Показатели качества электроэнергии / eleco

Оглавление

Проблема № 4. Необходимость накопления энергии

ГРЭС всегда должны держать в резерве мощности для случаев бросков нагрузок или аварийных отключений генераторов. Решением могут стать устройства хранения энергии (УХЭ), работа которых координируется внешней системой управления электростанции.

«Резерв мощности выгодно иметь и предприятиям — он позволяет при крупных авариях избежать простоя технологических линий, а также повысить энергоэффективность производства», — считает Дмитрий Чайка. В качестве примера устройства хранения энергии специалист привёл оборудование PCS 100 ESS, рассчитанное на широкий диапазон мощностей (от 25 кВА до 20 МВА переменного тока). Такие устройства подключаются на разных уровнях напряжения. Кроме того, система PCS 100 ESS имеет возможность работы в режиме динамического контроля потока мощности, когда генерируется требуемый уровень активной и реактивной мощности. Такой режим позволяет выравнивать график среднесуточного потребления за счёт сглаживания пиковых нагрузок (см. рис. 6), что, в конечном итоге, ведёт к сокращению оплаты за электроэнергию на предприятиях. Если учесть, что стоимость последней для промышленных потребителей может значительно вырасти с 1 июля 2013 г., необходимость применения устройств хранения энергии становится очевидной.

Рис. 6. Выравнивание графика среднесуточного потребления при помощи устройства хранения энергии

Использование УХЭ выгодно и гарантированным поставщикам электроэнергии – так как внедрение подобного оборудования ведёт к снижению инвестиционных затрат при строительстве новых объектов за счёт компенсации пикового потребления, а также повышает эффективность работы трансформаторных подстанций (ТП).

Например, при строительстве ТП по заявленной мощности потребителей и последующем внедрении со стороны нагрузки, т.е. предприятия, собственной распределённой генерации, увеличиваются потери поставщика (теряется выгода, не окупаются эксплуатационные затраты). Применение УХЭ в пунктах распределения энергии ведёт к снижению доли вынужденной генерации, замене резервных/пиковых традиционных энергоблоков малой и средней мощности (до 50 МВт) и уменьшению стоимости владения. Так, эксплуатационные затраты систем газовой генерации составляют 2000 € в месяц, угольной генерации – 1000 €, а УХЭ – 0 € (без учёта заработной платы обслуживающего персонала).

Области применения устройств хранения энергии — Улучшение параметров качества электроэнергии, стабилизация частоты и напряжения в системе электроснабжения; — Увеличение пропускной способности линий при передаче и распределении энергии; — Выравнивание графиков среднесуточного энергопотребления за счёт параллельной работы с сетью в период пиковых нагрузок; — Резервирование традиционных централизованных генерирующих мощностей; — Интеграция возобновляемых источников энергии в существующие системы электроснабжения; — Реализация гибридных микросетей и автономного электроснабжения с возможностью интеграции в одной системе как традиционных источников энергии (дизельные, газопоршневые электростанции), так и возобновляемых (солнечные панели, ветрогенераторы).

Рис. 7. Устройство хранения энергии

К сожалению, нужно признать, что на сегодняшний день предприятия неохотно внедряют у себя технологии, способствующие повышению эффективности производства за счёт улучшения качества энергии. Но, сэкономив на установке инновационных приборов, повышающих КЭ, придётся закладывать немалые расходы на ремонт технологического оборудования производственных линий. Может снизиться качество выпускаемой продукции, а соответственно, и спрос. Если задуматься обо всех вышеперечисленных факторах, становится очевидным – повышать эффективность и успешность производства необходимо одновременно с улучшением показателей качества поступающей электроэнергии и совершенствованием надёжности системы электроснабжения.

1 Отношение активной и полной мощности нагрузки расчётного участка.

2 Колебание светового потока искусственных источников излучения.

Размах изменения питающей сети

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

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

Кто отвечает за качество электрической энергии?

Проблема КЭ очень серьезна, что стала синонимом «электромагнитной безопасности», потому как отвечает за безотказную работу технических средств и выполнение технических процессов, отвечающих за безопасность на транспорте в энергетике, и в других областях хозяйствования, нарушение которых может привести к человеческим жертвам, существенному экономическому ущербу, нанесение вреда окружающей среде.

Источником электромагнитных помех может оказаться сам потребитель, использующий электрическое оборудование с нелинейными характеристиками. Такие устройства используют токи высших гармоник, токи обратной и нулевой последовательности, вызывающие нарушения синусоидальности и симметричности падений. Даже в том случае если сетевая организация может обеспечить абсолютное соблюдение синусоидальности и симметричности напряжения питания, значение напряжение в узле общего присоединения пользователя будет искаженно.

Городские сети являются самыми «грязными» источниками искажений электрической сети и включают:

Статические преобразователи (выпрямители, тиристорные регуляторы напряжения, стабилизаторы и т. д.).
Импульсные источники питания (компьютеры, офисная техника, серверные станции рекламная светодиодная, плазменная, и ЖК-аппаратура).
Газоразрядные осветительные устройства (90% от всех светильников).
Сварочные аппараты (ЖКХ, строительство и т. д.).
Частотный электропривод переменного тока (ЖКХ, большие офисные центры).
Специальное медицинское оборудование.

ВажноУстановка интеллектуальных ИБП, особенность ИБП заключается в том, что они могут устранить несколько сетевых помех, это: исчезновение, провалы, всплески, а также высокий и низкий уровень напряжения, переходные процессы, ЭМ- и РЧ-помехи, искажение частоты и синусоидальности, но такое действие, возможно, только при наличии корректора коэффициента мощности и активными фильтрами (кондиционерами) высших гармоник. ИБП являются источниками искажения электрической энергии, которые влияют на соседние потребители, не имеющие в своем составе ИБП

Электросетевая компания является виновником нарушения качества электрической энергии и ее показателей, в случае приобретения и поставки линейным потребителям, некачественной электроэнергии.

Контроль за качеством электрической энергии в РФ осуществляет РЭС (районные электросети) Они следят за ПКЭ на границах балансовой принадлежности как у потребителей, так и у источников электрической энергии.

Показатели, определяющие надежность

Показателями надежности являются:

непрерывное качественное функционирование сети;
отсутствие сбоев системы;
кратчайшие сроки восстановления после поломки.

Показатели надежности подтверждаются в процессе эксплуатации оборудования.

Основные влияющие факторы

К таким факторам отнесены:

защита устройств от внешнего воздействия;
выбор оптимального режима функционирования оборудования;
учет распределения напряжения в узлах нагрузки;
правильный расчет нагрузки;
оптимальный подбор материалов;
моделирование и учет оборудования;
оптимальный подбор материалов;
правильный монтаж оборудования;
правильная стратегия поддержания работоспособности системы;
своевременное и качественное проведение мероприятий по обслуживанию устройств;
правильные действия обслуживающего персонала компании энергосбыта в аварийных ситуациях;
высокий уровень квалификации специалистов;
наличие заземления;
соблюдение технических правил эксплуатации.

Проблемы качества электроэнергии и новые пути их решения

Вопросы, относящиеся к качеству электроэнергии, в наше время являются предметом особой озабоченности. Широкое распространение электронных устройств, включающих в себя оборудование информационных технологий, силовую электронику (регулируемые приводы, программируемые логические контроллеры, энергоэффективные осветительные устройства), приводят к полному изменению природы электрических нагрузок. Такие нагрузки одновременно являются и главными причинами, и главными объектами воздействия проблем качества электроэнергии. Из-за своей нелинейности эти нагрузки приводят к искажению формы напряжения.

Кроме технического прогресса одной из основных тенденций развития мировой экономики является глобализация, при этом показатели рентабельности многих видов деятельности имеют тенденцию к снижению. Высокая чувствительность подавляющего большинства потребителей (промышленных, сферы услуг и даже коммунальных) к проблемам качества электроэнергии приводит к тому, что наличие электроэнергии с высоким качеством становится основным фактором конкурентоспособности в любой сфере деятельности. Наиболее критичными областями являются непрерывные технологические циклы и сфера информационно-технологических услуг. Возникновение нарушений может привести к огромным финансовым потерям и последующему снижению производительности и конкурентоспособности.

Хотя поставщики электроэнергии прилагают соответствующие усилия, многим потребителям необходимо более высокое качество электроэнергии, чем то, которое могут обеспечить современные электрические сети. Это означает, что должны приниматься определённые меры для достижения более высоких уровней качества электроэнергии.

Наиболее распространённые виды проблем качества электроэнергии приведены в Таблице № 1.

Многофункциональные измерительные приборы

Современные многофункциональные приборы обеспечивают получение результатов не только в цифровом формате, но и в денежном эквиваленте. Модели отличаются рядом показателей:

задачи;
область применения;
функционал.

Модели нового поколения ускоряют процесс получения значений по прогнозированию, фиксации, устранению и предотвращению возникновения новых проблем в работе системы. С помощью специальных аппаратов, специалисты определяют механические и электрические параметры.

Отсутствие контроля приводит к частым неполадкам, сбоям энергосистемы и чрезмерным расходам электричества. Общего показателя эффективности работы сети недостаточно для проведения глубинного анализа. Большие предприятия обращаются в сертифицированные службы для осуществления контроля над всеми компонентами рабочей зоны.

Важно анализировать нагрузки в динамике. Это позволит выявить уровень износа электросети и своевременно провести мероприятия по устранению потенциальных угроз. При выявлении вины поставщика, потребитель будет лишен необходимости брать на себя обязанность по решению проблем

При выявлении вины поставщика, потребитель будет лишен необходимости брать на себя обязанность по решению проблем.

Из чего сделана электроэнергия?

Генератор (источник) электроэнергии,
Линия электропередачи,
Нагрузка.

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

Напряжение

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

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

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

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

Линейные напряжения в трехфазной сети

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

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

Формула линейного напряжения, зависимость от фазного

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

Формула зависимости фазного напряжения от линейного

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

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

Пороги событий устанавливаются в настройках.

Пример экрана, на котором отображены события:

События и деталировка на экране анализатора качества

Ток

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

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

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

Напряжение в сети и ток ЧЕРЕЗ диммер

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

Гармоники напряжения и тока

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

Например, вот такая табличка:

Список гармоник тока и напряжения

Частота

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

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

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

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

Вот как график частоты выглядит на экране анализатора качества электроэнергии:

Hioki 3197 – Частота питающей сети

Что понимают под качеством электроэнергии

Качество электроэнергии по ГОСТ 32144-2013 означает степень соответствия характеристик электрической энергии (ЭЭ) совокупности нормированных показателей КЭ, определяющих ее по одному или нескольким параметрам

КЭ важно для нормальной и стабильной работы электрооборудования

Низкое качество электроэнергии:

негативно влияет на функциональность;
сокращает срок службы приборов, а также повышает расход ресурса и увеличивает оплату его потребления;
снижает надежность электроснабжения;
создает условия для технологического и экономического ущерба как у поставщиков, так и у потребителей.

Методы идентификации источников искажения напряжения

В настоящее время постоянно растет число электроприемников искажающих параметры КЭ.

Ненсинусоидальность сетевого напряжения, подразумевает наличие вместе с гармоникой основной частоты, гармоник высших кратных частот.

Появление потенциального несоответствия по несинусоидальности, можно спрогнозировать, путем выполнения замеров коэффициентов и оценить их близость к допустимым нормам.

Для измерения качества электроэнергии используются приборы которые можно разделить на три категории:

Приборы, которые предназначены только для регистрации существующего напряжения.
Приборы, для регистрации значений напряжения и тока, определяющие фазовые углы между ними по гармоническим составляющим, но не производящие вычисление мощностей.
Приборы для регистрации показаний напряжения в сети и токовых показателей, производящие определение величинфазовых углов, мощности активной нагрузки по гармоникам и несимметричным составляющим.

Измерители параметров и качества электроэнергии190

Измерители параметров и качества электроэнергии являются уникальными приборами, которые способны осуществить контроль качества электропитания в целях безопасности эксплуатации электросетей и их энергопотребителей, как в промышленности, так и в быту. К категории этих приборов относятся измерители параметров электробезопасности, электропитания и параметров устройств защитного отключения.

