Анализ проблем оценки качества электроэнергии

Государственное Образовательное Учреждение
Высшего Профессионального Образования
«Норильский Индустриальный Институт»
РЕФЕРАТ
по английскому языку:
«Анализ проблем оценки качества электроэнергии»
Выполнил:
Прохоров А.Л.
Проверил:
Смирнова А.Т.
Норильск,2010.

TABLE OF CONTENTS
Introduction
1. Analysis of power qualityproblems
2. Different kinds ofdisturbances
2.1 Frequency variations
2.2 Voltage amplitudevariations
2.3 Voltage fluctuations
2.4 Flicker
2.5 Voltage dips – shortinterruptions
2.6 Waveform variation
2.7 Interharmonics
2.8 Unbalance
3. Conclusions
4. My research
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
5. Анализ проблемэлектроснабжения
6. Различные видыискажений
6.1 Изменение частоты
6.2 Изменение амплитуды
6.3 Флуктуации напряжения
6.4 Доза фликера
6.5 Просадки напряжения
6.6 Изменениеформы волны
6.7 Некратные гармоники
6.8 Асимметрия напряжений
7. Заключение
8. Список литературы

Introduction
In recentyears power quality issues have captured the attention of many researchers,energy suppliers and customers. The problem of controlling power quality isbecoming more relevant because of the widespread use of non-linear andtime-varying single-phase or three-phase loads that increasingly affect theoperation of distribution networks in residential, commercial and industrialareas. Power quality deterioration is due to transient disturbances (voltagesags, voltage swells, impulses, etc.) and steady-state disturbances (harmonicdistortion, unbalance, flicker). The main causes of such disturbances as well asthe detrimental effects they have on the electrical systems are described.Among these issues, harmonics are investigated more accurately in this article.Some definitions relevant to non-sinusoidal systems are provided in order todeeply understand the solutions proposed in the remainder. A topic severalresearchers are interested in is that non-linear loads should not be consideredthe only cause of the detrimental effects related to power systems. Theresponsibility for the power quality deterioration should be shared between thesupplier and the customer. This kind of information could be provided byindices in a straightforward and simple way. The traditional indices used bythe international standards cannot satisfy these specifications. To this purpose,a new index to evaluate the above-mentioned harmonic distortion phenomena inthe supply electrical networks is more deeply discussed.

1. Analysis ofPower Quality problems
Electricity isan essential aspect of today’s society. That is why such a valuable productrules the majority of the political and strategic choices. Moreover, theindustrial and economical development of a country has to be sustained by anadequate amount of electricity produced. To some extent, electricity is the «first»product to be produced. Notwithstanding, over the last few years, the analysisof operation of the electrical systems has proved that the electrical energyshould not be considered in terms of «quantity» alone. The «quality»of the supply is a serious issue to be addressed as well (Dugan et al., 1996;Arrillaga et al., 2000). In fact, like other industrial products, electricalenergy is required to meet some quality requirements: the reliability of thesupply must be known in terms of the continuity of service and the parametersto be kept within some specified standards. On the other hand, unlike otherproducts, electrical energy can undergo a lot of changes starting from where itis produced to the point where it is delivered. In fact, it is generated farfrom the point of use, is fed to the grid by a variety of generators andarrives to the point of use via several transformers and through many kilometersof overhead and underground cabling. Additionally, networks are managed andmaintained by a number of different suppliers. Therefore, it is evident thatthe quality of the delivered electrical energy is not an easy task to beaccomplished. The situation is even more complicated if we consider that thereis a lack of exhaustive statistical data on the quality of power the customercan access. In fact, in most of the cases, customers complain about the badquality of supply causing expensive interruption of the production processes.On the other side, electricity suppliers argue that critical customers have tobe directly involved in the hard task of ensuring the quality of power. Thesupplier should not be expected to deliver high-quality energy to everycustomer anytime and anywhere on the network. All this would mean huge costs tostrengthen the network that only a few customers (in numerical, notconsumption, terms) could take advantage of. In fact, there are some aspectsthat cannot be kept under control by the provider such as weather conditionscausing damages and the characteristics of the customer loads which can beresponsible for power quality deterioration phenomena. Therefore, the customershould co-operate in guaranteeing a high-quality electrical power flowingthrough the network.
