кратковременная доза фликера что это

Форум ООО «НПП «Энерготехника»

Доза фликера

Доза фликера

Re: Доза фликера

1)По гост 32144-2013 фликер: Ощущение неустойчивости зрительного восприятия, вызванное световым источником, яркость или спектральный состав которого изменяются во времени.

Основная причина возникновения фликера резкое возрастание и снижение нагрузки.
При резком возрастании нагрузки происходит резкое увеличение потерь напряжения в ветвях сети, питающих эту нагрузку. В результате резко снижается напряжение в узле нагрузки. При резком уменьшении нагрузки происходит резкое снижение потерь напряжения и, следовательно, наблюдается резкое повышение напряжения в узле нагрузки.
Возникая в какой-либо точке электрической сети и распространяясь по ней, колебания напряжения оказывают отрицательное воздействие на чувствительные к ним электроприёмники, относящиеся к осветительной нагрузке.

Колебание напряжения отрицательно сказывается на работе осветительных установок. Появляется фликерэффект или мигание ламп освещения, что вызывает утомление зрения. Наиболее сильное воздействие на глаза человека проявляется при мигании света с частотой (3 – 10) Гц. В этом диапазоне допускаются минимальные колебания напряжения – менее 0,5 %.
Колебания напряжения более 10 % могут привести к погасанию газоразрядных ламп. Их зажигание происходит через несколько секунд и даже минут.
При более глубоких колебаниях, более 15 %, возможно отпускание магнитной
системы пускателей, размыкание их контактов, что может привести к нарушению технологии производства.
При колебании напряжения с размахом (10 – 15) % возможен выход из
строя конденсаторов, вентильных выпрямительных агрегатов.
Колебания напряжения оказывают заметное влияние на работу асинхронных двигателей в приводах технологического оборудования, к которому предъявляются высокие требования к точности поддержания частоты вращения приводов.
Колебание напряжения с размахом 5 % вызывает резкий износ анодов
электролизных установок. Снижается качество сварных швов.
При колебаниях напряжения нарушается нормальная работа радиоприёмных приборов, телевизоров, персональных компьютеров, рентгеновских установок.
Регулируемые электропривода обычно чувствительны к провалам напряжения, нарушая синхронизацию на производственных линиях, где она критически важна.

Для уменьшения влияния дозы фликера на чувствительное электрооборудования резко переменную нагрузку подключают к отдельным вводом электропитания, где нет такой возможности увеличивают сечение питающей линии электропитания.

3)Теоретически возможна,в случае если не были обеспечены надежные контакты при подключении измерительных цепей напряжения измерителя ПКЭ к точке контроля.

Источник

Кратковременная доза фликера что это

Качество электрической энергии является составляющей электромагнитной совместимости и определяется совокупностью характеристик. Снижение качества электрической энергии приводит к причинению вреда электрооборудованию, повышает энергоемкость технологических процессов и воздействует на здоровье людей. Для предотвращения таких последствий необходимо проведение методических, технических и организационных мероприятий. Методические мероприятия включают в себя снижение уровня кондуктивных помех, вносимых электрооборудованием потребителя электроэнергии в систему электроснабжения предприятия и электрические сети энергосистем.

Колебания напряжения являются одним из показателей качества электрической энергии. Они вызываются потребителями электроэнергии, имеющими электрическую нагрузку резкопеременного характера. Уровень допустимых кондуктивных помех нормировался раньше ГОСТ 13109-87, а затем ГОСТ 13109-97. В этих стандартах колебания напряжения характеризовались двумя показателями: размахом изменения напряжения и дозой колебаний (дозой фликера). В 2015 году в действие введен новый стандарт ГОСТ 32144-2013, в котором колебания напряжения характеризуются только одним показателем – дозой фликера.

Рассчитать размах изменения напряжения проще, чем дозу фликера. В связи с этим до последнего времени наибольшее развитие получили методики расчета размахов напряжения электрической сети, питающей различные потребители с резкопеременной нагрузкой [1, 9]. Аналитические методы расчета дозы фликера также предлагались рядом авторов [5, 7], но широкого распространения в практике проектирования они не получили. В настоящее время развитие известных и разработка новых методов расчета дозы фликера в связи с вводом в действие ГОСТ 32144-2013 стали актуальны. Исследования в этом направлении проводятся рядом авторов, например [8].

Ниже описывается предлагаемая авторами методика расчета дозы фликера, возникающего в электрических сетях, питающих асинхронные электродвигатели при стохастическом характере изменения резкопеременных электрических нагрузок. Методика разработана на примере фанерного производства.

Расчет дозы фликера включает в себя выполнение следующих этапов работы, представленных на рис. 1.

