AZ ELEKTROMOS ENERGIA MINŐSÉGE

Bevezetés, alapismeretek.

minősége

Néhány éve felhívták a figyelmet az "elektromos energia minőségére". Az elektromos energia fogyasztása jelenleg jelentősen növekszik a társadalom egészét átalakító új technológiák kifejlesztésének köszönhetően, amelyek folyamatosan növelik a termelékenységet. Történelmileg ez a technológiai fejlődés az elektromos energia felhasználásához kapcsolódik, az elektromos energia felhasználásának százalékos aránya egyre nagyobb.

Az energiaminőség fogalmán belül a „hullám alakja” megváltozik magukban a termelési, szállítási és elosztási folyamatokban, valamint bizonyos zavarokat generáló receptorok használatában; ezek a tényezők elkerülhetetlenek, de minimalizálhatók.

Jelenleg a villamosenergia-termelő és -elosztó vállalatoknak két fontos kihívással kell szembenézniük:

1. Növelje az elektromos energia termelésének és elosztásának kapacitását, hogy reagáljon az egyre növekvő igényekre, mivel a termelő és elosztó rendszerek nagyon közel működnek maximális kapacitásuk határáig.
2. Biztosítsa a szállított villamos energia minőségét az elosztóhálózatokhoz csatlakoztatott berendezések megfelelő működésének garantálása érdekében, figyelembe véve azt is, hogy az elektromos energia minősége nagyon fontos a technológiai fejlődéshez való hozzájárulás szempontjából.

Eddig még nincs teljesen elfogadott definíció a "villamosenergia-ellátás minősége" vagy a "villamos energia minősége" kifejezésre, mivel ezek a legelterjedtebb nemzetközi szabványok, amelyek meghatározzák a meghatározás menetét:

• Az IEC 61000-4-30 szabvány az „elektromos energia minősége” kifejezést az elektromos hálózat egy adott pontján a villamos energia jellemzőiként határozza meg, amelyet egy műszaki referenciaparaméter-készlethez viszonyítva értékelnek.
• Az IEEE 1159/1995 szabvány az „Elektromos teljesítmény minõsége” fogalmát az elektromágneses jelenségek sokféleségeként határozza meg, amelyek jellemzik a feszültséget és az áramot az elektromos hálózat adott pillanatában és egy adott pontján.

Általánosságban elmondható, hogy az elektromos áramellátás minősége a villamos energiaellátás rendelkezésre állásának, valamint a szolgáltatott feszültség és áram minőségének együttesének tekinthető, amelyet a minőség hiányának tekintenek, mint a teljesítmény e nagyságának eltérését. ideális forma, ezért minden eltérést zavarnak vagy minőségromlásnak tekintenek.

A probléma természeténél fogva összetett, mivel a villamos energia fontos jellemzője, amely más termékekben nincs jelen, az, hogy a fogyasztók általi használata módosítja jellemzőit. Az ügyfelek eszközeinek a villamos áramelosztó rendszerhez való csatlakoztatása miatt az elektromos áramok az ügyfelek igényeivel arányosan áramlanak. Ezek az áramok, amikor a hálózati vezetéken keringenek, feszültségesést okoznak. Az ügyfél számára biztosított feszültség amplitúdója a hálózat összes elemében felhalmozódott feszültségesés függvénye lesz, amelyről az ügyfél táplálkozik, és amelyet saját igénye és más ügyfelek egyidejű igénye befolyásol. Mivel minden ügyfél igénye folyamatosan változik, a szolgáltatott feszültség is ugyanúgy változik.

Az elektromos energiatermelő és -elosztó rendszert alkotó elemek megrongálódásának vagy meghibásodásának lehetősége több okból is, például időjárási viszonyok, kopás, öregedés, maga az emberi tevékenység, az állatok vagy mások hatása miatt, szintén befolyásolhatja vagy megszakíthatja a fogyasztók villamosenergia-ellátását. Ezért az elektromos energia minőségét meghatározó tényezők mind a generátortól, az elosztótól, mind magától a vevőtől függenek, ezért az áramellátás optimális minőségi szintjének biztosítása érdekében az energiaellátásba beavatkozó összes ügynök együttműködése folyamat.

Az elektromos energia minőségének romlása által okozott legfontosabb hatás az elosztóhálózatra kapcsolt berendezések meghibásodása vagy meghibásodása. Az elektromos és elektronikus berendezések, például a személyi számítógépek, a programozható vezérlők, a világító berendezések, a szórakoztató elektronikai berendezések stb. Meghibásodhatnak, ha az áramellátás csak néhány tized másodpercig, vagy akár a másodperces századig is megszakad. Ez a berendezés meghibásodása jelentős problémákat okozhat lakossági és/vagy kereskedelmi környezetben, de az ipari folyamatokban kifejtett gazdasági hatások, például a berendezések leállása vagy károsodása nagy jelentőségűek.