So, whatshould we mean by the term «power quality» and what aim should be pursuedby all the subjects involved in this matter? An ideal power supply would be theone that is always available, always within voltage and frequency tolerances,and has a pure noise free sinusoidal wave shape. Notwithstanding, electricalgrids are normally not capable of providing a supply fulfilling theserequirements. In fact, power quality deterioration is usually due to transientdisturbances (voltage sags, voltage swells, impulses, etc.) and steady-statedisturbances (harmonic distortion, unbalance, and flicker). Each of these powerquality problems has a different cause. Some problems are strictly related tothe shared nature of the electrical grid. For example, a fault on the networkmay cause a dip that will affect some customers connected to the grid, and themore severe the fault, the larger the number of users involved. Other problems,such as harmonics, arise from the customer loads and may or may not propagateonto the network and so affect other customers. In most of the cases,industrial customers complain about evident power defects such as interruptions(which range from a few seconds to several hours) and voltage dips or sagswhere the voltage drops to a lower value for a short duration. In fact, longpower interruptions are a problem for all users, but many operations are verysensitive to very short interruptions. Examples of such sensitive operationsare the continuous processes, where even short interruptions can lead to theloss of synchronization among different machineries and then stop allproduction processes.
Althoughmajority of the customers are more sensitive to transient disturbances, sinceimmediate economical losses are involved, there are more underhand problemsaffecting electrical power such as harmonics and unbalance. In fact, theeffects of harmonics on power system apparatus include resonance, reducedoperating life of rotating machines, malfunctioning of power system protectiondevices, errors in power measurements, additional losses, etc. Moreover,unbalance phenomena should also be well monitored, detected and corrected. Amachine operating under an unbalanced supply will draw a current with a degreeof unbalance. As a result, the three-phase currents might differ considerablyand a rise in temperature would take place in the machine. Motors andgenerators, particularly the large and more expensive ones, may be fitted withprotection to detect extreme unbalance and to trip the machine. The behavior ofmultiphase converters is also affected by an unbalanced supply; this causes anundesirable ripple component on the DC side and non-characteristic harmonics onthe AC side. Moreover, the presence of an unbalanced load creates unbalancedcurrent components that cause voltage drops across the source impedance andhence generate harmonic powers flowing backward from the load to the network.
Taking intoconsideration the above-mentioned aspects, the following section is focusedmainly on harmonics whose effects could become more evident in the future.

2 Differentkinds of disturbances
It is possibleto define some characteristic parameters in order to assess the quality ofpower delivered from the supply:
• Frequency;
• Amplitude;
• Waveform;
• Symmetry ofthe voltage system.
Thesecharacteristics may vary during the normal operation of the electrical systembecause of load changes, disturbances introduced by user apparatus and faultoccurrence. As a consequence, such characteristics may be time variant at eachpoint where energy is delivered and for a given instant they may not be equalat different points in the network. In most of the cases, statisticalevaluation of such phenomena may represent an important means to collectinformation about power quality.
2.1 Frequencyvariations
Largegenerators switch-off or important load commutation may lead to transientvariations of the frequency, which are quickly compensated through the primaryregulation of the generators. Then the power exchanged among interconnectedgrids is balanced by the generation station, which has to perform the secondaryregulation. The primary regulation achieves a null average value for the powerexchanges among interconnected grids due to frequency variations. Gridfrequency affects the behaviour of motors (speed variations), the performanceof some electronic devices where it is used for synchronisation purposes, thelosses in magnetic materials and the usefulness of filters to suppressharmonics. Frequency variations are defined in terms of percentage deviationfrom the nominal frequency.

2.2 Voltageamplitude variations
The gridvoltage continuously changes because of the commutation of the electricaldevices connected to the grid. The voltage variation may be slow or quickdepending on whether an overall load progressive change or a step change for alarge load is happening. The grid impedance deeply affects the amount ofvoltage variations as a consequence of load change: the higher the impedance,the larger the variation.
2.3 Voltagefluctuations
A set of quickvoltage variations is referred to as voltage fluctuation. The limit betweenslow and quick variations is not so definite and can range from a few secondsto one minute. Slow variations are assessed through the average valuecalculated over contiguous intervals of ten minutes.
Rapidvariations may be single or repetitive and their amplitude usually does notexceed 6–8% of the nominal voltage. Usually electrical apparatus are able towork even in the presence of this kind of disturbance (in most of the casescorrected by voltage regulation) unless initial voltage is too low. These kindsof variations are caused by variable loads such as welding machines, arcfurnaces and mills. Rapid variations of over 10% amplitude irrespective of theduration, are considered voltage dips.
2.4 Flicker
The termflicker is referred to as a systematic or casual variation of the voltageamplitude ranging from 0.9 to 1.1 p.u… Sometimes the terms flicker and voltagefluctuations are interchangeably used. Notwithstanding, the term flicker isstrictly related to the impression of instability of the visual sensationproduced by a light whose intensity and spectral distribution are time variant.The amplitude of the voltage variations is usually less than 10% and thebehaviour of the electrical apparatus is not affected. Notwithstanding, thesesmall disturbances can result in lightning variations which may affect thehuman eye. This sensitivity is strictly dependent on the frequency of thephenomena reaching its peak value around 7–10 Hz. In this range, even a 0.3%variation of the rms voltage feeding an incandescent lamp may be perceived.
A perfectflicker compensation is not possible, but an attenuation of this phenomena canbe achieved through:
• an increaseof the short circuit power;
• a reductionof the reactive power flux;
• a limitationof the motor starting currents.
2.5 Voltagedips – short interruptions
Voltage dipsare bi-dimensional electromagnetic distortions which are characterised by theamplitude and duration. Voltage dip means that energy is not properly providedto loads during this event and this could result in different consequencesdepending on the kind of load. According to International ElectrotechnicalCommission (IEC) standards, voltage dips are referred to as a sudden reductionof voltage affecting a point of the distribution network below 90% of thereference voltage. This reduction has to be recovered within 60 s. Whenever thevoltage falls down to zero the event is classified as a short interruption.
The duration ofa voltage dip is the interval between the instant when the voltage falls belowthe threshold value and the instant when the voltage rises again above thethreshold. The depth of a voltage dip is the difference between the referenceand the residual voltage.
The startingof large loads and faults on the network are the main causes of voltage dips.Dips caused by starting currents are less deep and longer (up to a few seconds)than the ones caused by faults on the grid (less than one second).
When large loadsare switched on, the starting current could be much higher than thesteady-state current. Since the feeders and the cable of a distribution systemare designed for steady-state operation, the high current value is responsiblefor a considerable voltage drop.
2.6 Waveformvariation
Harmonics Ifan electric quantity is distorted and periodical it can be split into threeterms: the mean value calculated over one period of the considered signal, thefundamental component having the same frequency of the considered signal andthe sum of the harmonic components. The amplitude of the harmonics decreaseswith the frequency. The representation of such amplitudes is referred to asspectrum.
As regardssymmetrical waveforms (perfectly matching of the positive and negativehalf-waves), the even harmonics are nihil. This type of harmonics were commonwhen half-wave rectifiers were used.
Powersuppliers provide a 50 Hz sinusoidal voltage, but the current drawn by a loadis not always sinusoidal. The current is not sinusoidal anymore when the loadimpedance varies during one period T(the load voltage/current characteristic isnot linear). Such type of loads is referred to as non-linear loads. Forexample, the magnetising current of a transformer is deformed by a third-orderharmonic because of the non-linear magnetisation curve of the machine.Rectifiers (battery chargers, welding machines, etc.), inverters, electronicstarters, adjustable speed drives, discharge lamps are other examples ofnon-linear loads. A distorted current causes distorting voltage drops so thatthe resulting voltage supplying a circuit will not be sinusoidal anymore. Thevoltage provided is the transformer voltage minus the voltage drop across thefeeder. Thus, the voltage distortion depends on the distance from thetransformer and on the line impedance. In short, the voltage distortionaffecting the grid at a certain location depends on the value of theshort-circuit current of that point. Also, once the grid voltage is distorted alinear load absorbs a distorted current. The presence of such harmonics on thegrid is responsible for detrimental effects. Moreover, at higher frequencies,iron losses (hysteresis losses and eddy current losses) as well as the lossesin the cables increase. Finally, electronic equipments may experience failuresdue to the presence of harmonics.
