Fonts de pertorbacions a les xarxes elèctriques

Harmòniques

Els harmònics superiors (múltiples) són tensions o corrents sinusoïdals la freqüència dels quals difereix de la freqüència fonamental un nombre sencer de vegades.

Les distorsions harmòniques de tensions i corrents es produeixen per la presència d'elements o equips en xarxes amb una característica corrent-tensió no lineal. Les principals fonts d'interferència harmònica són els convertidors i rectificadors, els forns d'inducció i d'arc, les làmpades fluorescents. Els televisors són les fonts més freqüents d'interferències harmòniques en els equips domèstics. Els equips del sistema elèctric també poden crear un cert nivell de pertorbacions harmòniques: màquines rotatives, transformadors. Per regla general, però, aquestes fonts no són les principals.

Les principals fonts d'harmònics múltiples són: convertidors de freqüència estàtics, cicloconvertidors, motors asíncrons, màquines de soldadura, forns d'arc, sistemes de control de corrent de freqüència superposada.

Els convertidors de freqüència estàtica consisteixen en un rectificador de CA a CC i un convertidor de CC a CA amb la freqüència requerida.La tensió de CC es modula per la freqüència de sortida del convertidor, donant lloc a que apareguin múltiples harmònics en el corrent d'entrada.

Els convertidors de freqüència estàtica s'utilitzen principalment per a motors de velocitat variable, l'aplicació dels quals s'està desenvolupant ràpidament. Els motors amb una capacitat de fins a diverses desenes de quilowatts es connecten directament a xarxes de baixa tensió, els més potents a xarxes de mitjana tensió mitjançant els seus propis transformadors. Hi ha diversos esquemes d'implementació de convertidors de freqüència estàtics amb diferents característiques. Les freqüències dels múltiples harmònics depenen de la freqüència de sortida i de la freqüència de pols del convertidor. També s'utilitzen convertidors similars per als forns que funcionen a freqüències mitjanes.

Els cicloconvertidors són convertidors trifàsics d'alta potència (diversos megawatts) que converteixen el corrent trifàsic de la freqüència original a un corrent trifàsic o monofàsic a una freqüència reduïda (normalment menys de 15 Hz), que s'utilitzen per alimentar a baixa velocitat. , motors d'alta potència. Consten de dos rectificadors controlables que condueixen el corrent alternativament en un sentit o en l'altre. Els cicloconvertidors s'utilitzen en casos molt rars. Els corrents interharmònics arriben al 8-10% del corrent de freqüència fonamental. A causa de l'elevada potència dels cicloconvertidors, estan connectats a xarxes d'alta potència de curtcircuit, de manera que les tensions interharmòniques són baixes. Els mesuraments realitzats en dues instal·lacions d'aquest tipus a Suïssa van mostrar que els seus valors en xarxes de 50 i 220 kV no superaven el 0,1% de la tensió nominal.

Els motors d'inducció en alguns casos poden generar interharmònics a causa de la bretxa entre l'estator i el rotor, especialment quan es combinen amb la saturació d'acer. A la velocitat normal del rotor, les freqüències interharmòniques es troben en el rang 500-2000 Hz, però quan el motor s'engega, "passen" per tot el rang de freqüències fins al valor d'estat estacionari. Les interferències dels motors poden ser importants quan s'instal·len al final d'una llarga línia de baixa tensió (més d'1 km). En aquests casos es van mesurar interharmònics de fins a un 1%.

Les màquines de soldadura i els forns d'arc elèctric generen un ampli i continu espectre d'harmònics. freqüències d'harmònics i interharmònics generades per l'equip convertidor.

Desviació de tensió

Les desviacions de tensió són causades pels canvis en la càrrega del consumidor durant el dia i el funcionament corresponent dels dispositius de regulació de tensió (transformadors amb interruptors de càrrega).

Oscil·lacions de tensió

Les fluctuacions de tensió són una sèrie de canvis aleatoris o aleatoris. cíclic.

Les fluctuacions de tensió són causades pel funcionament dels receptors elèctrics amb una naturalesa molt variable del consum d'energia i es produeixen durant el funcionament dels següents equips: màquines de soldadura i soldadura per arc, laminadores, motors potents amb càrrega variable, forns d'arc elèctric per a la producció de acer. També es poden produir canvis sobtats de tensió en canviar càrregues i equips elèctrics (per exemple: bancs de condensadors).

Caigudes de tensió a curt termini

Les caigudes de tensió a curt termini són caigudes de tensió inesperades amb la seva recuperació després d'un interval de temps de diversos períodes de freqüència fonamental fins a diversos graus elèctrics.

Les caigudes de tensió a curt termini són causades pels processos de commutació en sistemes d'alimentació associats a curtcircuits, així com per l'arrencada de motors potents. Un cert nombre d'errors causats pel funcionament de l'automatització dels sistemes d'alimentació per eliminar els curtcircuits no es poden eliminar, i els usuaris haurien de tenir en compte aquest fet.

Polsos de tensió

Les fonts de polsos de tensió són operacions de commutació en xarxes, sistemes elèctrics i tempestes.

Desequilibri d'un sistema de tensió trifàsica

L'asimetria d'un sistema de tensió trifàsica es produeix si les tensions de fase o fase no són iguals en amplitud o l'angle de desplaçament entre elles no és igual a 120 el. calamarsa.

L'asimetria del sistema de tensió trifàsica pot ser causada per tres motius: l'asimetria dels paràmetres de les línies aèries per la manca de transposició de cables o l'ús de cicles de transposició estès. Aquest factor es manifesta principalment a les línies d'alta tensió; desigualtat de les càrregues de fase per la seva distribució desigual entre fases (asimetria del sistema) o la no simultaneïtat del seu funcionament (asimetria de probabilitat); — Modes no fases de les línies elèctriques (després de la interrupció d'una de les fases per dany).

El grau de desequilibri de tensió causat per l'asimetria dels paràmetres de la línia elèctrica sol ser petit (fins a l'1%).L'asimetria més significativa es produeix quan les línies elèctriques funcionen en modes de fase incomplets, però aquests modes són molt rars. Per tant, la principal causa de desequilibri és la càrrega de la xarxa.

A les xarxes industrials, les fonts d'asimetria poden ser: potents càrregues monofàsiques, forns de fusió i calefacció per inducció, unitats de soldadura, forns de fusió d'electroescòries; Receptors elèctrics trifàsics que funcionen en mode asimètric durant molt de temps, forns d'acer d'arc elèctric.

Desviació de freqüència

Les desviacions de freqüència es produeixen per un desajust entre la potència dels generadors generadors d'electricitat i la càrrega consumida. Quan la potència del generador supera la potència de càrrega, la velocitat del generador augmenta i la freqüència augmenta proporcionalment. La potència consumida per la càrrega també augmenta; a un determinat valor de freqüència, es produeix un equilibri entre la potència generada i la consumida. S'observa un patró similar de reducció de freqüència si la potència de càrrega supera la potència del generador.