Стандартизация, сертификация и измерение электрической энергии
5.Стандартизация, сертификация и измерение электрической энергии.
При проведении работ по энергосбережению определяется качество электрической энергии (КЭ) с помощью процедур стандартизации, измерения и сертификации.
Юридической основой указанных процедур являются законы РФ:
· О стандартизации;
· Об обеспечении единства измерений;
· О сертификации продукции и услуг.
Порядок применения указанных процедур следующий.
5.1 Стандартизация электрической энергии.
Для стандартизации электрической энергии используется межгосударственный стандарт ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения», утверждённого постановлением Госстандарта от 28.08.98г №338 и введённый в действие с 01.01.99г. Указанный стандарт соответствует международным стандартам МЭК861, МЭК1000-3-2, МЭК1000-3-3, МЭК1000-4-1 и публикациям МЭК1000-2-1, МЭК1000-2-2 в части уровней электромагнитной совместимости в системах электроснабжения и методов измерения электромагнитных полей. В нём установлены показатели и нормы качества электроэнергии в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трёхфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящихся в собственности различных потребителей электроэнергии (точка общего присоединения).
Рекомендуемые материалы
Показатели КЭ являются:
· Установившееся отклонение напряжения δUУ;
· Размах изменения напряжения δUt;
· Доза фликера Рt;
· Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кu;
· Коэффициент n – ой гармонической составляющей напряжения Ku (n);
· Коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности К2u;
· Коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности К0u;
· Отклонение частоты ∆f;
· Длительность провала напряжения ∆tп;
· Импульсное напряжение Uимп;
· Коэффициент временного перенапряжения КперU.
Указанные показатели делятся условно на стационарные и динамические. К стационарным относят показатели, которые могут быть измерены многократно в течении суток и усреднены:
· Установившееся отклонение напряжения δUУ;
· Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кu;
· Коэффициент n – ой гармонической составляющей напряжения Ku (n);
· Коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности К2u;
· Коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности К0u;
· Отклонение частоты ∆f;
· Длительность провала напряжения ∆tп;
· Импульсное напряжение Uимп;
· Коэффициент временного перенапряжения КперU.
Наиболее используемые в практике:
· Установившееся отклонение напряжения δUУ;
· Размах изменения напряжения δUt;
· Доза фликера Рt;
· Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кu;
· Коэффициент n – ой гармонической составляющей напряжения Ku (n);
· Коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности К2u;
На показатели КЭ установлены стандартом два вида норм:
· Нормально допустимые:
· Предельно допустимые.
Значения норм наиболее используемых ПКЭ:
5.1.1. Отклонения напряжения:
· нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения δUу на выводах приёмников ЭЭ равны соответственно ± 5 и ±10% от номинального напряжения сети;
· нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения в точках общего присоединения потребителей ЭЭ к ЭС напряжениями 0,38 и более устанавливаются в ДПЭ между энергоснабжающей организацией и потребителем с учётом выполнения норм ГОСТ на выводах приёмников электрической энергии. Определение указанных нормально допустимых и предельно допустимых значений проводят в соответствии с нормативными документами, утверждёнными в установленном порядке.
5.1.2. Несинусоидальность напряжения.
1 Нормы коэффициента искажения синусоидальности напряжения в % приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1.
| Нормально допустимое значение при Uном, кВ | Предельно допустимое значение при 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 |
2. Нормы коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения в процентах приведены в табл.4.2
Таблица 4.2.
| Нечётные гармоники не кратные 3 при UHOM, кВ | Нёчётные гармоники кратные 3 при UHOM, кВ | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| n | 0,38 | 6-20 | 35 | 110-330 | n | 0,38 | 6-20 | 35 | 110- 330 |
| 5 | 6 | 4 | 3 | 1,5 | 3 | 5 | 3 | 3 | 1,5 |
| 7 | 5 | 3 | 2,5 | 1 | 9 | 1,5 | 1 | 1 | 0,4 |
| 11 | 3,5 | 2 | 2 | 1 | 15 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,2 |
| 13 | 3 | 2 | 1,5 | 0,7 | 21 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| 17 | 2 | 1,5 | 1 | 0,5 | >21 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 10 | |
| 19 | 1,5 | 1 | 1 | 0,4 | |||||
| 23 | 1,5 | 1 | 1 | 0,4 | |||||
| 25 | 1,5 | 1 | 1 | 0,4 | |||||
| >25 | 0,2+1,3x 25/n | 0,2+0,8x 25/n | 0,2+0,6x 25/n | 0,2+0,2x 25/n |
Продолжение таблицы 4.2
| Чётные гармоники | ||||
| n | 0,38 | 6-20 | 35 | 110-330 |
| 2 | 2 | 1,5 | 1 | 0,5 |
| 4 | 1 | 0,7 | 0,5 | 0,3 |
| 6 | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,2 |
| 8 | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,2 |
| 10 | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,2 |
| 12 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| >12 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
n - номер гармонической составляющей напряжения.
Нормально допустимые значения , приведенные для n , равных 3 и 9, относятся к однофазным электрическим сетям. В трёхфазных трёхпроводных электрических сетях эти значения принимают вдвое меньшими, приведённых в таблице. Предельно допустимое значение коэффициента n - ой гармонической составляющей напряжения
KU(n) пред = 1,5 KU(n) норм,
где KU(n) норм - нормально допустимые значения коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения (таблица 4.2).
5.1.3. Несимметрия напряжений.
1. Нормально допустимые и предельно допустимые значения коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности К2u соответственно равны 2 и 4 % .
2. Нормально допустимые и предельно допустимые значения коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности К0U для четырёхпроводных электрических сетей равны соответственно 2 и 4 %.
5.1.4. Отклонение частоты
Нормально допустимые и предельно допустимые значения отклонения частоты равны ± 0,2 и о,4 Гц соответственно.
5.1.5. Провал напряжения
5.1. Предельно допустимое значение длительности провала напряжения в электрических сетях напряжением до 20 кВ включительно равно 30 с.
5.2. Длительность автоматически устраняемого провала напряжения в любой точке присоединения к электрическим сетям определяется выдержкой времени релейной защиты и автоматики
Влияние показателей качества электрической энергии на работу электрических сетей и электроприёмников.
Увеличение напряжения (δUУ) на 10% приводит к увеличению светового потока и освещённости до 40%. При этом срок службы светильников сокращается в три раза. Снижение напряжения на 10% приводит к уменьшению светового потока до 40%. При этом срок службы светильников увеличивается в два раз.
Отклонение напряжения значительно влияют на значение вращающего момента и на скольжение асинхронных электродвигателей. При снижении напряжения на 10% значение момента вращения электродвигателя уменьшается на 20%. При повышении напряжения существенно увеличивается потребление реактивной мощности (снижение соs φ, дополнительное насыщение магнитной системы). Снижение напряжения на 10% сокращает срок службы электродвигателей почти в 2 раза.
Уменьшение частоты напряжения (∆f) приводит к пропорциональному понижению скорости вращения всех электрических машин и снижению производительности приводных механизмов (снижение производительности производства). Для ряда технологических процессов качество выпускаемой продукции существенно зависит от стабильности частоты напряжения питания электродвигателей.
Несимметрия напряжения обратной последовательности К2u приводит к появлению токов обратной последовательности в обмотках электродвигателей, которые создают тормозной вращающий момент, нагрев изоляции обмоток и их старение, снижение срока службы.
Несимметрия напряжения нулевой последовательности (К0U) приводит к появлению токов нулевой последовательности, которые создают дополнительный нагрев активной части электрооборудования. Токи нулевой последовательности протекают через заземлитель, что приводит к высушиванию грунта, увеличению сопротивления заземляющего устройства, к сбоям релейной защиты.
Несинусоидальность напряжения [Кu, Ku (n)] увеличивает диэлектрические потери в конденсаторах установок компенсации и их нагрев, приводит к резонансным режимам, повреждению электрооборудования.
5.2. Измерение электрической энергии.
Контроль качества электрической энергии производится не во всех точках общего присоединения электрических сетей к системе электроснабжения общего назначения, а только в характерных точках данной электрической сети. Выбор характерных (контрольных) точек производится при помощи методических указаний РД 34.15.501-88 и дополнения к ним в методике контроля и анализа качества электрической энергии в сетях общего присоединения.
При контроле отклонения напряжения характерные точки измерения выбираются в следующем порядке:
· группируются линии, отходящие от центра питания (ЦП), по доминирующему характеру графиков нагрузки потребителей (производственные, односменные, двухсменные, сельскохозяйственные и т.д.);
· Выбираются в каждой из групп линий характерные потребители (ближайшие к ЦП и наиболее удалённые от него в режимах наибольшей и наименьшей нагрузок электрической сети; с более жёсткими требованиями к отклонениями напряжениям напряжения на границе раздела; с графиком нагрузки, резко отличающимся от общего графика нагрузки трансформатора ЦП).
Минимальная продолжительность измерения ПКЭ для оценки соответствия их значений нормам ГОСТ 13109-97 и договорным обязательствам равна одни суткам. При значительном изменении нагрузки электрической сети измерения производят в течении недели для оценки всех характерных периодов времени.
Энергоснабжающая организация и потребители должны периодически контролировать качество ЭЭ. Контроль отклонений частоты производится энергоснабжающей организацией постоянно. Контроль отклонений напряжения производится ежеквартально, а при незначительном сезонном изменении нагрузок ЦП – два раза в год. Внеплановый контроль КЭЭ проводится:
· При изменении схемы электрической сети;
· При изменении параметров элементов сети;
· При изменении значений и характера нагрузок потребителей;
· По требованию потребителей.
При подготовке к выполнению измерений ПКЭ проводятся следующие работы:
· Определяются предельные значения влияющих величин в контрольной точке;
· Выбираются измерительные трансформаторы соответствующего класса точности и проверяется загруженность их вторичных цепей;
· Проверены сроки поверки приборов, определяются возможности размещения их в пункте измерения и контроля за их работой;
· Собирается схема измерений;
· Выбираются диапазоны измерения приборов, соответствующие наибольшим возможным диапазонам измерения ПКЭ в контрольных точках.
Для измерения ПКЭ рекомендуются измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) ОМСК – М, ЭРИС-КЭ-01, Ресурс UF2.
При проведении сертификационных испытаний ПКЭ в целях арбитража в электрических сетях напряжением выше 1000 В должны использоваться измерительные трансформаторы напряжения (ТН) или делители напряжения класса точности 0,2.
5.3. Сертификация электрической энергии.
Проверка соответствия электроэнергии нормам качества производится с помощью сертификации. Указанная процедура обязательна в точках общего присоединения потребителей электроэнергии к распределительным электрическим сетям центров питания энергоснабжающей организации.
Юридической основой проведения сертификации электрической энергии является Постановление правительства РФ от 13.08.97г №1013 «Об утверждении перечня товаров, работ и услуг, подлежащих обязательной сертификации». Сертификация электрической энергии проводится по правилам, изложенным во Временном порядке и приведенным в решении Госстандарта РФ и Минтопэнерго РФ от 03.03.1998г.Нормативной базой Временного порядка являются Правила и процедуры системы сертификации ГОСТ Р, а также Правила и Порядок сертификации электроустановок зданий, зарегистрированные в Минюсте РФ 12.04.96 № 1063, и 1064.
Сертификация электроэнергии проводится на основании обращения энергоснабжающей организации в уполномоченный (аккредитованный Госстандартом РФ) орган по сертификации. Проводится сертификация по схеме №10 Правил по сертификации ГОСТ Р. Схема основывается на использовании декларации о соответствии электроэнергии требованиям к её качеству с приложением документов, подтверждающими способность заявителя обеспечить соответствие электроэнергии установленным требованиям к его качеству:
· проведение аккредитованной испытательной лабораторией испытаний электроэнергии в контрольных точках;
· осуществление инспекционного контроля сертифицированной электроэнергии.
Для подачи декларации о соответствии энергоснабжающей организации необходимо иметь:
· официальные издания нормативных документов по качеству электрической энергии и методам измерений ПКЭ;
· документы, подтверждающие способность энергоснабжающей организации обеспечить соответствие электрической энергии требованиям к её качеству
В лекции "Время появления у евреев жертвоприношений и идея, заключенная в них" также много полезной информации.
( приложение А Временного порядка);
· средства измерений ПКЭ;
· специально выделенный квалифицированный персонал, прошедший обучение в консультационно-учебном центре при Главгосэнергонадзоре РФ;
· Отчётность о проведении периодического контроля и анализа качества электрической энергии.
Положительным результатом сертификации электрической энергии по ПКЭ является выдача заявителю сертификата соответствия электроэнергии требованиям ГОСТ 13109-97. При отказе в выдаче сертификата соответствия уполномоченный (аккредитованный) орган по сертификации направляет заявителю решение об отказе в выдаче сертификата с перечнем несоответствий требованиям ГОСТ 13109-97.
Срок действия сертификата устанавливает уполномоченный (аккредитованный) орган на срок не более три года. В течении всего срока действия сертификата проводится инспекционный контроль за сертифицированной электрической энергией с периодичностью не реже одного раза в год.
