Андрей Смирнов
Время чтения: ~19 мин.
Просмотров: 1

Качество электрической энергии на предприятии

Виды защиты от непредсказуемых изменений параметров сети

Приборы для защиты от перепадов напряжения

Энергопоставляющая компания должна заботиться о надлежащем качестве поставляемых услуг, которые соответствуют установленным нормативным документам. Но при этом каждый домовладелец в личном порядке может обезопасить свои бытовые приборы от скачков напряжения специальными видами оборудования:

  • Источники бесперебойной электроэнергии способны поддерживать рабочее состояние некоторых видов бытовой техники в течение заданного времени. Например, подключение к компьютеру такого устройства позволяет корректно завершить его работу и сохранить все требуемые файлы.
  • Оборудование, предназначенное для защиты от перепадов напряжения. Принцип действия подобен работе реле. Если один из параметров электрической цепи достигает критических отметок, помещение автоматически обесточивается.
  • Стабилизатор напряжения контролирует, чтобы величина напряжения не выходила за пределы заданных параметров. Обеспечивает надлежащее качество электроэнергии, но при условии, что отклонения не превышают 35%.

https://youtube.com/watch?v=8Zt8B45-T9k

Размах изменения питающей сети

Нормы качества электроэнергии содержат надзор за таким параметром, как колебание составляющих напряжения. Он устанавливает разницу между верхним порогом амплитуды и нижним. Учитывая, что допуски отклонения параметра от установленного укладываются в предел ±5 %, то размах предельный режим не может превышать ±10 %. Питающая сеть 220 В не может колебаться более или менее 22 В, а 380 В работает нормально в границах ±38 В.

Результирующий размах колебаний напряжения рассчитывается по следующему выражению ΔU = Umax−Umin, в нормативах результаты указываются в % согласно расчетам ΔU = ((Umax−Umin)/Unominal)*100%.

Что влияет на характеристики питающей сети?

Качество электроэнергии зависит от огромного числа факторов, изменяющих показатели сверх установленных нормативами пределов. Так, напряжение может оказаться завышенным из-за аварии на подстанции. Заниженные значения появляются в вечернее время суток или в летний сезон, когда люди возвращаются домой и включают телевизоры, электрические плиты, сплит-системы.

Качество электроэнергии согласно ГОСТам может незначительно колебаться. В очень плохих питающих сетях потребителям приходится пользоваться стабилизаторами напряжения. Контроль над характеристиками возложен на Роспотребнадзор, куда можно обращаться при возникающих несоответствиях.

Качество электроэнергии может зависеть от следующих факторов:

  • Суточных колебаний, связанных с неравномерным подключением потребителями либо с влиянием приливов и отливов на морских станциях.
  • Изменениями воздушной среды: влажности, образование льда на питающих проводах.
  • Изменением ветра, когда питание вырабатывают ветровики.
  • Качеством проводки, со временем она изнашивается.

Критерии оценки качества электроснабжения

На оценку качества электроэнергии влияет большое количество различных показателей.

  • отклонение напряжения;
  • колебания напряжения;
  • импульсное напряжение;
  • отклонение частоты;
  • провал напряжения;
  • доза фликера;
  • коэффициент временного перенапряжения.

Отклонение напряжения

Величина рассчитывается специальным коэффициентом, который характеризует установившееся отклонение по отношению к номинальным. Убедиться в надлежащем качестве можно с помощью специального измерительного приемника электричества.

Колебания напряжения

Величина характеризует отклонения амплитуды колебания электрического тока в проводах. Колебание напряжения – это составной параметр качества. Чтобы его вычислить потребуется предварительно рассчитать:

  • продолжительность и частоту отклонений;
  • дозу колебаний;
  • размах изменений.

Для вычисления параметров также потребуется специальное измерительное оборудование высокой точности.

Импульсное напряжение

Величина проявляется в виде непродолжительного увеличения амплитуды электричества. Как правило, причиной таких скачков становятся коммутационные процессы или непогода за окном. Подобные состояния сети характеризуются непредсказуемостью, следовательно, нормирование импульсов не предусмотрено.

