Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

  • ГОСТ 13109-99 устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в электрических сетях систем электро­снабжения общего назначения переменного трехфазного и одно­фазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных по­требителей, или приемники электрической энергии (точки общего присоединения — ТОП).
  • Этот ГОСТ устанавливает 11 основных показателей качества электроэнергии (ПКЭ):
  • 1) отклонение частоты δf;
  • 2) установившееся отклонение напряжения δUу;
  • 3) размах изменения напряжения δU1
  • 4) дозу фликера (мерцания или колебания) Рt;
  • 5) коэффициент искажения синусоидальности кривой напряже­ния КU
  • 6) коэффициент п-й гармонической составляющей напряжения КU(n)
  • 7) коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности К2U',
  • 8) коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последо­вательности К0U;
  • 9) глубину и длительность провала напряжения δUn , ∆tn;
  • 10) импульсное напряжение Uимп;
  • 11) коэффициент временного перенапряжения КлерU.
  • При определении значений некоторых показателей КЭ исполь­зуют следующие вспомогательные параметры электрической энер­гии:
  • 1) частоту повторения изменений напряжения FδUt
  • 2) интервал между изменениями напряжения ∆ti, ti + 1
  • 3) глубину провала напряжения δUn;
  • 4) частота появления провалов напряжения Fn.
  • 5) длительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды ∆tимп0,5;
  • 6) длительность временного перенапряжения ∆tпер U

Установлены два вида норм ПКЭ: нормально допустимые (норм.) и предельно допустимые (пред.)

1.2. Отклонение частоты и причины его возникновения

  1. Отклонение частоты в электрической системе, Гц, характеризу­ет разность между действительным и номинальным значениями частоты переменного тока в системе электроснабжения и опре­деляется по выражению
  2. δf = f — fном (1)
  3. Допустимые нормы по отклонению частоты составляют
  4. δfнорм= ± 0,2 Гц,        δfпред =± 0,4 Гц

Частота переменного тока в электрической системе определяет­ся скоростью вращения генераторов электростанций. Номинальное значение частоты в ЕЭС России 50 Гц в электрической системе мо­жет быть обеспечено при условии наличия резерва активной мощ­ности. В каждый момент времени в электрической системе должно забыть обеспечено равенство (баланс) между мощностью генераторов электростанций и мощностью, потребляемой нагрузкой с учетом потерь мощности на передачу в электрической сети . Ввод резервной мощности возможен в системе за счет допол­нительного расхода энергоносителя турбин электростанций.

1.3. Отклонение напряжения

Отклонение напряжения характеризуется показателем установив­шегося отклонения текущего значения напряжения С/ от номиналь­ного значения С/ном:

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели (2)

Отклонение напряжения обусловлено изменением потерь напря­жения (см. гл. 12), вызываемых изменением мощностей нагрузок. Отклонение напряжения нормируется на выводах приемников элек­трической энергии:

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели (3)

1.4. Колебания напряжения

Колебания напряжения характеризуются размахом изменения напряжения δU1, , частотой повторения изменений напряжения FδUt, ин­тервалом между изменениями напряжения ∆ti, ti + 1 , дозой фликера Рt.

Источниками колебаний напряжения являются потребители элек­троэнергии с резкопеременным графиком потребления мощности (особенно реактивной). К ним относятся: дуговые сталеплавильные печи, электросварка, поршневые компрессоры и ряд других.

При рез­ком возрастании нагрузки происходит резкое увеличение потерь на­пряжения в ветвях сети, питающих эту нагрузку. В результате резко уменьшается напряжение на приемном узле ветви.

При резком умень­шении нагрузки происходит уменьшение потерь напряжения и, сле­довательно, увеличение напряжения на приемном узле ветви.

Отмечается, что в электрических сетях распространение колеба­ний напряжения происходит в направлении к шинам низкого на­пряжения практически без затухания, а к шинам высокого напря­жения — с затуханием по амплитуде. Этот эффект проявляется в зависимости от мощности короткого замыкания SКЗ.СИСТ системы. При распространении колебаний напряжения в любом направле­нии их частотный спектр сохраняется.

Размах изменения напряжения —  разность между сле­дующими друг за другом действующих значений напряжения лю­бой формы, т. е. между следующими друг за другом максимальным и минимальным значениями огибающей действующих значений на­пряжения.

Огибающая действующих (среднеквадратичных) значений напря­жения — ступенчатая временная функция, образованная действую­щими значениями напряжения, определенными на каждом полупе­риоде напряжения основной частоты.

Если огибающая действующих значений напряжения имеет го­ризонтальные участки (при спокойном графике нагрузки), то раз­мах изменения напряжения определяется как разность между соседними экстремумом (максимумом  или минимумом ) и горизонтальным участком или как разность между соседними го­ризонтальными участками (рис.1).

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

Длительность изменения напряжения — интервал времени от начала одиночного изменения напряжения до его конечного зна­чения (см. рис. 1).

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

Рис. 1. Колебания напряжения (пять размахов изменений напряжения)

Ф л и к е р (мерцание) — субъективное восприятие человеком ко­лебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети, питаю­щей эти источники.

Доза фликера — мера восприимчивости человека к воз­действию фликера за установленный промежуток времени, т. е. ин­тегральная характеристика колебаний напряжения, вызывающих у человека накапливающееся за установленный период времени раз­дражение мерцаниями (миганиями) светового потока.

Дозу фликера напряжения в процентах в квадрате вычисляют по выражению

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

Время восприятия фликера — минимальное время для субъектив­ного восприятия человеком фликера, вызванного колебаниями на­пряжения.

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

Рис. 2. Зависимости частоты допустимых изменений напряжения от частоты их появления

Предельно допустимые значения размаха изменения напряже­ния в точках общего присоединения к электрическим сетям в зависимости от частоты повторения изменений напряжения FδUt, или интервала между изменениями напряжения равны значени­ям, определяемым по кривым рис. 2.

Кривая 1 — для потребите­лей электрической энергии, располагающих лампами накаливания. Кривая 2 — в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение.

Перечень помещений с разрядами работ, требующих значительного зрительного напряжения, устанавливают в норма­тивных документах, утверждаемых в установленном порядке.

Предельно допустимое значение суммы установившегося откло­нения напряжения δUy и размаха изменений напряжения δUt, в точ­ках присоединения к электрическим сетям напряжением 0,38 кВ рав­но ±10% от номинального напряжения.

Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фли­кера Р5t при колебаниях напряжения равно 1.38, а для длительной дозы фликера РLt при тех же колебаниях напряжения равно 1,0.

Кратковременную дозу фликера определяют на интервале вре­мени наблюдения, равном 10 мин. Длительную дозу фликера опре­деляют на интервале времени наблюдения, равном 2 ч.

Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фли­кера РSt в точках общего присоединения потребителей электричес­кой энергии, располагающих лампами накаливания в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, равно 1,0, а для длительной дозы фликера РLt в этих же точках равно 0,74.

1.5. Несинусоидальность напряжения

Несинусоидальность напряжения появляется потому, что в кри­вой напряжения, помимо гармоники основной частоты , имеют место гармоники  других высших частот, кратных основ­ной частоте (п = 2, 3, 4,…, и т.д.). Гармоники обычно определяются разложением кривой фактического напряжения в ряд Фурье.

Причиной возникновения несинусоидальности напряжения явля­ется наличие потребителей электроэнергии с нелинейной вольт-ампер­ной характеристикой. Основной вклад в несинусоидальность напря­жения вносят тиристорные преобразователи электрической энергии, получившие широкое распространение в промышленности.

Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими показателями:

  • коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения;
  • коэффициентом «-и гармонической составляющей напряжения.
  • Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кu, %, является отношением суммарного действующего значения всех высших гармоник к действующему значению напряжения ос­новной гармоники, причем п ≥ 2

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

  • Таблица.1 Значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения, %
  • При определении коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения допускается не учитывать гармонические со­ставляющие порядка и > 40 или действующее значение которых ме­нее 0,3 от U(1).
  • Предельно допустимое значение коэффициента n-й гармоничес­кой составляющей напряжения вычисляют по
  • Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели(8)
  • где KU(n)норм — нормально допустимое значение коэффициента п-й гармонической составляющей напряжения.

1.6. Несимметрия напряжения

Несимметрия трехфазной системы напряжений появляется при наличии в трехфазной электрической сети напряжений обратной и нулевой последовательностей, значительно меньших по величине соответствующих составляющих напряжения прямой (основной) последовательности.

Основной причиной возникновения несимметрии напряжения являются потребители с несимметричным потреблением мощности по фазам.

К ним относятся: однофазные потребители, включаемые на фазное либо междуфазное напряжения; трехфазные потребите­ли с несимметричным потреблением мощности по фазам (в частно­сти, дуговые сталеплавильные печи, сварочные установки). Причи­ной несимметрии напряжений может быть также несимметрия со­противлений сети по фазам.

  1. Несимметрия трехфазной системы напряжений характеризуется коэффициентами несимметрии обратной последовательности, и нулевой последовательности, которые представля­ют собой отношение действующего значения напряжения соответ­ственно обратной и нулевой последовательности к действующему значению напряжения прямой последовательности (к номинально­му напряжению):
  2. Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели (9)
  3. U2(1) и U01) дейвующие значения напряжения соответствен­но обратной и нулевой последовательностей основной частоты трех­фазной системы напряжений, В и кВ.

1.7. Провал напряжения

Провал напряжения — внезапное значительное снижение напря­жения в точке электрической сети ниже 0,9Uном, которым следу­ет восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня через промежуток времени от десяти миллисекунд до нескольких десятков секунд (рис. 3).

Рис. 3. Провал напря­жения

  • Провал напряжения характеризуется глубиной (по отноше­нию к значению напряжения в нормальном режиме) и длительнос­тью.
  • Длительность провала напряжения ∆t — интервал времени между начальным моментом провала напряжения и моментом восстанов­ления напряжения до первоначального или близкого к нему уровня .
  • Глубина провала напряжения может изменяться от 10 до 100%, длительность — от сотых до нескольких десятых секунды (в некото­рых случаях — секунды).
  • Вспомогательной характеристикой является частота появления про­валов напряжения Рп — число провалов напряжения определенной глу­бины и длительности за определенный промежуток времени по отно­шению к общему числу провалов за этот же промежуток времени.

Основной причиной появления провалов напряжения в системе электроснабжения являются короткие замыкания в отходящих от цепи питания данного узла нагрузки ответвлениях электрической сети высокого (35…220 кВ), среднего (6… 10 кВ) напряжений и в сетях с напря­жением до 1 кВ.

Провалы напряжения не нормируются, поскольку они неизбежны настолько же, насколько неизбежны короткие замыкания.

Однако знать статистику по частоте, глуби­не и длительности провалов напряжения в системе электроснабжения необходимо для аргументированного использования агрега­тов и источников бесперебойного питания с целью электроснабжения особенно чув­ствительных к провалам напряжения потребителей. К ним относятся: электронные микропроцессорные устрой­ства управления, компьютеры, серверы и ряд других.

1.8. Импульсное напряжение

Искажение формы кривой питающего напряжения может про­исходить за счет появления высокочастотных импульсов при ком­мутациях сети, работе разрядников и т.п.

Читайте также:  Что такое силовой трансформатор, его назначение и конструктивные особенности

Импульс напряжения — резкое изменение напряжения в точке элек­трической сети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток време­ни до нескольких миллисекунд (т. е. меньше полупериода) (рис. 4).

Рис. 4. Импульс напряжения

  1. Импульсное напряжение характеризуют следующие величины:
  2. амплитуда импульса Uимп — максимальное мгновенное значение импульса напряжения;
  3. длительность импульса — интервал времени между начальным моментом импульса напряжения и моментом восстановления мгно­венного значения напряжения до первона­чального или близкого к нему уровня; ча­сто длительность импульса оценивается по уровню 0,5 его амплитуды ∆tимп о,5.

В электрическую сеть напряжением 220…380В может проникать импульсное напряжение до 3… 6 кВ.

Наиболее чувствительны к импульс­ным напряжениям электронные и микро­процессорные элементы систем управления и защиты, компьютеры, серверы и компьютерные станции.

Основным способом защиты от импульсных напряжений является использование ограничителей перенапряжения (ОПН) на основе металло- оксидных соединений.

1.9. Временное перенапряжение

Временное перенапряжение — повышение напряжения в точке электрической сети выше 1,1Uном продолжительностью более 10 мс, возникающее в системах электроснабжения при коммутациях или коротких замыканиях.

Коэффициент временного перенапряжения КперU — величина, равная отношению максимального значения огибающей ампли­тудных значений напряжения за время существования временно­го перенапряжения к амплитуде номинального напряжения сети. Длительность временного перенапряжения ∆tперU — интервал времени между начальным моментом возникновения временного перенапряжения и моментом его исчезновения.

Источник: http://xn—-8sbnaarbiedfksmiphlmncm1d9b0i.xn--p1ai/kachestvo-elektroenergii/145-pokazately-kac

Показатели качества электроэнергии

Содержание:

Качество электроэнергии, поставляемое в наши дома, не всегда является удовлетворительным. Мы часто говорим: «напряжение просело», «напряжение прыгает», «скачки напряжения», «плохое напряжение». Давайте разберемся вместе с этими понятиями. Следует отметить сразу, что точные определения отклонений от норм качества электроэнергии очень сложные.

В рамках одной статьи невозможно дать полное описание требований к параметрам электричества и способам проведения официальных измерений. Тексты соответствующих ГОСТов и стандартов занимают десятки страниц и содержат многочисленные сложные формулы проведения расчётов.

В данной статье мы дадим лишь общее понимание основных требований к качеству электроэнергии и простые описания часто встречающихся отклонений

Основные показатели качества электроэнергии

Список основных показателей качества электрической энергии:

  • установившееся отклонение напряжения;
  • размах изменения напряжения;
  • доза фликера;
  • коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения;
  • коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения;
  • коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
  • коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;
  • отклонение частоты;
  • длительность провала напряжения;
  • импульсное напряжение;
  • коэффициент временного перенапряжения.

Отклонение напряжения

Одним из параметров качества электроэнергии является отклонение напряжения.

Отклонение напряжения определяется значением установившегося отклонения напряжения. Для значения отклонения напряжения установлены нижеследующие нормы: нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на выводах приемников электроэнергии равны соответственно +5 и +10% от номинального напряжения электрической сети.

Значение отклонения напряжения определяется при длительности процесса более одной минуты. Нормально допустимым отклонением напряжения считается диапазон в 5%, то есть: +/-5% (от 209 В до 231  В). Предельно допустимым отклонением напряжения считается диапазон в 10%, то есть: +/-10% (от 198 В до 242 В).

Для определенных выше показателей качества электроэнергии действуют следующие нормативы: положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10% номинального или согласованного значения напряжения в течение 100% времени интервала в одну неделю.

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

Колебание напряжения

Одним из параметров качества электроэнергии является колебание напряжения.

Колебания напряжения характеризуются следующими показателями:

  • размахом изменения напряжения;
  • дозой фликера.

Значения колебания напряжения имеют те же самые нормы, что и отклонение напряжения с единственным отличием: длительность процесса менее одной минуты. Нормально допустимым колебанием напряжения считается диапазон в 5%, то есть: +/-5% (от 209 В до 231  В). Предельно допустимым колебанием напряжения считается диапазон в 10%, то есть: +/-10% (от 198 В до 242 В).

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

Замечание: не следует путать требования ГОСТа к качеству электроэнергии в сети (ГОСТ Р 54149-2010 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная») и ГОСТов, описывающих качество электропитания для электрических приборов (напр.

ГОСТ Р 52161.2.17-2009 «Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов»).

ГОСТ качества электроэнергии предъявляет требования по сути к поставщику электрической энергии, и именно на этот ГОСТ можно опереться, если нужно предъявить требования к поставщику при плохом электроснабжении.

А требования к качеству электропитания в паспортах приборов определяют требование к приборам работать нормально в более широком диапазоне значений параметров тока. Для приборов, как правило, закладывается диапазон по напряжению от -15% до +10% от номинального.

Провал напряжения

Одним из параметров качества электроэнергии является провал напряжения. Провал напряжения определяется показателем времени провала напряжения.

Предельно допустимое значение длительности провала напряжения в электросетях напряжением до 20 000 В включительно равно 30 секунд. Длительность автоматически устраняемого провала напряжения в любой точке присоединения к электрическим сетям определяется выдержками времени релейной защиты и временем срабатывания автоматики.

