Показатели и контроль качества электрической энергии

Показатели и контроль качества электрической энергии

Практическое задание № 1

Тема. НОРМИРУЕМЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Лекция 2.4. Несинусоидальность напряжения

Задание «Оценка несинусоидальности сетевого напряжения»

Оцените несинусоидальность напряжения на шинах подстанции с номинальным напряжением Unom.

Вариант задания выбирается по первой букве фамилии.

Таблица 1

Выбор варианта

Первая буква фамилии А–В Г–Е Ё–З И–К Л–Н О–Р С–У Ф–Ц Ч–Щ Э–Я

№ варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Таблица 2

Исходные данные

№ варианта Unom,

В или кВ Гармонический состав и значения напряжения гармонических составляющих, полученных в ходе проверки качества электроэнергии при N = 9 измерениях

1 6 кВ , В = 390; 392; 380; 385;387;400;390; 390; 384

, В = 290; 295; 297; 300; 305; 302; 300; 307; 302

, В = 20, 25; 18; 30; 27; 28; 27; 20; 25

2 380 В = 380 В

, В = 20; 22; 18; 16; 21; 20; 10; 20; 10

, В = 20; 22; 18; 16; 21; 20; 10; 20; 10

, В = 5; 3; 2; 1; 1; 2; 3; 3; 4

3 20 кВ , В = 850; 820; 880; 900; 900;

840; 850; 900; 800

, В = 400; 410; 350; 300; 330; 360; 430; 450; 400

, В = 100; 120; 125; 110; 130; 170; 120; 90; 100

4 10 кВ , В = 400; 410; 350; 300; 330; 360; 430; 450; 400

,В = 290; 295; 297; 300; 305; 302; 300; 307; 302

,В = 100; 120; 125; 110; 130; 170; 120; 90; 100

5 35 кВ , В = 850; 820; 880; 900; 900; 840; 850; 900; 800

, В = 840; 810; 820; 850; 800; 870; 810; 830; 870

, В = 290; 295; 297; 300; 305; 302; 300; 307; 302

6 110 кВ , кВ = 1,6; 1,5; 1,2; 1,65; 1,55; 1,4; 1,3; 1,1; 1,0

, кВ = 0,6; 0,5; 0,65; 0,2; 0,55; 0,62; 0,7; 0,8; 0,77

, кВ = 0,8; 0,85; 0,9; 0,95; 0,7; 0,6; 0,75; 0,9; 0,6

7 130 кВ , кВ = 5; 3; 2; 1; 1; 2; 3; 3; 4

, кВ = 0,6; 0,5; 0,65; 0,2; 0,55; 0,62; 0,7; 0,8; 0,77

, кВ = 1,6; 1,5; 1,2; 1,65; 1,55; 1,4; 1,3; 1,1; 1,0

8 150 кВ , кВ = 2,3; 2,5; 2,4; 2;45; 2,0; 1,9; 2,7; 2,5; 2,2

, кВ = 1,6; 1,5; 1,2; 1,65; 1,55; 1,4; 1,3; 1,1; 1,0

, кВ = 0,8; 0,85; 0,9; 0,95; 0,7; 0,6; 0,75; 0,9; 0,6

9 220 кВ , кВ = 1,6; 1,5; 1,2; 1,65; 1,55; 1,4; 1,3; 1,1; 1,0

, кВ = 2,3; 2,5; 2,4; 2;45; 2,0; 1,9; 2,7; 2,5; 2,2

, кВ = 2,0; 2,1; 2,1; 2;5; 2,0; 1,9; 2,2; 1,8; 2,2

10 6 кВ , В = 200, 210; 205; 215; 240; 225; 190; 220; 230

, В = 100; 110; 170; 115; 160; 170; 150; 120; 130

, В = 20; 22; 18; 16; 21; 20; 10; 20; 10

Рекомендации по выполнению задания

1. Рассчитайте коэффициенты высших гармонических составляющих напряжения и .

2. Сравните полученные результаты с нормированными значениями и , приведенными в ГОСТ 32144-2013 (табл. 1–5).

3. Сделайте выводы о соответствии качества электроэнергии на шинах подстанции требованиям ГОСТ 32144-2013.

Методика выполнения задания

Коэффициенты высших гармонических составляющих напряжения рассчитываются в следующей последовательности.

