Показатели качества электроэнергии

Внимание новинка! Стабилизатор напряжения для всего дома SKAT ST-12345 разработан специально для сетей с нестабильным сетевым напряжением. Стабилизирует напряжение в диапазоне от 125 до 290 Вольт! Позволяет улучшить качество электропитания во всем доме. Имеет большую мощность 12 кВА! Гарантия — 5 лет! Видео испытания стабилизатора смотрите здесь.

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 не возможно 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 расчетов. 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 допустимые отклонения напряжения. Нормально допустимым отклонением напряжения считается диапазон в 5 %, то есть: +/-5 % (от 209 В до 231 В).

Предельно допустимые отклонения напряжения. 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.

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 допустимые колебания напряжения. Нормально допустимым колебанием напряжения считается диапазон в 5 %, то есть: +/-5 % (от 209 В до 231 В).

Предельно допустимые колебания напряжения. Предельно допустимым колебанием напряжения считается диапазон в 10 %, то есть: +/-10 % (от 198 В до 242 В).

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 электро сетях 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 %.

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. 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.

Куда обращаться в случае плохого качества электроэнергии

В этом разделе приводим контактные данные организаций по обслуживанию электрических сетей городах: Москва, Петербург, Минск, Ростов, Новосибирск.

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.

Требования к качеству электроэнергии

Под качеством электроэнергии понимают степень соответствия напряжения и частоты нормированным значениям. Ниже приведены важнейшие требования, установленные ГОСТ 13109 – 67:

а) отклонение напряжения от номинального значения (при скорости изменения напряжения менее 1% в секунду), %,

Допустимые отклонения напряжения у зажимов электроприемников приведены в табл. 1.6.

б) колебания напряжения (при скорости изменения напряжения более 1% в секунду), %

Колебания напряжения у зажимов осветительных ламп и радиоприборов допускаются не выше

где n – число колебаний в час; ∆t – средний за час интервал между последующими колебаниями, мин.

Для Приемников с ударной нагрузкой допускаются колебания напряжения до 1,5% при неограниченной частоте. Для остальных приемников электрической энергии колебания напряжения не нормируются.

в) несинусоидальность или коэффициент несинусоидальности, определяющий форму кривой напряжения, %,

где – напряжение γ-й гармоники; — напряжение основной частоты.

Если ≤ 5%, то форма кривой напряжения считается практически синусоидальной;

г) отклонение частоты (за 10 мин), %,

Отклонение частоты в нормальном режиме допускается в пределах ±0,1 Гц. При этом расхождение между астрономическим и синхронным временем (т. е. временем, показываемым электрическими часами с синхронным электродвигателем, подключенным к сети) недолжно превышать ±2 мин. Указанные нормативы на частоту не распространяются на период послеаварийного режима.

185.238.139.36 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Требования ГОСТ 13109-97 к качеству электроэнергии, влияние отклонений от нормы, ответственность.

ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Отклонение напряжения

Причина:суточные, сезонные, технологические изменения нагрузки.

Влияние:

  • недонапряжение — ухудшение пуска, увеличение токов электродвигателей, нарушение изоляции; перегрузка регулируемых выпрямителей, преобразователей и стабилизаторов;
  • перенапряжение — перерасход электроэнергии; повышение реактивной мощности двигателей, выпрямителей с фазовым регулированием, пробой регулируемых выпрямителей, преобразователей и стабилизаторов.

Ответственность: энергоснабжающая организация.

Требования ГОСТ 13109-97 к качеству электроэнергии, влияние отклонений от нормы, ответственность.

ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Отклонение напряжения

Причина:суточные, сезонные, технологические изменения нагрузки.

Влияние:

  • недонапряжение — ухудшение пуска, увеличение токов электродвигателей, нарушение изоляции; перегрузка регулируемых выпрямителей, преобразователей и стабилизаторов;
  • перенапряжение — перерасход электроэнергии; повышение реактивной мощности двигателей, выпрямителей с фазовым регулированием, пробой регулируемых выпрямителей, преобразователей и стабилизаторов.

Ответственность: энергоснабжающая организация.

Требования ГОСТ 13109-97 к качеству электроэнергии, влияние отклонений от нормы, ответственность.

ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Отклонение напряжения

Причина:суточные, сезонные, технологические изменения нагрузки.

Влияние:

  • недонапряжение — ухудшение пуска, увеличение токов электродвигателей, нарушение изоляции; перегрузка регулируемых выпрямителей, преобразователей и стабилизаторов;
  • перенапряжение — перерасход электроэнергии; повышение реактивной мощности двигателей, выпрямителей с фазовым регулированием, пробой регулируемых выпрямителей, преобразователей и стабилизаторов.

Ответственность: энергоснабжающая организация.

Требования к качеству электрической энергии

Конденсаторы для силовой электроники

Конденсаторы для повышения коэффициента мощности

Установки компенсации реактивной мощности 0.4кВ

Моторные и светотехнические конденсаторы

  • Словарь терминов
  • ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электро.