Для выполнения первого этапа проектировщику необходимо иметь математические модели электрических нагрузок электроприводов с резкопеременной нагрузкой. Для создания таких моделей исследованы электрические нагрузки электроприводов фанерного производства, работающих в повторно-кратковременном режиме. Результаты исследований показали, что электрические нагрузки основного производства изменяются случайным образом и имеют резкопеременный характер. Графики нагрузок имеют точки экстремума (максимальные и минимальные значения), изменение нагрузок происходит с большой частотой [6]. Выбросы нагрузки электропривода имеют случайную амплитуду и случайную продолжительность. Графики нагрузок активной P(t) и реактивной Q(t) мощностей исследуемых потоков можно классифицировать как периодические нестационарные потоки.

Нами предложено рассматривать графики нагрузок в виде точек экстремумов соответствующих графиков активной и реактивной мощностей, соединенных прямыми линиями. Для расчета дозы фликера необходимо знать численные значения точек экстремумов этих графиков. В связи с этим предлагается описывать графики активной P(t) и реактивной Q(t) мощностей решетчатыми моделями, интерполируемыми сплайн-функциями первой степени.

Например, для графика активной мощности сплайн-функция имеет вид

, (1)

где n – число циклов, измеренных в результате опыта;

t_i – момент появления i-го экстремума;

t_i+1 – момент появления (i +1)-го экстремума;

, – значение нагрузки в точке экстремума в момент времени ti и ti+1 соответственно.

При анализе электромагнитной совместимости электродвигателей с питающей их сетью нет необходимости знать законы распределения их электрических нагрузок. Для решения этой задачи достаточно знать их основные числовые характеристики – математические ожидания и дисперсию или среднее квадратическое отклонение.

Математические ожидания и средние квадратические отклонения графиков электрических нагрузок также предлагается описывать решетчатыми моделями интерполированными сплайн-функциями первой степени.

В качестве примера на рис. 2 и 3 представлены полигоны математического ожидания M[P] и среднего квадратического отклонения σ[P] активной мощности главного привода механизма электроприемника барабанной рубильной машины «Дробилка шпона» фанерного производства. Значения по оси ординат даны в процентах от среднего значения активной мощности в период работы рассматриваемого механизма.

Рис. 1. Этапы расчета дозы фликера

Рис. 2. Полигоны математического ожидания и среднего квадратического отклонения активной мощности рабочего цикла нагрузочной диаграммы электроприемника барабанной рубильной машины «Дробилка шпона» фанерного производства

Напряжения сети в узлах электрической сети, в какой-либо момент времени t = ti, определяют по известному выражению

, (2)

, (3)

где Uб – напряжение на источнике питания, В,

r, x – сопротивления электрической сети, Ом,

LP, LQ – линейные операторы активной и реактивной мощностей.

Таким образом, случайные функции P(t) и Q(t) связаны с потерей напряжения ΔU(ti) линейными операторами LP и LQ, и напряжение U(ti), также является случайным процессом, который предлагается описывать решетчатой моделью. Числовые характеристики напряжения в узлах решетчатой модели предлагается определять по полученным авторами формулам

, (4)

(5)

где ti – моменты времени, соответствующие вершинам сплайна,

– среднее квадратическое отклонение функций P(t) и Q(t) в узлах сплайна.

Рис. 3. Полигоны математического ожидания и среднего квадратического отклонения реактивной мощности рабочего цикла нагрузочной диаграммы электроприемника барабанной рубильной машины «Дробилка шпона» фанерного производства

По формулам (4) и (5) определяют числовые характеристики потери напряжения ΔU(ti) в узлах сплайна. Количество экстремумов в графике напряжения равно количеству экстремумов в графике активной мощности, а продолжительность импульсов напряжения Δt равна продолжительности импульсов активной мощности.

По графику изменения напряжения определяются числовые характеристики размахов напряжения δU(ti),

, (6)

, (7)

(8)

Поскольку случайные величины ΔU(ti) и для фанерного производства являются независимыми, то корреляционная функция

.

При этом формула (8) примет вид

. (9)

Дозу фликера авторы рассматривают как случайную величину, которая характеризуется основными числовыми характеристиками: математическим ожиданием и дисперсией для каждого момента времени ti. Используя аналитический метод расчета, предложенный в [4, 5] и основные положения теории вероятности [2], получены следующие выражения для вычисления и ,

(10)

где τ – длительность размаха (колебания) напряжения, c,

a, b – коэффициенты, полученные при аппроксимации кривой, определяющей значение коэффициента эквивалентности (FЭ), зависящего от формы колебаний напряжения,

d0 – допустимый размах колебаний напряжения, %,

– корреляционный момент,

– математическое ожидание длительности размаха (колебания) напряжения, с.