Практическое задание № 2

Тема. НОРМИРУЕМЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Лекция 2.5. Несимметрия напряжения

Задание «Оценка несимметрии напряжения в трехфазной системе»

Оцените несимметрию напряжения в трехфазной сети.

Вариант задания выбирается по первой букве фамилии.

Таблица 1

Выбор варианта

Первая буква фамилии А–В Г–Е Ё–З И–К Л–Н О–Р С–У Ф–Ц Ч–Щ Э–Я

№ варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Таблица 2

Исходные данные

№ варианта Результаты измерения линейных и фазных напряжений при контроле качества электроэнергии

UABi, кВ UBСi, кВ UAСi, кВ UAi, кВ UВi,, кВ UСi, кВ

1 5,9 6,39 6,3 3,41 3,65 3,64

5,86 6,31 6,25 3,38 3,65 3,61

5,99 6,3 6,39 3,41 3,6 3,61

5,9 6,25 6,14 3,42 3,61 3,55

6 6,51 6,4 3,46 3,76 3,7

5,99 6,43 6,32 3,52 3,72 3,64

5,9 6,38 6,27 3,37 3,61 3,62

6,01 6,48 6,41 3,59 3,71 3,65

5,85 6,31 6,2 3,55 3,71 3,58

2 6,2 6,3 6,28 3,49 3,55 3,64

6,21 6,29 6,25 3,48 3,64 3,65

6,1 6,32 6,27 3,63 3,65 3,66

6,15 6,25 6,21 3,6 3,61 3,63

6,08 6,17 6,15 3,5 3,57 3,58

5,58 6,05 6 3,45 3,50 3,51

6,01 6,29 6,15 3,51 3,64 3,67

5,95 6,1 6,05 3,47 3,53 3,55

6,27 6,32 6,29 3,61 3,65 3,7

3 10,45 10,5 10,3 5,99 6,08 6,04

10,18 10,3 10,0 5,65 5,78 5,75

9,98 10,0 9,85 5,6 5,69 5,67

9,76 9,89 9,72 5,58 5,62 5,6

10,13 10,15 10,0 5,74 5,78 5,77

10,35 10,42 10,21 5,83 5,90 5,89

10,07 10,18 9,97 5,68 5,76 5,71

9,91 9,95 9,89 5,68 5,72 5,7

9,88 9,98 9,75 5,6 5,64 5,61

4 22,42 22 21 12,12 12,7 12,94

22 21,51 20,85 12,05 12,5 12,69

22,13 21,57 20,83 12,04 12,56 12,7

22,05 21,18 20,57 11,89 12,38 12,55

21,9 21,14 20,57 11,89 12,74 12,81

22,01 21,79 20,59 11,90 12 12,53

22,07 21,1 20,64 11,93 12 12,18

22,05 21 21,06 12,17 12,25 12,73

21,83 21,03 20,53 11,87 11,98 12,09

5 37?0 38,86 38,5 22,3 22,44 21,36

36,5 38,5 37,5 22,05 22,25 21,09

36,77 38,42 37,82 22,1 22,21 21,29

36,4 38,0 37,01 20,99 21,97 20,87

36,12 38,44 37,21 21,011 22,22 21,07

36,05 38,1 37,55 21,94 22,02 21,05

36,53 38,48 37,97 21,32 22,24 21,19

36,55 38,56 38,02 21,59 22,29 21,14

36,48 38,29 37,99 21,77 22,13 21,0

6 121 120 124,88 69,9 68,28 71,1

120,51 117,01 122 69,66 67,15 69,93

120,03 116,13 121,1 69,38 66,98 69,87

118,67 115,97 121 68,60 66,99 69,52

120,03 117,97 121,89 69,38 67,05 69,88

117,57 114,91 120,01 67,96 67 69,18

119 117,32 120,37 68,79 67,01 69,81

119,63 116,03 120,73 69,15 66,25 68,35

118,26 115,93 120,05 68,36 64,38 67,02

7 242,0 243,85 238 141,94 138,56 139,70

242,0 242,3 237,7 140,1 138,72 139,88

241,03 241,89 237,05 140,04 138,35 139,32

238,04 241,08 236,01 139,98 138,07 137,60

239,46 240,89 235,77 140,06 138,69 138,42

236,18 241,55 235,76 138,21 136,48 136,52

238,13 240,69 235,44 138,3 137,01 137,65

239 241,99 236,31 138,95 137,42 138,15

240,01 241,0 235,18 139,01 136,93 138,73

8 11,52 10,9 11 6,29 6,4 6,65

11,07 10,46 10,89 6,01 6,05 6,35

11,0 10,37 10,68 5,91 5,99 6,24

10,98 10,35 10,91 5,95 5,98 6,31

