Показатели качества электроэнергии

Качество электроэнергии, поставляемое в наши дома, не всегда является удовлетворительным. Мы часто говорим: «напряжение просело», «напряжение прыгает», «скачки напряжения», «плохое напряжение». Давайте разберемся вместе с этими понятиями. Следует отметить сразу, что точные определения отклонений от норм качества электроэнергии очень сложные. В рамках одной статьи не возможно дать полное описание требований к параметрам электричества и способам проведения официальных измерений. Тексты соответствующих ГОСТов и стандартов занимают десятки страниц и содержат многочисленные сложные формулы проведения расчетов. В данной статье мы дадим лишь общее понимание основных требований к качеству электроэнергии и простые описания часто встречающихся отклонений

Основные показатели качества электроэнергии

Список основных показателей качества электрической энергии

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

Отклонение напряжения

Одним из параметров качества электроэнергии является отклонение напряжения.

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

Значение отклонения напряжения определяется при длительности процесса более одной минуты.

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

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

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

Колебание напряжения

Одним из параметров качества электроэнергии является колебание напряжения.

Колебания напряжения характеризуются следующими показателями:
— размахом изменения напряжения
— дозой фликера

Значения колебания напряжения имеют те же самые нормы, что и отклонение напряжения с единственным отличием: длительность процесса менее одной минуты.

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

Предельно допустимые колебания напряжения. Предельно допустимым

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

Колебание напряжения и качество электроэнергии

Замечание: не следует путать требования ГОСТа к качеству электроэнергии в сети (ГОСТ Р 54149-2010 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная») и ГОСТов, описывающих качество электропитания для электрических приборов (напр. ГОСТ Р 52161.2.17-2009 «Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов»). ГОСТ качества электроэнергии предъявляет требования по сути к поставщику электрической энергии, и именно на этот ГОСТ можно опереться, если нужно предъявить требования к поставщику при плохом электроснабжении. А требования к качеству электропитания в паспортах приборов определяют требование к приборам работать нормально в более широком диапазоне значений параметров тока. Для приборов, как правило, закладывается диапазон по напряжению от -15 % до +10 % от номинального.

Провал напряжения

Одним из параметров качества электроэнергии является провал напряжения

Провал напряжения определяется показателем времени провала напряжения

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

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

Провал напряжения и качество электрической энергии

Перенапряжение

Временное перенапряжение определяется показателем коэффициента временного перенапряжения.

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

Перенапряжение график и качество электричества

Качество электроэнергии. Виды отклонений параметров электрической энергии

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

Типы отклонений качества электроэнергии в сети

Как улучшить качество электроэнергии

В случае существенных отклонений параметров качества электроэнергии следует прежде всего обратиться в обслуживающую организацию, к поставщику электрической энергии. Если административные действия по улучшению качества электроэнергии не дадут результатов, тогда необходимо использовать специальные средства защиты.

Для улучшения параметров качества электроэнергии

мы рекомендуем использовать: средства защиты от скачков напряжения, стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания.

Проверка соответствия смонтированной схемы электроустановки требованиям нормативно-технической документации (визуальный осмотр)

С целью установления соответствия требованиям стандартов комплекса ГОСТ Р 50571 каждой электроустановки до ввода в эксплуатацию проводится ее визуальный осмотр и испытания. До начала проверочных работ на испытуемую электрическую установку должна быть представлена вся необходимая документация – проектная и производственная (инструкции, сертификаты, электросхемы и т.п.)

В ходе проведения визуального осмотра и испытаний необходимо принять меры предосторожности во избежание возникновения опасности для людей, ущерба имуществу и установленному оборудованию.

Перед принятием решения о реконструкции или расширении существующей электроустановки необходимо убедиться, что данные изменения будут отвечать требованиям ГОСТ Р 50571 и не снизят безопасность установки или ее части.

К проведению работ допускается только квалифицированный персонал. По итогам испытаний составляется протокол.

