Качество электроэнергии в системах электроснабжения

Качество и надежность электрической энергии

Как отмечено в XI разделе Кодекса систем распределения, характеристики и показатели качества электроэнергии должны совпадать с критериями, прописанными в ДСТУ EN 50160:2014 «Характеристики напряжения электроснабжения в электрических сетях общего назначения».

«Качество электроэнергии»: что означает термин

Качество электроэнергии в системах электроснабжения — это комплекс признаков электроэнергии согласно утвержденным стандартам. Стандарты э/э устанавливают уровень годности электричества, чтобы его использовали с определенными целями. Качество электроэнергии характеризует соответствие физических параметров э/э, поставленной потребителю, установленным стандартам.

Измерения качества электроэнергии

В пунктах 11.4.7-11.4.12 (Одиннадцатый раздел Кодекса систем распределения) описаны основные показатели качества электроэнергии. Их можно увидеть в таблице ниже.

95% среднеквадратических значений напряжения каждой гармоники должны быть меньше или такие же, как следующие значения:

Показатели надежности электроснабжения

Оператор системы распределения (ОСР) ответственен перед потребителями и должен предоставлять им компенсацию, если произошло несоблюдение показателей качества снабжения э/э. В каком размере и каким образом будет происходить компенсация, устанавливает Национальная комиссия, осуществляющая государственное регулирование в сфере энергетики и коммунальных услуг (НКРЭКУ), в свою очередь ОСР должен обнародовать данную информацию у себя на сайте.

Также ОСР должен размещать в договорных документах о предоставлении услуг по распределению электрической энергии список показателей надежности электроснабжения.

Выделяют следующие критерии надежности (непрерывности) электроснабжения:

• SAIDI — индекс средней продолжительности длинных перерывов электроснабжения в системе, обозначающий суммарную продолжительность длинных перерывов электроснабжения в точках коммерческого учета (далее – ТКО) с прекращенным электроснабжением за отчетный период;
• SAIFI – индекс средней частоты долгих перерывов электроснабжения в системе. Вычисляется в результате соотношения общего количества отключенных ТКО с общим количеством ТКО электрической энергии за отчетный период;
• MAIFI – индекс средней частоты коротких перерывов электроснабжения в сети. Рассчитывается посредством соотношения общего количества отключенных ТКО с общим количеством ТКО за отчетный период.
• ENS – объем неотпущенной электрической энергии. Вычисляется с помощью количества отключенных ТКО умноженных на длительность длительного перерыва и среднее потребление на соответствующем уровне напряжения.

Существует понятие коммерческого качества электроснабжения, раскрывающее взаимоотношения ОСР с потребителями. К критериям коммерческого качества электроснабжения относится соблюдение сроков предоставления услуг по распределению электрической энергии, подключение к системе распределения и восстановления электроснабжения и рассмотрению коммерческого учета и обработки обращений потребителей.

Мы сотрудничаем с юридическими лицами во всех городах и областях Украины (Киев, Харьков, Днепр, Одесса, Херсон, Запорожье, Николаев, Кривой Рог, Полтава, Винница, Львов).

Узнайте дополнительные данные у наших менеджеров и они с радостью предоставят всю необходимую информацию. Обращайтесь по контактам на сайте. Ждем ваши звонки и сообщения!

Зарядите свой бизнес уже сейчас!

Працюємо, щоб допомагати українським підприємствам заощаджувати кошти на вартості електроенергії та природного газу!
Працюємо заради економіки України.

Завжди на зв’язку.
Долучайтеся до нас!
Разом до перемоги!

Качество электрической энергии

Качество электрической энергии (Качество ЭЭ) – комплексное свойство. Оно характеризует электромагнитную среду и возможности технологического процесса по производству, передаче, распределению и использованию электрической энергии потребителями.

Устройства улучшения качества электрической энергии СВЭЛ – эффективное решение для повышения надежности систем электроснабжения, повышения стабильности и снижения затрат.

Качество электроэнергии отвечает за надежность: режим электроснабжения потребителей считается нормальным, если электроэнергия доходит до потребителей бесперебойно, и в том в количестве, которое было заранее согласовано с энергоснабжающей организацией.

Качество электроэнергии еще называют «электромагнитной совместимостью» (способностью электроустановки нормально функционировать в ее электромагнитной среде, не создавая электромагнитных помех другим электроприборам, функционирующим в данной сети).

Качество электроэнергии определяется степенью соответствия эксплуатационным параметрам электроэнергии и установленным значениям заявленных показателей. К таким единичным свойствам относятся:

Состоит их следующих показателей:

Состоит их следующих показателей:

Показатели качества электроэнергии выражаются:

Вред и ущерб для оборудования от ухудшения качества электроэнергии

Использование некоторых мощных электротехнических установок (вентильные преобразователи, дуговые сталеплавильные печи, сварочные установки) независимо от их экономичности и технологической эффективности приводит к ухудшению качества электроэнергии. Возникает проблема электромагнитной совместимости электроприемников промышленного типа с питающей сетью.

Зависимость отклонения напряжения обусловлена уровнем напряжения, подаваемым энергосистемой промышленным предприятиям, а так же работой отдельных промышленных электроприборов с большим потреблением реактивной мощности. По этим причинам вопросы качества электроэнергии важно рассматривать через решение вопросов компенсации реактивной мощности.

Несоответствие показателей качества электроэнергии приводит к ущербу:

• вреду материалам и оборудованию;
• нарушению последовательности технологических процессов;
• снижению показателей качества выпускаемой продукции;
• спаду продуктивности и производительности;
• росту потерь электроэнергии;
• повреждению электротехнического оборудования;
• сбою процессов работы в автоматике, телемеханике, связи, электронной технике и т.д.

К основным негативным проблемам в системах электроснабжения относятся:

1. Нестабильность напряжения.
2. Реактивная мощность.
3. Перетоки мощности.
4. Гармонические искажения.
5. Падение напряжения (или провал).
6. Кратковременные перебои.
7. Долговременные перебои.
8. Импульсные всплески.
9. Перенапряжение.
10. Гармонические искажения.
11. Колебание напряжения.
12. Шумы.
13. Дисбаланс напряжения.

Нестабильность напряжения

Выражается резкими перепадами сетевого напряжения за доли секунд, выходящими за границы допустимых отклонений (в нескольких тысяч вольт). Действующие нормы гласят: допустимые отклонения напряжения не должны превышать показатели номинала.

Импульсные перенапряжения оказывают сильное влияние:

• на работу и срок службы электроприборов;
• на состояние изоляции электропроводки;
• на безопасность людей и сохранность имущества.

Виды и причины импульсных перенапряжений:

1. воздействие внешних факторов (например, грозовые разряды);
2. коммутационные перенапряжения, происходящие по причине включения или отключения мощных установок.