Провал напряжения определяется, когда напряжение падает до значения 0,9U и характеризуется длительностью процесса. Предельно допустимая длительность — 30 секунд. Глубина провала иногда может доходить и до 100%.

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

Перенапряжение

Временное перенапряжение определяется показателем коэффициента временного перенапряжения.

Перенапряжение характеризуется амплитудным значением напряжения больше 342 В. Верхний предел значения напряжения ГОСТом не определяется. Длительность временного перенапряжения — менее 1 секунды

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

Качество электроэнергии. Виды отклонений параметров электрической энергии

Для определения качества электрической энергии можно использовать следующие графические изображения. На приведенных ниже рисунках отображены следующие отклонения параметров качества электроэнергии: отклонение напряжения, колебание напряжения, перенапряжение, провал напряжения, нарушение синусоидальности напряжения, импульсы напряжения.

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

Как улучшить качество электроэнергии

В случае существенных отклонений параметров качества электроэнергии следует прежде всего обратиться в обслуживающую организацию, к поставщику электрической энергии.

Если административные действия по улучшению качества электроэнергии не дадут результатов, тогда необходимо использовать специальные средства защиты.

Для улучшения параметров качества электроэнергии мы рекомендуем использовать: средства защиты от скачков напряжения, стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания.

Источник: https://skat-ups.ru/articles/kachestvo-elektroenergii-elektricheskoj-energii/

Параметры качества электроэнергии

Качество электрической энергии — степень соответствия параметров электрической энергии их установленным значениям.

В свою очередь, параметр электрической энергии — величина, количественно характеризующая какое-либо свойство электрической энергии. Под параметрами электрической энергии понимают напряжение, частоту, форму кривой электрического тока.

Качество электрической энергии является составляющей электромагнитной совместимости, характеризующей электромагнитную среду.

  • Википедия даёт чёткое, ёмкое, но достаточно сухое и малопонятное определение.
  • Для простоты и понятности будем считать, что качественная электроэнергия — это электрическая энергия, параметры которой находятся в пределах установленных нормирующими документами.
  • Если показатели качества выйдут из установленных норм, это может привести к негативным последствиям:
  • Увеличению расходов на электричество и потерь в сетях.
  • Снижению надёжности работы или выход из строя оборудования.
  • Нарушению технологических процессов.

Показатели качества определены в ГОСТ 32144-2013.

Теперь давайте разберём основные критерии оценки:

  • Отклонения напряжения определяет величину, при которой потребители могут функционировать без сбоев. От 220В нижний нормальный предел — 209В, в верхний — 231В, для 360В — 342В и 378В, соответственно.
  • Размах изменения входного напряжения представляет собой разность величин действующей и амплитудной. Замеры производят за цикл перепада параметра.
  • Доза фликера подразделяется на кратковременную (10 минут) и длительную (2 часа). Обозначает степень восприимчивости человеческого глаза к мерцанию света, причиной которого стало колебание питающей сети.
  • Импульсное напряжение описывается временем восстановления, имеющего разную величину в зависимости от причины возникновения скачка.
  • Коэффициенты для оценки качества питающей сети: по искажению синусоидальности, значения временного перенапряжения, гармонических составляющих, несимметричности по обратной и нулевой последовательностях.
  • Интервал провала напряжения определяется периодом восстановления параметра, установленного в ГОСТ.
  • Отклонение питающей частоты приводит к повреждениям электрических частей и проводников.

Отклонения входного напряжения

Показатели качества электроэнергии стараются сделать соответствующими установленным номиналам, прописанным в законодательных актах. Внимание уделяется погрешностям, возникающим при замерах U и F. Если имеются погрешности, то можно обращаться в надзорные органы, чтобы привлечь к ответственности поставщика электричества.

Общие требования к качеству электроэнергии включают параметр отклонения питающего напряжения, который подразделяют на две группы:

  • Нормальный режим, когда отклонение составляет ±5%.
  • Предел допустимого режима установлен для колебаний ±10%. Для сети 220В минимальный порог 198В и максимальный 242В, а для 360В — 324В и 396В, соответственно.

Восстановление напряжения должно происходить не дольше 2 минут.

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

График входящего напряжения на объекте в АСКУЭ яЭнергетик.На данном графике можно заметить, что напряжение превышает допустимый предел. Это является поводом обратиться в надзорные органы, для привлечения электросетевой компании к ответственности.

Отклонение частоты

Соблюдение частоты в определенных границах одно из необходимых требований потребителей. При снижении показателя на 1 %, потери составляют более 2 %. Это выражается в экономических затратах и снижение производительности предприятий. Для обычного человека это приводит к повышенным суммам оплаты за электричество.

Скорость вращения асинхронного двигателя напрямую зависит от частоты питающей сети. Нагревающие ТЭНы имеют меньшую производительность при снижении частоты меньше 50 ГЦ. При завышенных значениях может происходить их повреждение, либо проблемы с другими механизмами, не рассчитанных на высокий момент вращения.

Отклонение частоты может повлиять на работу электроники. Так на экране телевизора возникают помехи при изменении показателя на ±0,1Гц.

Кроме визуальных дефектов, возрастает риск вывода из строя микроэлементов.

Методом борьбы с отклонениями качества электроэнергии выступает введение резервных питающих узлов, позволяющих в автоматическом режиме восстанавливать напряжение в установленные промежутки времени.

