Суднова В.В. Качество электрической энергии - файл n1.doc

приобрести
Суднова В.В. Качество электрической энергии
скачать (834 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1391kb.07.05.2009 09:13скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6
Кандидат технических наук

Суднова В.В.

КАЧЕСТВО

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЭНЕРГИИ



МОСКВА

ЭНЕРГОСЕРВИС

2000
Автор: кандидат технических наук СУДНОВА ВАЛЕНТИНА ВИКТОРОВНА

Качество электрической энергии. — М.: ЗАО «Энергосервис», 2000. —

80 с.

ISBN 5-900835-30-8

Поясняются основные положения государственного стандарта на качество электрической энергии ГОСТ 13109-97, обобщены данные о влиянии качества электроэнергии на работу промышленных и бытовых электроприемников, отражены вопросы контроля качества электрической энергии в сетях энергоснабжающих организаций и потребителей и технических средствах контроля, вопросы скидок и надбавок за качество электрической энергии.

Для инженерно-технических работников предприятий, энергоснабжающих организаций, органов госэнергонадзора.

Все предложения и замечания по настоящему изданию просим направлять по адресу:

109147, Москва, а/я № 3, ЗАО «Энергосервис».


ISBN 5-900835-30-8 © ЗАО «Энергосервис» 2000 г.

Введение


Электрическая энергия как товар используется во всех сферах жизнедеятельности человека, обладает совокупностью специфических свойств и непосредственно участвует при создании других видов продукции, влияя на их качество. Понятие качества электрической энергии (КЭ) отличается от понятия качества других видов продукции. Каждый электроприемник предназначен для работы при определенных параметрах электрической энергии: номинальных частоте, напряжении, токе и т.п., поэтому для нормальной его работы должно быть обеспечено требуемое КЭ. Таким образом, качество электрической энергии определяется совокупностью ее характеристик, при которых электроприемники (ЭП) могут нормально работать и выполнять заложенные в них функции.

КЭ на месте производства не гарантирует ее качества на месте потребления. КЭ до и после включения ЭП в точке его присоединения к электрической сети может быть различно. КЭ характеризуют также термином «электромагнитная совместимость». Под электромагнитной совместимостью понимают способность ЭП нормально функционировать в его электромагнитной среде (в электрической сети, к которой он присоединен), не создавая недопустимых электромагнитных помех для других ЭП, функционирующих в той же среде.

Проблема электромагнитной совместимости промышленных ЭП с питающей сетью остро возникла в связи с широким использованием мощных вентильных преобразователей, дуговых сталеплавильных печей, сварочных установок, которые при всей своей экономичности и технологической эффективности оказывают отрицательное влияние на КЭ [4].

Бытовые ЭП, как и промышленные, также должны иметь электромагнитную совместимость с другими ЭП, включенными в общую электросеть, не снижать эффективность их работы и не ухудшать ПКЭ.

КЭ в промышленности оценивается по технико-экономическим показателям, которые учитывают ущерб вследствие порчи материалов и оборудования, расстройства технологического процесса, ухудшения качества выпускаемой продукции, снижения производительности труда —так называемый технологический ущерб. Кроме того, существует и электро-

магнитный ущерб от некачественной электроэнергии, который характеризуется увеличением потерь электроэнергии, выходом из строя электротехнического оборудования, нарушением работы автоматики, телемеханики, связи, электронной техники и т.д. [4].

КЭ тесно связано с надежностью электроснабжения, поскольку нормальным режимом электроснабжения потребителей является такой режим, при котором потребители получают электроэнергию бесперебойно, в количестве, заранее согласованном с энергоснабжающей организацией, и нормированного качества. Статья 542 Гражданского кодекса РФ обязует поставлять энергию, качество которой соответствует требованиям государственных стандартов и иных обязательных правил или договорам энергоснабжения.