Проведение визуального осмотра

Визуальный осмотр следует проводить при полном отключении электроустановки до начала испытаний. В его задачу входит определение того, насколько смонтированное и подключенное электрооборудование:

соответствует стандартам и требованиям безопасности (может быть установлено сличением маркировки электрооборудования или проверкой наличия сертификатов соответствия);

правильно подобрано и установлено согласно ГОСТ Р 50571;

не имеет видимых дефектов или повреждений, уменьшающих его безопасность.

При проведении визуального осмотра уделяют внимание соблюдению требований относительно специальным электроустановок и места их расположения.

Осмотр должен включать в себя:

a) выбор методов защиты от поражения электрическим током, в том числе измерение расстояний, имеющих значение, например, для защиты путем использования ограждений, корпусов и оболочек, создания барьеров или размещения токопроводящих частей вне зоны досягаемости по ГОСТ Р 50571.3, пункты 412.2-412.4, подраздел 413.3; ГОСТ Р 50571.8, раздел 471; ГОСТ Р 50571.17, раздел 482; ГОСТ Р 50571.15, раздел 527; ГОСТ Р 50571.5, раздел 43.

Примечание – Соблюдение требований ГОСТ Р 50571.3, пункт 413.3 “Защита путем размещения оборудования в изолирующих (непроводящих) помещениях, зонах, площадках” подлежит проверке исключительно там, где в состав электроустановки входит только стационарно подключаемое электрооборудование;

b) наличие противопожарных уплотнений и соблюдение других мер предосторожности, препятствующих распространению огня, и для защиты от тепловых воздействий обеспечиваются требованиями ГОСТ Р 50571.4, раздел 422; ГОСТ Р 50571.15, раздел 527;

c) выбор проводников в соответствии с допустимыми нагрузками по току и падениями напряжения ГОСТ Р 50571.5, ГОСТ Р 50571.15, раздел 525;

d) выбор и установочные параметры устройств защиты, контроля и сигнализации согласно требованиям [11], проектной и исполнительной документации;

e) наличие и правильное расположение соответствующих отключающих и коммутирующих устройств согласно требованиям [11] и проектной и исполнительной документации;

f) выбор электрооборудования и защитных мер в зависимости от внешних воздействий согласно требованиям ГОСТ Р 50571.24, подраздел 512.2, ГОСТ Р 50571.3, раздел 422, ГОСТ Р 50571.15, раздел 522;

g) проверку маркировки (идентификации) нулевых рабочих и защитных проводников по ГОСТ Р 50571.24, подраздел 514.3;

h) наличие однополюсных переключающих устройств в фазных проводниках согласно требованиям [11], проектной и исполнительной документации;

i) наличие схем, предупреждающих надписей или другой подобной информации по ГОСТ Р 50571.24, подраздел 514.5;

j) проверку маркировки (идентификации) цепей, устройств защиты от сверхтоков, выключателей, клемм и др. по ГОСТ Р 50571.24, раздел 514;

k) правильность соединения проводников по ГОСТ Р 50571.15, раздел 526;

I) наличие и правильный выбор защитных проводников, включая основные и дополнительные выравнивающие проводники по ГОСТ Р 50571.10;

m) доступность удобной работы, идентификации и технического обслуживания электроустановки по ГОСТ Р 50571.24, разделы 513, 514;

n) наличие и правильный выбор (при необходимости) мер защиты электроустановок: в зависимости от внешних условий – ГОСТ Р 50571.17, раздел 482; защиты электроустановок до 1 кВ от перенапряжений, вызванных замыканиями на землю в электроустановках выше 1 кВ – ГОСТ Р 50571.18, раздел 442; от грозовых и коммутационных перенапряжений – ГОСТ Р 50571.19, раздел 443; от перенапряжений, вызванных электромагнитными воздействиями согласно требованиям ГОСТ Р 50571.20, раздел 444;

о) наличие и правильный выбор (при необходимости) измерительного трансформатора тока до 1000 В по ГОСТ 7746.