Another aspectwhich should not be neglected is the resonance issue related to the presence ofharmonics in electrical networks. In fact, in this case the amplitude of aspecific harmonic may rise up to several times that of normal operation.Consequently this high-value current may seriously damage capacitors andequipments connected to the grid.
In order toprevent this kind of event, the resonance frequency of the grid at a certainpoint has to be known and, additionally, the insertion of well-fittedanti-resonance coils may be considered to damp the oscillatory phenomena.
2.7 Interharmonics
Interharmonicsare particular harmonics whose frequency is not an integer multiple of thefundamental frequency. The analysis of such interharmonics has attractedincreasing interest over the last few years since the massive use of powerelectronic equipments has caused an increment in their amplitude. They can beobserved where there is at least a part not pulsating synchronously with thefundamental power system frequency. There are many loads introducing voltage orcurrent interharmonics such as arc furnaces, welding machines andcycloconverters.
2.8 Unbalance
A three-phasesystem is symmetrical and balanced when voltages and currents have the sameamplitude in each phase and 120. phase shifted. To assess the degree ofunbalance of a three-phase system it should be split into a positive sequencecomponent, a negative sequence component and a zero sequence component.
Normally, thevoltages produced are perfectly balanced because of the characteristics of thesynchronous generator. Also, the effect of some geometrical asymmetries in thedelivery electric system could be neglected. So, it is possible to state thatunbalanced loads drawing unbalanced currents can be considered as the maincause of unbalanced voltages.

3. Conclusions
In thisarticle, an overview of the main disturbances affecting the electrical powersystem operation has been presented. Harmonic issues have been investigatedmore deeply. Additionally, monitoring and evaluating the power quality from thepoint of view of harmonic disturbances have been introduced. The necessity tohave a standard method to identify the sources of electrical power qualitydeterioration, and to evaluate accurately the actual proportion ofresponsibility of each of the players involved has been underlined.

4. My research
My name is Prokhorov Anatoly. I have graduated Norilsk Institute ofIndustry in 2001, on a speciality «Electric drives and automation oftechnological processes and manufactures». Now I the post-graduatestudent. The theme of my scientific work: «Parameters of quality of theelectric power and electromagnetic compatibility of equipment» is veryinteresting and fast developing part of a modern science. My head of studies — Alexey Gennadevich Karpov. He’s very competent scientist and uses oftennon-standard approaches in the decision of trivial problems. I am very gladthat I have possibility to co-operate with such interesting person. The essenceof my scientific work consists in definition of power supply parameters, makingthe greatest impact on non-failure operation of mechanisms of the enterprise.Are not rare cases when two and more mechanisms, feeding from one transformer,disturb to normal job each other. Because of generation hindrances in anelectrical supply network. My work is to find out what hindrances the mostdangerous, and to develop methods and recommendations for struggle againstthem.

Введение
Впоследнее время проблемы качества электроэнергии привлекли внимание многихисследователей, производителей электроэнергии и её потребителей. Проблемаконтроля качества электроэнергии становиться всё более весомой вследствиеширокого использования несимметричных и попеременных однофазных и трёхфазныхнагрузок и это всё более и более затрагивает сети электропередачи в частных,коммерческих и промышленных секторах. Ухудшение качества электроэнергиипроисходит как из-за возмущений вызванных переходными процессами(броски ипросадки напряжения, импульсные помехи) так и в установившихсярежимах(гармонические искажения, несимметричность, фликер). Основные причинытаких искажений, так же как и оказываемые ими негативные последствия хорошоизвестны. Из всех проблем, наиболее подробно в этой статье описаныгармонические искажения. Некоторые определения, относящиеся к несинусоидальнымсистемам, приведены для того, чтобы глубже понять конструктивные решенияизложенные в заключительной части. Проблема, которой интересуются некоторыеисследователи, — то, что нелинейные нагрузки нельзя считать единственнойпричиной пагубных явлений, происходящих в системах электроснабжения.Ответственность за ухудшение качественных параметров электроэнергии должна бытьподелена между энергоснабжающей организацией и конечным потребителем.Информация такого рода должна быть представлена в виде критериев качества впростой и понятной форме. Распространённые критерии, используемые вмеждународных стандартах не удовлетворяют этим условиям. Для этих целей былподробно оговорен новый критерий, чтобы оценить вышеупомянутые гармоническиеискажения в электрических сетях.