В соответствии с Законом Российской Федерации «О защите прав потребителей» (ст.7) и постановлением Правительства России от 13 августа 1997г. №1013 электрическая энергия подлежит обязательной сертификации по показателям качества электроэнергии, установленным ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». Это значит, что каждая энергоснабжающая организация наряду с лицензией на производство, передачу и распределение электроэнергии должна получить сертификат, удостоверяющий, что качество поставляемой ею энергии отвечает требованиям ГОСТ 13109-97.
1.ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО СТАНДАРТА НА КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» (далее ГОСТ) устанавливает показатели и нормы качества электроэнергии в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии, или приемники электрической энергии (точки общего присоединения) [1]. ГОСТ 13109-97 является межгосударственным стандартом и действует в Российской Федерации с 1 января 1999г.

Нормы КЭ, установленные стандартом, являются уровнями электромагнитной совместимости для кондуктивных электромагнитных помех* в системах электроснабжения общего назначения. При соблюдении установленных норм КЭ обеспечивается электромагнитная совместимость электрических сетей энергоснабжающих организаций и электрических сетей потребителей электрической энергии или ЭП.

Стандартом не устанавливаются требования к КЭ в электрических сетях специального назначения (контактных, тяговых, связи), передвижных установок (самолетов, поездов, судов) и др.

Стандартом не устанавливаются нормы КЭ для режимов, вызванных форс-мажорными обстоятельствами (исключительными погодными условиями, стихийными бедствиями и др.).

ГОСТ 13109-97 является первым стандартом в области КЭ, где сказано, что установленные нормы подлежат включению в технические условия на присоединение потребителей и в договоры энергоснабжения.

Потребителям, являющимся виновниками ухудшения КЭ, для обеспечения норм стандарта в точках общего присоединения* допускается устанавливать в технических условиях на присоединение и в договорах энергоснабжения более жесткие нормы (с меньшими диапазонами изменения соответствующих показателей КЭ), чем установлены в стандарте.

Нормы стандарта должны применяться при проектировании и эксплуатации электрических сетей, при установлении уровней помехоустойчивости ЭП и уровней электромагнитных помех, вносимых этими приемниками в электрическую сеть, к которой они присоединены.


_____________

*Кондуктивная электромагнитная помеха в системе электроснабжения – электромагнитная помеха, распространяющаяся по элементам электрической сети.
2.ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Стандартом устанавливаются следующие показатели качества электроэнергии (ПКЭ):

— установившееся отклонение напряжения Uy,

— размах изменения напряженияUf ;

— доза фликера рt;

напряжения Ku;

напряжения Ku(n);

— коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности К2u;

— коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности K0u;

— отклонение частоты ∆f;

— длительность провала напряжения ∆tn;

— импульсное напряжение Uимп;

При определении значений некоторых ПКЭ стандартом вводятся следующие вспомогательные параметры электрической энергии:

— интервал между изменениями напряжения ∆ti,i+1;

— частость появления провалов напряжения Fп ;

— длительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды ∆tимп0,5;

— длительность временного перенапряжения ∆tпер U;

Часть ПКЭ характеризует установившиеся режимы работы электрооборудования энергоснабжающей организации и потребителей электрической энергии (ЭЭ) и дает количественную оценку по КЭ особенностям технологического процесса производства, передачи, распределения и потребления ЭЭ. К этим ПКЭ относятся: установившееся отклонение напряжения, коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения, коэффициент п-ой гармонической составляющей напряжения, коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности, коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности, отклонение частоты, размах изменения напряжения.

Оценка всех ПКЭ, относящихся к напряжению, производится по

действующим его значениям.

_____________

*Точка общего присоединения - точка электрической сети общего назначения, электрически ближайшая к сетям рассматриваемого потребителя электрической энергии, к которой присоединены или могут быть присоединены электрические сети других потребителей [1].

Для характеристики вышеперечисленных показателей стандартом установлены численные нормально и предельно допустимые значения ПКЭ или нормы.

Другая часть ПКЭ характеризует кратковременные помехи, возникающие в электрической сети в результате коммутационных процессов, грозовых атмосферных явлений, работы средств защиты и автоматики и в послеаварийных режимах. К ним относятся провалы и импульсы напряжения, кратковременные перенапряжения. Для этих ПКЭ стандарт не устанавливает допустимых численных значений. Для количественной оценки этих ПКЭ должны измеряться амплитуда, длительность, частота их появления и другие характеристики, установленные, но не нормируемые стандартом. Статистическая обработка этих данных позволяет рассчитать обобщенные показатели, характеризующие конкретную электрическую сеть с точки зрения вероятности появления кратковременных помех [5].

Для оценки соответствия ПКЭ указанным нормам (за исключением длительности провала напряжения, импульсного напряжения и коэффициента временного перенапряжения) стандартом устанавливается минимальный расчетный период, равный 24 ч.

В связи со случайным характером изменения электрических нагрузок требование соблюдения норм КЭ в течение всего этого времени практически нереально, поэтому в стандарте устанавливается вероятность превышения норм КЭ. Измеренные ПКЭ не должны выходить за нормально допустимые значения с вероятностью 0,95 за установленный стандартом расчетный период времени (это означает, что можно не считаться с отдельными превышениями нормируемых значений, если ожидаемая общая их продолжительность составит менее 5% за установленный период времени).

Другими словами, КЭ по измеренному показателю соответствует требованиям стандарта, если суммарная продолжительность времени выхода за нормально допустимые значения составляет не более 5% от установленного периода времени, т.е. 1 ч 12 мин, а за предельно допустимые значения — 0 % от этого периода времени [1].

Рекомендуемая общая продолжительность измерений ПКЭ должна выбираться с учетом обязательного включения рабочих и выходных дней и составляет 7 суток [1].

В стандарте указаны вероятные виновники ухудшения КЭ. Отклонение частоты регулируется питающей энергосистемой и зависит только от нее. Отдельные ЭП на промышленных предприятиях (а тем более в быту) не могут оказать влияния на этот показатель, так как мощность их несоизмеримо мала по сравнению с суммарной мощностью генераторов электростанций энергосистемы. Колебания напряжения, несимметрия и несинусоидальность напряжения вызываются, в основном, работой отдельных мощных ЭП на промышленных предприятиях, и только величина этих ПКЭ зависит от мощности питающей энергосистемы в рассматриваемой точке подключения потребителя. Отклонения напряжения зависят как от уровня напряжения, которое подается энергосистемой на промышленные предприятия, так и от работы отдельных промышленных ЭП, особенно с большим потреблением реактивной мощности. Поэтому вопросы КЭ следует рассматривать в непосредственной связи с вопросами компенсации реактивной мощности. Длительность провала напряжения, импульсное напряжение, коэффициент временного перенапряжения, как уже отмечалось, обуславливаются режимами работы энергосис.

В таблице 2.1. приведены свойства электрической энергии, показатели их характеризующие и наиболее вероятные виновники ухудшения КЭ [1].

Таблица 2.1

Свойства электрической энергии, показатели и

наиболее вероятные виновники ухудшения КЭ


Свойства

электрической энергии

Показатель КЭ

Наиболее вероятные виновники ухудшения

Отклонение

напряжения

Установившееся отклонение напряжения Uу

Энергоснабжающая орнаизация

Колебания напряжения

Размах изменения напряжения


Доза фликера Рt

Потребитель с переменной нагрузкой

Несинусоидальность напряжения

Коэффициент искажения синусоидальности кривой

напряжения Кu

Коэффициент n-ой гармонической


составляющей напряжения Кu(n)

Потребитель с нелинейной нагрузкой

Несимметрия трехфазной системы напряжений

Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности К2u

Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности К0u

Потребитель с несимметричной нагрузкой

Отклонение

Частоты

Отклонение частоты ∆f


Энергоснабжающая организация




Провал

Напряжения

Длительность провала напряжения ∆fп

Энергоснабжающая организация

Импульс напряжения

Импульсное напряжение Uимп

Энергоснабжающая организация

Временное

перенапряжение

Коэффициент временного перенапряжения КперU

Энергоснабжающая организация


Стандартом устанавливаются способы расчета и методики определения ПКЭ и вспомогательных параметров. Требования к погрешностям измерений и интервалам усреднения ПКЭ, которые должны реализовываться в приборах контроля КЭ при измерениях показателей и их обработке.


3. Характеристика показателей

качества электроэнергии

  1   2   3   4   5   6


КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации