехватка исчерпывающих статистических данных по качеству электроэнергии, к которому может получить доступ потребитель. В действительности, в большинстве случаев, потребители жалуются на плохое качество электроснабжения, вызывающее прерывание производственных процессов, приводящее к большим убыткам. С другой стороны, поставщики электроэнергии утверждают, что критически настроенные потребители должны быть непосредственно вовлечены в непростую задачу обеспечения качества электроэнергии. Не стоит ожидать, что энергоснабжающая организация может поставить высококачественную энергию каждому потребителю в любое время и в любой точке электрической сети. Это привело бы к неоправданно большим финансовым затратам на модернизацию электрической сети которую могли бы использовать в своих интересах только небольшое количество потребителей (в смысле количества потребителей, а не потребляемой ими энергии). Фактически, есть некоторые аспекты, которые поставщик не может держать под контролем, такие как климатические условия, наносящие ущерб и особенности нагрузок потребителя, которые могут вызывать ухудшение электроэнергии. Поэтому, потребитель должен сотрудничать с поставщиком в обеспечении высококачественной электроэнергии, текущей в электрической сети.
Итак, что мы должны подразумевать под термином "качество электроэнергии", и какая цель должна преследоваться всеми субъектами, участвующими в этом процессе? Идеальный источник энергии должен быть всегда доступен, его напряжение и частота всегда в рамках допустимых пределов, и он имеет синусоидальную форму волны без шумов и искажений.
Несмотря на это, электрические энергосистемы обычно не способны к обеспечению электропитания, выполняющего эти потребности. Несмотря на это, электрические энергосистемы зачастую не способны предоставлять электропитание, выполняющее эти требования. Чаще всего ухудшение качества электроэнергии происходит как из-за возмущений вызванных переходными процессами (броски и просадки напряжения, импульсные помехи) так и в установившихся режимах (гармонические искажения, несимметричность, фликер). Каждая из этих проблем имеет различные причины возникновения. Некоторые проблемы жестко связаны с разнесённой структурой электрических линий. Например, короткое замыкание в электрической сети может вызвать провал напряжения, который затронет некоторых потребителей, подключенных к энергосистеме, и чем более серьезное короткое замыкание, тем большее количество потребителей будет затронуто. Другие проблемы, такие как гармонические искажения, являются результатом влияния нагрузок потребителя, и могут распространятся по сети и негативно влиять на работу других потребителей, а могут и нет. В большинстве случаев промышленные потребители жалуются на очевидные энергетические проблемы, такие как отсутствие напряжения (которое колеблется от нескольких секунд до нескольких часов), и кратковременные провалы или спады напряжения, когда амплитуда, на короткое время, значительно уменьшается. Фактически, продолжительное отсутствие напряжения - проблема для всех пользователей, но многие технологические процессы очень чувствительны даже к очень коротким прерываниям электроснабжения. Пример таких чувствительных операций - непрерывные процессы, где даже короткие прерывания электроснабжения могут привести к потере синхронизации между различными механизмами и этим остановить все процессы производства. Хотя большинство потребителей более чувствительны к переходным помехам, так как в таком случае немедленно происходят экономичные потери, есть большое количество проблем не видных не вооруженным глазом, но затрагивающие электроэнергетические параметры, таких как гармоники и несимметрия напряжения. Фактически, основным эффектом действия гармонических составляющих на энергосистему является резонанс, уменьшающий срок службы вращающихся машин, нарушающий корректную работу защитных устройств электросистемы, вносящий ошибки в измерениях, дополнительные потери, и т.д. Кроме того, явление несимметрии необходимо надежно контролировать, обнаруживать и исправлять. Машина, работающая под несимметричным электропитанием, будет потреблять ток с некоторым углом разбаланса. В результате трехфазные токи будут значительно отличаться от номинальных, и может иметь место повышение температуры механизма. Двигатели и генераторы, особенно дорогие и габаритные, могут быть оснащены защитой контролирующей несимметричность напряжения, и отключающей машину, если несимметричность имеет место быть. Многофазные выпрямители, во процессе работы, также вызывают несимметричность электропитания; это выражается в появлении нежелательной переменной составляющей на стороне постоянного тока и нехарактерную гармонику на стороне переменного тока. Кроме того, присутствие несимметричной нагрузки создают несбалансированные токовые составляющие, которые вызывают падения напряжения на сопротивлении источника и следовательно производят энергию текущие назад от нагрузки к электрической сети.
Учитывая вышеупомянутые аспекты, следующий раздел сосредоточен главным образом на гармонических составляющих, действия которых должны стать более понятными в будущем.