5. Анализпроблем электроснабжения
Электричество– важнейший аспект современного общества. Именно поэтому этот ценный продуктуправляет большинством политических и стратегических процессов. Кроме того,промышленное и экономичное развитие страны должно быть поддержаносоответствующим количеством произведенного электричества. В каком-то смысле –электричество это «первый» и самый главный продукт. Несмотря на это,анализ использования электрических систем за последние годы доказал, чтоэлектроэнергию нельзя рассмотреть с точки зрения одного только«количества». «Качество» поставки – так же очень серьезнаяпроблема. Фактически, как и другие промышленные продукты, электроэнергияобязана отвечать некоторым качественным требованиям: надежность поставки, какизвестно с точки зрения непрерывности обслуживания и параметров, остается врамках некоторых указанных стандартов. С другой стороны, в отличие от другихпродуктов, электроэнергия может претерпеть много изменений, по дороге от места,где она произведена к тому месту, куда она поставлена. Фактически,электроэнергия производиться на большом расстоянии от точки использования, идостигает точки использования минуя несколько трансформаторов и через многиекилометры воздушных и подземных линий электропередачи. К тому же управление иобслуживание сетей электропередачи производиться несколькими различнымиорганизациями. Поэтому очевидно, что поддержание надлежащего качествапоставляемой электроэнергии является непростой задачей. Ситуация еще болеесложна, если мы примем во внимание, что существует объективная нехваткаисчерпывающих статистических данных по качеству электроэнергии, к которомуможет получить доступ потребитель. В действительности, в большинстве случаев,потребители жалуются на плохое качество электроснабжения, вызывающее прерываниепроизводственных процессов, приводящее к большим убыткам. С другой стороны,поставщики электроэнергии утверждают, что критически настроенные потребителидолжны быть непосредственно вовлечены в непростую задачу обеспечения качестваэлектроэнергии. Не стоит ожидать, что энергоснабжающая организация можетпоставить высококачественную энергию каждому потребителю в любое время и влюбой точке электрической сети. Это привело бы к неоправданно большимфинансовым затратам на модернизацию электрической сети которую могли быиспользовать в своих интересах только небольшое количество потребителей (всмысле количества потребителей, а не потребляемой ими энергии). Фактически,есть некоторые аспекты, которые поставщик не может держать под контролем, такиекак климатические условия, наносящие ущерб и особенности нагрузок потребителя,которые могут вызывать ухудшение электроэнергии. Поэтому, потребитель долженсотрудничать с поставщиком в обеспечении высококачественной электроэнергии, текущейв электрической сети.
Итак,что мы должны подразумевать под термином «качество электроэнергии», икакая цель должна преследоваться всеми субъектами, участвующими в этомпроцессе? Идеальный источник энергии должен быть всегда доступен, егонапряжение и частота всегда в рамках допустимых пределов, и он имеетсинусоидальную форму волны без шумов и искажений.
Несмотряна это, электрические энергосистемы обычно не способны к обеспечениюэлектропитания, выполняющего эти потребности. Несмотря на это, электрическиеэнергосистемы зачастую не способны предоставлять электропитание, выполняющееэти требования. Чаще всего ухудшение качества электроэнергии происходит какиз-за возмущений вызванных переходными процессами (броски и просадкинапряжения, импульсные помехи) так и в установившихся режимах (гармоническиеискажения, несимметричность, фликер). Каждая из этих проблем имеет различныепричины возникновения. Некоторые проблемы жестко связаны с разнесённойструктурой электрических линий. Например, короткое замыкание в электрическойсети может вызвать провал напряжения, который затронет некоторых потребителей,подключенных к энергосистеме, и чем более серьезное короткое замыкание, тембольшее количество потребителей будет затронуто. Другие проблемы, такие какгармонические искажения, являются результатом влияния нагрузок потребителя, имогут распространятся по сети и негативно влиять на работу других потребителей,а могут и нет. В большинстве случаев промышленные потребители жалуются наочевидные энергетические проблемы, такие как отсутствие напряжения (котороеколеблется от нескольких секунд до нескольких часов), и кратковременные провалыили спады напряжения, когда амплитуда, на короткое время, значительноуменьшается. Фактически, продолжительное отсутствие напряжения — проблема длявсех пользователей, но многие технологические процессы очень чувствительны дажек очень коротким прерываниям электроснабжения. Пример таких чувствительныхопераций — непрерывные процессы, где даже короткие прерывания электроснабжениямогут привести к потере синхронизации между различными механизмами и этимостановить все процессы производства. Хотя большинство потребителей болеечувствительны к переходным помехам, так как в таком случае немедленнопроисходят экономичные потери, есть большое количество проблем не видных невооруженным глазом, но затрагивающие электроэнергетические параметры, таких какгармоники и несимметрия напряжения. Фактически, основным эффектом действиягармонических составляющих на энергосистему является резонанс, уменьшающий срокслужбы вращающихся машин, нарушающий корректную работу защитных устройствэлектросистемы, вносящий ошибки в измерениях, дополнительные потери, и т.д.Кроме того, явление несимметрии необходимо надежно контролировать, обнаруживатьи исправлять. Машина, работающая под несимметричным электропитанием, будетпотреблять ток с некоторым углом разбаланса. В результате трехфазные токи будутзначительно отличаться от номинальных, и может иметь место повышениетемпературы механизма. Двигатели и генераторы, особенно дорогие и габаритные,могут быть оснащены защитой контролирующей несимметричность напряжения, иотключающей машину, если несимметричность имеет место быть. Многофазныевыпрямители, во процессе работы, также вызывают несимметричность электропитания;это выражается в появлении нежелательной переменной составляющей на сторонепостоянного тока и нехарактерную гармонику на стороне переменного тока. Крометого, присутствие несимметричной нагрузки создают несбалансированные токовыесоставляющие, которые вызывают падения напряжения на сопротивлении источника иследовательно производят энергию текущие назад от нагрузки к электрическойсети.
Учитываявышеупомянутые аспекты, следующий раздел сосредоточен главным образом нагармонических составляющих, действия которых должны стать более понятными вбудущем.

6.Различные виды искажений
Чтобыоценить качество получаемой энергии мы можем определить некоторые характерныепараметры. Такие как:
Изменениячастоты
Измененияамплитуды
Синусоидальностьтоков и напряжений
Симметричностьнапряжений
Этипараметры могут измениться во время нормального функционирования электрическойсистемы из-за изменений нагрузки, помех вызванных потребителем и возникновениемкороткого замыкания. Как следствие, эти параметры могут изменятся во времени вкаждой точке потребления энергии, и в каждый момент времени они, могут быть, неравны в различных точках электрической сети. В большинстве случаевстатистическая оценка таких процессов помогает собрать важные средние значения,чтобы собрать информацию о качестве электроэнергии.
6.1Изменение частоты
Отключениемощных генераторов или коммутация главных потребителей может приводить кизменению частоты питающего напряжения в следствие переходных процессов. Этиизменения эффективно корректируются первичным контуром управления генератора.Потом, энергия передаваемая через соединённые сети регулируется генераторнойстанцией, которая осуществляет вторичное регулирование. Первичное регулированиеобеспечивает, в замкнутых сетях, среднее изменение частоты стремящееся к нулю.Частота сети влияет на работу двигателей (изменение скорости вращения),быстродействие некоторых электронных устройств, где частота используется вцелях синхронизации, потерях в магнитных материалах и бесполезности фильтровгасящих гармонические искажения. Изменения частоты характеризуются в процентномсоотношении к номинальной частоте.
6.2Изменение амплитуды
Изменениеамплитуды(медленные изменения напряжения) Напряжение электрической сетинепрерывно изменяется из-за процессов коммутации электрических устройствпитающихся от сети. Изменение напряжения может быть медленным или быстрым взависимости от того, происходит ли плавное изменение нагрузки или ступенчатое вследствие коммутации мощного потребителя. Импеданс энергосистемы оказываетбольшое влияние на величину отклонения напряжения при изменении нагрузки: чемвыше импеданс, тем больше размах отклонений.
6.3Флуктуации напряжения
Флуктуациинапряжения (быстрые изменения напряжения). Серия быстрых изменений напряженияназывается флуктуацией напряжения. Отличие «быстрых» измененийнапряжения от «медленных» до конца не определено, и эти отличия могутприниматься в пределах о нескольких секунд до минуты. «Медленные»изменения напряжения оцениваются через средние значения десятиминутныхинтервалов. «Быстрые» изменения напряжения могут быть единичными имногократными и их амплитуда обычно не превышает номинальную более чем на 6-8процентов. Обычно электрическое устройство в состоянии работать даже при такихискажениях(в большинстве случаев, скорректированных регулятором напряжения),если опорное напряжение не слишком мало. Изменения напряжения такого родавызваны переменными нагрузками, такими как сварочные машины, дуговыми печами идробилками. Изменения напряжения более чем на 10% от номинального, не зависимоот продолжительности, называются бросками напряжения.
6.4Доза фликера
Термин«доза фликера» применяется как систематическая или случайная вариацияамплитуды напряжения в пределах от 0.9 до 1.1 от номинального. Иногда термины фликери изменения напряжения используются взаимозаменяемо. Но изначально, фликерхарактеризует именно визуальное восприятие нестабильности светового потока, чьяинтенсивность и спектральный состав изменяются во времени. Амплитуда измененийнапряжения обычно — меньше чем 10 %, поэтому поведение электрических устройствне меняется. Не смотря на это, подобные небольшие возмущения вызывают изменениясветового потока, заметные человеческому глазу. Эта визуальная чувствительностьсильно зависит от частоты возмущающих процессов, и достигает своего пика причастоте приблизительно 7-10 Гц. В этом диапазоне будет заметно изменениевеличины действующего напряжения питающего источник света даже на 0,3% отноминального.
Невозможнополностью избавиться от фликера, но в значительной степени уменьшить этотэффект можно через:
• увеличение мощностикороткого замыкания системы электроснабжения;
•уменьшение циркулирующей реактивной мощности
•ограничение пусковых токов электродвигателей
6.5Просадки напряжения
Просадкинапряжения – кратковременные перерывы энергоснабжения. Просадки напряжения этодвумерные электромагнитные возмущения которые характеризуются амплитудой ипродолжительностью. Суть просадки заключается в том, что в этом периоде энергияк потребителю не подводится должным образом и это может вызывать различныепоследствия в зависимости от типа нагрузки. В соответствии со стандартоммеждународной электротехнической комиссии, под просадками напряженияподразумеваются внезапные уменьшения напряжения, затрагивающие распределительнуюсеть, ниже 90 % от опорного напряжения.
Этоуменьшения должны быть восстановлены в течении 60 с. Всякий раз, когданапряжение падает до нуля, это классифицируется как кратковременные перерывыэнергоснабжения.
Продолжительностькратковременного провала напряжения — интервал между моментом, когда напряжениепадает ниже порогового значения и момент, когда напряжение снова повышаетсявыше порога. Глубина кратковременного провала напряжения – это разность междуноминальным и остаточным напряжением.
Пусковыережимы мощных потребителей и короткие замыкания сети это основные причиныпровалов напряжения. Провалы, вызванные пусковыми токами, менее глубоки и ноболее продолжительны(до нескольких секунд) чем провалы вызванные короткимизамыканиями сети (меньше чем одна секунда). Во время пуска энергоёмкихпотребителей, величина токов протекающих по сети, может быть значительно большечем в установившемся режиме. А так как фидеры и кабель системы электроснабжениясконструированы для работы в установившемся режиме, высокие значения токавызывают значительное падение напряжения.
6.6 Изменение формы волны
Гармоники. Еслиискажение электрической волны непрерывное и периодическое, оно может бытьрассмотрено в трёх вариациях: как среднее значение, вычисленное за один периодрассматриваемого сигнала, основная составляющая имеющая ту же самую частоту чтои у рассматриваемого сигнала и сумма гармонических составляющих. Амплитудагармоники уменьшается с ростом частоты. Визуальное представление называетсяспектр.
Чтокасается симметричных форм волны (у которых положительные и отрицательныеполуволны идентичны), там четные гармоники практически не проявляются. Этот типгармоники был распространен, когда применялись полупериодные выпрямители.Поставщики электроэнергии предоставляют синусоидальное напряжение с частотой 50Гц, но ток потребляемый нагрузкой не всегда синусоидальный. Ток нагрузки небудет иметь синусоидальную форму, если импеданс нагрузки изменяется в течениипериода Т волны(то есть нагрузка имеет нелинейную вольт-ампернуюхарактеристику). Такие типы потребителей называются нелинейными. Например, токнамагничивания трансформатора искажен гармоникой третьего порядка из-занелинейной характеристики намагничивания. Выпрямители (зарядные устройства,сварочные машины, и т.д.), инверторы, электронные стартеры, приводы срегулируемой частотой вращения, газоразрядные лампы – и это не полный списокнелинейных потребителей. Искаженный ток вызывает падения напряжения так, чторезультирующее напряжение, питающее сеть, перестаёт иметь синусоидальную форму.Напряжение питающей сети – это напряжение подаваемое трансформатором минуспадение напряжения на фидере. Таким образом, на искажение напряжения влияет ещёи расстояния от трансформатора до нагрузки и полное сопротивление линииэлектропередачи. Короче говоря, искажение напряжения, влияющее на определённыйточку сети, зависит от значения тока короткого замыкания в этой точке. Крометого, как только напряжение сети стало искажено, линейной нагрузка начинаетпотреблять искаженный ток. Присутствие такой гармоники в сети ответственно занегативные последствия. Кроме того, на более высоких частотах, увеличиваютсяпотери в железе (потери на гистерезис и добавочные потери) а так же потери вкабельных линиях. Наконец, электронное оборудование может сбоить из-заприсутствия гармоник.
Другимаспектом, которым нельзя пренебречь, является проблема паразитных резонансов,связанная с присутствием гармонических составляющих в электрических сетях.Фактически, в случае резонанса, амплитуда отдельно рассматриваемой гармоникиможет увеличиться в несколько раз относительно нормального функционированиясистемы. Следовательно это вызовет большой ток который может серьезно повредитьконденсаторы и другое оборудование, присоединенное к сети.
Чтобыпредотвратить такое развитие событий, резонансная частота сети на каждомучастке сети должна быть известна и должны быть смонтированы хорошоподобранные, анти-резонансные индуктивные элементы, которые могут предотвращатьколебательные процессы.
6.7Некратные гармоники
Некратнаягармоника — специфическая гармоника, частота которой не является кратной частотеосновной гармоники. Исследование такой гармоники за прошедшие несколько летвызывает всёвозрастающий интерес из-за массивного внедрения приборов силовой электроникикоторые и генерируют некратные гармоники. Мы можем наблюдать такие гармоники втех устройствах, в которых по крайней мере один элемент, не синхронизирован сбазовой частотой энергосистемы. Существует большое количество потребителей,генерирующих некратные гармоники тока или напряжения, например дуговые печи,сварочные станки и циклоконвертеры.
6.8Асимметрия напряжений
Трехфазноеустройство симметрично и сбалансировано, когда напряжения и токи имеютодинаковую амплитуду в каждой фазе и углы между фазами равны 120 градусам.Обычно, произведенная электроэнергия отлично сбалансирована из-за особенностейстроения синхронного генератора. Кроме того, действием некоторых геометрическихасимметрий в сетях электроснабжения можно пренебречь. Так что можно заявить,что ассиметричные потребители, потребляющие асимметричные токи, являютсяосновной причиной несимметрии напряжений в питающей сети.

7.Заключение
Вэтой статье был представлен краткий обзор возможных помех на линииэлектроснабжения, затрагивающих правильную работу энергетической системы.Проблемы гармонического состава были освещены глубже остальных. Дополнительнобыли рассмотрены методы отслеживания и оценки качества электроэнергии с точкизрения гармонических помех. Особо была отмечена потребность встандартизированном методе идентификации причин ухудшения качестваэлектроэнергии, определения количества нежелательных взаимодействий иподчёркнута важность точной оценки влияния и ответственности каждого изучастников рынка энергоснабжения.

8. Список литературы
1.  NewPower Quality assessment criteria for Harmonic Disturbances, M. Marinelli, V.G.Monopoli, 2007.
2.  Electromagneticcompatibility in power systems, Francesco Lattarulo, 2006
3.  Electromagneticcompatibility problems, V. Amoruso, F. Lattarulo, 2001.
4. Math abstractions indescribing of transient processes, E. De Tuglie, 2006