Инструментальное обследование показателей качества электроэнергии
Инструментальное обследование показателей качества электроэнергии
Получаемая потребителями электрическая энергия наряду с количественными показателями (напряжение, мощность, количество) должна отвечать и ряду качественных показателей. Качество электрической энергии должно соответствовать требованиям ГОСТ 13109-97.
Гост 13109-97 нормирует следующие показатели качества электроэнергии (ПКЭ).
1. Отклонение напряжения (dUу)
, (1)
где Uу – усредненное значение напряжения (В, кВ) в интервале времени 1 мин; Uном – номинальное напряжение;
, (2)
где Ui – значение напряжения U(1)i (В, кВ) в i-м наблюдении; N – число наблюдений.
Число наблюдений за 1 мин должно быть не менее 18 .
Рекомендуемые материалы
В соответствии с отклонения напряжения на выводах электроприемников не должны превышать ± 10 % от Uном в течение суток измерения, причем 95 % времени суток отклонения напряжения должны находиться в пределах ± 5 % от Uном.
Допускаемые и предельно допускаемые значения установившегося отклонения напряжения в точках общего присоединения потребителей электрической энергии к электрическим сетям должны быть установлены в договорах на пользование электрической энергией между электроснабжающей организацией и потребителем с учетом необходимости выполнения норм настоящего стандарта на выводах электроприемников.
2. Колебания напряжения (dUt). Колебания напряжения характеризуются показателями:
– размах изменения напряжения;
– доза фликера.
Предельно допускаемые значения размаха изменений напряжения (dUt) в точках общего присоединения к электрическим сетям при периодических колебаниях напряжения определяются по рис. 1:
кривая 1 – на входах осветительных установок с лампами накаливания в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, и в точках электрических сетей, к которым присоединяют потребителей с такими установками;
кривая 2 – на входах осветительных установок с газоразрядными и лампами накаливания в остальных помещениях, в том числе в жилых зданиях, и в точках электрических сетей, к которым присоединяют потребителей с такими установками.
Кривые рис. 1 могут давать большую погрешность, если размахи изменения напряжения отличаются от периодических, поэтому оценку допустимости колебаний при энергоаудите лучше проводить по дозе фликера. Доза фликера – это интегральная характеристика колебаний напряжения, вызывающих у человека накапливающееся за установленный период времени раздражение миганиями света. Дозу фликера определяют по прибору фликерметру на интервале времени равном 10 мин.
3. Несинусоидальность напряжения. Несинусоидальность напряжения характеризуется показателями:
– коэффициентом искажения синусоидальности напряжения КU;
– коэффициентом n-й гармонической составляющей напряжения КU(n).
Эти показатели определяются по выражениям:
,
,
где U(n)i – действующее значение напряжения n-й гармоники (В, кВ).
Нормально и предельно допускаемые значения коэффициента искажения синусоидальности напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с различными номинальными напряжениями приведены в табл. 1.
Таблица 1
Значения коэффициента искажения
синусоидальности кривой напряжения, %
| Нормально допускаемые | Предельно допускаемые | ||||||
| Uном, кВ | Uном, кВ | ||||||
| 0,38 | 6–20 | 35 | 110–330 | 0,38 | 6–20 | 35 | 110–330 |
| 8,0 | 5,0 | 4,0 | 2,0 | 12,0 | 8,0 | 6,0 | 3,0 |
Нормально допускаемые значения коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с номинальным напряжением Uном приведены в табл. 2.
Предельно допускаемое значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения определяется по формуле
,
где КU(n) норм – значения коэффициента n-й гармонической составляющей по табл. 2.
Таблица 2
Коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения, %
| Гармоники | n | Uном, кВ | |||
| 0,38 | 6–20 | 35 | 110–330 | ||
| нечетные | 5 7 11 13 17 19 23 25 >25 | 6,0 5,0 3,5 3,0 2,0 1,5 1,5 1,5 0,2+
| 4,0 3,0 2,0 2,0 1,5 1,0 1,0 1,0 2,2+
| 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 1,0 1,0 1,0 2,2+
| 1,5 1,0 1,0 0,7 0,5 0,4 0,4 0,4 0,2+
|
| нечетные | 3 9 15 21 >21 | 5,0 1,5 0,3 0,2 0,2 | 3,0 1,0 0,3 0,2 0,2 | 3,0 1,0 0,3 0,2 0,2 | 1,5 0,4 0,2 0,2 0,2 |
| четные | 2 4 6 8 10 12 >12 | 2,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,2 0,2 | 1,5 0,7 0,3 0,3 0,3 0,2 0,2 | 1,0 0,5 0,3 0,3 0,3 0,2 0,2 | 0,5 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 |
* Нормально допускаемые значения, приведенные для n = 3 и n = 9, относятся к однофазным электрическим сетям. В трехфазных трехпроводных электрических сетях эти значения принимаются вдвое меньшими.
4. Несимметрия напряжений. Несимметрия напряжений характеризуется показателями:
1) коэффициентом обратной последовательности напряжения (К2U);
2) коэффициентом нулевой последовательности напряжения (К0U).
Эти показатели определяются по выражениям (в %):
;
,
где U2(1) – действующее значение напряжения обратной последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений (В, кВ); U0(1) – действующее значение нулевой последовательности основной частоты (В, кВ).
Нормально и предельно допускаемые значения коэффициента несимметрии напряжения по обратной последовательности в точках общего присоединения к электрическим сетям равны соответственно 2,0 и 4,0 %.
Нормально допускаемые и предельно допускаемые значения К0U в точках общего присоединения к четырехпроводным электрическим сетям с номинальным напряжением 0,38 кВ равны соответственно 2,0 и 4,0 %.
5. Отклонение частоты. Отклонения частоты Df (Гц) переменного тока определяют по выражению
,
где fу – усредненное значение частоты на интервале времени, равном 20 с; fном – номинальное значение частоты, Гц.
В соответствии с ГОСТ 13109-97 нормально допускаемые и предельно допускаемые значения отклонения частоты равны соответственно ± 0,2 и ± 0,4 Гц.
Для определения соответствия значений измеряемых показателей качества электрической энергии вышеприведенным нормам минимальный интервал времени измерений должен быть 24 часа.
Общая продолжительность измерений показателей качества электрической энергии для учета рабочих и выходных дней рекомендуется 7 суток. Сопоставление показателей качества с нормами ГОСТ необходимо производить за каждые сутки общей продолжительности измерений отдельно.
Пределы допускаемых погрешностей измерения показателей качества электроэнергии следующие:
1) отклонения напряжения: абсолютная погрешность ± 0,5 %;
2) размах изменения напряжения: относительная погрешность ± 8 %;
3) доза фликера: относительная погрешность ± 5 %;
4) коэффициент несинусоидальности напряжения: относительная погрешность ± 10 %;
5) коэффициент n-й гармоники напряжения: относительная погрешность ± 5 %;
6) коэффициент обратной последовательности напряжения: абсолютная погрешность ± 0,3 %;
7) коэффициент нулевой последовательности напряжения: абсолютная погрешность ± 0,5 %;
8) отклонение частоты: абсолютная погрешность ± 0,03 Гц.
В процессе энергоаудита для измерения показателей качества электроэнергии (отклонений напряжения, несинусоидальности и несимметрии напряжения) можно использовать житомирские приборы: 1) измеритель отклонений напряжения 43203; 2) измеритель несинусоидальности напряжения 43250; 3) измеритель несимметрии напряжения 43204. Для получения статистических характеристик показателей качества к вышеуказанным приборам следует подключать измеритель статистических характеристик 43401, который позволяет строить гистограммы показателей качества за период измерений и по ним определять вероятность выхода показателей качества за нормируемые пределы.
Для измерения показателей качества можно также использовать информационно-измерительную систему «Анализатор качества напряжения», разработанную в Московском энергетическом институте.
Вышеуказанные приборы весьма громоздки и требуют большого времени на обработку материалов, поэтому при энергоаудите показателей качества электроэнергии более предпочтительны переносные портативные анализаторы электропотребления типов AR.4M; AR.5.
Для контроля колебаний напряжения следует использовать фликерметр. Первый отечественный фликерметр был разработан на кафедре электроснабжения горьковского политехнического института в 1984 г. и успешно эксплуатируется на АО ГАЗ. По принципу действия прибор представляет собой модель системы «источник света – глаз человека» и состоит из блока выделения огибающей сетевого напряжения, модели зрения и блока, накапливающего утомление глаза. На выходе прибора установлен индикатор с метками допустимых доз для ламп накаливания и люминесцентных ламп, поэтому сразу определяется, допустимы колебания напряжения или нет, для любых источников света в местах их подключения.
При отсутствии фликерметров можно определять допустимость колебаний по кривым рис. 1. Для этого надо каким-либо прибором (самопишущим вольтметром или осциллографом) произвести замеры размахов изменения напряжения dUt за 10 мин. Допустимость колебаний определяется выражением
, (1)
где n – число размахов на интервале измерения Т = 10 мин; DtДi – минимально допустимый интервал времени между размахами амплитудой dUt, определяемый по нижней шкале рис. 1.
Пример. За 10 мин в сети зарегистрировано 12 размахов амплитудой 4,8 %, 30 размахов амплитудой 1,7 % и 100 размахов амплитудой 0,9 %. Определить допустимость питания от этой сети люминесцентных ламп.
По кривой 3 рис. 1 определяются DtДi:
Информация в лекции "12 Из технического регламента на пд" поможет Вам.
для dUt1 = 4,8 % DtД1 = 30 с;
для dUt2 = 1,7 % DtД2 = 1 с;
для dUt3 = 0,9 % DtД3 = 0,1 с.
По уравнению (1) получаем
12 . 30 + 30 . 1 + 100 . 0,1 = 400 с < 600 с.
Таким образом, питание от данной сети люминесцентных ламп допустимо.