Любые перепады напряжения в питающей электрической сети значительно сокращают срок службы подключенного оборудования, приводят к непредвиденным расходам и выводят из строя важное дорогостоящее оборудование.

Незначительные постоянные перепады в 5-10% отклонения от нормы, несут за собой микросбои в управляющих блоках оборудования, приводят к браку продукции и остановкам в работе. Они недопустимы в работе установок, для которых важны точность и стабильность (медицинское или лабораторное оборудование, производственное оборудование с программным управлением, управляющие микросхемы и микропроцессоры).

Скачки напряжения в 10-25% отклонения от нормы снижают срок службы электроприборов в среднем в 2 раза. Стабильное электропитание обеспечивает десятки лет службы оборудования, а несколько вышеупомянутых скачков сокращает работу до гарантийного срока.

Перепады напряжения однофазной сети до 300В часто приводят к поломке отдельных электрокомпонентов (блоки питания, электродвигатели, приводы, световое оборудование, сенсорные и управляющие панели).

Понижение напряжения за границы допустимых значений тоже опасно: это приводит к потере несохранённых данных, нарушению работы производственного оборудования, поломкам и сбоям.

На данный момент электросети не рассчитаны на активный рост потребителей. Перепады напряжения однофазных сетей до 380В приводят к авариям, разрушению ЛЭП по причине перегревов и коротких замыканий в щитах и магистралях, к полному выходу из строя электроприборов и даже к их возгоранию.

Причины падения напряжения:

1. Состояние трансформаторных подстанций и линий электропередач. Подавляющее большинство трансформаторных подстанций и линий электропередач было установлено во времена СССР, когда был совершенно иной расчет нагрузки, другая аппаратура. Показатели диаметра жил и материалов кабеля (алюминий) часто не выдерживают выросшее потребление электроэнергии.
2. Разница потребляемой мощности на фазах. В системе электропитания есть три фазы. Когда возникает превышение по нагрузке на одной фазе, то появляется перекос фаз, ведущий к повышению или понижению напряжения.

Низкое напряжение в сети приводит:

• серьезному ухудшению условий запуска всех типов двигателей и устройств на базе двигателя;
• увеличению пускового тока при запуске электродвигателей;
• перегреву проводки, оплавлению изоляции, риску возгорания от короткого замыкания;
• нестабильной работе и поломке электроприборов, уменьшению срока их службы.

Рис. 1. Состояние трансформаторных подстанций влияет на напряжение

Реактивная мощность

Это величина, определяемая электромагнитными полями, возникающими во время работы электроприборов.

Нарушение баланса реактивной мощности ведет за собой изменения в уровне напряжения электросети. Если рост показателей генерируемой реактивной мощности (вырабатывается генерaторaми электростанций и компенсирующими устройствами) превышает показатели потребляемой, то происходит повышение напряжения в сети. Недостаток реактивной мощности приводит к понижению напряжения в сети.

Реактивная мощность активно влияет на режимы напряжения. Показатели потерь, обусловленные передачей реактивной мощности, составляют 1/3 общих потерь напряжения в сетях 6 –10 кВ и 2/3 в сетях с высоким напряжением.

Активное использование реактивной мощности дает:

• увеличение тока и последующие дополнительные потери в проводниках,
• выход напряжения сети за границы номинальных значений,
• увеличение нагрузки на кабельные сети и трансформаторы,
• уменьшение пропускной способности систем электроснабжения и трансформаторов,
• умножение сечений проводов и кабельных линий,
• рост номинальных мощностей или количества трансформаторов на подстанциях.

Рис. 2. Комплектные трансформаторные подстанции СВЭЛ

Перекомпенсaция реактивной мощности несет в себе риски, т. к. повышение сетевого напряжения приводит к коротким замыканиям, выходу электроприборов из строя, возникновению пожара.

Перетоки мощности

Активные потери электроэнергии в электрических сетях вызывают и перетоки мощности. Так как значительная часть электроприемников промышленных предприятий, наряду с активной мощностью, потребляет также и реактивную, то показатели перетоков мощности весьма существенны.

Причины их появления:

1. неправильное подключение оборудования;
2. нестабильность в напряжении и частоте электросети;
3. изношенность оборудования;
4. нарушение баланса мощности, неравномерное распределение в сети;
5. воздействие внешних факторов, таких как грозовые разряды, могут вызвать перетоки мощности;
6. несоответствие нагрузки и ее параметров;
7. нарушение правил эксплуатации.

Негативные последствия перетоков мощности:

1. повреждение оборудования – избыток энергии может привести к перегрузке и перегреву;
2. нарушение работы и сбой системы из-за нестабильности в напряжении и частоте электросети;
3. пожары – перегрузки и перетоки мощности могут вызвать возгорание электрических проводов и оборудования;
4. потери энергии, снижающие эффективность работы системы;
5. неэффективное использование ресурсов;
6. снижение пропускной способности электросетей.

Для снижения перетоков мощности и сокращения отрицательных последствий промышленные предприятия прибегают к использованию компенсирующего оборудования.

Гармонические искажения

Это изменения формы синусоидального сигнала, вызванные наличием дополнительных частотных компонент в сигнале.

Причины гармонических искажений:

1. Нелинейность оборудования: (статические преобразователи частоты, сварочные аппараты, трансформаторы, силовое электрооборудование, выпрямительные установки, дуговые сталеплавильные печи, индукционные печи, частотно-регулируемые электроприводы, циклоконверторы и мн.др.).
2. Несимметричность сигнала относительно нулевой линии.
3. Резонансные явления (емкость электрической сети, индуктивность и сопротивление).
4. Неустойчивость напряжения.
5. Некачественное оборудование.
6. Неправильное подключение оборудования.

Негативные последствия гармонических искажений:

1. Перегрев электрооборудования и кабелей.
2. Снижение эффективности работы оборудования, что может привести к ухудшению качества продукции и увеличению затрат на энергию.
3. Ускоренное повреждение оборудования по причине износа изоляции обмоток и сердечника чрезмерным нагревом токами высших гармоник.
4. Перенапряжение электросети нейтральной перегрузки трехфазных систем – выход из строя или необходимость модернизации.
5. Уменьшение пропускной способности ЛЭП.
6. Воздействие на другие устройства, например, вывод из строя или компьютерной техники, приводов двигателей, осветительных устройств и прочего незащищенного оборудования.
7. Увеличение тока в конденсаторах по причине содержания высших гармоник трехфазной сети (реактивное сопротивление конденсаторов с ростом частоты снижается).
8. Электромагнитные помехи с системами связи.
9. Ошибки в измерениях при использовании счётчиков усреднённых значений.
10. Гармонические искажения могут влиять на здоровье людей, вызывая головные боли, усталость и другие отрицательные последствия.

Способ подавления гармонических возмущений в силовых сетях – специализированное оборудование, фильтры и программы.

