Технологический ущерб при пониженном качестве электроэнергии

Технологический ущерб от работы электроприемников при пониженном качестве электроэнергии определяется в основном видом технологического процесса и характером выпускаемой продукции. Очевидно, что снижение производительности оборудования на 1 % приведет к различным экономическим последствиям в случаях выпуска дорогостоящей и малоценной продукции. Обычно технологический ущерб обусловлен расстройствами технологических процессов, приводящими к снижению количества и качества выпускаемой продукции, вплоть до ее брака.

Расстройства технологических процессов происходят обычно из-за сбоев систем автоматического управления, вызванных помехами в сети. Технологический ущерб может наблюдаться как на промышленных предприятиях, так и в энергосистемах. Например, вследствие помех, вызываемых высшими гармониками, могут неправильно работать устройства телеуправления и релейной защиты, что приводит к расстройству процесса передачи энергии.

Для оценки технологического ущерба используют зависимости изменения общей стоимости товарной продукции от уровня подводимого напряжения, называемые в специальной литературе экономическими характеристиками. При построении такой характеристики следует учитывать лишь добавочную стоимость продукции, так как при сокращении объема ее выпуска обычно снижается и расход материалов. Экономические характеристики трудно поддаются обобщению, поэтому их получают экспериментально для конкретного предприятия.

Зависимость объема выпускаемой продукции от уровня и частоты подводимого напряжения хорошо прослеживается на полностью автоматизированных участках и на предприятиях, где в силу специфики технологического процесса человек выполняет лишь контрольные функции. К таким объектам могут быть отнесены автоматические линии, химические производства, добыча и перекачка нефти, газа и т. п. На предприятиях, где человек входит в технологический процесс в качестве необходимого звена (сборочные цехи, токарные, слесарные подразделения и т. п.), возникают возможности компенсации последствий низкого качества электроэнергии с помощью увеличения интенсивности и продолжительности труда, поэтому получить экономическую характеристику экспериментально, как правило, не удается.

Согласно результатам проведенных обследований напряжение обратной последовательности в промышленных сетях 6-10 кВ достигает 4-5 %, а уровни высших гармоник напряжения 20 %. В городских сетях уровни гармоник напряжения меньше (до 3 %), что обусловлено малым удельным весом искажающих электроприемников в общем потреблении. Сами же электроприемники имеют гораздо более искаженную форму кривой потребляемого тока, чем в промышленности. Например, для цветных телевизоров с тиристорно-импульсным входом ток пятой гармоники достигает 40 % тока первой, а седьмой — 25 %.

Основным параметром электроэнергии, определяющим технологический ущерб и расход энергии в промышленных сетях, является отклонение напряжения. Этот же параметр существенно влияет и на общий расход энергии в городских сетях. Так как снижение напряжения приводит к резкому снижению светоотдачи ламп, то для создания той же освещенности приходится использовать лампы большей мощности.

Наиболее опасные параметры электроэнергии определяются типом технологического процесса на производстве. Например, в сварочном производстве кратковременные выбросы напряжения могут вызывать брак продукции из-за прожога свариваемых деталей, а провалы напряжения — из-за непровара деталей; на ткацких производствах наиболее опасными являются колебания напряжения, приводящие к резким изменениям скорости двигателей и обрывам нитей и т. д.

Источник: Ю. С. Железко. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии