НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Учебное пособие
для студентов электротехнических специальностей
Павлодар
УДК 621.31.019.34 (075.8)
ББК 31.27-02 я 73
В 67
Рекомендовано к изданию учебно-методической секцией по специальностям энергетики, радиотехники, электроники и телекоммуникаций при Алматинском институте энергетики и связи МОН РК
Рецензенты:
Хацевский В.Ф. - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой "Автоматизация и управление" Павлодарского государственнного университета им. С.Торайгырова.
Кувалдин А.Б. - доктор технических наук, профессор кафедры "Физики электротехнических материалов и автоматизация электротехнологических комплексов" Московского энергетического института (ТУ).
Ляхомский А.В. - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой "Электрификация и энергоэффективность горных предприятий" декан горно-электромеханического факультета Московского государственного горного университета.
В 67 Волгин М.Е.
Надежность и качество электрической энергии в системах электроснабжения: учебное пособие для студентов электротехнических специальностей. – Павлодар: ПГУ им. С. Торайгырова, 2008. – 81 с.
ISBN 9965-583-49-8
В учебном пособии рассматриваются показатели качества электроэнергии, причины, вызывающие отклонение показателей качества от их нормативных значений, а также пути для поддержания требуемых норм качества напряжения. Приводятся статистические показатели надежности восстанавливаемых систем и их определение, излагаются некоторые вопросы математического аппарата теории надежности.
Учебное пособие может быть полезно для студентов и магистрантов электротехнических специальностей.
ISBN 9965-583-49-8 УДК 621.31.019.34 (075.8)
ББК 31.27-02 я 73
© Волгин М.Е., 2008
© Павлодарский государственный
университет им. С.Торайгырова, 2008
Предисловие
Настоящее учебное пособие поможет студентам высших учебных заведений, обучающимся по электроэнергетическим специальностям, в изучении некоторых вопросов, связанных с надёжностью электроснабжения и качеством электрической энергии. Предоставленный материал может быть также использован инженерно-техническими работниками, занимающимися вопросами электроснабжения.
В учебном пособии рассматриваются показатели качества электроэнергии в соответствии с ГОСТ 13109 – 97 и их влияние на работу электроприёмников и систему электроснабжения в целом.
Приводятся основные положения математического аппарата теории надёжности, рассматриваются статистические показатели надёжности восстанавливаемых систем. Приведены примеры определения количественных характеристик надёжности систем при различных схемах соединения элементов.
Замечания и пожелания по учебному пособию направлять по адресу: 140018, г. Павлодар, ул. Ломова, 64, ПГУ им. С. Торайгырова, каб. 223, кафедра электроэнергетики.
Введение
Многообразие форм применения электрической энергии диктует сложный комплекс требований, предъявляемых к работе систем электроснабжения промышленных предприятий. В общем случае задачи, связанные с проектированием и эксплуатацией систем электроснабжения носят оптимизационный характер и решают вопросы их экономичности и надёжности. В любом случае оптимизация систем электроснабжения и режимов их работы производится либо с целью улучшения качества и увеличения количества выпускаемой продукции, либо с целью экономии электрической энергии. Оба эти направления являются, несомненно, актуальными в настоящее время. Однако в зависимости от конкретных обстоятельств преобладает то или иное направление. В ряде случаев возможно решение одновременно двух проблем, иногда же они принимают альтернативный характер. Например, при снижении качества электроэнергии возникает вопрос о влиянии его на производительность механизмов, и, как правило, вопросы экономии при этом не рассматриваются.
Качество электрической энергии в системе электроснабжения и её надежность имеют тесную взаимосвязь и главным образом определяют уровень основного критерия оптимальности – уровень приведенных затрат на систему электроснабжения. Так, при снижении качества электроэнергии уменьшается производительность производственных механизмов, а это ведёт к недоотпуску выпускаемой продукции. Для сохранения плана выпуска продукции следует увеличить нагрузку на производственные механизмы, что в конечном итоге приведёт к увеличению расхода электроэнергии. Что касается надёжности электроснабжения, то её низкий уровень, как правило, в послеаварийных ситуациях приводит к перегрузке сверх допустимого значения резервных источников питания, линий электропередачи, трансформаторов. В таких случаях ухудшается качество электроэнергии у потребителей. С другой стороны, завышенный уровень надёжности непременно ведёт к увеличению капиталовложений. Поэтому для каждой конкретной системы электроснабжения необходимо решить задачу её оптимальной надёжности.
Для решения указанных задач необходимо знать и уметь определить параметры качества электроэнергии и количественные характеристики надежности системы электроснабжения, а также определить последствия, к которым могут привести нарушения нормального режима электроснабжения промышленного предприятия и, что, несомненно очень важно, оценить эти нарушения экономически.
Качество электрической энергии