Рис. 3. Гармонические искажения однофазной сети

Контроль качества электроэнергии

Контроль качества энергии (ККЭ) помогают анализаторы качества электроэнергии и устройства, способные уменьшить или устранить искажения в электрической сети.

Для контроля качества ЭЭ применяются стандарты и нормативы, устанавливающие допустимые уровни гармонических искажений и других параметров электрической энергии.

К основным задачам контроля качества электроэнергии относятся:

1. Определение уровня гармонических искажений.
2. Измерение показателей тока напряжения.
3. Оценка мощности и энергии.
4. Определение коэффициента и фактора мощности.
5. Обнаружение перегрузок и перенапряжений в сети.
6. Оценка эффективности работы подключенного оборудования.
7. Оценка соответствия нормативным требованиям параметров электроэнергии.
8. Поиск причин возникновения проблем с качеством ЭЭ и разработка способов их устранения.
9. Улучшение качества энергии путем использования фильтров гармонических искажений и иных устройств.
10. Проверка по исполнению требований стандартов в части эксплуатационного контроля показателей электроэнергии.

Приборы и методы контроля качества электроэнергии

1. Анализаторы качества – устройства для измерения и анализа параметров электрической энергии.
2. Мультиметры – приборы для измерения напряжения, тока и сопротивления.
3. Тестеры – устройства, используемые для проверки электрических цепей на наличие проблем, таких как обрывы, короткие замыкания и других неисправностей.
4. Осциллографы – приборы, позволяющие визуально отобразить перемены напряжения и тока во времени.
5. Термометры – устройства, используемые для измерения температуры оборудования.
6. Измерители мощности – приборы, предназначенные для замеров мощности и энергии в сети.
7. Фильтры гармонических искажений – устройства, используемые для устранения гармонических искажений в электрической сети.

Рис. 4. Мультиметр – прибор, который измеряет напряжение, ток и сопротивление

Приборы, устанавливаемые на щитах управления или в распределительном устройстве:

1. Амперметры – устройства для непрерывного контроля величины тока на вводах распределительных подстанций, отходящих линий, перемычках между секциями сборных шин. Если нагрузка равномерная производится установка одного амперметра. Если же нагрузка неравномерная или необходим контроль над каждой фазой (конденсаторные батареи, электрические печи) производится установка по три амперметра.
2. Вольтметры и частотомеры – устройства, которые предназначены для контроля КЭЭ, выявления показателей междуфазного напряжения (сети с заземленной нейтралью до 1000В) и контроля изоляции (сети с изолированной нейтралью). Вольтметры устанавливаются на сторонах выключателей нагрузки трансформаторных подстанций, а том числе на каждой секции шин всех напряжений.
3. Счетчики активной и реактивной электроэнергии – аппараты по расчетному и техническому учету в местах выработки и потребления электрической энергии.

Методы контроля качества электроэнергии:

1. Измерение напряжения, мощности и тока.
2. Анализ гармонических искажений.
3. Измерение температуры оборудования.
4. Визуальный анализ перемены тока и напряжения во времени.
5. Проверка электрических цепей на наличие неисправностей, таких как обрыв, короткие замыкания и др.
6. Мониторинг параметров электрической сети.
7. Анализ данных о потреблении электроэнергии для оптимизации пользования ресурсами и снижения затрат на электроэнергию.
8. Контроль над распределением нагрузок, величиной их составляющих активного и реактивного аспекта, параметрами сети.
9. Учет выработки и обработки электроэнергии.
10. Определение уровня потери энергии в сетях.
11. Регистрация некоторых электрических величин при нормальном и аварийном режиме работы и мн.др.

Стандарты качества электроэнергии

Стандарты, определяющие качества энергии, утверждают перечень требований к параметрам и характеристикам электрической энергии, которые необходимо обеспечивать системам электроснабжения. Эти стандарты определяют допустимые уровни напряжения, частоты, гармонических искажений, перенапряжений и других параметров, которые влияют на деятельность электротехнического оборудования и обеспечивают безопасность людей и имущества. Стандарты также устанавливают виды методов по измерению и оценке параметров качества электрической энергии и требований к компетентности испытательных лабораторий, проводящих такие измерения.

Международные стандарты:

1. IEEE 519-2014 – Стандарт IEEE для гармонических искажений в системах электропитания.
2. IEC 61000-2-4 – Стандарт Международной электротехнической комиссии для измерения и оценки характеристик электрических сетей в отношении нежелательных влияний.
3. EN 50160 – Стандарт Европейского союза для качества электрической энергии в системах электроснабжения.
4. ANSI C84.1 – Стандарт Американского национального института стандартов для напряжения и частоты в системах электроснабжения.
5. AS/NZS 61000.4.7 – Стандарт Австралийского и Новозеландского института электротехники и электроники для измерения и оценки характеристик электрических сетей в отношении нежелательных влияний.

Стандарты качества электроэнергии по ГОСТ:

1. ГОСТ Р 51317.4.30-99 – Стандарт Государственного комитета по стандартизации России для качества электрической энергии в системах электроснабжения.
2. ГОСТ Р 54149-2010 – Стандарт Государственного комитета по стандартизации России для гармонических искажений в системах электропитания.
3. ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2009 – Стандарт Государственного комитета по стандартизации России для оценки компетентности испытательных лабораторий по измерению параметров качества электрической энергии.
4. ГОСТ Р 52343-2005 – Стандарт Государственного комитета по стандартизации России для измерения и оценки характеристик электрических сетей в отношении нежелательных влияний.
5. ГОСТ Р 50571.1-2010 – Стандарт Государственного комитета по стандартизации России для регулирования напряжения в системах электроснабжения.

Декларирование целей по качеству ЭЭ поставщиками обеспечивает:

• Надежное и безопасное функционирование электротехнического оборудования.
• Предотвращение выхода оборудования из строя по причине неисправностей и ситуаций аварийности.
• Улучшение качества жизни потребителей путем поставки стабильного и качественного снабжения электроэнергией.
• Сокращение расходов электроэнергии во время процессов ее передачи и распределения.
• Соответствие установленному перечню требований законодательства и стандартов в области качества энергии.
• Повышение уровня конкурентоспособности на рынке электроэнергии.
• Снижение негативного воздействия для окружающей среды путем снижения выбросов и загрязнения.