1. Область применения.

Стандарт 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 электрической энергии, или приемники электрической энергии (точки общего присоединения).

Нормы КЭ, устанавливаемые настоящим стандартом, являются уровнями электромагнитной совместимости для кондуктивных электромагнитных помех в системах электроснабжения общего назначения. При соблюдении указанных норм обеспечивается электромагнитная совместимость электрических сетей систем электроснабжения общего назначения и электрических сетей потребителей электрической энергии (приемников электрической энергии).

Нормы, установленные настоящим стандартом, являются обязательными во всех режимах работы систем электроснабжения общего назначения, кроме режимов, обусловленных:

  • исключительными погодными условиями и стихийными бедствиями (ураган, наводнение, землетрясение и т.п.);
  • непредвиденными ситуациями, вызванными действиями стороны, не являющейся энергоснабжающей организацией и потребителем электроэнергии (пожар, взрыв, военные действия и т.п.);
  • условиями, регламентированными государственными органами управления, а также на время ликвидации последствий, вызванных исключительными погодными условиями и непредвиденными обстоятельствами.

Нормы, установленные настоящим стандартом подлежат включению в технические условия на присоединение потребителей электрической энергии и в договоры на пользование электрической энергией между электроснабжающими организациями и потребителями электрической энергии.

При этом для обеспечения норм стандарта в точках общего присоединения допускается устанавливать в технических условиях на присоединение потребителей, являющихся виновниками ухудшения КЭ, и в договорах на пользование электрической энергией с такими потребителями более жесткие нормы (с меньшими диапазонами изменения соответствующих показателей КЭ), чем установленные в настоящем стандарте.

Читайте так же:  Как приставы изымают квартиру за долги

По согласованию между энергоснабжающей организацией и потребителями допускается устанавливать в указанных технических условиях и договорах требования к показателям КЭ, для которых в настоящем стандарте нормы не установлены.

Нормы, установленные настоящим стандартом, применяют при проектировании и эксплуатации электрических сетей, а также при установлении уровней помехоустойчивости приемников электрической энергии и уровней кондуктивных электромагнитных помех, вносимых этими приемниками.

Нормы КЭ в электрических сетях, находящихся в собственности потребителей электрической энергии, регламентируемые отраслевыми стандартами и иными нормативными документами, не должны быть ниже норм КЭ, установленных настоящим стандартом в точках общего присоединения. При отсутствии указанных отраслевых стандартов и иных нормативных документов нормы настоящего стандарта являются обязательными для электрических сетей потребителей электрической энергии.

2. Нормативные ссылки.

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

  • ГОСТ 721-77 Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В;
  • ГОСТ 19431-84 Энергетика и электрификация. Термины и определения
  • ГОСТ 21128-83 Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения до 1000 В
  • ГОСТ 30372-95 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения

3. Определения, Обозначения и сокращения.

3.1 В настоящем стандарте применяют термины, приведенные в ГОСТ 19431, ГОСТ 23875, ГОСТ 30372, а также следующие:

  • система электроснабжения общего назначения — совокупность электроустановок и электрических устройств энергоснабжающей организации, предназначенных для обеспечения электрической энергией различных потребителей (приемников электрической энергии);
  • электрическая сеть общего назначения — электрическая сеть энергоснабжающей организации, предназначенная для передачи электрической энергии различным потребителям (приемникам электрической энергии);
  • центр питания — распределительное устройство генераторного напряжения электростанции или распределительное устройство вторичного напряжения понизительной подстанции энергосистемы, к которым присоединены распределительные сети данного района.
  • точка общего присоединения — точка электрической сети общего назначения, электрически ближайшая к сетям рассматриваемого потребителя электрической энергии (входным устройствам рассматриваемого приемника электрической энергии), к которым присоединены или могут быть присоединены электрические сети других потребителей (входные устройства других приемников).
  • потребитель электрической энергии — юридическое или физическое лицо, осуществляющее пользование электрической энергией (мощностью);
  • кондуктивная электромагнитная помеха в системе энергоснабжения — электромагнитная помеха, распространяющаяся по элементам электрической сети;
  • уровень электромагнитной совместимости в системе энергоснабжения — регламентированный уровень кондуктивной электромагнитной помехи, используемый в качестве эталонного для координации между допустимым уровнем помех, вносимым техническими средствами энергоснабжающей организации и потребителей электрической энергии, и уровнем помех, воспринимаемым техническими средствами без нарушения их нормального функционирования;
  • огибающая среднеквадратичных значений напряжения — ступенчатая временн(я функция, образованная среднеквадратичными значениями напряжения, дискретно определенными на каждом полупериоде напряжения основной частоты;
  • фликер — 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;
  • время восприятия фликера — минимальное время для субъективного восприятия человеком фликера, вызванного колебаниями напряжения определенной формы;
  • частота повторения изменений напряжения — число одиночных изменений напряжения в единицу времени;
  • длительность изменения напряжения — интервал времени от начала одиночного изменения напряжения до его конечного значения;
  • провал напряжения — внезапное понижение напряжения в точке электрической сети ниже 0,9 Uном, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня через промежуток времени от десяти миллисекунд до нескольких десятков секунд.
  • длительность провала напряжения — интервал времени между начальным моментом провала напряжения и моментом восстановления напряжения до первоначального или близкого к нему уровня;
  • частость появления провалов напряжения — число провалов напряжения определенной глубины и длительности за определенный промежуток времени, по отношению к общему числу провалов за этот же промежуток времени;
  • 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;
  • амплитуда импульса — максимальное мгновенное значение импульса напряжения;
  • длительность импульса — интервал времени между начальным моментом импульса напряжения и моментом восстановления мгновенного значения напряжения до первоначального или близкого к нему уровня;
  • 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 — величина, равная отношению максимального значения огибающей амплитудных значений напряжения за время существования временного перенапряжения к амплитуде номинального напряжения сети;
  • длительность временного перенапряжения — интервал времени между начальным моментом возникновения временного перенапряжения и моментом его исчезновения;

3.2 В настоящем стандарте применяют следующие обозначения:

  • δUу — установившееся отклонение напряжения;
  • δUt — размах изменения напряжения;
  • Pt — доза фликера;
  • PSt — кратковременная доза фликера;
  • PLt — длительная доза фликера;
  • KU — коэффициент искажения синусоидальности кривой междуфазного (фазного) напряжения;
  • KU(n) — коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения;
  • K2U — коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
  • K0U — коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;
  • Δf — отклонение частоты;
  • Δtп — длительность провала напряжения;
  • Uимп — импульсное напряжение;
  • Kпер U — коэффициент временного перенапряжения;
  • U(1)i — действующее значение междуфазного (фазного) напряжения основной частоты в i-ом наблюдении;
  • UAB(1)i, UBC(1)i, UCA(1)i — действующие значения междуфазных напряжений основной частоты в i-ом наблюдении;
  • U1(1)i — действующее значение междуфазного (фазного) напряжения прямой последовательности основной частоты в i-ом наблюдении;
  • Uy — усредненное значение напряжения;
  • N — число наблюдений;
  • Uном — номинальное междуфазное (фазное) напряжение;
  • Uном.ф — номинальное фазное напряжение;
  • Uном.мф — номинальное междуфазное напряжение;
  • Uскв — среднеквадратичное значение напряжения, определяемое на полупериоде напряжения основной частоты;
  • Ui, Ui+1 — значения следующих один за другим экстремумов или экстремума и горизонтального участка огибающей среднеквадратичных значений напряжения основной частоты;
  • Ua i, Ua i+1 — значения следующих один за другим экстремумов или экстремума и горизонтального участка огибающей амплитудных значений напряжения на каждом полупериоде основной частоты,
  • Т — интервал времени измерения;
  • m — число изменений напряжения за время Т;
  • FδUt — частота повторения изменений напряжения;
  • ti, ti+1 — начальные моменты следующих один за другим изменений напряжения;
  • δti,i+1 — интервал между смежными изменениями напряжения;
  • Ps — сглаженный уровень фликера;
  • P1s, P3s, P10s, P50s — сглаженные уровни фликера при интегральной вероятности, равной 1,0; 3,0; 10,0; 50,0% соответственно;
  • Tsh — интервал времени измерения кратковременной дозы фликера;
  • TL — интервал времени измерения длительной дозы фликера;
  • n — номер гармонической составляющей напряжения;
  • PStk — кратковременная доза фликера на k-ом интервале времени Tsh в течение длительного периода наблюдения TL;
  • U(n)i — действующее значение n-ой гармонической составляющей междуфазного(фазного) напряжения в i-ом наблюдении;
  • KUi — коэффициент искажения синусоидальности кривой междуфазного (фазного) напряжения в i-ом наблюдении;
  • KU(n)i — коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения в i-ом наблюдении;
  • Tvs — интервал времени усреднения наблюдений при измерении коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения;
  • U2(1)i — действующее значение напряжения обратной последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений в i-ом наблюдении;
  • K2Ui — коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности в i-ом наблюдении;
  • Uнб(1)i, Uнм(1)i — наибольшее и наименьшее действующие значения из трех междуфазных напряжений основной частоты в i-ом наблюдении;
  • U0(1)i — действующее значение напряжения нулевой последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений в i-ом наблюдении;
  • K0Ui — коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности в i-ом наблюдении;
  • Uнб ф(1)i, Uнм ф(1)i — наибольшее и наименьшее из трех действующих значений фазных напряжений основной частоты в i-ом наблюдении;
  • fном — номинальное значение частоты;
  • tн — начальный момент времени резкого спада огибающей среднеквадратичных значений напряжения;
  • tк — конечный момент времени восстановления среднеквадратичного значения напряжения;
  • δUп — глубина провала напряжения;
  • Δtп — длительность провала напряжения;
  • М — общее число провалов напряжения за период времени наблюдения Т;
  • m(δUп,(Δtп) — число провалов напряжения глубиной (Uп и длительностью tп за рассматриваемый период времени наблюдения Т;
  • FП — частость появления провалов напряжения;
  • tн0,5,tк0,5 — моменты времени, соответствующие пересечению кривой импульса напряжения горизонтальной линией, проведенной на половине амплитуды импульса;
  • Ua — амплитудное значение напряжения;
  • Ua max — максимальное амплитудное значение напряжения;

3.3 В настоящем стандарте применяют следующие сокращения:

  • КЭ — качество электрической энергии;
  • ЦП — центр питания;
  • РП — распределительная подстанция;
  • ТП — трансформаторная подстанция;
  • АПВ — автоматическое повторное включение;
  • АВР — автоматическое включение резерва;
  • ВЛ — воздушная линия;
  • КЛ — кабельная линия;
  • Тр — трансформатор.

4. Показатели КЭ.

4.1 Показателями КЭ являются:

  • установившееся отклонение напряжения δUу;
  • размах изменения напряжения δUt;
  • доза фликера Pt;
  • коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения KU;
  • коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения KU(n);
  • коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности K2U;
  • коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности K0U;
  • отклонение частоты Δf;
  • длительность провала напряжения tп;
  • импульсное напряжение Uимп;
  • коэффициент временного перенапряжения Kпер U.

Свойства электрической энергии, графические пояснения этих свойств, показатели КЭ, а также наиболее вероятные виновники ухудшения КЭ приведены в приложении А.

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

  • частоту повторения изменений напряжения FΔUt;
  • интервал между изменениями напряжения t i,i+1;
  • глубину провала напряжения δUп;
  • частость появления провалов напряжения Fп;
  • длительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды Δtимп 0,5 ;
  • длительность временного перенапряжения Δt пер U .

4.3 Способы расчета и методики определения показателей КЭ и вспомогательных параметров приведены в приложении Б.

5.1 Установлены два вида норм КЭ: нормально допустимые и предельно допустимые.

Оценка соответствия показателей КЭ указанным нормам проводится в течение расчетного периода, равного 24 ч. , в соответствии с требованиями раздела 6.

5.2 Отклонение напряжения

Отклонение напряжения характеризуется показателем установившегося отклонения напряжения, для которого установлены следующие нормы:

  • нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения δUу на выводах приемников электрической энергии равны соответственно +/-5 и +/-10% от номинального напряжения электрической сети по ГОСТ 721 и ГОСТ 21128 (номинальное напряжение);
  • нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения в точках общего присоединения потребителей электрической энергии к электрическим сетям напряжением 0,38 кВ и более должны быть установлены в договорах на пользование электрической энергией между энергоснабжающей организацией и потребителем с учетом необходимости выполнения норм настоящего стандарта на выводах приемников электрической энергии.
Читайте так же:  Штраф зависит от зарплаты

Определение указанных нормально допустимых и предельно допустимых значений проводят в соответствии с нормативными документами, утвержденными в установленном порядке.

5.3 Колебания напряжения

Колебания напряжения характеризуются следующими показателями:

  • размахом изменения напряжения;
  • дозой фликера.

Нормы приведенных показателей установлены в 5.3.1. — 5.3.5.

5.3.1 Предельно допустимые значения размаха изменений напряжения δUt в точках общего присоединения к электрическим сетям при колебаниях напряжения, огибающая которых имеет форму меандра (см. рисунок Б.1), в зависимости от частоты повторения изменений напряжения FδUt или интервала между изменениями напряжения Δti,i+1 равны значениям, определяемым по кривой 1 рисунка 1, а для потребителей электрической энергии, располагающих лампами накаливания, в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, — равны значениям, определяемым по кривой 2 рисунка 1. Перечень помещений с разрядами работ, требующих значительного зрительного напряжения, устанавливают в нормативных документах, утверждаемых в установленном порядке.

Методы оценки соответствия размахов изменений напряжения нормам, установленным в 5.3.1, при колебаниях напряжения с формой, отличающейся от меандра, приведены в приложении В.

5.3.2 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.

5.3.3 Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера Pst при колебаниях напряжения с формой, отличающейся от меандра, равно 1,38 , а для длительной дозы фликера Plt 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.

5.3.4 Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера Pst в точках общего присоединения потребителей электрической энергии, располагающих лампами накаливания в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, при колебаниях напряжения с формой, отличающейся от меандра, равно 1,0 , а для длительной дозы фликера Plt в этих же точках равно 0,74.

5.3.5 Метод расчета кратковременных и длительных доз фликера для колебаний напряжения с формой, отличающейся от меандра, приведен в приложении В.

5.4 Несинусоидальность напряжения.

Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими показателями:

  • коэффициентом искажения синусоидальности напряжения;
  • коэффициентом n-ой гармонической составляющей напряжения.

Нормы приведенных показателей установлены в 5.4.1, 5.4.2.

5.4.1 Нормально допустимые и предельно допустимые значения коэффициента искажения синусоидальности напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с разным номинальным напряжением приведены в таблице 1.

Качество электрической энергии: требования, проблемы контроля и обеспечения

Автор: В.В. Никифоров (ООО «ЛИНВИТ»).

Опубликовано в журнале Химическая техника №12/2016

Качество электрической энергии в электрических сетях связано, с одной стороны, с деятельностью сетевых организаций и других субъектов электроэнергетики, а с другой – с функционированием технических средств, подключаемых к сетям, являющихся источниками кондуктивных помех, а также чувствительными к воздействию подобных помех. По мере все увеличивающегося объема нагрузок таких технических средств и старения объектов электросетевого хозяйства возрастает и актуальность решения рассматриваемой задачи.

Реформирование электроэнергетики, переход к рыночным отношениям в рамках оптового и розничного рынков электроэнергии (мощности) с реструктуризацией РАО ЕЭС» с разделением энергоснабжающих организаций на отдельные субъекты электроэнергетики с функциями производства, передачи, распределения и продажи/сбыта электрической энергии привело к противоречиям положений действовавшего стандарта по нормам качества электрической энергии ГОСТ 13109–97 сложившимся реалиям.

С учетом этих условий был разработан новый национальный стандарт ГОСТ Р 54149–2010, преобразованный затем в межгосударственный стандарт ГОСТ 32144–2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Введение ГОСТ 32144–2013 позволило устранить неоднозначность в определении точки измерения показателей качества электрической энергии (ПКЭ), имевшуюся в ГОСТ 13109–97. Он устанавливал ПКЭ и нормы в точках общего присоединения (ТОП), к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии, или приемники электрической энергии. Согласно этому, потребитель мог получать электрическую энергию в одной точке присоединения к электрической сети (точке поставки согласно договору, находящейся на границе балансовой принадлежности поставщика и данного потребителя), а ее качество допускается контролировать в другой точке этой сети: на границе балансовой принадлежности поставщика и другого потребителя.

Кроме того, сетевая организация не может отвечать за качество электрической энергии на вводах электроприемников в сети потребителей (по установившемуся отклонению напряжения, как это установлено в ГОСТ 13109–97), поскольку эти точки находятся вне балансовой принадлежности сети электроснабжения сетевой организации и соответственно вне сферы ее ответственности. ГОСТ 32144–2013 устанавливает ПКЭ и нормы качество электрической энергии в точках передачи/поставки электрической энергии пользователям электрических сетей, что и устраняет неоднозначность в определении точки измерения ПКЭ и необходимость пересчета норм, установленных в ТОП, к точке передачи.

В ГОСТ 32144–2013 установлены показатели и нормы качества электрической энергии, относящиеся к продолжительным изменениям характеристик напряжения – отклонениям частоты, медленным изменениям напряжения, колебаниям напряжения, несинусоидальности напряжений и несимметрии напряжений в трехфазных системах.

В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 1 декабря 2009 г. №982 «Об утверждении единого перечня продукции, подлежащей обязательной сертификации, и единого перечня продукции, подтверждение соответствия которой осуществляется в форме принятия декларации о соответствии» и Информацией о продукции, подлежащей обязательному подтверждению соответствия (в форме обязательной сертификации) требования ГОСТ 32144–2013 по двум показателям качества (п. 4.2.1 и п. 4.2.2) установлены с 01.07.2014 г. в качестве обязательных с подтверждением допустимых отклонений частоты и отклонений напряжения в точках поставки электрической энергии путем обязательной сертификации.

Другие законодательно установленные требования к качеству электрической энергии в точках поставки в настоящее время в Российской Федерации отсутствуют.

Нормы качества электрической энергии, относящиеся к другим нормированным показателям, установленные в ГОСТ 32144–2013, могут быть использованы для оценки качества электрической энергии, поставляемой потребителям, только в том случае, если они по согласованию между поставщиком и потребителем электроэнергии включены в договор поставки/передачи электрической энергии.

Для случайных событий – провалов, прерываний напряжения, перенапряжений и импульсных напряжений показатели и нормы качества электрической энергии в ГОСТ 32144–2013 не установлены.

Такое же положение имеет место в зарубежных стандартах по качеству электрической энергии, в том числе в европейском стандарте EN 50160–2010. Невозможно установить представительные статистические оценки вероятности появления и параметров провалов, прерываний и перенапряжений, на основе которых возможно установление предельных значений (норм) качества электрической энергии, охватывающих различные регионы, различные сети и различные точки поставки.

Указанные события, безусловно, относятся к важным характеристикам качества электрической энергии, так как их возникновение может приводить к ущербу для энергопринимающих устройств потребителя и/или нарушению технологических процессов производства.

При этом возникновение их непредсказуемо и неопределенно по месту и времени, а ежегодная частота появлений различна и зависит от типа системы электроснабжения и точки наблюдения. Кроме того, распределение их во времени года может быть крайне нерегулярным.

Вероятность этих событий может рассматриваться как прогноз по результатам длительных наблюдений и измерений.

В настоящее время учет влияния случайных событий на качество электрической энергии является предметом заключения договоров на поставку или оказание услуг по передаче электрической энергии, что принято в зарубежной практике. Если электрооборудование потребителя восприимчиво к возникновению провалов напряжения и/или временных перенапряжений определенных уровней и длительности в сети питания, то для предупреждения возможных негативных последствий их предельные допустимые значения должны быть согласованы сторонами с учетом технических возможностей сетевой организации. Одновременно по согласованию сторон могут быть предусмотрены дополнительные технические меры по обеспечению требуемого качества электрической энергии.

Для того чтобы принимать обоснованные решения по учету и ограничению влияния случайных событий на качество электрической энергии необходимо располагать статистической информацией по их количественным характеристикам, полученным за длительный период наблюдений в сетях данного региона. ГОСТ 32144–2013 поддержан странами ЕвроАзЭС, применяется в практике заключения договоров на поставку и/или оказание услуг на передачу электрической энергии, органами государственного контроля качества электрической энергии, органами по сертификации электрической энергии и испытательными лабораториями.

При общей в целом положительной оценке применения ГОСТ 32144–2013 выявилась необходимость внесения некоторых поправок и изменений в стандарт, учитывая, что со времени разработки ГОСТ Р 54149–2010, на основе которого подготовлен межгосударственный стандарт ГОСТ 32144–2013, прошло значительное время, в действие введен ряд новых нормативных правовых актов в области электроэнергетики, обновленных стандартов, появились некоторые замечания и предложения из опыта применения стандарта. Они касаются уточнения области применения ГОСТ, корректировки некоторых терминов и определений, а также требований к нормированию некоторых ПКЭ (отклонений частоты и отклонений напряжения) и актуализации перечня нормативных документов.

Рис. 1. К нормированию отклонений напряжения

Существенным при этом является предложение об отказе установления норм отклонений напряжения в точках поставки электрической энергии потребителям услуг по передаче электрической энергии, не являющимся потребителями электрической энергии (рис. 1, точки 1, 2 «сеть–сеть»). Значения показателя «положительные и отрицательные отклонения» напряжения от номинального значения применительно к указанным точкам могут сильно зависеть от условий нагрузки, что не позволяет установить единые рекомендуемые нормы. Допускаемые отклонения напряжений в этих точках могут устанавливаться сетевыми организациями с учетом обеспечения норм, установленных стандартом в точке поставки электрической энергии потребителю (см. рис. 1, точка 3).

Оценивая существующий нормативно-технический статус проблемы обеспечения качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения, можно отметить существенное развитие в последнее десятилетие нормативного, методического и метрологического обеспечения для решения задач контроля и управления качеством электрической энергии.

Кроме ГОСТ 32144–2013 были разработаны и введены в действие межгосударственные стандарты ГОСТ 30804.4.30–2008(МЭК 61000-4-30: 2008) «Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии» и ГОСТ 30804.4.7–2008 (МЭК 61000-4-7:2002) «Совместимость технических средств электромагнитная.

Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств», а также новый ГОСТ 33073�2014 «Электрическая энергия.

Совместимость технических средств электромагнитная контроль и мониторинг качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения», введенный в действие на территории Российской Федерации в качестве национального стандарта с 01.01.2015 г.

Читайте так же:  Компенсация за просрочку выплат

С вводом в действие ГОСТ 33073�2014 завершен переход к новому этапу оценки и контроля качества электрической энергии, основанном на внутренне непротиворечивой системе нормирования качества электрической энергии и требований к методическому и техническому обеспечению измерений его показателей (рис. 2).

Рис. 2. Современное нормативно-техническое
и метрологическое обеспечение в области измерений и контроля качество электрической энергии

Главной проблемой в области качества электрической энергии остается несовершенстве правового регулирования в Российской Федерации в этой сфере.

Прежде всего, на законодательном уровне не установлены требования к качеству электрической энергии.

Стандарты же – это документы добровольного применения. При этом три Федеральных закона содержат положения о необходимости обеспечения требуемого качества электрической энергии и ответственности за него:

Гражданский Кодекс, Закон «О защите прав потребителей» и Закон «Об электроэнергетике».

