Качество напряжения в электроэнергетических системах характеризуется отклонениями, колебаниями, несимметрией напряжения и несинусоидальностыо формы кривой напряжения.
Отклонения напряжения возникают в результате падения напряжения в элементах электрической сети при передаче по ним активной и реактивной мощностей. В зависимости от отклонения напряжения существенно изменяются технико-экономические показатели электроприемников.
Одним из наиболее распространенных типов электроприемников являются асинхронные двигатели. Частота вращения этих двигателей меняется в зависимости от подведенного напряжения. Повышение частоты вращения механизма при правильном выборе уровня напряжения может приводить к увеличению количества выпускаемой продукции. Следовательно, в ряде случаев лишь за счет выбора правильного уровня напряжения или незначительных капитальных затрат на установку дополнительных средств регулирования напряжения может быть повышена производительность труда промышленного предприятия.
Уровень напряжения оказывает также влияние на экономичность 'работы самого асинхронного двигателя. Изменение частоты вращения при работе с различными напряжениями вызывает изменение полезной мощности на валу двигателя и потерь мощности в самом двигателе. От режима напряжения зависит величина потребляемой реактивной мощности, что, в конечном счете, сказывается на коэффициенте мощности промышленного предприятия. Повышение напряжения в ряде случаев может приводить к снижению коэффициента мощности.
Пониженные напряжения на промышленных осветительных установках уменьшают световой поток ламп накаливания, что может привести к снижению производительности труда на 10—20% работников таких предприятий, как часовые заводы, заводы точных приборов, швейные фабрики, текстильные комбинаты и др. Повышенные напряжения на лампах накаливания резко снижают сроки их службы и вызывают перерасход электроэнергии.
В городских и сельских сетях с коммунально‑бытовой нагрузкой отклонения напряжения также вызывают изменения технико‑экономических показателей электроприемников (сокращение срока службы, перерасход электроэнергии, снижение освещенности и др.).
Отклонения напряжения оказывают влияние не только на показатели электроприемников, но и на показатели работы элементов самой электрической системы. При работе генератора с большой активной нагрузкой полная, а следовательно, и реактивная мощность ограничивается током статора. В этих условиях снижение напряжения будет приводить к уменьшению выдаваемой реактивной мощности генератора.
Существенное влияние величина напряжения оказывает на режим линий электропередачи. При повышении напряжения нагрузочные активные потери мощности снижаются, а потери холостого хода, связанные с явлением короны, увеличиваются. Общие потери активной мощности в линии
где DРк ‑ потери на корону при данном состоянии погоды;
n ‑ показатель, характеризующий состояние погоды:
0 £ n £ 10
Изменение частоты вращения электродвигателей отражается на производительности соответствующих механизмов и, как следствие, на количество выпускаемой продукции. При этом изменяется потребляемая электродвигателями активная мощность. Если механизмы работают без статического напора (например, металлорежущие станки, компрессоры), то потребляемая мощность пропорциональна частоте Р º f.Отклонение частоты от номинального значения нарушает экономичное распределение нагрузок между отдельными агрегатами и станциями, так как возникающие приросты мощностей не всегда оптимальны.
Изменение частоты приводит к изменению перетоков мощности по транзитным и межсистемным линиям, что может вызвать их перегрузку. Значение частоты оказывает влияние также на величины напряжений в электрической сети. При снижении частоты уменьшается ЭДС генераторов из-за снижения частоты вращения возбудителей, что приводит к снижению напряжения в сети.