Оборудование для повышения качества электроэнергии (УУКЭЭ)

1. Регулирующие трансформаторы с целью поддержки стабильного напряжения в сети.
2. Фильтры, которые удаляют помехи и шумы электросети.
3. Компенсационные устройства для восполнения реактивной мощности и улучшения коэффициента мощности.
4. Системы авторегулирования напряжения с целью поддержки стабильного напряжения на выходе из трансформаторов.
5. Системы по контролю и управлению качеством электрической энергии с функцией мониторинга параметров сети и возможностью оперативной реакции на проблемные процессы.
6. Устройства защиты от перенапряжений и перегрузок, которые предотвращают ущерб оборудования и аварийные ситуации.
7. Электронные регуляторы скорости и частоты вращения электродвигателей, которые позволяют снизить использование электроэнергии и сделать показатели нагрузки на сеть ниже.
8. Устройства снижения гармонических искажений, которые уменьшают влияние нелинейных нагрузок на КЭ.
9. Системы резервного питания, которые обеспечивают непрерывность работы при отключении основного источника электропитания.
10. Системы распределения электрической энергии с применением интеллектуальных технологий, которые позволяют оптимизировать расходы энергии и уменьшить траты на ее формирование.
11. Системы хранения электроэнергии (аккумуляторы и суперконденсаторы, используемые для балансирования нагрузки и понижения пиковых нагрузок на сеть).
12. Устройства мониторинга и управления энергопотреблением, которые позволяют оптимизировать расходование энергии и снизить затраты на ее производство.
13. Устройства обратной связи, которые позволяют операторам сети получать информацию о потреблении энергии и оптимизировать работу системы в режиме реального времени.
14. Системы автоуправления нагрузкой, которые позволяют оптимизировать потребление энергии и снизить затраты на ее производство.
15. Системы энергоэффективного освещения, которые позволяют снизить использование энергии на освещение и улучшить качество света в помещении.

Методы улучшения качества энергии:

• Использование приборов, задачей которых является компенсация реактивной мощности на кабельной линии и стабилизация коэффициента мощности в трёхфазной сети.
• Замена трансформаторов современными установками, которые имеют функцию регулировки под нагрузкой. Данным аппаратам не требуется демонтаж и отключение в условиях падения напряжения, а настройка калибровки возможна в режиме эксплуатации.
• Использование автотрансформаторов с линейными переключателями для изменения величин напряжений на вторичных обмотках, так же работающих без снятия нагрузки.
• Подключение компенсаторов к кабельной силовой сети, гармонизирующих количество вырабатываемой мощности в авторежиме.
• Подключение к сети установок БСК.

Подходы СВЭЛ по улучшению качества электроэнергии

• Мониторинг и анализ качества энергии в системе для выявления проблемы и оптимизации деятельности всего оборудования.
• Использование актуальных технических средств (систем, компенсирующих реактивную мощность с автоматическим регулированием напряжения).
• Эксплуатация высококачественных устройств, способных функционировать при различных условиях электросети, не создавая при этом помех для остального оборудования.
• Обучение персонала работе с оборудованием и правильному использованию электроэнергии, чтобы минимизировать возможные ошибки и повреждения оборудования.
• Регулярное техническое обслуживание оборудования и систем, чтобы предотвратить возможные проблемы и обеспечить надежную работу системы в целом.

Качество электроэнергии в системах электроснабжения

Совместимость технических средств электромагнитная

НОРМЫ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Power quality limits in the public power supply systems

Дата введения 2014-07-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «ЛИНВИТ» и Техническим комитетом по стандартизации ТК 30 «Электромагнитная совместимость технических средств»

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N-55 П от 25 марта 2013 г.).

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Министерство экономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 июля 2013 г. N 400-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32144-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2014 г.

5 Настоящий стандарт соответствует европейскому региональному стандарту ЕN 50160:2010* Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution networks (Характеристики напряжения электричества, поставляемого общественными распределительными сетями).

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

Степень соответствия — неэквивалентная (NEQ).

Стандарт разработан на основе применения ГОСТ Р 54149-2010

5* ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

* Нумерация соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 10, 2023 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в точках передачи электрической энергии пользователям электрических сетей низкого, среднего и высокого напряжения систем электроснабжения общего назначения переменного тока частотой 50 Гц.

Примечание — Определения низкого, среднего и высокого напряжений приведены в 3.1.11-3.1.13.

Требования настоящего стандарта применяют при установлении норм КЭ в электрических сетях:

— систем электроснабжения общего назначения, присоединенных к Единой энергетической системе;

— изолированных систем электроснабжения общего назначения.

Требования настоящего стандарта применяют во всех режимах работы систем электроснабжения общего назначения, кроме режимов, обусловленных:

— обстоятельствами непреодолимой силы: землетрясениями, наводнениями, ураганами, пожарами, гражданскими беспорядками, военными действиями;

— опубликованием нормативно-правовых актов органов власти, устанавливающих правила временного энергоснабжения;

— введением временного электроснабжения пользователей электрических сетей в целях устранения неисправностей или выполнения работ по минимизации зоны и длительности отсутствия электроснабжения.

Настоящий стандарт предназначен для применения при установлении и нормировании показателей КЭ, связанных с характеристиками напряжения электропитания, относящимися к частоте, значениям и форме напряжения, а также к симметрии напряжений в трехфазных системах электроснабжения. Данные характеристики напряжения подвержены изменениям из-за изменений нагрузки, влияния кондуктивных электромагнитных помех, создаваемых отдельными видами оборудования, и возникновения неисправностей, вызываемых, главным образом, внешними событиями. В результате возникают случайные изменения характеристик напряжения во времени в любой отдельной точке передачи электрической энергии пользователю электрической сети, а также случайные отклонения характеристик напряжения в различных точках передачи электрической энергии в конкретный момент времени.

Учитывая непредсказуемость ряда явлений, влияющих на напряжение, не представляется возможным установить определенные допустимые границы значений для соответствующих характеристик напряжения. Поэтому изменения характеристик напряжения, связанные с такими явлениями, как например, провалы и прерывания напряжения, перенапряжения и импульсные напряжения в настоящем стандарте не нормируются. При заключении договоров на поставку или передачу электрической энергии следует учитывать статистические данные, относящиеся к таким характеристикам.

Нормы КЭ, установленные в настоящем стандарте, не рассматривают в качестве уровней электромагнитной совместимости для кондуктивных электромагнитных помех и предельных значений кондуктивных электромагнитных помех, создаваемых оборудованием электроустановок потребителей электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

Нормы КЭ в электрических сетях, находящихся в собственности потребителей электрической энергии, должны соответствовать нормам КЭ, установленным настоящим стандартом.

Методы измерения показателей КЭ, применяемые в соответствии с настоящим стандартом, установлены в ГОСТ 30804.4.30 и ГОСТ 30804.4.7.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на [1] и следующие стандарты:

На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51317.4.15-2012 (МЭК 61000-4-15:2010)

ГОСТ 30804.4.30-2013 (IEC 61000-4-30:2008) Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии

ГОСТ 30804.4.7-2013 (IEC 61000-4-7:2009) Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств

ГОСТ 30804.3.3-2013 (МЭК 61000-3-3:2008) Совместимость технических средств электромагнитная. Ограничение изменений напряжения, колебаний напряжения и фликера в низковольтных системах электроснабжения общего назначения. Технические средства с номинальным током не более 16 А (в одной фазе), подключаемые к электрической сети при несоблюдении определенных условий подключения. Нормы и методы испытаний

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и обозначения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 система электроснабжения общего назначения: Совокупность электроустановок и электрических устройств, предназначенных для обеспечения электрической энергией различных потребителей электрических сетей.

3.1.2. пользователь электрической сети: Сторона, получающая электрическую энергию от электрической сети, либо передающая электрическую энергию в электрическую сеть. К пользователям электрических сетей относят сетевые организации и иных владельцев электрических сетей, потребителей электрической энергии, а также генерирующие организации.

3.1.3 распределительная электрическая сеть: Совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии между пользователями электрической сети, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

3.1.4 сетевая организация: Организация, владеющая на праве собственности или на ином установленном законами основании объектами электросетевого хозяйства, с использованием которых оказывающая услуги по передаче электрической энергии и осуществляющая в установленном порядке технологическое присоединение энергопринимающих устройств (энергетических установок) юридических и физических лиц к электрическим сетям, а также осуществляющая право заключения договоров об оказании услуг по передаче электрической энергии с использованием объектов электросетевого хозяйства, принадлежащих другим собственникам и иным законным владельцам и не входящих в единую национальную электрическую сеть.

3.1.5 потребитель электрической энергии: Юридическое или физическое лицо, осуществляющее пользование электрической энергией (мощностью) на основании заключенного договора.

3.1.6 точка передачи электрической энергии: Точка электрической сети, находящаяся на линии раздела объектов электроэнергетики между владельцами по признаку собственности или владения на ином предусмотренном законами основании, определенная в процессе технологического присоединения.

3.1.7 точка общего присоединения: электрически ближайшая к конкретной нагрузке пользователя сети точка, к которой присоединены нагрузки других пользователей сети.

3.1.8 номинальное напряжение: Напряжение, для которого предназначена или идентифицирована электрическая сеть, и применительно к которому устанавливают ее рабочие характеристики.

3.1.9 напряжение электропитания: Среднеквадратическое значение напряжения в определенный момент времени в точке передачи электрической энергии пользователю электрической сети, измеряемое в течение установленного интервала времени.

3.1.10 согласованное напряжение электропитания : Напряжение, отличающееся от стандартного номинального напряжения электрической сети по ГОСТ 29322, согласованное для конкретного пользователя электрической сети при технологическом присоединении в качестве напряжения электропитания.

3.1.11 низкое напряжение: Напряжение, номинальное среднеквадратическое значение которого не превышает 1 кВ.

3.1.12 среднее напряжение: Напряжение, номинальное среднеквадратическое значение которого превышает 1 кВ, но не превышает 35 кВ.

3.1.13 высокое напряжение: Напряжение, номинальное среднеквадратическое значение которого превышает 35 кВ, но не превышает 220 кВ.

3.1.14 частота напряжения электропитания: Частота повторения колебаний основной гармоники напряжения электропитания, измеряемая в течение установленного интервала времени.

3.1.15 номинальная частота: Номинальное значение частоты напряжения электропитания.

3.1.16 кондуктивная электромагнитная помеха: Электромагнитная помеха, распространяющаяся по проводникам электрической сети. В некоторых случаях электромагнитная помеха распространяется через обмотки трансформаторов и может действовать в электрических сетях с разными значениями напряжения. Кондуктивные электромагнитные помехи могут ухудшить качество функционирования устройств, электроустановок или систем, или вызвать их повреждение.

3.1.17 уровень электромагнитной совместимости в системе электроснабжения: Регламентированный уровень кондуктивной электромагнитной помехи, используемый в качестве опорного для координации между допустимым уровнем помех, вносимым техническими средствами пользователей электрических сетей, и уровнем помех, воспринимаемым техническими средствами, подключенными к электрической сети, без нарушения их нормального функционирования.

3.1.18 напряжение гармонической составляющей: Среднеквадратическое значение синусоидального напряжения, частота которого является кратной основной частоте напряжения электропитания.

Качество электрической энергии Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

КАЧЕСТВО / QUALITY / СВОЙСТВО / PROPERTY / ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ / ELECTRICAL ENERGY / РЕЖИМНАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ / MODE CONTROLLABILITY / ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА / QUALITY INDICATORS / ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА / ELECTRIC POWER SYSTEM / QUALITY OF ELECTRICAL ENERGY

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Дубицкий Михаил Александрович, Сухарева Елизавета Андреевна

Выполнен анализ категории качества . Показано несовершенство определений для термина « качество электрической энергии » в существующих стандартах. Необходимо заменить в существующих стандартах определение для термина « качество электрической энергии ». Качество электрической энергии комплексное свойство . Основными его единичными свойствами являются: напряжение, синусоидальность напряжения, симметрия трехфазной системы напряжений, частота (в зависимости от того, какой вид электрической энергии рассматривается). Каждое единичное свойство характеризуется соответствующими показателями качества электрической энергии . Требуемое качество регламентируется нормативными значениями показателей качества электрической энергии .

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Дубицкий Михаил Александрович, Сухарева Елизавета Андреевна

Проблемы нормирования качества электроэнергии при переходе на интеллектуальные электроэнергетические системы

Организация контроля качества электрической энергии на розничных рынках электроэнергии
Нормы качества электрической энергии
Проблемы сертификационных и периодических испытаний качества электрической энергии по новому ГОСТу

Результаты измерений показателей качества электроэнергии в системах электроснабжения предприятий и организаций

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

QUALITY OF ELECTRICAL ENERGY

The category of quality is analyzed. The paper demonstrates the imperfection of the definitions for the term of quality of electrical energy used in existing standards and indicates the necessity to replace this definition. Quality of electrical energy is a complex property . Its main characteristics are: voltage, voltage sinusoidality, symmetry of a three-phase system of voltage, frequency (depending on the type of electrical energy being considered). Each single property is characterized by corresponding quality indicators of electrical energy . The demanded quality is regulated by the standard values of electrical energy quality indicators .

Текст научной работы на тему «Качество электрической энергии»

Рис. 6. Токи самозапуска (а) и напряжения (б) на шинах трансформатора при исчезновении напряжения на йТ = 0,2 сек

Здесь также видно, что ток синхронного двигателя СТД-3150 вносит самую большую долю в суммарный пусковой ток всех потребителей. И такое положение наблюдается почти для всех бестоковых пауз. В среднем можно считать, что эта доля составляет 40-50% от суммарного пускового тока. Для сравнения можно взять асинхронный двигатель 4А3М3150 аналогичной мощности — привод компрессора В 1/1. Его средний ток составляет в суммарном токе только около 12%, или в четыре раза меньше, чем у СД.

Необходимо подчеркнуть, что при неблагоприятном фазовом сдвиге появления восстановленного напряжения помимо увеличения тока самого СД, увеличивается ток остальных электродвигателей, для которых СД выступает в качестве последовательного соединенного с сетью генератора, правда на весьма короткое время — (0,5-1) период питающего напряжения.

Как и для случая кратковременных снижений напряжения, помимо напряжений, токов и скорости вращения, здесь также рассчитывалось поведение во времени технологических переменных — производительности турбомеханизмов и их напора.

Отличие поведения этих переменных от рассмотренных ранее определяется более интенсивным торможением приводов, и как следствие — более резкое снижение производительности и напора.

При длительных бестоковых паузах, например, для привода СТД-3150 компрессора особенность процесса торможения состоит в том, что, когда напор компрессора становится равным статическому, производительность падает до нуля, момент резко уменьшается и интенсивность торможения падает. С этих позиций можно объяснить и поведение напора — при закрытом обратном клапане и слабом торможении он на небольшом отрезке времени изменяется очень мало.

Результаты вычислительных экспериментов на математических моделях технологического комплекса используются для создания реальных схем самозапуска высоковольтных электроприводов. В частности, они предусматривают такой режим самозапуска, при котором ток трансформатора в процессе пуска не превышает заданной величины.

Статья поступила 2.02.2015 г.

1. Гоппе Г.Г., Павлов В.Е. Исследование условий самоза- мущениях в электрических сетях // Вестник ИрГТУ. 2013. пуска электроприводов технологических установок при воз- № 12 (83). С. 252-257.

КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ © М.А. Дубицкий1, Е.А. Сухарева2

Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Выполнен анализ категории качества. Показано несовершенство определений для термина «качество электрической энергии» в существующих стандартах. Необходимо заменить в существующих стандартах определение для термина «качество электрической энергии». Качество электрической энергии — комплексное свойство. Ос-

1Дубицкий Михаил Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры электрических станций, сетей и систем, тел.: 89025779502, e-mail: dubitskii_ma@mail.ru

Dubitsky Mikhail, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Electric Power Stations, Networks and Systems, tel.: 89025779502, e-mail: dubitskii_ma@mail.ru

2Сухарева Елизавета Андреевна, студентка, тел.: 89500835335, e-mail: sukharevaean@gmail.com Sukhareva Elizabetha, Student, tel.: 89500835335, e-mail: sukharevaean@gmail.com

новными его единичными свойствами являются: напряжение, синусоидальность напряжения, симметрия трехфазной системы напряжений, частота (в зависимости от того, какой вид электрической энергии рассматривается). Каждое единичное свойство характеризуется соответствующими показателями качества электрической энергии. Требуемое качество регламентируется нормативными значениями показателей качества электрической энергии.

Ключевые слова: качество; свойство; электрическая энергия; режимная управляемость; показатели качества; электроэнергетическая система.

QUALITY OF ELECTRICAL ENERGY M.A. Dubitsky, E.A. Sukhareva

Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The category of quality is analyzed. The paper demonstrates the imperfection of the definitions for the term of quality of electrical energy used in existing standards and indicates the necessity to replace this definition. Quality of electrical energy is a complex property. Its main characteristics are: voltage, voltage sinusoidality, symmetry of a three-phase system of voltage, frequency (depending on the type of electrical energy being considered). Each single property is characterized by corresponding quality indicators of electrical energy. The demanded quality is regulated by the standard values of electrical energy quality indicators.

Keywords: quality; quality of electrical energy; property; electrical energy; mode controllability; quality indicators; electric power system.

В существующих государственных стандартах «Качество электрической энергии — степень», например:

— ГОСТ 23875-88 «Качество электрической энергии. Термины и определения»: «Качество электрической энергии — степень соответствия параметров электрической энергии их установленным значениям» [1].

— ГОСТ Р 54130-2010. «Качество электрической энергии. Термины и определения»: «Качество электрической энергии — степень соответствия характеристик электрической энергии в данной точке электрической системы совокупности нормированных значений показателей качества электрической энергии» [2].

— ГОСТ 32144-2013. «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.»: «Качество электрической энергии — степень соответствия характеристик электрической энергии в данной точке электрической системы совокупности нормированных показателей качества электрической энергии» [3].

— ГОСТ Р ISO 9000-2005 «Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь» предлагает следующую трактовку: «Качество — степень соответствия совокупности присущих характеристик требованиям» [4].

Степень (по Толковому словарю русского языка, словарям Ефремовой, Кузнецова, Ожегова, Ушакова, Дмитриева, Большой Советской энциклопедии) — это величина, мера или число, которые не могут быть качеством. Иногда авторы монографий и пособий, рассматривая проблему обеспечения качества электрической энергии, не дают определения для этого термина [5-9 и др.]. Поэтому существует объективная необходимость определения понятия «качество электрической энергии».

Философская категория качества (а категории, как известно, это наиболее общие и фундаментальные понятия, отражающие существенные, всеобщие свой-

ства и отношения явлений действительности и познания [10]) впервые была проанализирована греческим философом Аристотелем в III в. до н. э. Аристотель утверждал, что качеством именуется, прежде всего, то, «благодаря чему предметы называются такими-то»

[11]. Благодаря качеству возможно различие между предметами.

В XIX веке исследованием категории качества занимался немецкий философ Георг Вильгельм Фридрих Гегель. Им было дано фундаментальное определение качества как философской категории: «Качество есть вообще тождественная с бытием непосредственная определенность. ». «Нечто есть благодаря своему качеству то, что оно есть, и, теряя свое качество, оно перестает быть тем, что оно есть.». По Гегелю, качество — это признак или характеристика отличия предмета (или продукта деятельности человека) от всех остальных. Гегель отмечал неразрывное единство качества и количества: «Те или иные количественные изменения имеют свой предел, свою качественную границу, выход за которую ведет к установлению нового соотношения количества и качества»

[12]. Известный пример: вода при нагревании перестает быть водой, превращаясь в пар, который имеет уже другие, свои собственные свойства и характеристики (т.е. иное качество).

Фридрих Энгельс, рассматривая качество, выделял два аспекта: «Во-первых, всякое качество имеет бесконечно много количественных градаций, доступных измерению и наблюдению; во-вторых, существуют не качества, а только вещи, обладающие качеством, и притом бесконечно многими качествами» [13].

В толковом словаре Ожегова: «Качество — совокупность существенных признаков, свойств, особенностей, отличающих предмет или явление от других и придающих ему определенность» [14].

Международной организацией по стандартизации (ISO) предложено определение для понятия «качество»: это «совокупность характеристик объекта, относящихся к его способности удовлетворять обуслов-

ленные или предполагаемые потребности». В соответствии со стандартом ИСО 8402-86: «Качество -совокупность свойств и характеристик продукции или услуги, которые придают им способность удовлетворять обусловленные или предполагаемые потребности» [15].

Понятие качества продукции регламентировано в Российской Федерации государственным стандартом ГОСТ 15467-79 «Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения»: «Качество — это совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением» [16].

Электрическая энергия является целевым продуктом электроэнергетической системы (ЭЭС), товаром, который продается и покупается (качество товаров это свойство или совокупность свойств).

Качество электрической энергии — комплексное свойство

Качество электрической энергии характеризует совершенство технологического процесса производства, передачи, распределения и использования потребителями электрической энергии. Основными его характеристиками (далее будем называть — единичными свойствами) являются: напряжение (соответствующее стандартному); синусоидальность напряжения; симметрия трехфазной системы напряжений; частота (в зависимости от того, какой вид электрической энергии рассматривается, рис. 1).

Предлагается следующее определение для термина «качество электрической энергии». Качество электрической энергии — это комплексное свойство, представляющее собой совокупность свойств электрической энергии, определяющих ее пригодность для нормальной работы электроэнергетической системы (включая потребителей электрической энергии).

свойства «качество электрической энергии».

Напряжение (соответствующее стандартному). В России приняты стандартные напряжения в соответствии с ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) «Межгосударственный стандарт. Стандартные напряжения» [17]. Введение стандартных напряжений предполагает соответствующее изменение (отметим, не снижение и не повышение, а изменение при переходе на другое стандартное напряжение) качества электрической энергии. Переход от одного стандартного напряжения к другому ведет к установлению нового соотношения количества (имеется в виду уровень — «величина» напряжения) и качества электрической энергии. Так, например, переход на высокое напряжение необходим для передачи электрической энергии на дальние расстояния, так как это, как известно, позволяет уменьшить ее потери.

Синусоидальность напряжения. Синусоидальное напряжение — это переменное напряжение, которое изменяется по синусоидальному закону. Синусоидальность напряжения в ЭЭС обеспечивается соответствующей конструкцией генераторов [18], путем:

— улучшения формы кривой распределения магнитного поля в воздушном зазоре синхронной машины и ее приближения к синусоидальной;

— подавления высших гармоник ЭДС с помощью соответствующей конструкции обмоток (укорочение шага обмотки; распределение обмотки по пазам таким образом, чтобы число в катушечной группе было больше 1; скос пазов обмотки).

Синусоидальность напряжения позволяет наиболее экономично осуществлять производство, передачу, распределение и использование электрической энергии.

Симметрия трехфазной системы напряжений. Трехфазная система считается симметричной, когда напряжения и токи каждой из фаз имеют одинаковую амплитуду, а сдвиг амплитуды по фазе равен 120 градусов. Система, не соответствующая этим

Рассмотрим единичные свойства комплексного Переменный электрический ток

■ Симметрия трехфазной системы напряжений

условиям, называется несимметричной.

Постоянный электрический ток

Рис. 1. Единичные свойства комплексного свойства «качество электрической энергии»

Частота. Частота ЭДС генератора пропорциональна скорости вращения ротора и числу пар полюсов его ротора

где р — число пар полюсов; п — скорость вращения ротора (об/мин).

В условиях дефицита мощности снижается частота в ЭЭС. Заводы-изготовители паровых турбин для предотвращения их разрушения указывают допустимый диапазон изменения частоты в ЭЭС. Указывается и частота, при которой турбина должна быть остановлена (45 Гц). Лавинообразное снижение частоты («лавина частоты») может привести к полному погашению ЭЭС. При лавинообразном снижении частоты лавинообразно снижается и напряжение («лавина напряжения») в сети.

Частота переменного тока не во всех странах одинаковая. В России и ряде других стран она составляет 50 Гц, а, например, в США и Канаде — 60 Гц.

Показатели качества электрической энергии

Для оценки и управления качеством электрической энергии используются количественные характеристики единичных свойств качества электрической энергии — показатели качества электрической энергии. Каждое из свойств может характеризоваться несколькими показателями качества электрической энергии.

Требуемое качество регламентируется нормативными значениями показателей с учетом требований, определяющих пригодность электрической энергии для нормальной работы ЭЭС (включая потребителей электрической энергии). При этом учитываются возможности режимной управляемости ЭЭС [19, 20]. Показатели качества электрической энергии могут выражаться в физических единицах измерения (например, вольт, герц) или условных единицах измерения (процент отклонения от регламентируемого стандарта), а также быть безразмерными (вероятность наступления ожидаемого события). Показатели качества электрической энергии обычно задаются в виде интервала (допустимого диапазона изменения значений контролируемой величины), в котором контролируемая величина должна находиться с вероятностью не менее заданной. Допустимые интервалы (нормально допустимые и предельно допустимые), а также вероятности, с которыми в этих интервалах будут находиться контролируемые величины, зависят от нагрузки в ЭЭС (минимальная она или максимальная).

Так, например, в соответствии с ГОСТ 13109-97 [21] предлагается 11 основных показателей. По единичным свойствам качества электрической энергии они распределяются следующим образом.

Единичное свойство напряжение — показатели:

— установившееся отклонение напряжения;

— размах изменения напряжения;

— длительность провала напряжения;

— коэффициент временного перенапряжения.

Единичное свойство синусоидальность напряжения — показатели:

— коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения;

— коэффициент п-ой гармонической составляющей напряжения.

Единичное свойство симметрия трехфазной системы напряжений — показатели:

— коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;

— коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности.

Единичное свойство частота — показатели — отклонение частоты.

На рис. 2 (в соответствии с ГОСТ 13109-97) показано соотношение комплексного свойства «качество электрической энергии» с его единичными свойствами и показателями качества электрической энергии, характеризующими каждое из единичных свойств.

С 1 июля 2014 года был введен в действие ГОСТ 32144-2013 (Электрическая энергия. Совместимость средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения) в качестве национального стандарта Российской Федерации. Часть показателей качества электрической энергии в этом стандарте остались такими же, как и в ГОСТ 13109-97 (например, отклонение частоты); некоторые показатели изменили свое название (например, коэффициент л-ой гармонической составляющей напряжения изменил название на значения коэффициентов гармонических составляющих напряжения); не были включены (например, импульсное напряжение); были введены и новые (например, длительность прерывания напряжения); есть также и показатели, которые находятся в стадии доработки (например, допустимые уровни напряжения сигналов, передаваемых по электрическим сетям).