Серия приборов MPI -508, 520, 525 известного производителя SONEL относятся к измерителям параметров электробезопасности электроустановок. Эти приборы производят измерение параметров петли короткого замыкания, измерение сопротивления изоляции, осуществляют контроль последовательности чередования фаз, измерение и регистрацию тока и напряжения. Все измерения регистрируются, и вводятся в память прибора для последующей передачи в компьютер. Данные многофункциональные приборы нашли широкое применение в промышленной электроэнергетике.

Качество электроэнергии – важнейший показатель бесперебойной работы подключенных потребителей. Анализировать и регистрировать качество электроэнергии позволяют новейшие приборы производителя Fluke , а именно усовершенствованные модели Fluke 434, 43 Basic, 1760, 1750 B, 1745, 1744. Эти приборы позволяют своевременно устанавливать любые сбои в работе электрооборудования, вследствие различных изменений параметров электропитания. Устройство защитного отключения необходимо для защиты электрической цепи, а так же, подключаемых к ней потребителей от перегрузок, тем самым обеспечивая защиту человека от поражения электрическим током.

Модели приборов MRP -120, 1811- EL имеют высокий класс изоляции, степень защиты корпуса, микропроцессорное управление, измерение параметров УЗО с высоким разрешением. Данный тип приборов пользуется высоким спросом у технического персонала промышленных предприятий, и у работников сервисных служб, выполняющих установку домашней бытовой техники.

Посмотреть и купить товар вы можете в наших магазинах в городах: Москва, Санкт-Петербург, Архангельск, Барнаул, Белгород, Владимир, Волгоград, Вологда, Воронеж, Гомель, Екатеринбург, Иваново, Ижевск, Казань, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курган, Курск, Липецк, Минск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Орёл, Пермь, Псков, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Саранск, Саратов, Смоленск, Ставрополь, Тверь, Томск, Тула, Тюмень, Уфа, Чебоксары, Челябинск, Ярославль. Доставка заказа почтой, через систему доставки Pickpoint или через салоны «Связной» в следующие города: Тольятти, Барнаул, Ульяновск, Иркутск, Хабаровск, Владивосток, Махачкала, Томск, Оренбург, Новокузнецк, Астрахань, Пенза, Чебоксары, Калининград, Улан-Удэ, Сочи, Иваново, Брянск, Сургут, Нижний Тагил, Архангельск, Чита, Курган, Владикавказ, Грозный, Мурманск, Тамбов, Петрозаводск, Кострома, Нижневартовск, Новороссийск, Йошкар-Ола и еще в более чем 1000 городов и населенных пунктов по всей России.

Товары из группы «Измерители параметров и качества электроэнергии» вы можете купить оптом и в розницу.

Измерение параметров качества электроэнергии

Практика эксплуатации энергохозяйства предприятия подтверждает, что с целью организации на предприятии энергоэффективного электроснабжения, необходимо регулярно (не реже раза в год) производить контроль параметров качества поступающей электроэнергии.

Не секрет, что существующие распределительные электрические сети имеют большой физический износ, большая часть трансформаторных подстанций перегружена. Эти и другие факторы приводят к отклонению параметров поступающей в нашу сеть электроэнергии от нормируемых, что приводит к различным негативным факторам в электрической сети. Среди таких факторов — увеличение реактивных токов, снижение уровня питающего напряжения (равно как и чрезмерное увеличение), искажение синусоиды, повышенные гармоники и т.д.

Значительное отклонение параметров качества электроэнергии питающей сети не позволяет эксплуатировать должным образом подключенные к ней электроустановки, а в ряде случаев это вообще запрещено. Так, например, снижение питающего напряжения на обмотках трехфазного электродвигателя приводит к повышению токов, протекающих в его обмотках, что в свою очередь приведет к повышенному нагреву изоляции, и к преждевременному выходу из строя оборудования или к сокращению его номинальной службы.

Снижение питающего напряжения на обмотках трехфазного электродвигателя приводит к повышению токов, протекающих в его обмотках

Для решения этой задачи, с помощью измерительного приборного комплекса необходимо произвести измерение токов и напряжений питающей сети на головном участке схемы, а в дальнейшем, при выявлении значительных отклонений, на всех отходящих фидерах.

