Согласно действующему ГОСТу 13109-97 на качество электрической энергии напряжение на зажимах электроприемников должно находиться в регламентируемом диапазоне с интегральной вероятностью 0,95.
Определим для приведенного выше примера интегральную вероятность попадания отклонений напряжения в диапазон ±5%.
По формуле (9) имеем
Это вероятность того, что отклонения напряжения не укладываются в заданный диапазон. Следовательно, искомая вероятность составит
Р = 1 – Р вых = 1 – 0,1 = 0,9.
В то же время ГОСТ требует иметь эту вероятность не менее 0,95. Значит, качество напряжения в данном случае не удовлетворяет требованиям ГОСТ.
| аб Рис. 5. Случайные процессы |
| V% + |
| _ |
| M 1(v) |
| t |
| t |
| M (v) |
| V% |
Выясним, каким образом числовые характеристики гистограммы отражают качество напряжения. Для этого рассмотрим два случайных процесса.
На рис. 5, а реализация случайного процесса V = f(t) смещена на некоторую постоянную величину в положительную область относительно V = 0%, т. е. относительно номинального напряжения. Это смещение и характеризует числовая характеристика M 1 (v) - математическое ожидание отклонения напряжения. Разброс же отдельных значений отклонений напряжения вокруг М 1(v) невелик. Величину этого разброса характеризует другая числовая характеристика Д – дисперсия (или ее производная 
- среднее квадратичное отклонение). Если переключением отпаек трансформатора добиться уменьшения математического ожидания, то тем самым качество напряжения возрастет, а случайный процесс будет иметь вид
| V 2 |
| M 2(v) |
На рис. 5, б математическое ожидание M(v) достаточно мало, а некачественность напряжения возникает из-за большой дисперсии (рассеяния) случайной величины V - отклонения напряжения от своего среднего значения, т.е. математического ожидания M(v). Следовательно, переключение трансформатора будет лишь увеличивать величину M(v) и тем самым еще более ухудшать качество напряжения, т.к. дисперсия при этом не изменяется.
Для уменьшения дисперсии на практике применяют средства плавного автоматического регулирования напряжения в центре питания или у потребителя, например, регулируемыми конденсаторными установками, применением линейных регуляторов.
Можно также увеличить сечение питающих проводов или применить продольную компенсацию.
Для приведенного выше примера M(v) = -1,438 %; s = 2,7 %, N = 9,34(%)2.
Применив отпайку на ТП увеличивающую напряжения на 2,5 %, мы, тем самым, несколько уменьшим неодинаковость N’ и значит улучшим качество напряжения
N’ = 7,285+(-1,438+2,5)2 @ 8.4%
N ’ < N = 9,34%.
Содержание отчета
1. Блок-схема анализатора САКН-1 и краткие пояснения к ней.
2. Основные технические данные анализатора.
3. Результаты измерений и расчетов в виде табл. 4.
4. Построенная гистограмма отклонений напряжения.
5. Расчет основных вероятностных числовых характеристик гистограммы.
6. Выводы о качестве напряжения на шинах РП и рекомендации по его улучшению.
Вопросы для самопроверки
1. Можно ли САКН-1 использовать как обычный вольтметр?
2. Как влияет выбор границ интервалов на получаемую гистограмму?
3. Зачем в анализаторе предусмотрен переключатель «Сдвиг»?
4. Какой, по Вашему, критерий наиболее полно характеризует качество напряжения?
5. В чем заключается недостаток существующей ГОСТ-овской оценки качества напряжения?
Литература
1. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – Минск.: Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1998. – 60 с.
2. Валов Б.М., Литвак В.В., Маркман Г.З., Харлов Н.Н. Контроль качества электрической энергии. – Томск.: Изд. ТПИ, 1982. – 88 с.
3. Методика контроля и анализа качества электрической энергии в электрических сетях общего назначения. – М.: Главное управление по государственному энергетическому надзору Российской Федерации, 1995. – 78 с.
Т а б л и ц а П.1
Переключатель «Напряжение в положении 220»
| Границы интервалов, % | Границы интервалов, в | ||||||||
| Сдвиг, % | |||||||||
| плюс 10,0 | +7,5 | +5,0 | +2,5 | -2,5 | -5,0 | -2,5 | минус 10,0 | ||
| 85,00 | 205,70 | 201,02 | 196,35 | 191,67 | 187,00 | 182,32 | 177,65 | 172,97 | 168,30 |
| 88,75 | 241,77 | 209,89 | 205,01 | 200,13 | 195,25 | 190,37 | 185,49 | 180,60 | 175,72 |
| 90,00 | 217,80 | 212,85 | 207,90 | 202,95 | 198,00 | 193,05 | 188,10 | 183,15 | 178,20 |
| 92,50 | 223,85 | 218,76 | 213,67 | 208,59 | 203,50 | 198,41 | 193,32 | 188,24 | 183,15 |
| 95,00 | 229,90 | 224,67 | 219,45 | 214,22 | 209,00 | 203,77 | 198,55 | 193,32 | 188,10 |
| 96,25 | 232,92 | 227,63 | 222,34 | 217,04 | 211,75 | 206,46 | 201,16 | 195,87 | 190,57 |
| 97,50 | 235,95 | 230,59 | 225,22 | 219,86 | 214,50 | 209,14 | 203,77 | 198,41 | 103,05 |
| 98,75 | 238,97 | 233,54 | 228,11 | 222,68 | 217,25 | 211,82 | 206,39 | 200,96 | 195,52 |
| 100,00 | 242,00 | 236,50 | 231,00 | 225,50 | 220,00 | 214,50 | 209,50 | 203,50 | 198,00 |
| 101,25 | 245,02 | 239,46 | 233,89 | 228,32 | 222,75 | 217,18 | 211,61 | 206,04 | 200,47 |
| 102,50 | 248,05 | 242,41 | 236,77 | 231,14 | 225,50 | 219,86 | 214,22 | 208,59 | 202,95 |
| 103,75 | 251,07 | 245,37 | 239,66 | 233,96 | 228,32 | 222,54 | 216,84 | 211,13 | 205,42 |
| 105,00 | 254,10 | 248,32 | 242,55 | 236,77 | 321,00 | 225,22 | 219,45 | 213,67 | 207,90 |
| 107,50 | 260,15 | 254,24 | 248,32 | 242,41 | 236,50 | 230,59 | 224,67 | 218,76 | 212,85 |
| 110,00 | 266,20 | 260,15 | 254,10 | 248,05 | 242,00 | 235,95 | 229,90 | 223,85 | 217,80 |
| 111,25 | 269,22 | 263,11 | 256,99 | 250,87 | 244,75 | 238,63 | 232,51 | 226,39 | 220,27 |
| 115,00 | 278,30 | 271,97 | 265,65 | 259,32 | 253,00 | 246,67 | 240,35 | 234,02 | 227,70 |