Отклонение частоты

Для этого параметра в сетях общего использования установлено значение 50 Гц. Нормативные стандарты допускают уменьшение или увеличение частоты на 2-4%. Если допустимые отклонения превышены, наблюдается выход из строя электротехнического оборудования, электрогенераторы дают сбои.

Провал напряжения

Понятие характеризуется как значительное снижение амплитуды с последующим восстановлением за короткий промежуток времени. Основные провоцирующие факторы – резкое увеличение нагрузки или КЗ.

Данный показатель описывается следующими характеристическими особенностями:

  • частота отклонений за единицу времени;
  • сила проседания напряжения – в некоторых случаях она может стремиться к нулю;
  • продолжительность.

Доза фликера

Параметр показывает, какое воздействие на организм человека оказывает мерцание осветительных приборов в результате изменения параметров электричества. Вычисляется значение при помощи специального измерительного оборудования.

Коэффициент временного перенапряжения

Этот термин обозначает, насколько фактическая амплитуда выше допустимых значений. Основные провоцирующие факторы – коммутационные процессы и КЗ.

Методы измерения

Существует три основных вида приборов, с помощью которых можно осуществить замеры показателей:

  • измеряющие — представляют собой токоизмерительные клещи, имеющие блок индикации; определяют только номинальные значения параметров, применяются для ежедневного контроля;
  • анализирующие — помимо определения номинальных параметров способны проводить анализ фазного дисбаланса, потерь, способны оценивать энергетические потери; применяют для осуществления разовых замеров;
  • регистрирующие — являются стационарными приборами, выполняют те же функции, что и анализирующие приборы, но за продолжительное время; они позволяют строить любые необходимые графики.

Для обеспечения надежности функционирования энергосистем необходимо соответствие показателей качества электроэнергии определенным требованиям. Для этого производится их нормирование. Чтобы своевременно отслеживать соответствие параметров нормативным значениям необходимо осуществление контроля. Контроль качества проводит рабочий персонал энергетических предприятий.

Продолжительность замера каждого показателя составляет не менее двадцати четырех часов, при этом, периодичность контроля установлена международным государственным стандартом и составляет 1 раз в два года, кроме отклонения напряжения (2 раза в год).

Более подробно данный вопрос рассмотрен на видео:

Вот мы и рассмотрели основные показатели качества электроэнергии, их нормирование и методы измерения. Надеемся, предоставленная информация была для вас интересной и познавательной!

Будет полезно прочитать:

  • Что такое перенапряжение в сети
  • Приборы для измерения сопротивления заземления
  • Причины потерь электроэнергии в сетях

Принцип работы анализатора качества электроэнергии

Прибор выполняет функцию проверки величин и уровень соответствия требованиям. Принцип его работы основан на измерителе электрических величин. Аппарат фиксирует значения тока и напряжения за короткие интервалы времени.

  • постоянное отклонение напряжения;
  • пиковые нагрузки и токи;
  • природа переходных процессов в сети;
  • фиксация времени с наибольшими потреблениями электрической энергии;
  • искажения кривых тока;
  • падения и провалы.

Анализаторы выпускаются в мобильной и стационарной форме. Они могут использоваться систематически или эпизодически, в зависимости от поставленной цели. Комплексная проверка корректности работы оборудования – это залог длительной и эффективной работы техники на предприятии. Своевременное выявление неполадок позволяет устранить неисправность до возникновения серьезных проблем.

Контроль за работой техники осуществляется с целью выявления дефектов в электрической сети и их устранения. Для выполнения задания требуется подсоединить анализатор к системе. Места контроля – это точки подключения к потребительской сети. При работе с простыми системами допускается подсоединение в местах, расположенных максимально близко к этим точкам.

Полученная информация обрабатывается с помощью математических алгоритмов. Это позволяет достигнуть ряда целей:

  • рассчитать параметры работы;
  • проанализировать качество электроэнергии;
  • установить количество энергии.

Показатели измеряются на определенном отрезке времени. Низкое напряжение – это самая частая причина плохого качества энергии. Это значение анализируется дважды в год. Другие нормы определяются один раз в 12 месяцев.

Способы повышения качества электрической энергии

Для управления качеством электрической энергии необходимо внедрять в структуру систем энергоснабжения:

  1. УКРМ (устройств компенсации реактивной мощности), для гарантированной высокопропускной способности электрической сети в обычном и послеаварийном режиме.
  2. Внедрение в работу силовых трансформаторов с наличием РПН (регулировка под нагрузкой), устройство способно регулировать уровень напряжения в сети при его падении при увеличении нагрузки, или при высоком уровне напряжения, без вывода трансформатора в ремонт.
  3. Применение в сети синхронных компенсаторов, рекомендуется их установка на силовых подстанциях в зависимости от баланса реактивной мощности в рассматриваемом узле.
  4. При напряжении до 1000 В и значениях мощности около 100кВт наиболее выгодно использовать асинхронные двигатели, более 300 кВт – рекомендуется применять синхронные машины, при величине напряжении 6 — 10 кВ– асинхронные машины, свыше 400 кВт – синхронные. Так как синхронные двигатели являются источниками реактивной энергии, целесообразно подключение конденсаторных батарей.
  5. Конденсаторных батарей (БСК) совместно с фильтрокомпенсирующими устройствами.
  6. Использование в сети линейных регуляторов или последовательных трансформаторов для регулировки напряжения в отдельных линиях и вторичных обмотках автотрансформаторов.
  7. Применение автотрансформаторов связи сетей различных номинальных напряжений с РПН, расположенным на линейном конце обмотки среднего напряжения, им можно регулировать под нагрузкой коэффициент трансформации.
  8. Для обеспечения КЭ регуляторы РПН должны работать автоматически, характеризуются устойчивостью работы, зоной нечувствительности, точностью регулирования и выдержкой времени.

Компенсирующие устройства помогают решить такие задачи как:

  1. Оптимизация перетоков индуктивной (реактивной) мощности в высоковольтных сетях.
  2. Сведение к минимуму наличия потерь мощности и энергии.
  3. Поддержание статической и динамической устойчивости в узлах повышенной нагрузки.

Коэффициенты

Для нормальной работы питающей сети введен контроль следующих коэффициентов:

Несинусоидальности кривой напряжения. Искажение синусоиды происходит за счет мощных потребителей: ТЭНов, конвекционных печей, сварочных аппаратов. При отклонениях этого параметра снижается срок службы обмоток двигателей, нарушается работа релейной автоматики, выходят из строя приводные системы на тиристорном управлении.
Временного перенапряжения является количественной оценкой импульсного изменения входной величины.
N-ой гармоники является характеристикой синусоидальности получаемой на входе характеристики напряжения

Расчетные значения получают из табличных данных для каждой гармоники.
Несимметрия входной величины по обратной или нулевой последовательности важно учитывать для исключения случаев неравномерного распределения фаз. Такие условия возникают чаще при обрыве питающей сети, подключенной по схеме звезды или треугольника.

Коэффициент несимметрии

Это один из основных параметров при оценке качества работы в трехфазных и двухфазных сетях. Превышение коэффициента, наблюдается при неравномерном распределении нагрузки по фазам. Параметр регламентирован ГОСТом и используется при проведении любых проверок сети.

Не все процессы происходят систематически. Существует ряд характеристик, которые фиксируются в случайных ситуациях. Для их возникновения требуются определенные условия и совпадения по сопутствующим изменениям.

Прерывание напряжения случается во время аварий или плановых ремонтных работ. Провалы возникают при подключении оборудования высокой мощности, или коротких замыканиях. Перенапряжения фиксируются по ряду причин:

  • короткие замыкания;
  • резкое снижение нагрузки;
  • обрывы нейтральных проводников;
  • замыкания на землю.

При воздействии молний происходят импульсивные перенапряжения.

Минимальный интервал измерений составляет неделю. За 7 дней прибор собирает достаточное количество информации для подготовки точных результатов. Математический алгоритм исключает риск ошибки и позволяет автоматизировать процесс измерений. В результате пользователь получает усредненные значения и определяет основные проблемы в работе сети.

Из чего сделана электроэнергия?

  • Генератор (источник) электроэнергии,
  • Линия электропередачи,
  • Нагрузка.

Нас, конечно же, интересует питание нагрузки. Итак, посмотрим, что мы можем измерить и посмотреть реально в питающей сети:

Напряжение

Это – самый важный параметр, определяющий в основном качество и характеристики всей энергосистемы. Будем рассматривать трехфазную систему, не смотря на то, что в быту мы привыкли к одной фазе.

Старый ГОСТ 13109-97 “Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения” гласил, что действующее (или среднеквадратическое, что для синуса одинаково) фазное напряжение в питающей сети должно составлять 220 ±10% = 198…242 В. Однако, новый ГОСТ 29322-2014 “Напряжения стандартные” “повысил” напряжение до 230 В ±10 % = 207…253 В.

При этом разрешено действие напряжения и 220, и 230 В (ГОСТ 29322-2014, Табл.1, Прим. а). Линейные напряжения (между фазами) будут соответственно 380 и 400 В.

Что реально происходит в электросети, видно на экране анализатора качества электроэнергии Hioki 3197:

Линейные напряжения в трехфазной сети

Напряжение колеблется около среднего уровня 395 В с отклонением 2..3 В за период измерения около 12 минут. Судя по одинаковым провалам на всех фазах, где-то примерно каждые пол минуты на 5-10 секунд включается мощная трехфазная нагрузка. Что бы это могло быть?

Это линейные напряжения, фазные в солидных сетях не измеряются. Но если это нужно, можно легко перевести фазное в линейное напряжение и обратно, используя формулу:

Формула линейного напряжения, зависимость от фазного

Для понимания – Uл = 380 В, Uф = 220 В, а формула “наоборот” будет выглядеть так:

Формула зависимости фазного напряжения от линейного

График, приведенный выше, может записываться в память прибора и длиться до нескольких дней. Таким образом можно проанализировать, как меняется напряжение в течение суток, и подобрать стабилизатор, либо вообще его не ставить.

Кроме того (что очень важно!), можно зафиксировать и посмотреть все “артефакты” на напряжении. Например, скачки напряжения, провалы, пусковые токи, и т.д

Пороги событий устанавливаются в настройках.

Пример экрана, на котором отображены события:

События и деталировка на экране анализатора качества

Ток

Когда-то в детстве отец мне купил мой первый тестер – ТЛ-4М, за 40 рублей. Я мерил всё подряд, пока мою голову не посетила “гениальная” идея – измерить ток в розетке. Включил максимальный предел – 3 А, и…

В итоге – выбило пробки, в тестере сгорел шунт, а я понял – что ток измеряется всегда только ЧЕРЕЗ нагрузку. С тех пор средства измерения тока сильно шагнули вперед, и для этого используются только токовые клещи (трансформаторный метод), шунты практически не применяются.

Ток, точнее, его значение, форма и составляющие, значительно зависит от нагрузки. Например, вот как выглядит форма напряжения и тока при работе диммера:

Напряжение в сети и ток ЧЕРЕЗ диммер

Естественно, присутствуют гармоники тока и напряжения, которыми определяется форма.

Гармоники напряжения и тока

Гармоники напряжения и тока можно увидеть в графическом виде, как на скрине выше, так и в виде таблицы – с 1-й до 50-й гармоники. И для однофазной, и для трехфазной сети.

Например, вот такая табличка:

Список гармоник тока и напряжения

Частота

Все знают, что частота питающего напряжения у нас в розетке равна 50 Гц. Это означает, что 50 раз в секунду всё повторяется. Иначе говоря, длительность периода напряжения равна 20 мс.

Вас когда-нибудь било током? Помните, как трясло тело? Вот – это те самые 50 Гц. Хотя, по моим ощущениям, трясёт с частотой 10-20 Гц. Б-р-р.

Если точнее, то согласно ГОСТ 29322-2014 частота напряжения должна быть 50 ±0,2 Гц. То есть, от 49,8 до 50,2 Гц.

Пожалуй, частота – единственный параметр, на который ничего не влияет. И её стабильность зависит только от работы электростанции.

Вот как график частоты выглядит на экране анализатора качества электроэнергии:

Hioki 3197 – Частота питающей сети

Что происходит с потребителями при отклонении нормальных режимов питания?

Параметры качества электроэнергии влияют на длительность работы подключаемых устройств, часто это становится критично на производствах. Падает производительность линий, увеличивается расход энергии. Так на валу двигателей снижается вращающий момент при падении значений показателей питающей сети. Укорачивается срок службы ламп освещения, световой поток ламп становится меньше либо мерцает, что сказывается на выпускаемой продукции в теплицах. Существенное влияние оказывается на процессы других биохимических реакций.

