X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Показателями качества электроэнергии, относящимися к медленным изменениям напряжения электропитания, являются отрицательное δU_(-) и положительное δU₍₊₎ отклонения напряжения электропитания в точке передачи электрической энергии, вычисляемые в процентах от номинального значения:

δU_(-)=[U₀-U_m(-)/U₀]x100, (1)

δU₍₊₎=[U₀-U_m(+)/U₀]x100, (2)

где U_(-), U₍₊₎ — наименьшие и наибольшие значения напряжения электропитания усредненные в интервале времени от 1 минуты до 10 мин в соответствии с требованиями ГОСТ 30804.4.30 -2013, подраздел 5.12 [2].

Одиночные быстрые изменения напряжения не превышают 5% в электрических сетях низкого напряжения, но иногда изменения напряжения с малой продолжительностью могут доходить до 10% и происходить несколько раз в день. Если напряжение во время изменения пересекает пороговое значение в начале провала напряжения или перенапряжения, то одиночное быстрое изменение классифицируют как провал напряжения или перенапряжение.

.Отклонение напряжения определяется разницей между действующим и номинальным значениями напряжения:

δU=U-U_ном, В (3)

δU=(U-U_ном)/U_номх100, %, (4)

где U– действующее значение напряжения, В,

U_ном– номинальное значение напряжения, В

Мощность, потребляемая источниками света, изменяется в зависимости от отклонения напряжения в сети. В диапазоне отклонения напряжения ±10% от U_ном для ламп накаливания используется соотношение:

_ (5)

где U₀–номинальное напряжение на лампе,

U –фактическое напряжение на лампе,

P₀–номинальная мощность, потребляемая лампой,

P –фактическая мощность, потребляемая лампой.

При отклонениях напряжения в пределах±10% от U_ном изменение мощности, потребляемой лампами низкого давления и высокого давления типа ДРЛ, натриевыми лампами ДнАТ, ксеноновыми типа ДКсТ, рассчитывается из соотношений:

_ – для ЛЛ и ДРЛ,

_ – для ДРИ,

_ – для ДНат,

_ – для ДКсТ, (6)

где _U –номинальное напряжение на лампе,

U –то же, что и в формуле (1.5)

ΔP– номинальная мощность, потребляемая лампой,

P – то же, что и в формуле (1.5)

Дополнительные потери активной мощности, вызванные отклонением напряжения на зажимах электроприемника, определяются из выражения:

_ (7)

где δP_δU– потери мощности в электрооборудовании при напряжении отличном от номинального, кВт,

ΔP – потери мощности в электрооборудовании при номинальном напряжении, кВт.

Удельные дополнительные потери активной мощности определяются в перерасчете на 1 кВт номинальной мощности и могут быть выражены в % из выражения:

_ (8)

где P_ном – номинальная мощность потребляющего устройства.

Удельный перерасход активной мощности, исчисляемый в процентах к потерям в номинальном режиме, показывает, насколько сильно отклонение напряжения влияет непосредственно на потери мощности в электрооборудовании. Таким образом, можно сделать вывод, что потери мощности в источниках света увеличиваются при повышении напряжения [6].

Точность большинства современных стабилизаторов напряжения колеблется в диапазоне от 0,5 % до 8 %. Заявленной точности в 8 % вполне достаточно для обеспечения нормальной работы практически всей современной бытовой и промышленной электротехники, оборудованной инверторными и импульсными блоками питания. Но стоит учесть, что важным потребительским параметром является способность стабилизатора работать на заявленной мощности во всем диапазоне входного напряжения и далеко не все стабилизаторы соответствуют этому параметру.

Важно учитывать, что некачественным напряжением считается не только низкое, но и высокое, и неравномерное напряжение. Любые отклонения от нормы приводят к негативным последствиям.

В электрической сети потребителя должны быть обеспечены условия, при которых отклонения напряжения питания на зажимах электроприемников не превышают установленных для них допустимых значений при выполнении требований настоящего стандарта к КЭ в точке передачи электрической энергии.

Согласованное напряжение электропитания Uс – напряжение, отличающееся от стандартного номинального напряжения электрической сети по ГОСТ 29322-2014, согласованное для конкретного пользователя электрической сети при технологическом присоединении в качестве приемника электропитания.

Практически любой электрический потребитель болезненно реагирует на длительное (более 15 минут) повышенное напряжение. В первую очередь это сказывается на оптических источниках излучения в теплицах при культивировании растений в условиях светокультуры.

Характеристики повышенного напряжения приведены на рисунке 1

Рисунок 1 — Повышенное напряжение. Снято ПКЭ-А с РУ-0,4 кВ

ТП-949 в д. Клетно Гатчинского района Ленинградской области

В процессе эксплуатации после зажигания у стандартных ламп происходит медленное повышение напряжения горения, которое у современных ДНаТ-400 составляет в среднем около 2 В за 1000 ч. При этом, когда напряжение на лампе возрастает настолько, что она не может перезажигаться при данном напряжении сети и соответствующем балласте, она гаснет. С увеличением частоты включений увеличивается скорость спада светового потока и роста напряжения на лампе, что постепенно сокращает срок службы ламп.

Специфической особенностью теплиц является одновременное наличие нескольких факторов, оказывающих независимое изначительное влияние на энергетические показатели НЛВД. В первую очередь это повышенные влажность и температура воздуха, которые в сочетании с содержанием различных взвешенных примесей в атмосфере теплицы значительно снижают способность колбы лампы к полноценному пропусканию света. Кроме того, покрытие стеклянной колбы этими примесями со временем вызывает нарушение теплового баланса и перегрев лампы. Это приводит к изменению энергетических характеристик ламп в процессе использования.

Также известно, что спектральный состав у газоразрядных ламп изменяется в процессе их работы из-за выгорания наполнителя, что приводит к последующему облучению растений светом несоответствующего спектрального состава и, следовательно, к снижению урожайности [ 5 ].

В конечном итоге, изменение энергетических характеристик НЛВД приводит к снижению эффективности преобразования электроэнергии.

Литература

1. ГОСТ 30804.4.30-2013 Методы измерений качества электрической энергии. М. Стандартинформ, 2014

2. ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М. Стандартинформ, 2014

3.Беззубцева М.М. Электротехнологии и электротехнологические установки; учебное пособие. – СПб,СПбГАУ. 2011 – 242 с.

4.Беззубцева М.М., Гулин С.В., Пиркин А.Г. Менеджмент и инжиниринг в энергетической сфере агропромышленного комплекса: Учебное пособие.-СПб.: Изд-во СПбГАУ, 2015.-150 с.

5.Гулин С.В. Энергетическая эффективность спектральных параметров облучательных установок селекционных климатических сооружений// Известия МААО,№18 – 2013 – C.8 -11.

6.Гулин С.В. Регулирование мощности газоразрядных источников облучения растений в вегетационных климатических установках// Проблемы механизации и электрификации сельского хозяйства. – Краснодар, 2014 – C.232-235.

7.Гулин С.В., Пиркин А.Г. Оценка влияния нестабильности питающего напряжения на эффективность функционирования облучательных установок в сооружениях защищенного грунта. Известия СПбГАУ, СПб – 2015- №40 – С.259-264.

8.Гулин С.В. Спектральное перераспределение энергии оптического излучения растениеводческих ламп в режиме регулирования мощности.// Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования. - СПб. СПбГАУ, 2015. - С. 349-352.

Код для цитирования: Скопировать