Таким образом, в распоряжении энергетической службы предприятия, будут находится как протокол измерений, с указанием всех нормируемых параметров электроэнергии, так и непосредственно интервальные графики нагрузок и мгновенных значений токов и напряжений. Данная информация позволяет принять своевременные как организационные, так и технические мероприятия, позволяющие предотвратить ненормальные (аварийные и предаварийные) режимы работы электрооборудования, а также позволяет снизить величину технических потерь электроэнергии, разгрузить питающие линии электропередач.

Комплекс измерения параметров качества электроэнергии, включает в себя:

измерение и регистрация основных показателей качества электроэнергии (ПКЭ), установленных ГОСТ Р 54149-2010;
измерение и регистрация электроэнергетических величин, таких как коэффициент мощности (cos φ), провалы напряжения, размах изменений напряжений, параметры временных перенапряжений, действующее значение тока по трем фазам, установившееся значение напряжений и отклонения.

На основании измеренных амплитудных и мгновенных значений напряжений и токов по трем фазам рассчитываются значения полной мощности, активной мощности, коэффициента мощности и ряда других параметров:

Действующее значение фазного напряжения (TRMS).
Действующее значение линейного напряжения (TRMS).
Действующее значение токов (TRMS).
Полная мощность.
Активная мощность.
Коэффициент мощности, по соотношению мощностей или из ряда Фурье.
Действующее значение напряжения 1-ой гармоники.
Действующее значение токов 1-ой гармоники.
Активная мощность первой гармоники.
Коэффициент мощности.
Коэффициент искажения напряжения.
Коэффициент искажения тока.
Значения 3,5,7,9-40 гармоник в процентах от U1.
Значения 3,5,7,9-40 гармоник в процентах от I1.
Провалы.
Перенапряжения.
Импульсы.
Коэффициент несимметрии по обратной последовательности.
Частота напряжения

Итогом проведения измерений является протокол показателей качества электроэнергии по полученным данным, в соответствии с ГОСТ, а также график электрических нагрузок с приложением базы данных поинтервальных значений измеренных параметров.

Результатом работ по измерению показателей качества электроэнергии являются графики нагрузок (токовых значений, коэффициентов мощности, напряжения, синусоидальности), а также «Протокол параметров качества электроэнергии».

Пример формы грозовых импульсов

С помощью программного обеспечения измерительного комплекса проводится анализ параметров работы системы электроснабжения, выявляется приближение параметров к границе опасной зоны, что дает возможность эксплуатирующей организации своевременно принять необходимые меры, или обратиться в свою энергоснабжающую организацию с требованием устранить выявленные несоответствия.

Кандидат технических наук С.В. Добров.

Ощутимые перепады

Измерения качества электроэнергии предусматривают замеры такой составляющей, как импульсы питающего напряжения. Он объясняется резкими спадами и подъемами электричества в пределах выбранного интервала. Причинами такого явления может быть одновременная коммутация большого числа потребителей, влияние электромагнитных помех из-за грозы.

Установлены периоды восстановления напряжения, не влияющие на работу потребителей:

Причины перепадов — это гроза и другие природные электромагнитные помехи. Период восстановления равен не более 15 мкс.
Если импульсы появились из-за неравномерной коммутации потребителей, то период намного больше и равен 15 мс.

Наибольшее число аварий на подстанциях происходит по причине удара молнии в установку. Сразу страдает изоляция проводников. Величина перенапряжения может достигать сотен киловольт. Для этого предусмотрены защитные приспособления, но иногда они не выдерживают, и наблюдается остаточный потенциал. В эти моменты неисправность не возникает благодаря прочности изоляции.

Определение уровней качества электроэнергии и простейший подход к диверсификации потребителей по требованиям к качеству электроэнергии

В условиях децентрализации энергосистем и необходимости разделения потребителей на отдельные категории в зависимости от требуемой цены и качества электроэнергии уделяется много внимания обеспечению заданного качества электроэнергии на конкретных нагрузках. Одной из функций «гибкой, надёжной и интеллектуальной системы энергоснабжения» является диверсификация потребителей по требуемому качеству электроэнергии. Она необходима для контроля качества электроэнергии при построении аппаратной части «центра управления качеством», которая встраивается в систему распределения электроэнергии для предоставления потребителям нескольких уровней ее качества, которое, в свою очередь, может оцениваться по различным критериям. Далее рассмотрим один из методов контроля качества электроэнергии, который предполагает 3 уровня качества: наивысшее, высокое и нормальное качество. Также вашему вниманию в данном материале будет конфигурация экспериментального устройства центра управления качеством электроэнергии для однофазной нагрузки.

