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

Что такое доза фликера

Качество электроэнергии – актуальная проблема для ее потребителей. Отклонение показателей электроэнергии от установленных норм оказывает негативное влияние на ход технологических процессов, снижает эффективность функционирования и ресурс электрооборудования, увеличивает энергопотребление. Качество электроэнергии легло в основу требований изложенных на страницах ГОСТ 32144-2013. Среди одиннадцати, установленных стандартом параметров отмечают изменения напряжения (например, его установившееся значение отклонения δUу или размах изменения δUt), частоты, коэффициенты искажений и многие другие параметры. В числе первых приводится упоминание дозы фликера Pt.

Фликер (flicker) в переводе с английского означает «мерцание». Низкочастотные, в пределах 7 –10 Гц колебания светового потока ламп источников искусственного освещения (светодиодные и люминесцентные лампы, лампы накаливания), возникающие при колебаниях напряжения, несут отрицательное воздействие на психику человека, способствуют повышенной раздражительности и утомляемости. По результатам исследований пик раздражающего воздействия фликера на человека приходится на значения δUt=29%, при частоте колебаний 8.8 герца.

Дозой фликера принято считать меру его восприимчивости к негативному воздействию мерцания в течение определенного временного промежутка. По временному воздействию различают:

Наблюдать за уровнями фликера и определять величину их доз позволяют специальные приборы фликерметры.

Нормы дозы фликера, установленные стандартом

Стандарт ГОСТ 32144-2013 устанавливает нормы на качество электроэнергии, поступающей в электрическую сеть, в частности он регламентирует величины допустимых значений фликера. Так, установленные стандартом нормы допуска колебаний δUt, а также сумм установившихся значений δUу не должны превышать ±10 % от их номинальных значений. В отношении значений фликера предельно допустимые нормы при одинаковом колебании напряжения должны составлять:

В помещениях предусматривающих длительное напряжение зрительных органов с использованием ламп накаливания эти нормы составят 1.0 и 0.74 соответственно.

Причины появления фликера и способы борьбы с явлением

Провоцирующим фактором для фликера являются скачкообразные отклонения напряжения, причинами которых могут выступать различные нагрузочные изменения. В частности регулярные изменения питающего напряжения:

Явление фликера проявляется в сетях с регулярными изменениями нагрузки, поэтому окончательно избавиться от него в условиях освещения производственных помещений невозможно, однако можно существенно снизить нежелательный эффект. Добиваются этого различными способами, в первую очередь:

Такие меры позволяют свести к минимуму скачки напряжения в осветительной сети и минимизировать вред от восприятия фликера.

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

Электрическая энергия как товар используется во всех сферах жизнедеятельности человека, обладает совокупностью специфических свойств и непосредственно участвует при создании других видов продукции, влияя на их качество. Понятие качество электроэнергии (КЭ) отличается от понятия качества других видов продукции. Каждый электроприемник (ЭП) предназначен для работы при определенных параметрах электрической энергии: номинальных частоте, напряжении, токе и т.п., поэтому для нормальной его работы должно быть обеспечено требуемое КЭ. Таким образом, качество электрической энергии определяется совокупностью ее характеристик, при которых ЭП могут нормально работать и выполнять заложенные в них функции.

К основным задачам измерения и анализа показателей качества электроэнергии (ПКЭ) относятся: обнаружение помех и их оценка; регистрация измеренных числовых характеристик в целях обработки и отображения результатов; оценка измеренных значений показателей качества электроэнергии на соответствие установленным требованиям; определение источника помех; проведение коммерческих расчетов между поставщиком и потребителем электроэнергии. Для организации измерений необходимо определить вид контроля, точку осуществления измерений и виды контролируемых ПКЭ. В зависимости от длительности наблюдения можно выделить два вида организации контроля КЭ: периодический и постоянный [4]. Отличие постоянного контроля от периодического заключается в непрерывности времени измерений и обработки результатов.