(11)

;

.

Величина математического ожидания и дисперсии дозы фликера за интервал времени 10 минут, с учетом формул (2, 4, 5), предлагается вычислять по формулам

, (12)

. (13)

Зная численные значения величин и , возможно решить вопросы соответствия требованиям [4], а также выбора методов и параметров устройств для снижения колебаний напряжения.

Рис. 4. Фрагмент математической модели группового графика сплайн-функции математического ожидания электрической нагрузки главных приводов механизмов, получающих питание от первой секции шин

В качестве примера использования предложенной методики ниже приводится расчет дозы фликера для секции шин трансформаторной подстанции, питающей фанерное производство. От данной секции получают питание четыре механизма: два лущильных станка, рубительная машина, барабанная рубительная машина «Дробилка карандашей».

Математические модели электрических нагрузок перечисленных механизмов получены на основании выполненных экспериментальных исследований [10]. По разработанной авторами методике, реализованной в виде программы для ЭВМ [11], была получена математическая модель группового графика нагрузки. На рис. 4 приведен фрагмент математического ожидания активной мощности M(P) группового графика нагрузки. Аналогично, авторами были получены групповые графики для математического ожидания реактивной мощности M(Q) и для дисперсии активной D(P) и реактивной D(Q) мощностей.

Ниже приводится пример расчета для двух точек экстремумов (точки 1 и 2, рис. 4) графика напряжения.

В таблице приведены параметры математической модели группового графика нагрузки для экстремумов в точках 1 и 2.

По формуле (4), производится расчет математического ожидания потери напряжения M[ΔU] в точках 1 и 2 группового графика, В,

В расчетах принято активное сопротивление – r = 0,0015 Ом; реактивное сопротивление x = 0,00791 Ом; напряжение – Uб = 400, В; линейный оператор активной мощности ; линейный оператор реактивной мощности, .

Математическое ожидание напряжения электрической сети M[ΔU] определяется по формуле (2), для момента времени в точке экстремума 1, В,

для момента времени в точке экстремума 2, В,

Математическое ожидание размаха напряжения (формула (7)), В,

.

Математическое ожидание размаха напряжения, %,

.

Дисперсия потери напряжения D[ΔU] в точках экстремума по формуле 5, В2,

Дисперсия размаха напряжения (формула 8), В2,

Параметры точек экстремумов группового графика нагрузки

Точки экстремумов, i

Математическое ожидание активной мощности, M(Pi), кВт

Математическое ожидание реактивной мощности, M(Qi), квар

Дисперсия активной мощности, D(Pi), кВт2

Дисперсия реактивной мощности, D(Qi), квар2

Дисперсия размаха напряжения, %,

Аналогичным образом производится расчет числовых характеристик для остальных точек экстремумов группового графика напряжения электроприводов, получаемых питание от первой секции шин.

Используя полученные в ходе расчетов данные, применяя формулы (10–13), рассчитываются числовые характеристики кратковременной дозы фликера.

Математическое ожидание дозы фликера для размаха 1–2,

Дисперсия дозы фликера для размаха 1–2,

Используя программу, написанную авторами для автоматизации расчетов (проходит процедуру регистрации), производится расчет математического ожидания и дисперсии дозы фликера для остальных размахов. А также данная программа позволяет получить величину кратковременной дозы фликера для интервала времени 10 минут, которая составляет: математическое ожидание – , дисперсия – .

Выводы

1. Для расчета колебаний напряжения сети и дозы фликера, создаваемых асинхронными электродвигателями с повторно-кратковременным режимом работы и случайной нагрузкой, предлагается описывать электрические нагрузки и напряжения сети решетчатыми моделями, а их математические ожидания и дисперсии интерполировать сплайн-функциями первой степени.

2. Случайная величина дозы фликера является функцией двух случайных аргументов – размаха изменения напряжения и длительности импульса напряжения. Учитывая это, авторами предложены математические выражения для расчета математического ожидания и дисперсии дозы фликера по числовым характеристикам размаха изменения напряжения и длительности импульса напряжения.

3. Предложенную методику расчета дозы фликера рекомендуется использовать для решения методических вопросов и разработки технических мероприятий обеспечения электромагнитной совместимости асинхронных электродвигателей, имеющих резкопеременный характер нагрузки, с питающей их электрической сетью.

Источник

Кратковременная доза фликера что это

ГОСТ Р 51317.3.3-99
(МЭК 61000-3-3-94)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Совместимость технических средств электромагнитная

КОЛЕБАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ И ФЛИКЕР, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ТЕХНИЧЕСКИМИ
СРЕДСТВАМИ С ПОТРЕБЛЯЕМЫМ ТОКОМ НЕ БОЛЕЕ 16 А (В ОДНОЙ ФАЗЕ),
ПОДКЛЮЧАЕМЫМИ К НИЗКОВОЛЬТНЫМ СИСТЕМАМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Нормы и методы испытаний

Electromagnetic compatibility of technical equipment. Voltage fluctuation and fliker
impressed on low-voltage supply systems by equipment with rated current 16 A.
Limits and test methods

Дата введения 2002-01-01

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации в области электромагнитной совместимости технических средств (ТК 30)

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 24 декабря 1999 г. N 701-ст

3 Настоящий стандарт содержит аутентичный текст международного стандарта МЭК 61000-3-3 (1994-12), изд.1 «Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 3. Нормы. Раздел 3. Ограничение колебаний напряжения и фликера в низковольтных системах электроснабжения для оборудования с номинальным потребляемым током 16 А» с дополнительными требованиями, отражающими потребности экономики страны

Введение

Стандарт МЭК 61000-3-2-94 является частью стандартов МЭК серии 61000 «Электромагнитная совместимость» согласно следующей структуре:

Общее рассмотрение (введение, фундаментальные принципы)

Часть 2 Электромагнитная обстановка

Описание электромагнитной обстановки

Классификация электромагнитной обстановки

Уровни электромагнитной совместимости

Нормы помехоустойчивости (в тех случаях, когда они не являются предметом рассмотрения техническими комитетами, разрабатывающими стандарты на продукцию)

Часть 4 Методы испытаний и измерений

Часть 5 Руководства по установке и помехоподавлению

Руководства по установке

Руководства по помехоподавлению

Часть 6 Общие стандарты

Каждая часть подразделяется на разделы, которые могут быть опубликованы как международные стандарты либо как технические отчеты.

Указанные стандарты и технические отчеты будут опубликованы в хронологическом порядке и соответственно пронумерованы.

Настоящая часть представляет собой стандарт электромагнитной совместимости, распространяющийся на группу однородной продукции.

1 Область применения

Стандарт устанавливает нормы изменений напряжения, которые могут быть созданы техническими средствами (ТС) при испытаниях в регламентированных условиях, и содержит указания по методам оценки.

При соблюдении норм, установленных настоящим стандартом, должна обеспечиваться электромагнитная совместимость низковольтных распределительных электрических сетей и подключаемых к ним ТС в части колебаний напряжения и фликера, создаваемых ТС.

Установленные настоящим стандартом нормы должны быть приведены в стандартах и технической документации на ТС конкретного вида (типа).

Испытания в соответствии с настоящим стандартом являются типовыми (испытаниями одного или нескольких образцов ТС, изготовленных в соответствии с определенной технической документацией, имеющих идентичные характеристики, с целью подтвердить соответствие требованиям настоящего стандарта).

Условия проведения испытаний ТС некоторых видов установлены в приложении А, схема испытательной установки приведена на рисунке 1.

Источник электропитания содержит генератор напряжения электропитания и стандартное полное сопротивление с элементами:

Ом; Ом на частоте 50 Гц;

Ом; Ом на частоте 50 Гц.

Элементы стандартного полного сопротивления включают полное сопротивление генератора. Если полное сопротивление источника электропитания точно не установлено, см. 6.2.

1 Нормы, установленные в настоящем стандарте, основываются на оценках дозы фликера, наблюдаемого при использовании ламп накаливания с биспиральными нитями напряжением 230 В и мощностью 60 Вт, вызываемого колебаниями питающего напряжения. Для систем с номинальным напряжением фаза-нейтраль, меньшим 220 В, и/или частотой 60 Гц нормы и схема испытательной установки не рассматривались.

2 Специальные ТС, не имеющие широкой сферы применения, схемно-конструктивные решения которых не позволяют обеспечить соответствие нормам настоящего стандарта, могут подлежать ограничениям в установке и требовать разрешения энергоснабжающих организаций перед подключением к электрическим сетям.

Руководство по оценке указанных ТС приведено в [1].

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на [1]-[4], а также следующие стандарты:

ГОСТ Р 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 30372-96/ГОСТ Р 50397-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения*

3 Определения

В настоящем стандарте применяют термины, установленные в ГОСТ 16504, ГОСТ 23875, ГОСТ 30372/ГОСТ Р 50397, [З], а также следующие:

3.2 Характеристика изменения напряжения — функция времени, определяемая изменениями среднеквадратичных значений напряжения между интервалами времени, когда напряжение неизменно, по крайней мере, в течение 1 с (см. 4.2.3 и рисунок 2).

3.3 Максимальное изменение напряжения — разность между максимальным и минимальным значениями характеристики изменения напряжения (рисунок 2).

Источник