Виды защиты от непредсказуемых изменений параметров сети

Приборы для защиты от перепадов напряжения

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

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

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

Что происходит при отклонении от нормальных режимов питания

От качества поставляемого энергоресурса напрямую зависит мощность, производительность и срок службы электротехнических приборов, особенно в промышленных масштабах. Снижение эффективности магистралей приводит к повышению потребляемой электроэнергии. В двигателях приборов снижается момент вращения, осветительные приборы регулярно мерцают, все виды ламп достаточно быстро выходят из строя.

Исследования в области физики давно показали, что при постоянной нагрузке на двигатель уменьшение напряжения приводит к стремительному повышению силы тока, что отрицательно сказывается на работоспособности, производительности и сроках службы бытовой техники и прочих электротехнических приборов. Это приводит к сгоранию электронных плат, провода с изоляционным материалом могут расплавиться.

Электромагнитной совместимостью электрооборудования

Если говорить об электрической совместимости в самом широком смысле, то сюда следует отнести все материальные проявления и идеальные последствия, связанные с заряженными частицами и электромагнитными полями.

В более узком смысле под электромагнитной совместимостью понимают совокупность электрических, магнитных и электромагнитных полей, которые генерируют электрообъекты, созданные человеком, и которые воздействуют на мертвую (физическую) и живую (биологическую) природу, на техническую, информационную, социальную реальности.

Для технических устройств ухудшение электромагнитной обстановки может обостриться настолько, что возможно нарушение их функционирования, ухудшения качества электроэнергии, повреждения устройств релейной защиты и автоматики.

Понятие качества электрической энергии отличается от понятия качества других товаров. Качество электроэнергии проявляется через качество работы каждого электроприемника. Поэтому, если он работает неудовлетворительно, а в каждом конкретном случае анализ качества потребляемой электроэнергии дает соответствие ГОСТ, то виновато качество изготовления или эксплуатации.

В целом ПКЭ определяют степень искажения напряжения электрической сети за счет кондуктивных помех (распределяющихся по элементам электрической сети), вносимых как энергоснабжающей организацией, так и потребителями.

Что влияет на характеристики питающей сети?

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

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

Качество электроэнергии может зависеть от следующих факторов:

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

Советуем изучить — Электростатика в картинках

Анализ полученных результатов приводит к следующим выводам:

приборы № 1, 2 и 5 определяют THD правильным способом. Значение около 30% было ожидаемым в каждом интервале;
прибор № 3 вычисляет 10-минутные значения THD неправильно, то есть как среднее значение, тогда как согласно стандарту МЭК 61000-4-30 должен определяться квадратный корень из среднего арифметического квадратов входных значений:
прибор № 4 не выполняет никакой агрегации и в качестве 10-минутного значения THD даёт, по всей видимости, значение за 200 мс, зарегистрированное в начале каждого 10-минутного интервала. Это было подтверждено другим измерением, в ходе которого подавался сигнал с прямоугольной формой почти весь 10-минутный интервал, за исключением первых нескольких секунд, когда сигнал был синусоидальным. При этом прибор показывал значение THD, равное 0,2%.

Заключительные выводы

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

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

ТАБЛИЦА IX Сводная таблица основных результатов измерений

Испытание №	Среднее значение THD, %	Разброс относительно среднего значения, %
Испытание I	11,47	+0,74 % /-0,65 %
Испытание II	4,27	+0,70 % /-1,63 %
Испытание III	12,09	+0,76 % /-0,73 %
Испытание IV	16,96	+4,73 % /-1,76 %
Испытание V	43,69	+2,90 % /-6,84 %
45,00	+0,40 % /-0,63 %

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

Что такое показатель качества электроэнергии. качество электрической энергии