В каждом из приведенных законодательных актов, как и в других нормативных правовых актах, содержатся положения об обязанности субъектов электроэнергетики обеспечивать выполнение обязательных требований к качеству электрической энергии в сферах своей ответственности. Однако сами обязательные требования к качеству электрической энергии на правовом уровне не установлены, и потому остается неопределенным то, что надо обеспечивать.

Отношения, возникающие при разработке, принятии, применении и исполнении обязательных требований к электрической энергии как продукции, и оценке соответствия регулируются Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. №184-ФЗ «О техническом регулировании».

При этом обязательные для применения и исполнения требования к электрической энергии как объекту технического регулирования устанавливаются техническим регламентом о качестве электрической энергии. Однако ответственные министерства в настоящее время разработку такого технического регламента не проводят.

Единственный правовой документ в области качества электрической энергии, относящийся к обязательной сертификации электрической энергии, �постановление

Правительства РФ от 1.12.2009 г. №982 «Об утверждении единого перечня продукции, подлежащей обязательной сертификации, и единого перечня продукции, подтверждение соответствия которой осуществляется в форме принятия декларации о соответствии», в который (в части обязательной сертификации) включена электрическая энергия в системах электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц. В целях его реализации Росстандарт опубликовал «Информацию о продукции, подлежащей обязательному подтверждению соответствия, с указанием нормативных документов, устанавливающих обязательные требования». В ней указаны обязательные требования только к двум ПКЭ: по отклонениям частоты переменного тока и отклонениям напряжения согласно ГОСТ 32144–2013, пункты 4.2.1 и 4.2.2 (из 8 нормированных ПКЭ).

Обеспечение требуемого качества электрической энергии – часть общей задачи обеспечения электромагнитной совместимости в электроэнергетике. Она может быть решена путем регулирования качества электрической энергии и ЭМС технических средств. Правовые документы должны регулировать деятельность изготовителей технических средств и потребителей, приобретающих и использующих их и электрическую энергию, а также поставщиков электрической энергии по обеспечению нормального или оптимального функционирования в условиях электромагнитных помех технических средств (энергопринимающих устройств), подключенных к электрическим сетям поставщиков электрической энергии (рис. 3).

Рис. 3. Стороны, участвующие в процессе регулирования КЭ и ЭМС технических средств

При этом поставщик электрической энергии несет ответственность за напряжение питания и его характеристики, а потребитель – за ток, который принадлежащие ему энергопринимающие устройства потребляют из сети или передают в сеть, имея в виду ограничение до допустимого уровня гармоник тока, приводящих к искажению формы напряжения в сети.

Правовые нормы, относящиеся к изготовителям технических средств, способных ухудшить качество электрической энергии, введены Техническим регламентом

Таможенного союза ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств», который вступил в силу с 15.02.2013 г.

Указанный Технический регламент Таможенного союза распространяется на выпускаемые в обращение на единой таможенной территории Таможенного союза технические средства, способные создавать электромагнитные помехи и (или) качество функционирования которых зависит от воздействия внешних электромагнитных помех.

Он устанавливает требования по электромагнитной совместимости технических средств в целях обеспечения на единой таможенной территории Таможенного союза защиты жизни и здоровья человека, имущества, а также предупреждения действий, вводящих в заблуждение потребителей (пользователей) технических средств.

В нем установлены требования к техническим средствам по уровню устойчивости к электромагнитным помехам (помехоустойчивости), обеспечивающему его функционирование в электромагнитной обстановке, для применения в которой оно предназначено, а также по ограничению помехоэмиссии по условиям обеспечения ЭМС, виды электромагнитных помех, в том числе кондуктивных, типы технических средств, на которые распространяются требования по ЭМС, а также правила обращения на рынке, включающие обязательное подтверждение соответствия технических средств установленным требованиям по ЭМС.

Таким образом, в Российской Федерации приняты меры технического регулирования в отношении изготовителей технических средств, способных ухудшить качест-во электрической энергии. Они аналогичны мерам, введенным европейской Директивой 2004/108/EC от 16 декабря 2004 г., декларирующей, что электрические распределительные сети должны быть защищены от электромагнитных помех, которые могут также воздействовать на подключаемое оборудование.

В соответствии с положениями Федерального закона «О техническом регулировании» электрическая энергия, поставляемая потребителям всех категорий (физическим и юридическим лицам), является объектом установления, применения и исполнения обязательных требований и объектом обязательного подтверждения соответствия. Это связано с опасностью данного вида продукции для жизни и здоровья граждан, имущества физических и юридических лиц, муниципального и государственного имущества и окружающей среды. Качество электрической энергии определяет меру опасности этой продукции для жизни и здоровья граждан, имущества и природной среды. Соответственно необходимы разработка и принятие правовым актом технического регламента о качестве электрической энергии.