Mielőtt az elektronika behatolt volna mindenféle ipari és fogyasztói berendezésbe, az összeférhetőség azt jelentette, hogy csak azt kellett ellenőrizni, hogy a berendezés tábláján lévő feszültség és frekvencia összhangban van-e azzal az energiával, amelyhez csatlakozik. Ma és sajnos az elektronikus berendezések olyan képességeket kínálnak, amelyek nagyobb figyelmet igényelnek az elektromos rendszerek alkalmazásában. A korábban másodlagos jelenségek, például a túlfeszültségek, a harmonikus torzítások, a frekvenciaváltozások stb.

Elektromos teljesítmény minősége

Mielőtt folytatnánk az elemzést, célszerű, ha az "Elektromos minőség" kifejezést nem elszigetelten használjuk egy bizonyos mértékű kiválóság összehasonlító értelemben való kifejezésére, hanem inkább kvantitatív értelemben használjuk a technikai értékelésekhez. Az összehasonlító jelentés kifejezéséhez minősítő jelzőt kell használni a kifejezés előtt, például: Jó minőségű villamos energia, Gyenge elektromos energia stb.

Jelenleg az elektromos energia minőségének vizsgálata nagyon fontossá vált, és talán a legfontosabb ok a vállalatok fokozott termelékenységének és versenyképességének keresése. Hasonlóképpen, mivel összefüggés van az elektromos energia minősége, a hatékonyság és a termelékenység között.

A versenyképesség növelése érdekében a vállalatoknak optimalizálniuk kell gyártási folyamatukat:

• Nagy hatékonyságú berendezések, például: villanymotorok, szivattyúk stb.
• Folyamatainak automatizálása elektronikus és számítógépes eszközökön keresztül.
• A szolgáltatás folytonosságával és az energia minőségével kapcsolatos költségek csökkentése.
• Az energiaveszteség csökkentése.
• Kerülje a költségek és díjak túlméretezését.
• Kerülje a berendezések korai elöregedését.

A váltakozó áramú áramkör a legegyszerűbb esetben egy energiaforrásból és egy elektromos töltésből áll. A forrás elektromos energiát szolgáltat, és a terhelés átalakítja egy másik típusú energiává. Amíg a forrás időegységenként bizonyos mennyiségű energiát szolgáltat, vagyis bizonyos mennyiségű villamos energiát biztosít, addig a forrásból származó feszültségjel egy áramjelet kényszerít az áramkörön keresztül.

Ezért, amikor az energiaminőségről vagy az elektromos energia minőségéről beszélünk, hivatkozunk mind a feszültség-, mind az áramjelek minőségére, valamint az elektromos szolgáltatás folytonosságára vagy megbízhatóságára.

Az egyre érzékenyebb és az elektromágneses környezettel szemben kevésbé immunizált mikroelektronikai alapú eszközök növekvő használata az utóbbi években fokozott érdeklődést mutat az elektromos áram és feszültségjelek iránt; Ez kíséri a védőeszközök és a jelenségek leírására szolgáló speciális terminológia kifejlesztését.

Így alakult az energiaminőség fogalma az elmúlt évtizedben globális szinten. Valójában az elektromos áramellátás fontosságát olyan kritériumok alapján növelték, amelyek túlmutatnak a szolgáltatás egyszerű folytonosságán vagy megbízhatóságán, és sokkal szélesebb spektrumra terjednek át, amely nagyszerű tudományos és technológiai fejlődéssel jár az interferencia és az interferencia területén. elektromágneses kompatibilitás.

A fentiek miatt zavart okozott azokban a felhasználókban, akik nem értik, miért nem működik a számítógép a várt módon. Sok félreérthető szót használtak több vagy nem egyértelmű jelentéssel. Például a csúcs vagy a feszültségimpulzusok olyan sokféle zavar leírására szolgálnak, amelyek a berendezés meghibásodását vagy hibás működését okozzák. A túlfeszültség-csillapító elnyomhatja ezeket a tüskéket vagy elektromágneses impulzusokat, de másokra nem lesz hatással.

Egy másik nagyon elterjedt példa az a széles körben elterjedt vélekedés, hogy az épület tetejére szerelt és a földhöz csatlakoztatott Franklin típusú villámhárító megvédi az elektromos és elektronikus berendezéseket a villám által okozott elektromágneses hatásoktól, figyelmen kívül hagyva a Ray elleni átfogó védelmi rendszer koncepcióját.

A villamos energia minősége (CEL) általában a szolgáltatásnak, valamint a feszültségnek vagy az elektromos áramnak a tulajdonságaiban rejlő tulajdonságok összessége, amelyek lehetővé teszik, hogy egyenlőnek, jobbnak vagy rosszabbnak értékeljék, mint mások. Ezért megerősíthetjük, hogy a CEL-nek a legszélesebb koncepciójában figyelembe kell vennie mind a szolgáltatás folytonosságát, mind a feszültség- és elektromos áramjeleket, egy villamosenergia-rendszer adott időben és adott térben.

A villamos energia minőségének meghatározása nem egyedi, és országonként változó. Lássunk néhány olyan definíciót, amelyet olyan intézmények vettek át, amelyek a világ különböző részein foglalkoznak a témával:

Az egyesült államokbeli EPRI Intézet (Electric Power Research Institute) például a következőképpen határozza meg az elektromos energia minőségét (Energiaminőség): „Bármely áramellátási probléma, amely a feszültség, áram vagy frekvencia eltérésében, ideális értékeiben nyilvánul meg ami a felhasználó berendezésének meghibásodását vagy rossz működését okozza. "

Az IEC szabvány (61000-2-2/4) és a CENELEC szabvány (50160) a villamos energia minőségét a következőképpen határozza meg: „Az áramellátás olyan fizikai jellemzője, amelynek normál körülmények között kell eljutnia az ügyfélhez, zavarok nélkül. megszakítások ugyanazon folyamatokban ".

Az 1995-ös IEEE 1159 szabvány esetében: "A kifejezés az elektromágneses jelenségek sokféleségére utal, amelyek az elektromos feszültséget és áramot jellemzik, az energiaellátó rendszer adott pillanatában és adott helyén".

A kolumbiai CREG az 1998. évi 070. számú állásfoglalásában a következőket fogalmazta meg: „A szolgáltatott energia minősége a hálózatüzemeltető által szolgáltatott feszültség és áram állandó állapotának zavaraira és változásaira utal. A nyújtott szolgáltatás minősége: a szolgáltatás megbízhatóságának kritériumaira utal. "

Néhány ország belefoglalta az elektromos áramminőség - CEL fogalmába mind azt, ami megfelel az elektromos berendezés tervezésének, kivitelezésének és üzemeltetésének, mind az ügyfélszolgálatnak (számlázás és követelések).

Ezután javasoljuk a CEL meghatározását az alábbiak szerint, és onnantól kezdve a koncepció kidolgozását: Az elektromos energia minősége - a CEL a feszültség- és áramjelek fizikai jellemzőinek összessége egy adott időre és egy meghatározott térre, az ügyfél igényeinek kielégítése érdekében ".

Egyes szerzők úgy vélik, hogy az entitás, amelyre az elektromos energiaminőség koncepcióját alkalmazzák, csak a feszültségjel. Ez igaz lenne, ha egy lineáris elektromos rendszert veszünk figyelembe, amelyben a generátor egyetlen terhelést szolgáltat feszültségforráson keresztül. Az elektromos rendszerek azonban összekuszálódhatnak, és egy terhelés (áram) ismét szennyezheti az elektromos hálózatot, és ez viszont egy másik terhelésre nő, szennyezett feszültséggel és árammal. Ezért a legkényelmesebb az áramforrás és a terhelés bevonása az elektromos energia minőségébe, vagyis a feszültség- és áramjelekbe.

A CEL fizikai jellemzői: a nap 24 órájában és az év 365 napján folytatott szolgáltatás, a feszültség- és áramjel amplitúdója, frekvenciája, hullámalakja, amelyeket nemzeti vagy nemzetközi határozatok értékei vagy indexei határoznak meg, útmutatók vagy szabványok, műszakilag és gazdaságilag elfogadható tartományon belül. Ezen értékek vagy mutatók megszakítása vagy változása az elektromos, elektronikus vagy kommunikációs eszközök, berendezések vagy rendszerek meghibásodását, meghibásodását vagy meghibásodását okozhatja, ami csökkenti a CEL értéket, és technikailag és gazdaságilag kihat a felhasználóira.

Az elektromos energia minősége két fő témára osztható:

• A villamosenergia-szolgáltatás minősége, amely közvetlenül az idővel függ össze, vagyis a szolgáltatás folyamatossága.
• Az elektromos energia minősége, amely az áram- és feszültségjelek hullámalakjának, frekvenciájának és amplitúdójának változására utal.

A szolgáltatás minőségét ebben az összefüggésben a feszültségjel folytonosságaként kell érteni, és nem - amint mások szerint - az ügyfélszolgálat, amely az adminisztrációval kapcsolatos mindenre kiterjed, az energiafogyasztás számláinak előkészítésétől és szállításától kezdve egészen a válaszolni a felhasználók telefonos igényeire az áramkör lekapcsolása miatt.

Fontos itt tisztázni, hogy bár a javasolt meghatározás összhangban áll a bemutatott érvekkel, a CEL koncepció alkalmazása relatív, mivel a felhasználó igényeitől függ. Például egy városi vagy vidéki lakossági felhasználó számára az elektromos energia minősége inkább a folytonosságra, mint a jel minőségére utal, míg a mikroelektronikán alapuló vezérlőberendezéssel rendelkező ipari felhasználó esetében a követelmény nem csak a a szolgáltatást, de a feszültség- és áramjelekben.

A fentiek alapján öt változó jellemezhető, amelyek meghatározzák a CEL-t:

• Az amplitúdó.
• A gyakoriság.
• A jel alakja.
• A fázisok egyensúlya.
• Folyamatosság.