Без какого-либо обоснования изменился допустимый диапазон изменения значений для отдельных показателей качества электрической энергии. Например, для показателей, относящихся к медленным изменениям напряжения, положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии в соответствии с ГОСТ 32144-2013 не должны превышать 10% номинального или согласованного напряжения в течение 100% времени интервала в одну неделю [3]. Вместе с тем, в ГОСТ 13109-97 даны нормально допустимые от (-5% до +5%) и предельно допустимые (от -10% до +10%) значения отклонений от установившегося напряжения соответственно для часов минимума и максимума нагрузок в ЭЭС [21]. Расширение диапазона допустимых отклонений напряжения в соответствии с ГОСТ32144-2013 снижает требования к качеству поставляемой электрической энергии. Кроме того, этим стандартом снимается ответственность за качество электрической энергии у (на зажимах) конечных электроприемников.

Рис. 2. Показатели качества электрической энергии

1. Выполнен анализ категории «качество». Показано несовершенство определений для термина «качество электрической энергии» в существующих стандартах, где «качество — степень (и далее по тексту)». Степень — это величина, мера или число, которые не могут быть качеством.

2. Необходимо заменить в существующих стандартах определение для термина «качество электрической энергии». Оно должно быть следующим: «Качество электрической энергии — это комплексное свойство, представляющее собой совокупность свойств электрической энергии, определяющих ее пригодность для нормальной работы электроэнер-

гетической системы (включая потребителей электрической энергии)».

3. Качество электрической энергии — комплексное свойство. Основными его единичными свойствами являются: напряжение, синусоидальность напряжения, симметрия трехфазной системы напряжений, частота (в зависимости от того, какой вид электрической энергии рассматривается).

4. Каждое единичное свойство характеризуется соответствующими показателями качества электрической энергии. Требуемое качество регламентируется нормативными значениями показателей качества электрической энергии.

Статья поступила 6.02.2015 г.

1. ГОСТ 23875-88. Качество электрической энергии. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1988. 62 с.

2. ГОСТ Р 54130-2010. Качество электрической энергии. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 2010. 32 с.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назна-

чения. М.: Изд-во стандартов, 2013. 16 с.

4. Международный стандарт ИСО 9000:2005 (ГОСТ Р ИСО 9000:2005). Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь. М.: Изд-во стандартов, 2005. 36 с.

5. Баркан Я.Д. Эксплуатация электрических систем: уч. пособие для электроэнергет. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1990. 304 с.

6. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. 3-е изд., перераб. и доп. М: Энергоатомиздат, 2000. 252 с.

7. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. 2-е изд., пере-раб. и доп. М: Энергоатомиздат, 1986. 168 с.

8. Висящев А.Н. Качество электрической энергии и электромагнитная совместимость в электроэнергетических системах: учеб. пособие. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 1997. Ч. 1. 187 с.

9. Висящев А.Н. Качество электрической энергии и электромагнитная совместимость в электроэнергетических системах: учеб.. пособие. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 1997. Ч. 2. 92 с.

10. Советский энциклопедический словарь / Научно-редакционный совет: А.М. Прохоров (предс.). М.: Советская энциклопедия, 1981. 1600 с.

11. Шибкова О.С. Категория «качество» в учении Аристотеля и его последователей: III Международные Бодуэновские чтения «И.А. Бодуэн де Куртенэ и современные проблемы теоретического и прикладного языкознания». Казань, 23-25 мая 2006 г. Труды и материалы в 2 т. Казань: Изд-во КГУ, 2006. Т. 2. С. 189-191.

12. Гегель. Энциклопедия философских наук. Т. 1. Наука логики. М: Наука, 1974.

13. Прохоров Ю.К. Управление качеством: учеб. пособие. СПб.: ГУИТМО, 2007. 144 с.

14. Ожегов С.И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского

языка. 4-е изд. М.: Энциклопедия, 1997.

15. Международные стандарты. Управление качеством продукции. ИСО 9000-9004, ИСО 8402. М.: Изд-во стандартов, 1988.

16. ГОСТ 15467-79. Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1979.

17. ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) Межгосударственный стандарт. Стандартные напряжения. М.: Изд-во стандартов, 1992.

18. Вольдек А.И. Электрические машины: учебник для студентов вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: Энергия, 1974. 840 с.

19. Dubitsky M.A. RELIABILITY OF ENERGY SYSTEMS. Reliability: Theory & Applications. Elektronic journal of international group on reliability. ISSN 1932-2321. Vol. 8. № 3, issue of September’ 2013.

20. Дубицкий М.А. Надежность энергоснабжения и безопасность систем энергетики // Вестник ИрГТУ. 2013. № 9 (80). С. 211-216.

21. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1998.

ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ УЗЛОВ АСИНХРОННОЙ НАГРУЗКИ С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ

© В.П. Закарюкин1, А.В. Крюков2, Ле Конг Зань3

Иркутский государственный университет путей сообщения, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15. Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Корректное моделирование несимметричных режимов систем электроснабжения невозможно без корректного учета асинхронной нагрузки, создающей эффект снижения несимметрии в точках ее подключения. Эффективное использование таких моделей возможно только при наличии точных данных о параметрах схем замещения двигателя для прямой и обратной последовательностей. Методики определения указанных параметров на основе справочных данных дают заметно различающиеся результаты. Преодоление указанной трудности возможно на основе применения методов параметрической идентификации узлов асинхронной нагрузки в фазных координатах. На современных производствах широко применяются регулируемые асинхронные электроприводы, оснащенные статическими преобразователями частоты. Поэтому становится актуальной задача идентификации узлов нагрузки, содержащих наряду с обычными двигателями частотно-регулируемые асинхронные электроприводы. В статье предложена методика параметрической идентификации узлов асинхронной нагрузки, содержащих нерегулируемые асинхронные электродвигатели, а также приводы, оснащенные статическими преобразователями частоты. Результаты компьютерного моделирования показали применимость предложенной методики для определения несимметричных режимов систем электроснабжения. В рассмотренном примере погрешность определения коэффициента несимметрии по обратной последовательности при использовании модели, полученной в результате идентификации, не превышала 1,6%.

1Закарюкин Василий Пантелеймонович, доктор технических наук, профессор кафедры электроэнергетики транспорта, тел.: (3952) 638345, e-mail: zakar49@mail.ru

Zakaryukin Vasily, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Transport Electric Engineering, tel.: (3952) 638345, e-mail: zakar49@mail.ru

2Крюков Андрей Васильевич, доктор технических наук, профессор кафедры электроэнергетики транспорта, профессор кафедры электроснабжения и электротехники ИРНИТУ, тел.: (3952) 628723, e-mail: and_kryukov@mail.ru Kryukov Andrei, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Transport Electric Engineering, Professor of the Department of Power Supply and Electrical Engineering of the Irkutsk National Research Technical University, tel.: (3952) 628723, e-mail: and_kryukov@mail.ru

3Ле Конг Зань, аспирант, тел.: 89501322506, e-mail: danh_lecong150287@mail.ru Le Cong Danh, Post graduate, tel.: 89501322506, e-mail: danh_lecong150287@mail.ru