Согласно законам физики снижение напряжения при неизменной нагрузке на валу двигателя приводит к стремительному росту тока. Это, в свою очередь, приводит к сбоям в работе защитных выключателей. В результате плавится изоляция, в лучшем случае горят плавкие предохранители, в худшем безвозвратно портятся обмотки двигателей, элементы электроники. При аналогичных обстоятельствах электросчетчик начинает вращаться с большей скоростью. Хозяин помещения терпит убытки.

Критерии оценки питающей сети

Что же содержит ГОСТ? Качество электроэнергии определяется характеристиками трёхфазных сетей и распространенных в быту цепей частотой 50 Гц:

  • Установившееся значение отклонения напряжения определяет величину характеристики, при которой потребители могут функционировать без сбоя. Устанавливается нижний нормальный предел от 220 В это 209 В и верхний равен 231 В.
  • Размах изменения входного напряжения представляет собой разность величин действующей и амплитудной. Замеры производят за цикл перепада параметра.
  • Доза фликера подразделяется на кратковременную в пределах 10 минут и длительную, определяемую 2 часами. 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 согласно ГОСТ.
  • Отклонение питающей частоты приводит к повреждениям электрических частей и проводников.

Неустойчивость входного значения

Система качества электроэнергии включает замеры дозы фликера. Этот показатель фиксирует специальный прибор — фликерметр, который снимает амплитудно-частотную характеристику. Полученные результаты сравнивают с кривой чувствительности зрительного органа.

ГОСТом установлены допустимые пределы изменения дозы фликера:

  • Кратковременные колебания показатель не должен быть выше 1,38.
  • Длительные изменения должны укладываться в значение параметра 1,0.

Если речь идет о верхнем пределе показателя цепи ламп накаливания, то требуется, чтобы результат попал в следующие границы:

  • Кратковременные колебания — показатель установлен равным 1,0.
  • Продолжительные изменения параметра — 0,74.

Характеристики отдельного источника питания системы качества электроэнергии для трехфазной 4-проводной системы переменного тока

Простейшая схема, позволяющая получить различные уровни качества электроэнергии для однофазной нагрузки, показана на рис. 7. Система может выдавать 3 уровня качества электроэнергии на однофазную нагрузку при использовании трёхфазной 4-проводной системы переменного тока, одного преобразователя и аккумуляторных батарей. Этот центр управления качеством подобен изображённому на рис. 3 и является его однофазной версией. Устройство имеет несколько рабочих режимов.

Обычный режим работы. Система компенсирует трёхфазную асимметрию и гармоники напряжения, возникающие из-за нагрузки, а также токи гармоник нагрузки. Если имеется обратная мощность, генерируемая на стороне нагрузки, она накапливается в аккумуляторной батарее.

Режим компенсации кратковременных просадок напряжения. Кратковременные просадки напряжения в линиях наивысшего и высокого качества компенсируются добавлением реактивной мощности от преобразователя. Кратковременные просадки напряжения в линии нормального качества не компенсируются. Номинальный ток линии нормального качества может быть меньше, чем для других фаз, потому что эта линия не должна обеспечивать реактивный ток для компенсации кратковременных просадок напряжения.

Режим ИБП. Во время работы ИБП работает только линия наивысшего качества преобразователя, транзисторы двух других фаз закрыты. Преобразователь действует как ИБП параллельного типа, и энергия поступает от аккумуляторной батареи.

Таблица 7. Определение качества электроэнергии для центра управления качеством рис. 7

События Нормальное качество Высокое качество Наивысшее качество
Повышенное и пониженное напряжение О О О
Кратковременные просадки напряжения Х О О
Выбросы напряжения Х О О
Сдвиг фаз Х Х О
Скачки Х О О
Кратковременные прерывания Х Х О
Временные прерывания Х Х О
Длительные перерывы Х Х Х
Переходные процессы Х Х Х
Трёхфазная асимметрия напряжения Δ Δ Δ
Гармоники напряжения Δ Δ Δ
Гармоники тока О О О

Подробная конфигурация экспериментального устройства приведена на рис. 8. Основными компонентами конфигурации являются трёхфазный преобразователь, аккумуляторные батареи и тиристорный ключ в фазе с энергией наивысшего качества. В качестве контроллера, показанного на рис. 8, используется цифровой сигнальный процессор ЦСП. В обычном рабочем режиме трёхфазный ток преобразуется в координаты d-q. Измеряются и компенсируются обратная последовательность, нулевая последовательность и компоненты гармоник токов нагрузки. В режиме компенсации кратковременных просадок напряжения реактивная мощность для компенсации напряжения подаётся в фазы А и В. В режиме ИБП преобразователь становится обычным источником напряжения и работает только одна фаза А.