10,95 10,35 10,75 5,88 5,98 6,22

11,01 10,39 11,0 5,73 6,01 6,05

11,0 10,4 10,67 5,7 6,01 6,08

10,95 10,4 10,83 5,69 6,01 6,03

10,96 10,42 10,78 5,78 6,02 6,1

9 6,6 6,63 6,45 3,74 3,83 3,8

6,55 6,61 6,45 3,73 3,81 3,79

6,5 6,59 6,41 3,71 3,79 3,75

6,53 6,6 6,45 3,73 3,8 3,79

6,48 6,54 6,39 3,69 3,77 3,73

6,34 6,48 6,31 3,65 3,75 3,71

6,4 6,42 6,26 3,62 3,71 3,68

6,39 6,37 6,24 3,61 3,71 3,65

6,48 6,54 6,37 3,68 3,8 3,7

10 117,19 115,0 112,0 67,66 66,4 65,66

115,3 114,0 111,2 66,65 66,0 65,08

115,0 113,0 110,99 66,47 65,0 64,08

114,8 111,0 110,51 66,36 65,0 64,79

114,7 112,0 110,51 66,30 65,0 63,8

114,95 113,0 110,63 66,45 64,8 63,85

113,99 112,0 110,28 65,89 65,0 64,01

114,25 113,0 110,34 66,04 65,0 64,62

114,67 112,0 110,53 66,28 65,5 64,91

Рекомендации по выполнению задания

1. Определите коэффициенты несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям.

2. Сравните полученные результаты с нормированными значениями и .

3. Сделайте выводы о соответствии качества электроэнергии в точке контроля требованиям ГОСТ 32144-2013.

Практическое задание № 3

Тема. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Лекция. 4.2. Обработка результатов контроля качества электроэнергии

Задание «Оценка качества электроэнергии»

По данным статистической обработки результатов контроля качества электрической энергии оцените соответствие показателя качества электроэнергии (ПКЭ) требованиям ГОСТ 32144-2013.

Вариант задания выбирается по первой букве фамилии.

Таблица 1

Выбор варианта

Первая буква фамилии А–В Г–Е Ё–З И–К Л–Н О–Р С–У Ф–Ц Ч–Щ Э–Я

№ варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Таблица 2

Исходные данные

№ варианта Исходные данные

ПКЭ Математическое ожидание ПКЭ М(Х) Среднеквадратическое отклонение ПКЭ

(Х)

1 f 0,1 Гц 0,03 Гц

2 f 0,1 Гц 0,01 Гц

3 К2U 1 % 1 %

4 К2U 1 % 0,2 %

5 К0U 1,5 % 0,2

6 К0U 1,5 % 0,5 %

7 f 0,15 Гц 0,005 Гц

8 К2U 1,2 % 0,8 %

9 К0U 0,8 % 1,2 %

10 К0U 0,5 % 1,5 %

Рекомендации по выполнению задания

1. Рассчитайте вероятность попадания заданного ПКЭ в нормально и предельно допустимый интервалы значений.

2. Оцените соответствие ПКЭ требованиям ГОСТ 32144-2013 с учетом того, что при статистической обработке данных эксплуатационного контроля определено, что:

− закон распределения вероятности показателя качества электроэнергии – нормальный;

− математическое ожидание ПКЭ – М(Х);

− среднее квадратическое отклонение ПКЭ – .

Методика выполнения задания

ГОСТ 32144-2013 устанавливает нормально и предельно допустимые значения для таких показателей качества электроэнергии (ПКЭ), как отклонение частоты f, коэффициенты гармонических составляющих напряжения KU(n) и KU, коэффициенты несимметрии напряжений по обратной K2U и нулевой K0U последовательностям. Для положительного U(+) и отрицательного U(-) отклонений напряжения, а также для кратковременной Pst и длительной Plt доз фликера регламентирован только предельно допустимый диапазон значений.

При нормальном законе распределения ПКЭ, рассматриваемого в качестве случайной величины, его вероятность попадания в заданный интервал значений рассчитывается по известной статистической формуле (1):

(1)

где – табличная функция Лапласа (рис. 1), и – границы интервала, в который должна попасть случайная величина Х, характеризующаяся математическим ожиданием М(Х) и среднеквадратическим отклонением .

Практическое задание № 4

Тема. РАСЧЕТ ОТКЛОНЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ

Лекция 6.1. Проверка возможности централизованного регулирования напряжения

Задание «Расчет отклонений напряжения в системе электроснабжения общего назначения»

Определите границы диапазона отклонений напряжения в точке передачи электроэнергии ТПЭ-2, при которых обеспечиваются в режиме наибольшей (НБ) и наименьшей (НМ) нагрузки стандартные отклонения напряжения δU(+) = 10 % и δU(–) = 10 % в точке передачи электроэнергии ТПЭ-1 (рис. 1).

Рис. 1. Точки передачи электрической энергии в региональной электрической сети

Рисунок 1 представляет собой принципиальную схему региональной системы электроснабжения. Управляющая компании (УК) является собственником сети низкого напряжения (НН) классом Unom = 0,4 кВ. Территориальная сетевая организация (ТСО) владеет сетью среднего напряжения (СН) Unom = 10 кВ. В ведении Межрегиональной распределительной сетевой компании (МРСК) находится сеть высокого напряжения (ВН) с Unom = 110 кВ. Федеральной сетевой компании единой энергетической системы (ФСК ЕЭС) принадлежит магистральная сеть классом напряжения Unom = 220 кВ. Места балансового разграничения электрооборудования представляют собой точки передачи электрической энергии, обозначенные на схеме как ТПЭ-1, ТПЭ-2 и ТПЭ-3.

Вариант задания выбирается по первой букве фамилии.

Таблица 1

Выбор варианта

Первая буква фамилии А–В Г–Е Ё–З И–К Л–Н О–Р С–У Ф–Ц Ч–Щ Э–Я

№ варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Таблица 2

Исходные данные

№ варианта Потери напряжения на участках сети в режиме наибольшей нагрузки Добавочная ЭДС трансформатора

ЕТ, % Коэффициент нагрузки сети  Диапазон

регулирования напряжения на

ПС 110/10 кВ

ΔUIнн, % ΔUIТР, % ΔUIсн, %

1 4 1 4 2,5 0,8 10,5 кВ – 11 кВ

2 2 4 6 2,5 0,75 10 кВ – 11 кВ

3 6 4 6 5 0,75 10 кВ – 11 кВ

4 6 2 6 5 0,8 10,5 кВ – 11 кВ

5 4 4 8 5 0,75 10 кВ – 11 кВ

6 2 2 6 2,5 0,7 10 кВ – 10,5 кВ

7 2 1 8 5 0,75 10 кВ – 11 кВ

8 6 2 8 5 0,7 10 кВ – 10,5 кВ

9 6 3 8 5 0,75 10 кВ – 11 кВ

10 4 2 8 5 0,8 10,5 кВ – 11 кВ

Рекомендации по выполнению задания

1. Рассчитайте верхнюю и нижнюю границы диапазона отклонений напряжения в точке передаче электроэнергии ТПЭ-2 в режимах наибольшей (НБ) и наименьшей (НМ) нагрузок.

2. Определите границы изменения напряжения на подстанции ПС 110/10 кВ (в точке ТПЭ-2), позволяющие выполнить требования ГОСТ 32144-2013 в точке передачи ТПЭ-1.

3. Проверьте, входит ли фактически поддерживаемый режим напряжения на подстанции ПС 110/10 кВ (в ТПЭ-2) в границы требуемого диапазона регулирования напряжения.

4. Сделайте вывод о необходимости коррекции регулировочных ответвлений сетевого трансформатора на ТП 10/0,4 кВ или закона регулирования напряжения на ПС 110/10 кВ (в ТПЭ-2) для обеспечения требований ГОСТ 32144-2013 в точке передачи электроэнергии ТПЭ-1.

Методика выполнения задания

Для расчета верхней границы диапазона отклонений напряжения в точке передачи электроэнергии ТПЭ-2 в режиме наибольшей нагрузки используйте выражение (1):