Возможны два варианта реализации поставленной задачи по измерению и анализу ПКЭ: система мониторинга, основанная на методах виртуального моделирования физических процессов; система мониторинга, основанная на применении контрольно-измерительных приборов [3]. На сегодняшний день методы виртуального моделирования широко применяются во всех областях науки и производства, так как они позволяют оперативно и с наименьшими затратами определить определенные параметры конечного результата. Особенно широко виртуальное моделирование применяется в проектной деятельности. Основным преимуществом второго варианта системы мониторинга ПКЭ является высокая точность, так как метод основан на измерениях физических величин [1, 5–8]. Также исследования, направленные на использование этого метода, позволяют определить принципиально новые требования к приборам учета и мероприятиям, обеспечивающим оптимизацию ПКЭ.

В настоящее время утверждены новые стандарты ГОСТ Р 51317.4.7-2008 и ГОСТ Р 51317.4.30-2008, регламентирующие методы измерения ПКЭ. Эти стандарты базируются на международных стандартах МЭК 61000, разработанных для пересмотра европейского стандарта на КЭ EN 50160. Также с 1 июля 2014 года вводится в действие новый ГОСТ Р 54149-2010, устанавливающий требования к допустимому уровню помех в электрических сетях общего назначения.

Современные анализаторы ПКЭ должны обеспечивать измерение следующих характеристик в соответствии с требованиями действующего в настоящее время ГОСТ 13109-97 [2]: действующее напряжение и напряжение основной частоты; установившееся отклонение напряжения; частоту; коэффициенты несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям, искажения синусоидальности кривой напряжения, n-ой гармонической составляющей напряжения, временного перенапряжения; отклонение частоты; длительности провала напряжения, временного перенапряжения; глубину провала напряжения; размах изменения напряжения; кратковременную и длительную дозу фликера; угол фазового сдвига между фазными напряжениями основной частоты; активную и реактивную мощности.

Измерения ПКЭ и их дальнейший анализ при работе асинхронного двигателя проводились с использованием средств измерений и программного обеспечения типа «Ресурс». Измерители «Ресурс-UF2M» имеют один четырехканальный универсальный вход измерения напряжения и два четырехканальных входа тока (с номинальными значениями тока 1 и 5 А).

На рис. 1 показан измерительный стенд: трёхфазный источник питания, асинхронный двигатель, прибор «Ресурс-UF2М» с токоизмерительными клещами.

Рис. 1. Измерительный стенд с прибором «Ресурс-UF2М»

Входы напряжения и каждый вход тока гальванически изолированы между собой, что позволяет подключать прибор последовательно с другими устройствами (счетчиками электроэнергии, регистраторами и т.п.). Для измерения в схемах с двумя трансформаторами тока применяется специальный режим, когда отсутствующий ток рассчитывается на основании измеряемых. Измерители могут быть использованы в качестве образцовых счетчиков электроэнергии при проверке (или поверке) счетчиков электроэнергии классов точности 0,5 и менее точных на месте эксплуатации. Устройства считывания подключаются к интерфейсу RS-232 измерителя.

В качестве схемы измерения была выбрана трехфазная четырехпроводная система, так как она соответствует схеме подключения анализатора «Ресурс-UF2М» (рис. 2).

Рис. 2. Трехфазная четырехпроводная схема измерения напряжения (220/380 В) с использованием токоизмерительных клещей

Все полученные данные измерялись с интервалом 1 секунда и имеют очень большой объем в табличном эквиваленте. Для получения усредненных суточных графиков с минутным интервалом измерения воспользуемся методикой обработки и анализа результатов программного обеспечения «Ресурс-UF2Plus». Оно предназначено для чтения всех архивируемых значений параметров с измерителей ПКЭ типа «Ресурс», их отображения, сохранения и экспорта в Microsoft Excel. Также обеспечивает работу с файлами, записанными измерителями «Ресурс-UF2М» непосредственно на подключенный внешний USB-накопитель данных типа flash-диска.

В качестве электродвигателя использовался трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором марки АИР56А4УЗ, параметры которого приведены в таблице.

Технические данные асинхронного двигателя АИР56А4УЗ

Источник