На рис. 9 показана компенсация асимметрии тока и симметрия вторичного тока. К линиям наивысшего и высокого качества подключена активная нагрузка 2,3 кВт, к линии нормального качества подключена активная нагрузка 1,3 кВт. Коэффициент асимметрии тока после компенсации – 4,0%. На рис. 10 показана компенсация кратковременных просадок напряжения на линиях наивысшего и высокого качества.

На рис. 11 показаны экспериментальные результаты работы ИБП. Время прерывания питания равно 200 мс. Отсутствие трёхфазного напряжения на первичной стороне компенсируется только в фазе А. Вся энергия на нагрузку фазы А поступает от батареи.

На рис. 12 показана обработка потока обратной мощности от нагрузок, генерирующих электроэнергию (распределенного генератора). Для моделирования распределённого генератора использовался источник тока. К фазам А и В подключена активная нагрузка 1 кВА. К фазе С подключен источник синусоидального тока 50 А (амплитуда) со сдвигом фазы относительно напряжения на 180º. Мощность распределённого генератора больше мощности нагрузок, подключенных к фазам А и В, поэтому будет поток обратной мощности, если не будут приняты меры для его блокирования. Нулевой вторичный ток на рис. 12 свидетельствует о том, что поток обратной мощности отключен от центра управления качеством и заряжает аккумуляторную батарею.

Для системы электроснабжения с разделением потребителей по требованиям к качеству электроэнергии важно определение уровней качества электроэнергии. Аспекты качества электроэнергии, как мы убедились, делятся на 3 категории: стабильность напряжения, бесперебойность подачи питания и форма напряжения

Согласно трем категориям были рассмотрены примеры определения уровня качества и показаны соответствующие конфигурации центра управления качеством.

Как проводится контроль качества?

Главная цель, с которой проводится контроль качества электроэнергии — выявление дефектов электрической сети и причин их возникновения.

Для установления параметров производится подсоединение анализаторов в электрическую систему. Места контроля — точки подключения к общей сети потребителей. В собственных сетях потребители проводят измерения в ближайших к этим точкам местах.

Анализатор качества электроэнергии принимает информацию на входе о значениях напряжений и токов в зависимости от времени. Полученные данные обрабатываются при помощи математических алгоритмов, что позволяет рассчитать требуемые параметры, произвести анализ качества электроэнергии, а также установить ее количество, проходящее через точку подключения за заданный временной интервал.

Периодичность проведения контроля для всех показателей составляет один раз в два года, а для отклонения напряжения – дважды в год, так как именно низкое напряжение – основная причина плохого качества электроэнергии.

Рассмотрение основных показателей

Качество электроэнергии определяют соответствием параметров электрической сети, установленным значениям определенных показателей. Все параметры электрической энергии большую часть времени в сутках (95%) должны соответствовать нормальным установленным значениям и не превышать данный предел.

ГОСТ 32144-2013 разделяет показатели и нормы качества на два категории: основные и дополнительные. Основные определяют свойства электроэнергии. В данную подгруппу входит 9 характеристик напряжения и 1 характеристика частоты. Рассмотрим ряд основных показателей более подробно.

Отклонение напряжения. Оказывает наибольшее влияние на работу потребителей. Нагрузки, уровни напряжения и другие параметры способны изменяться во времени. Исходя из этого, значение падения напряжения также является переменным. При этом, значительное снижение напряжения на промышленных предприятиях оказывает негативное воздействие на общую производительность труда, отрицательно сказывается на зрении рабочего персонала. Также, снижение напряжения оказывает влияние на продолжительность большинства технологических процессов в электротермической и электролизной установках. Помимо этого, несоответствие уровня напряжения необходимым значениям приводит к потере напряжения и мощности.

В сетях до 1 кВ допустимое отклонение напряжения ±5 %, максимальное ±10 %. В сетях 6-20 кВ принята величина максимального отклонения ±10 %.

Размах изменения напряжения. Этот параметр качества электроэнергии представляет собой разницу между амплитудным или действующим значением перед и после его изменения. Частота повторения данных изменений может быть от 2 раз/мин. до 1 раза/ч. Столь резкие изменения в трехфазной сети могут быть вызваны, к примеру, работой дуговой сталеплавильной печи либо сварочного аппарата. Нормирование колебаний напряжения основывается на необходимости защиты зрения людей. Для каждого вида ламп устанавливается свое отдельное значение размаха. Чтобы обеспечить соблюдение данного показателя качества рекомендуется применять отдельное питание для электроприемников сети освещения и силовых нагрузок.

Доза колебаний напряжения, которая является аналогом предыдущего показателя качества электрической энергии, они взаимозаменяемы. Нормирование дозы колебаний в электросетях проводится только при наличии в них определенных приборов.

Длительность провала напряжения. Провалом является резкое уменьшение напряжения, после чего оно обратно восстанавливается до своей изначальной, либо приближенной величины спустя определенный временной промежуток. Длительность провала отражает время от начального момента провала до момента его восстановления. Продолжительность провала может быть как в один период, так и в десятки секунд. Согласно ГОСТ этот параметр может достигать 30 секунд в сетях до 20 000 Вольт.

Импульсное напряжение схоже по описанию провалу, однако его продолжительность иная, и составляет от нескольких микросекунд до десяти миллисекунд. Допустимые значения данного показателя качества электроэнергии стандартом не нормируется.

Характеристиками напряжения также являются четыре коэффициента: гармонической составляющей, несинусоидальности кривой, нулевой и обратной последовательности.

Характеристикой частоты выступает отклонение. Наибольшее отклонение частоты возникает, если нагрузки изменяются медленным темпом, а резерв мощности невелик. Нормальная допустимая величина отклонения ± 0,2 Герц, максимальная ± 0,4 Герц. В послеаварийных режимах допустим интервал отклонения от + 0,5 до — 1 Герц (не более девяноста часов в году).

Дополнительные показатели качества электроэнергии являются формой записи основных. Сюда входят 3 следующих коэффициента, характеризующих напряжение: амплитудной модуляции, а также небаланса фазных и междуфазных напряжений.

Заключительные выводы

Все анализаторы качества электроэнергии, использовавшиеся в этих опытах, согласно утверждениям изготовителей соответствуют требованиям стандарта МЭК 61000-4-30. Первые 5 испытаний не выявили каких-либо противоречий этим утверждениям, то есть разброс результатов находился в пределах ±5% от измеряемой величины. Однако последние два испытания показали наличие некоторых неточностей при определении THD, несмотря на то, что абсолютные значения гармоник измерялись правильно.

Было определено, что причиной такой ситуации в первом случае является то, что в некоторых анализаторах качества электроэнергии для вычисления THD используются разные выражения. Такое положение противоречит стандарту, который чётко определяет только одну формулу. После исключения анализаторов, которые вычисляли THD по неправильной формуле, разброс результатов уменьшился с 9,9% до 1%, что соответствует стандарту. Чтобы избежать новых недоразумений, производителям измерительного оборудования нужно чётко показывать, какая формула используется для расчёта THD в данный момент. Для этого нужно ввести новый показатель для определения уровня искажений напряжения по отношению к действующему значению.

ТАБЛИЦА IX Сводная таблица основных результатов измерений

Испытание №Среднее значение THD, %Разброс относительно среднего значения, %
Испытание I11,47+0,74 % /-0,65 %
Испытание II4,27+0,70 % /-1,63 %
Испытание III12,09+0,76 % /-0,73 %
Испытание IV16,96+4,73 % /-1,76 %
Испытание V43,69+2,90 % /-6,84 %
45,00+0,40 % /-0,63 %

В последнем испытании причиной различий значений THD явилось то, что анализаторы использовали разные методы агрегирования по времени. Это очевидная ошибка в алгоритме измерений.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации