ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Качество электроэнергии характеризуется показателями, определяющими степень соответствия напряжения и частоты в сети их нормированным значениям.

Следует отметить, что электроэнергия является товаром, которым в нашей стране распоряжаются естественные монополии. В настоящее время значительная часть вырабатываемой в России электроэнергии производится на предприятиях РАО ЕЭС. Потребитель при общении с естественными монополистами находится в невыгодном положении, поскольку основное преимущество рыночных отношений, а именно свобода выбора, у потребителя отсутствует. В этих условиях в равной степени важными являются как выбор и контроль показателей качества электроэнергии, так и существование стандарта, содержащего полный комплект указанных показателей и однозначные методики определения уровня показателей.

Обычно предполагается, что работа всех электроприёмников (ЭП) наиболее целесообразна с технической и экономической точек зрения при номинальных параметрах (U_ном, f_ном, I_ном). На первых этапах существования электроснабжения проблема обеспечения качества электроэнергии сводилась к поддержанию уровней напряжения и частоты, близких к номинальным. В последние годы появились нетрадиционные электроприёмники (дуговые электроплавильные печи, электрифицированный транспорт, мощные выпрямительные установки и т.п.) с резкопеременными нагрузками либо неравномерностью их распределения по фазам и наличием несинусоидальных токов и напряжений. Эти новые ЭП вызвали нарушения качества электроэнергии.

В настоящее время действует стандарт (ГОСТ 13109), устанавливающий требования к качеству электроэнергии в электрических сетях общего назначения переменного трёхфазного и однофазного токов частотой 50 Гц в точках, к которым подключаются потребители.

Показатели качества электрической энергии (ПКЭ) подразделяют на две группы: основные ПКЭ и дополнительные ПКЭ. Основные ПКЭ определяют свойства электроэнергии, характеризующие её качество.

К основным ПКЭ, для которых установлены допустимые значения, относят

- отклонение напряжения;

- размах изменения напряжения;

- дозу колебаний напряжения;

- коэффициент несинусоидальности кривой напряжения;

- коэффициент обратной последовательности напряжений;

- коэффициент υ-ой гармонической составляющей;

- коэффициент нулевой последовательности напряжений;

- отклонение частоты.

Дополнительные ПКЭ представляют собой формы записи основных ПКЭ, используемые в других нормативно-технических документах.

Отклонение частоты имеет одно и то же значение для всей энергосистемы, так как значение частоты в данный момент определяется частотой вращения всех генераторов системы. Эта частота вращения во всех установившихся режимах работы энергосистемы одинакова (естественно, речь идёт о параллельной работе генераторов с одинаковым числом полюсов 2р). Следовательно, отклонение частоты – общесистемный показатель.

Напряжения в различных точках сети имеют разные значения. Поэтому показатели напряжения – локальные, т.е. имеют разные значения в различных точках электрической сети.

В практике эксплуатации электрических сетей напряжения всегда отклоняются от номинальных. Это отличие характеризуют ряд ПКЭ: отклонение напряжения, размах изменения напряжения, доза колебания напряжения и др.

Отклонение напряжения –это разность между действительным напряжением U и его номинальным значением для сети U_ном.

Отклонение может быть выражено в абсолютных единицах

V=U - U_ном,

либо в относительных единицах

.

Размах изменения напряжения – это разность между амплитудными или действующими значениями напряжения до и после одиночного изменения напряжения.

Размах изменения напряжения оценивается в процентах и рассчитывается по формуле

,

где U_i; U_i+1 – значения следующих друг за другом экстремумов (или экстремума и горизонтального участка) огибающих амплитудных значений напряжения. Если друг за другом следуют наибольшее и наименьшее значения U_max и U_min, то размах изменения напряжения, %, равен

.

Нормы на допустимые размахи напряжения определены только на входах осветительных установок. Для остальных ПЭ размахи изменения напряжения не нормируются.

Коэффициент обратной последовательности напряжений – это показатель качества, определяющий несимметрию напряжений, %

,

где U₂₍₁₎ – действующее значение напряжения обратной последовательности основной частоты трёхфазной системы напряжений.

Предположительно анализ выполняется через осциллографирование формы напряжения с последующим исследованием полученной осциллограммы по методу симметричных составляющих.

Допустимые значения ПКЭ нормируются следующим образом:

Коэффициент нулевой последовательности напряжений –определяется аналогично расчету K_2U по выражению

.

Коэффициент несинусоидальности кривой напряжений – определяется выражением

,

где U_υ – действующее значение υ-ой гармонической составляющей;

υ – порядок гармонической составляющей напряжения;

N – порядок последней из учитываемых составляющих.

При определении К_нс,U допускается не учитывать гармонические составляющие порядка n ³ 40 и (или) составляющие, значения которых меньше 0,3% от U_ном.