Принято считать, что отклонением частоты является усреднённая за 10 минут разность между фактической величиной основной частоты и её номинальной величиной. При этом допускаются:

  • в нормальном режиме работы отклонения не более 0,1 Гц;
  • кратковременные отклонения не более 0,2 Гц.
Читайте также:  Правило буравчика правой и левой руки простым языком

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

График частоты сети на объекте в АСКУЭ яЭнергетик.На данном примере частота находится в допустимых пределах.

Оповещения о критических параметрах

С помощью АСКУЭ яЭнергетик Вы можете получать уведомления о критических параметрах электроэнергии. Для этого нужно нажать кнопку «Добавить новое» в блоке оповещения у необходимого графика. Далее указывается адрес электронной почты, параметры по каждой из фаз и режим отправки уведомлений.

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

Создание оповещения о критических параметрах напряжения в АСКУЭ яЭнергетик.

После сохранения, когда параметр опустится ниже или поднимется выше указанного на почту придёт оповещение, и Вы сможете принять меры для минимизации потерь производства.

Заключение

Следите за качеством электроэнергии! Если вовремя обнаружить проблему, можно избежать множества проблем.

АСКУЭ яЭнергетик поможет контролировать качественные параметры, вовремя принимать меры, а если Вы понесёте какие-либо потери по вине поставщика электроэнергии, поможем возместить ущерб.

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

  • Поможет контролировать качество электроэнергии
  • Работает на любом устройстве с интернетом
  • Быстрая настройка удалённого опроса
  • 7 дней бесплатного пользования

Узнать подробнее

Источник: https://yaenergetik.ru/blog/practical-opportunities/power-quality-parameters/

Нормы качества электрической энергии: параметры, факторы повышения и снижения качества

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

Качество электроэнергии в электрической сети характеризуется показателями качества электроэнергии (ПКЭ). Перечень и нормативные (допустимые) значения ПКЭ установлены ГОСТ 13109—97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения», введенным с 01.01.99 взамен существовавшего ГОСТ 13109—87. Качество является составной частью электромагнитной совместимости.

Электромагнитной совместимостью электрооборудования

Под электромагнитной совместимостью электрооборудования и электрических сетей понимается способность потребителей электрической энергии нормально функционировать и не вносить в электрическую сеть недопустимых искажений, затрудняющих работу других потребителей.

Если говорить об электрической совместимости в самом широком смысле, то сюда следует отнести все материальные проявления и идеальные последствия, связанные с заряженными частицами и электромагнитными полями.

В более узком смысле под электромагнитной совместимостью понимают совокупность электрических, магнитных и электромагнитных полей, которые генерируют электрообъекты, созданные человеком, и которые воздействуют на мертвую (физическую) и живую (биологическую) природу, на техническую, информационную, социальную реальности.

Последняя, в частности, включает в себя биоэлектромагнитную совместимость, заключающуюся в появлении зон повышенной опасности по условиям электростатического и электромагнитного влияния.

Для технических устройств ухудшение электромагнитной обстановки может обостриться настолько, что возможно нарушение их функционирования, ухудшения качества электроэнергии, повреждения устройств релейной защиты и автоматики.

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

Понятие качества электрической энергии отличается от понятия качества других товаров. Качество электроэнергии проявляется через качество работы каждого электроприемника. Поэтому, если он работает неудовлетворительно, а в каждом конкретном случае анализ качества потребляемой электроэнергии дает соответствие ГОСТ, то виновато качество изготовления или эксплуатации.

Если ПКЭ не соответствуют требованиям ГОСТа, то предъявляются претензии к поставщику — энергетическому предприятию.

В целом ПКЭ определяют степень искажения напряжения электрической сети за счет кондуктивных помех (распределяющихся по элементам электрической сети), вносимых как энергоснабжающей организацией, так и потребителями.

Факторы снижения качества электроэнергии

Снижение качества электроэнергии обусловливает:

  1. увеличение потерь во всех элементах электрической сети;
  2. перегрев вращающихся машин, ускоренное старение изоляции сокращение срока службы (в некоторых случаях выход из строя электрооборудования;
  3. рост потребления электроэнергии и требуемой мощности элек трооборудования;
  4. нарушение работы и ложные срабатывания устройств релейно защиты и автоматики;
  5. сбои в работе электронных систем управления, вычислительно! техники и специфического оборудования;
  6. вероятность возникновения однофазных коротких замыканий изза ускоренного старения изоляции машин и кабелей с последующим переходом однофазных замыканий в многофазные;
  7. появление опасных уровней наведенных напряжений на проводах и тросах отключенных или строящихся высоковольтных линий электропередачи, находящихся вблизи действующих;
  8. помехи в теле и радиоаппаратуре, ошибочная работа рентгеновского оборудования;
  9. неправильная работа счетчиков электрической энергии.

Одна часть ПКЭ характеризует помехи, вносимые установившимся режимом работы электрооборудования энергоснабжающей организации и потребителей, т. е. вызванные особенностями технологического процесса производства, передачи, распределения потребления электроэнергии.

К ним относятся отклонения напряжения и частоты, искажения синусоидальности формы кривой напряжения, несимметрия и колебания напряжения. Для их нормирования установлены допустимые значения ПКЭ.

Другая часть ПКЭ характеризует кратковременные помехи, возникающие в электрической сети в результате коммутационных процессов, грозовых и атмосферных явлений, работы средств защиты и автоматики и послеаварииных режимов.

К ним относятся провалы и импульсы напряжения, кратковременные перерывы электроснабжения. Для этих ПКЭ допустимых численных значений ГОСТ не устанавливает. Однако такие параметры, как амплитуда, длительность, частота, должны измеряться и составлять статистические массивы данных, характеризующие конкретную электрическую сеть в отношении вероятности появления кратковременных помех.

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

ГОСТ 13109—97 устанавливает показатели и нормы в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии, или приемники электрической энергии (точки общего присоединения).

 Нормы применяют при проектировании и эксплуатации электрических сетей, а также при установлении уровней помехоустойчивости электроприемников и уровней кондуктивных электромагнитных помех, вносимых этими приемниками. Установлено два вида норм: нормально допустимые и предельно допустимые. Оценка соответствия нормам проводится в течение расчетного периода, равного 24 ч.

Качество электроэнергии характеризуется параметрами (частоты и напряжения) в точках присоединений уровней системы электроснабжения.

Частота является общесистемным параметром и определяется балансом активной мощности в системе.

При возникновении дефицита активной мощности в системе происходит снижение частоты до такого значения, при котором устанавливается новый баланс вырабатываемой и потребляемой электроэнергии.

При этом снижение частоты связано с уменьшением скорости вращения электрических машин и уменьшением их кинетической энергии.

Освобождающаяся при этом кинетическая энергия используется для поддержания частоты. Поэтому частота в системе меняется медленно. Однако при дефиците активной мощности (более 30 %) частота меняется быстро и возникает эффект мгновенного изменения частоты — «лавина частоты». Изменение частоты со скоростью более 0,2 Гц/с принято называть колебаниями частоты.

Напряжение в узле электроэнергетической системы определяется балансом реактивной мощности по системе в целом и балансом реактивной мощности в узле электрической сети.

Устанавливается 11 показателей качества электроэнергии.

Установившееся отклонение напряжения (под этим термином понимается среднее за 1 мин отклонение напряжения, хотя процесс изменения действующего значения напряжения в течение этой минуты может быть совсем не установившимся) нормируется только в сетях 380/220 В, а в точках сетей более высокого напряжения оно должно определяться расчетным путем.

Для провалов напряжения установлена лишь предельно допустимая длительность каждого провала (30 с) в сетях напряжением до 20 кВ и представлены статистические данные об относительной дозе провалов разной глубины в общем числе провалов, но не приведены статистические данные о числе провалов за единицу времени (неделю, месяц и т. п.). По импульсным напряжениям и временным перенапряжениям нормы не установлены, но дана справочная информация о возможных их значениях в сетях энергоснабжающих организаций.

Параметры оценки качества электроэнергии

При определении значений некоторых показателей КЭ используют следующие вспомогательные параметры электрической энергии:

  1. частота повторения изменений напряжения ;
  2. интервал между изменениями напряжения ;
  3. глубина провала напряжения ;
  4. частость появления провалов напряжения Fn;
  5. длительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды ;
  6. длительность временного перенапряжения ;

На все ПКЭ, численные значения норм на которые есть в стандарте, договорно запускается механизм штрафных санкций, формируемый на шесть ПКЭ из 11 перечисленных:

  • отклонение частоты;
  • отклонение напряжения;
  • доза фликера;
  • коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения;
  • коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
  • коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности.

Ответственность за недопустимые отклонения частоты, безусловно, лежит на энергоснабжающей организации. За недопустимые отклонения напряжения энергоснабжающая организация несет ответственность в случае, если потребитель не нарушает технических условий потребления и генерации реактивной мощности.

Ответственность за нарушение норм по четырем остальным (ПКЭ с определяемой ответственностью) возлагается на виновника, определяемого на основе сопоставления включенного в договор допусщн мого вклада в значение рассматриваемого ПКЭ в точке учета электроэнергии с фактическим вкладом, вычисляемым на основе измерений.

Если допустимые вклады в договоре не указаны, то энергоснабжающая организация несет ответственность за низкое качество независимо от виновника его ухудшения.

Источник: https://pue8.ru/kachestvo-elektroenergii/58-normy-kachestva-elektricheskoy-energii.html

Качество электроэнергии и как можно его измерить

Качественные характеристики всегда имеют преимущественное значение, о каком бы виде энергии не шла речь. Разумеется, актуальны они и для электроэнергии, от которой зависит функционирование большинства объектов самого разного назначения. Как определить, что такое качество электроэнергии и от чего оно зависит?

Содержание:

Качество электроэнергии — что это?

Если говорить о терминологии, широко используемой в энергетической сфере, то под этим широко употребимым в профессиональной среде термином понимается общность характеристик, которая и определяет в конечном счете ее основные потребительские свойства.

На сегодняшний момент электроэнергия рассматривается как товар, она участвует в процессе купли и продажи не только на внутреннем, но и на внешних рынках, к ней предъявляются те же требования, что и к любому другому объекту товарно-денежных отношений.

Именно этот вид энергии является незаменимым, так что здесь к качеству должны предъявляться особые требования. Но товар это особенный и, прежде всего, своей способностью менять свойства за определенный промежуток времени. Ни возврату, ни обмену он не подлежит.

Еще один немаловажный момент, это то, от чего зависит качество электроэнергии — не только от профессионализм и уровень поставщика, но и уровень потребителя.

Качество электроэнергии: что это такое, основные показатели

Если хотите заказать измерение показателей качества электроэнергии или задать вопрос, звоните по телефону: +7 (495) 181-50-34.

Какие требования предъявляются к качеству электроэнергии? ↑

Прежде чем говорить о качестве предоставляемого «товара», необходимо подробнее разобраться, а чем именно это качество регулируется? Где можно найти нужные значения, чтобы сопоставить их с имеющимися? В первую очередь необходимо обратить внимание на стандарты, техусловия и внимательно прочитать договор между поставщиком и конечным потребителем, который заключается в обязательном порядке, так как подача электроэнергии осуществляется долгосрочно и в постоянном режиме.

Читайте также:  Изоляционные материалы для стен, пола и труб

Среди документов более высокого уровня, в которых можно найти интересующие данные, можно выделить ГОСТ 13109-97.

Какие именно показатели прописаны в стандартах? ↑

Документ регламентирует целый список различных подконтрольных параметров, на которые следует обращать внимание, пользуясь услугами поставщиков. В ГОСТах рекомендуется проверять:

  • Отклонения напряжения от определенного нормального значения, которая получается путем усреднения за период в 60 секунд фактического значения напряжения.
  • Амплитуду изменения напряжения, при определении которой рассматриваются определенные колебания фактического значения с временным отрезком, составляющим меньше 60 секунд.
  • Дозу фликера, то есть мера воздействия мерцающего светового эффекта, влияющего на психическое состояние наблюдающего. Этот момент определяется, исходя из двух параметров: амплитуди и частоты мерцательных колебаний. Сверка производится с данными, которые были определены опытным путем.
  • Коэффициенты искажения. Здесь речь идет о кривой напряжения, представляющей собой фрагмент синусоиды. Общая мера искажения определяется наличием пиковых значений определенного порядка;.
  • Коэффициенты n-ой гармонической составляющей напряжения, которые являются соотношением фактического значения напряжения гармоники порядка n и фактического напряжения основного порядка.
  • Коэффициенты несимметричности напряжений, вычисляемый как по обратной, так и по нулевой последовательностям и актуальный исключительно для моделей трехфазного типа. Здесь необходимо вычислить разницу действующих напряжений при различных комбинациях фаз и нуля.
  • Отклонения частотных характеристик от нормы. Напомним, что в России нормальным значением, по которому следует сверяться в отдельных случаях, является 50 Гц .
  • Длительность провала напряжения – это временной промежуток за который напряжение смогло опуститься ниже предельно допустимого минимума. Актуально для изменений напряжения во временном интервале от нескольких миллисекунд до минуты.
  • Импульсное напряжение – это уровень кратковременных импульсов, которые возникают во время молнии или экстренных переключений.
  • Коэффициенты временного перенапряжения. Для его расчета используется таблица, которая имеется в документе.

Чем измеряют качество электроэнергии? ↑

Качество электроэнергии — это параметр измерить довольно сложно, для этого требуется специальный прибор, который совмещает в себе функции измерителя и анализатора качества электроэнергии. Рекомендуется проводить замеры показателей качества электроэнергии с определенной регулярностью, позволяющей отследить возможное снижение параметров «товара».

Делают это специалисты, имеющие соответствующие допуски к работе с электричеством и соответствующий уровень профессиональной защиты.

Кроме того, проверять уровень качества электроэнергии в постоянном режиме рекомендуется там, где установлена дорогостоящая техника или ведется безостановочное производство социально значимых товаров. Только имея на руках подтверждение низкого качества предоставляемой поставщиком энергии вы можете отстоять свои интересы в судебном порядке, потребовать перерасчет и так далее.

Как выявить самостоятельно снижение качества электроэнергии? ↑

В некоторых случаях явную «некондицию» можно определить и «на глазок», достаточно присмотреться и прислушаться к имеющимся и работающим от сети устройствам. Что может свидетельствовать о некачественно оказываемой услуге?

  • Видимое и утомляющее мерцание лампы.
  • Частое перегорание ламп не только накаливания, но и более экономичных неприхотливых и дорогих светодиодных и люминисцентных аналогов.
  • Постоянные сбои в работе офисной оргтехники.
  • Сбои и выход из строя электрооборудования. Чувствительного к электроимпульсам.
  • Ухудшение самочувствия во время пользования искусственным освещением.

Что можно предпринять при подтверждения низкого качества электроэнергии? ↑

Как действовать потребителю, если ему поставляется некачественная электроэнергия?

Здесь возможны два варианта развития событий. Во многом они определены периодичностью и длительностью предоставления некачественной услуги поставщиком.

Если некачественная электроэнергия поставлена разово и это привело к поломке бытового или рабочего оборудования, то:

  • Необходимо передать сгоревший прибор  экспертам или в сервисный центр, чтобы получить заключение, что он действительно сгорел  не по вине самого владельца.
  • Затем, приложив соответствующий акт от сервисного центра или независимой лаборатории, нужно составить претензию о добровольном погашении возникших убытков в адрес поставщика.
  • Если вам отказали, обращайтесь в суд с требованием о взыскании с поставщика электроэнергии компенсации за сгоревшие приборы и за экспертизы, которые вы провели.

Если же имело место постоянное предоставление некачественной услуги то стоит помнить, что по закону, каждый час снабжения некачественной электроэнергией должен стоить для вас на 15 процентов дешевле установленного тарифа. Механизм же восстановления своих потребительских прав аналогичен с предыдущим случаем. При этом, плата за период некачественно предоставляемой услуги может быть снижена до минимума.

Источник: https://energiatrend.ru/news/kachestvo-elektroenergii

Качество электроэнергии. Показатели и характеристики. Факторы

Электрическая энергия характеризуется такими показателями качества, как напряжение в сети, частота тока и форма синусоиды переменного тока. Поставщики электроэнергии обязаны поддерживать все ее параметры в соответствии с требованиями стандарта. В зависимости от работающих потребителей нагрузки, величина основных характеристик изменяется, что способствует при больших отклонениях возникновению неисправностей электрических бытовых устройств, т.к. снижается качество электроэнергии.

Факторы влияния

Качество электроэнергии во многом зависит от большого количества факторов, которые способны изменить ее параметры сверх заданных границ. Например, напряжение может стать слишком высоким из-за аварийной ситуации на электростанции. Низкие значения могут возникнуть вечером, когда люди включают много разных бытовых устройств.

Согласно нормативным документам допускается некоторое колебание параметров электрической энергии.

В некачественных сетях питания приходится использовать специальные устройства, которые доводят параметры электроэнергии до нормативных показателей, называющиеся стабилизаторами напряжения.

Контролирующим органом над качеством сетей питания является Роспотребнадзор, в который можно подавать претензии при возникновении проблем.

Факторы, влияющие на качество электроэнергии:

  • Перепады напряжения, связанные с периодическим подключением мощных нагрузок.
  • Изменение влажности воздуха.
  • Отливы, а также приливы на морских электростанциях.
  • На ветровых станциях – изменение силы и направления ветра.
  • Обледенение питающих проводов.
  • Качество электрических проводов, их старение.

Необходимость соблюдения основных характеристик

Количественный показатель и допустимые отклонения характеристик сети устанавливаются нормативными документами. Эти параметры были утверждены по закону ввиду вероятности пожаров из-за возгорания электрических устройств, а также нарушения работы чувствительных приборов, функционирующих на военных объектах, в научных лабораториях и в медицинских организациях.

Показатели качества электрической энергии периодически обновляются, так как появляются новые электронные потребители с более высокими требованиями к питанию.

Электричество рассматривается как поставляемая продукция, которая должна соответствовать заданным показателям. При больших отклонениях этих параметров к поставщикам энергии может быть применена система административной ответственности.

В случае пострадавших по их вине людей, дело может дойти и до уголовной ответственности.

Возможные последствия отклонений

Характеристики качества питания сети оказывают влияние на продолжительность эксплуатации электрических устройств, особенно в промышленности. В результате снижается эффективность работы линий, повышается потребление электричества.

В электрических двигателях при ухудшении характеристик сети снижается момент вращения, приборы освещения начинают мерцать, что влияет на выращивание овощей в теплице, снижается продолжительность работы ламп.

Также значительное влияние оказывается на различные биохимические процессы.

Как известно из физики, уменьшение напряжения при постоянной нагрузке на мотор приводит к значительному повышению силы тока, что способствует сбоям в работе систем защиты.

В результате изоляция проводов может расплавиться, что приведет к негативным последствиям: выход из строя электронных систем, разрушение обмоток электродвигателей и т.д.

При такой ситуации приборы учета будут фиксировать чрезмерное потребление энергии, что повышает финансовые расходы.

Показатели оценки качества:

  • Допустимое отклонение напряжения (подключенные устройства способны работать в нормальном режиме). Существует два вида режима отклонений: — нормальный – отклонение +5%; — предельный – отклонение +10%. Напряжение должно восстанавливаться не более, чем за 2 минуты.
  • Размах напряжения – разность значений амплитудного и действующего напряжения за один цикл колебаний. Этот показатель не должен быть более +10%.
  • Доза фликера разделяется на длительную (около двух часов) и кратковременную (10 минут). Этот параметр означает степень восприимчивости глаза человека к мерцанию освещения, которое возникло из-за колебаний сети питания. Для измерения дозы фликера существует особый прибор – фликерметр, определяющий амплитудно-частотную характеристику. Полученные данные сравнивают с показателями чувствительности человеческого глаза.— кратковременные колебания – не более 1,38; — длительные колебания – не больше 1,0.Для ламп накаливания этот параметр должен быть соответственно не более 1,0 и 0,74.
  • Провал напряжения – резкое снижение его величины. Спустя некоторое время этот параметр снова восстанавливается до начального значения. Длительность провала может достигать 30 секунд.
  • Импульсное напряжение действует длительностью в несколько микросекунд и более, в зависимости от причины появления импульса. Его допустимые значения не нормируются нормативными документами. Мощный импульс напряжения может возникнуть от разряда молнии, а также из-за одновременного подключения большого количества нагрузок.

    — импульсы вследствие удара молнии – не больше 15 микросекунд; — импульсы от неравномерного подключения нагрузки – не более 15 миллисекунд.

  • Коэффициенты, определяющие качество электроэнергии: — искажения синусоидальности; — временного перенапряжения; — несимметричности нулевой и обратной последовательности;

    — гармонических колебаний.

  • Отклонение частоты тока приводит к неисправностям электрооборудования. Максимальное отклонение появляется, если мощность потребления постепенно повышается, а запаса мощности сети недостаточно. Допустимое нормальное отклонение частоты 0,2 герца в большую и меньшую сторону. Максимальное значение отклонения +0,4 Гц. В аварийных случаях допускается отклонение +0,5 -1 Гц.
  • Виды защит

    Увеличение качества электрической энергии необходимо выполнять в установленные нормативными документами сроки, а защиту собственного электрооборудования потребитель может создавать с использованием специальных устройств, способных привести в норму параметры питания:

    • Стабилизаторы напряжения позволяют поддерживать значение напряжения в заданных пределах, и способны обеспечить качество электроэнергии при отклонениях более 35%.
    • Устройства защиты от перепадов напряжения действуют по аналогии работы реле. При чрезмерном увеличении напряжения выполняется обесточивание цепи.
    • Источники бесперебойного питания поддерживают в рабочем состоянии подключенные устройства в течение заданного периода времени. Снабжение устройств электрической энергией осуществляется с помощью накопленной энергии в аккумуляторной батарее. В аварийных режимах ИБП могут поддерживать работу оборудования небольшого офиса несколько часов.

    Похожие темы:

    Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/jelektropitanie/kachestvo-elektroenergii/

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector