Elkvalitet spelar en viktig roll för att effektivt leverera el till konsumenterna. Eftersom kraft blir en viktigare och värdefullare resurs för hela världen är det viktigt att bibehålla dess kvalitet på alla användningsnivåer för att utrustningen ska fungera pålitligt.
På grund av användningen av icke-linjära belastningar och kraftelektronisk utrustning i kraftöverförings-, distributions- och användningssektorerna leder till förvrängning av spännings- och strömvågformer. Vi är redan medvetna om total harmonisk distorsion genom fasstyrning och integrerad styrning av växelström.
Nu visar en dags kraftdistributionsföretag konkurrenskraft för att förbättra kraftkvaliteten genom att öka oro över det för att få lönsamhet och kundnöjdhet.
Vad är elektrisk kraftkvalitet?
Om strömmen som levereras till enheter eller utrustning är bristfällig, resulterar det i dålig prestanda. God effektkvalitet gör att utrustningen fungerar ordentligt utan att det påverkar prestanda eller livslängd.
Elkvalitet
IEEE-standarden definierar elkraftkvaliteten som ”begreppet strömförsörjning och jordning av känslig elektronisk utrustning på ett sätt som är lämpligt för utrustningen med exakt ledningssystem och annan ansluten utrustning”. Det är avvikelsen mellan spänning och strömmar från de ideala eller faktiska vågformerna.
Avvikelse från vågformer från faktisk
I figuren är strömmen till elnätet rena sinusvågor av ström och spänningar. Medan kraften når belastningen behåller den inte längre sin form på grund av icke-linjära kopplingsenheter.
Som observerat avviker formen från den idealiska tidigare. Denna avvikelse orsakar allvarliga problem i elektrisk utrustning som blinkande ljus, funktionsfel hos olika enheter, låg motorvarvtal etc.
Genom att använda effektkvalitetsanalysatorer kan vi uppskatta eller analysera den förvrängda vågformen.
Kvalitetsfrågor
Kvaliteten på kraften bestäms av slutanvändarna. Om kraftutrustningen fungerar på ett tillfredsställande sätt för en given leverans är strömmen av god kvalitet. Om det inte fungerar bra eller inte fungerar är strömkvaliteten dålig. Anledningar till dålig effektkvalitet eller strömkvalitetsproblem diskuteras nedan.
1. Strömfrekvensstörningar
a. Spänning sjunker och sväller
Spänningen sjunker
Spänningsfall eller nedgång är minskningen av spänningsnivåer från nominella värden vid effektfrekvens. Det varar från ungefär hälften av en cykel till flera sekunder. Låga spänningar beror på flera faktorer som elektriska motorer, ljusbågsugnar, elproblem, flimmer etc.
Motorer gillar olika typer av induktion motorer under start tar en mycket stor ström, vilket resulterar i ett drastiskt spänningsfall.
Bågugnar tar initialt också stora ampere för att producera höga temperaturer. Verktyg tappar spänningarna med några av faktorerna som blixtar, kontakt mellan träd, fåglar och djur till strömförsörjningsledningar, kopplingsoperationer, isoleringsfel etc.
spänning sväller
Spänningssvällningar uppstår på grund av överföring av belastningar från en källa till en annan, plötsligt avstötning och applikationsbelastningar. Flimmer är ett lågfrekvent problem som uppstår främst vid start- eller lågspänningsförhållanden.
Flimmer beror på låga spänningar eller frekvenser som kan observeras av det mänskliga ögat.
Spänningssvängningar och svällningar resulterar i funktionsfel i utrustningen, förlust av effektivitet hos motorer, isoleringsfel, fluktuation av ljusbelysning, utlösning av reläer och entreprenörer etc.
Effektfrekvensstörningar botas inte lätt om de uppstår på källnivå eftersom det handlar om höga effekter. Dessa kan dock minskas om det inträffar internt på grund av belastningar genom att separera ändbelastningar från de känsliga belastningarna.
b. Elektriska transienter
Elektriska transienter
Transienter är subcykelstörningar som varar i mindre än en cykel av AC-vågformer . På grund av begränsad frekvensrespons eller samplingsfrekvens är detektion och mätning av transienter mycket svårt.
Dessa kallas också ibland som spikar, överspänningar, effektpulser etc. Dessa uppstår på grund av atmosfäriska störningar som belysning och solstrålar, felströmavbrott, växling av laster, växling av kondensatorbanker, växling av kraftledningar etc.
Elektrisk övergående undertryckning
Några av enheterna är utformade med tanke på transienter men de flesta enheter kan hantera få transienter beroende på svårighetsgraden av transient och utrustningens livslängd. Dessa transienter är begränsade av överspänningsskyddsdämpare, filter och andra övergående dämpare som visas i figuren.
c. Övertoner
Den harmoniska karaktären hos spänning och strömmar är avvikelsen från de ursprungliga eller rena sinusvågorna. Harmoniska frekvenser är integrerade multiplar av grundfrekvensen och är mycket vanliga i elkraftsystem.
Övertonens ordning differentierar dessa som jämna (2, 4, 6, 8, 10) och udda typer (3, 5, 7, 9, 11). Stora icke-linjära belastningar producerar udda övertoner och till och med övertoner produceras på grund av ojämna operationer hos de elektriska enheterna, såsom transformatorns magnetiseringsströmmar innehåller jämna övertonskomponenter.
Övertoner
Frekvensen av dessa övertoner beror på ordningen av övertoner eftersom den andra övertonen är två gånger den grundläggande frekvensen. Dessa genereras på grund av olinjära belastningar, bågugnar, elmotorer, UPS-system, olika batterityper , svetsutrustning etc.
Den grundläggande vågformen överlagras av udda övertoner, vilket resulterar i förvrängda vågformer. Dessa övertoner har allvarliga effekter på olika elektriska apparater såsom överhettning av kablar och utrustning, störningar i kommunikationsledningar, fel medan de indikerar elektriska parametrar, sannolikheten att producera resonansförhållanden etc.
Dessa kan lätt mätas av harmoniska analysatorer och reduceras med hjälp av olika harmoniska filter som aktiva och passiva typer.
2. Effektfaktor
Effektfaktorn är en annan huvudfaktor som påverkar den elektriska effektkvaliteten. Låg effektfaktor orsakar flera problem som överhettningsmotorer och dålig blixt. Det leder också till att användarna straffas för att möta elektriska krav. Effektfaktorn är förhållandet mellan aktiv effekt och skenbar effekt och bestämmer mängden elektriskt utnyttjande.
Antag att om effektfaktorn är 0,8 säger den att 80 procent av effekten utnyttjas och den återstående energin slösas bort som förluster. Den låga effektfaktorn beror på induktionsmotorer, skenbara effektelement i elnätet etc.
Effektfaktorförbättring med kondensator
Den låga effektfaktorn förbättras genom att använda effektfaktorkorrigeringsanordningar såsom kondensatorfilterbanker, synkrona kondensorer och annan kompensationsutrustning.
Förbättring av effektfaktor , med användning av kondensatorer, resulterar i en minskning av elräkningar. Här minskas uppenbar kraft från matningen med kondensatorer som erbjuder ledande effekt i naturen.
3. Jordning
God effektkvalitet inkluderar säkerhet både för apparaterna och för operatörerna. Jordning ger systemskydd såväl som utrustningsskydd. Jorden fungerar som konstant referenspotential med en annan potential som kommer att mätas.
Om utrustningen inte är ordentligt jordad leder den till en allvarlig chock för individer. Systemjorden skyddar olika utrustningar mot felförhållanden och andra onormala förhållanden som uppstår vid elkraftsystem.
Jordning av utrustning och system
Signalreferensjord skiljer sig helt från normal jordning eftersom den inte ger något skydd för utrustning eller individer. Men det är nödvändigt för att elektroniska komponenter eller enheter ska fungera korrekt för att ge lågimpedansväg eller referens.
Vi hoppas att du nu har en klar förståelse av elkraftkvaliteten och dess orsaker. Vi tackar dig för att du spenderade din värdefulla tid på att läsa den här artikeln.Skriv dina åsikter och förslag om den här artikeln i kommentarfältet nedan.
Fotokrediter:
Avvikelse från vågformer från faktiska av elektrisk utrustning
Spänning sjunker sväller förbi efterlevnadsklubb
Elektriska transienter av hersheyenergy
Övertoner av hersheyenergy
Effektfaktorförbättring med kondensator med lesl
Jordning av utrustning och system av 2.bp