Положения о качестве электрической энергии, установленные в Федеральном законе «Об электроэнергетике» и в связанных с ним постановлениях Правительства Российской Федерации, могут практически применяться только после разработки технического регламента о КЭ, предусмотренного указанным законом (статья 28 «Государственное регулирование безопасности в сфере электроэнергетики», п.2). В техническом регламенте о КЭ должны быть установлены обязательные для исполнения требования в отношении:

  • показателей и обязательных норм качества;
  • субъектов электроэнергетики и потребителей по обеспечению выполнения требований регламента на стадиях проектирования электрических систем, технологического присоединения потребителей электрической энергии и эксплуатации систем передачи электрической энергии;
  • определения форм и схем оценки соответствия электрической энергии установленным требованиям.

В настоящее время в связи с формированием Единого экономического пространства (ЕЭП) и предусмотренном обеспечении в нем общего доступа в сфере электроэнергетики разработка единого технического регламента о качестве электрической энергии – давно назревшая задача.

Однако положение с разработкой технического регламента о КЭ находится в противоречии с достигнутыми результатами в отношении введения в Российской

Федерации правовых норм, относящихся к изготовителям технических средств, способных ухудшить качество электрической энергии. До сих пор электрическая энергия даже не включена евразийской комиссией в единый перечень продукции, подлежащей обязательной регламентации.

В части правового регулирования в области качества электрической энергии Россия сильно отстает от окружающих ее стран.

Так, в странах Евросоюза правовое регулирование качества электрической энергии с применением нормативных правовых документов различного уровня (законы, директивы, сетевые кодексы, регламенты, постановления контролирующих органов в области электроэнергетики) включает такие важные положения, как установление обязательных требований к качеству напряжения (качеству электрической энергии) при передаче электрической энергии потребителям; установление ответственности сбытовых и сетевых организаций и потребителей электрической энергии за выполнение указанных требований; организацию и проведение мониторинга качества электрической энергии, в том числе непрерывного и информации потребителей о качестве электрической энергии; установление требований к потребителям по ограничению эмиссии искажающих токов в электрические сети и др.

Помимо проблемы правового регулирования в части установления обязательных требований к КЭ в России не решены задачи, относящиеся к обеспечению КЭ при технологическом присоединению энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии к электрической сети.

Режимы работы электроустановок с нелинейными характеристиками могут существенно влиять на КЭ, передаваемой по сетям. В настоящее время существенно выросли объемы техники, в том числе бытовой, с нелинейными характеристиками, являющейся источниками гармоник токов. Распространяясь по внутренним сетям питания и приводя при этом ко многим вредным последствиям, а также проникая во внешние распределительные сети, они ухудшают показатели КЭ в точках поставки/передачи.

В России действуют «Правила технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии к электрической сети, объектов по производству электрической энергии, а также объектов электросетевого хозяйства, принадлежащих сетевым организациям и иным лицам, к электрическим сетям», утвержденные постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 г. №861 с учетом приводимого выше постановления Правительства РФ №442 от 04.05. 2012 г., в которых установлены требования к содержанию и оформлению договоров и технических условий на технологическое присоединение энергопринимающих устройств к электрической сети.

Из них следует, что для технологического присоединения энергопринимающих устройствами максимальной мощностью до 100 кВт, а также свыше 100 кВт, но менее 670 кВт в заявке потребителя, как и в технических условиях, не предусмотрено предоставление информации по нелинейным характеристикам оборудования и эмиссии гармоник тока. Получается, что все потребители, имеющие энергопринимающие устройства с указанными мощностями, освобождены от каких-либо обязательств в части ограничения общего уровня эмиссии помех в сеть.

В требования заявки на технологическое присоединение энергопринимающих устройств максимальной мощностью от 670 кВт и выше включен п. 9 з): «заявляемый характер нагрузки (для генераторов – возможная скорость набора или снижения нагрузки) и наличие нагрузок, искажающих форму кривой электрического тока и вызывающих несимметрию напряжения в точках присоединения». Однако указание на наличие искажающих нагрузок еще не есть сведения о характеристиках эмиссии помех, без чего невозможно судить о последующем влиянии их на КЭ.

При этом согласно п. 11 Правил «сетевая организация не вправе требовать представления сведений и документов, не предусмотренных настоящими Правилами, а заявитель не обязан представлять сведения и документы, не предусмотренные настоящими Правилами».

Следует принимать во внимание также, что значения показателей, характеризующих несинусоидальность, несимметрию и колебания напряжения, зависят не только от уровней соответствующих искажений, создаваемых электроустановками потребителя, но и от импеданса электрической сети, к которой присоединена электроустановка.

Таким образом, в России на текущий момент отсутствует нормативно-правовая база для установления требований к потребителям, влияющим на КЭ, и позволяющая сетевым организациям корректно определять условия подключения их к электрической сети и соответственно решать проблемы КЭ.

В рамках государственного регулирования в электроэнергетике необходимо разграничение прав, обязанностей и ответственности субъектов электроэнергетики и потребителей за поддержание необходимого качества электрической энергии в системе: сетевые организации различного уровня – потребители.