Мониторинг качества электрической энергии в системах электроснабжения бытовых потребителей (1195430), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Вместе с тем, изменились названия некоторых ПКЭ. Так, коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения в новом стандарте называется новым термином – суммарным коэффициентом гармонической составляющей напряжения, но его символьное обозначение осталось таким же.

Основные отличия рассматриваемых стандартов отображены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Сравнение ГОСТ 32144-2013 и ГОСТ 13109-97

Характеристика	ГОСТ 32144-2013	ГОСТ 13109-97
Основа	Современные международные стандарты	Положения первых советских стандартов
Структура	Методы измерения показателей КЭ установлены в ГОСТ 30804.4.30 и ГОСТ 30804.4.7	Методы измерения показателей даны в самом ГОСТ 13109-97
Область применения	Системы электроснабжения общего назначения, присоединенных к Единой энергетической системе; Изолированные системы электроснабжения общего назначения	Электрические сети систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц

Окончание таблицы 2.1

Точка нормирования и контроля ПКЭ	Точка передачи электрической энергии	Точка общего присоединения
Расчетный период измерений	1 неделя	24 часа
Виды норм КЭ	В течение 95% времени интервала в одну неделю; В течение 100% времени интервала в одну неделю	Нормально допустимые значения; Предельно допустимые значения
Характеристика электроэнергии	Разделение на категории: продолжительные изменения характеристик напряжения и случайные события	Нет разделений по категориям
Отличия в ПКЭ	Длительность прерывания напряжения; Интергармонические составляющие напряжения	Размах изменения напряжения; Коэффициент временного перенапряжения.

Важным является тот факт, что в ГОСТ 32144-2013 введены новые показатели качества, которых ранее не было в предшествующих версиях ГОСТов по КЭ. Более наглядно картина произошедших с введением нового ГОСТа изменений представлена ниже на рисунке 2.2 – здесь приведены нормы ПКЭ для нового ГОСТ 32144-2013 и ранее действовавшего ГОСТ 13109-97 [17].

Рисунок 2.2 – Сравнение норм ПКЭ

Такие ПКЭ, как длительность прерывания напряжения , интергармонические составляющие напряжения и напряжения сигналов, передаваемых по электрическим сетям являются новыми для отрасли, а два последних вообще находятся на рассмотрении (т.е. в стадии разработки их норм и методик оценки). В то же время выведены из оборота такие показатели, как размах изменения напряжения и коэффициент временного перенапряжения , входившие в ранние ГОСТы по качеству электроэнергии.

Несмотря на то, что новые ГОСТ создавались с целью соответствия требованиям международных стандартов, в них существуют некоторые расхождения, в которых попробуем разобраться [20].

За основу сравнения используем положения ЕN 50160:2010 Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution networks (Характеристи-ки напряжения электричества, поставляемого общественными распределитель-ными сетями) [21], основного европейского регламентирующего документа для оценки качества напряжения. Данный стандарт поддерживается ассоциацией из нескольких стран (Франция, Германия, Венгрия, Италия, Польша, Россия, Скандинавия, Испания, Великобритания, Бенилюкс, Норвегия). ЕN 50160:2010 разработаны для трехпроводных сетей напряжением до 1 кВ, сетей среднего напряжения 1-36 кВ и высшего напряжения 36 – 150 кВ.

Структура и содержание исследуемых стандартов, общие подходы к нормированию качества электроэнергии, требования к методам измерений ПКЭ достаточно близки. Основные отличия отечественного и европейского стандартов состоят в требованиях к ряду ПКЭ и заключаются в следующем [22]:

1. Отсутствуют предельно допустимые значения для большинства ПКЭ. Так, отклонение напряжения , доза фликера , суммарный коэффициент гармонической составляющей напряжения , коэффициент n-ой гармонической составляющих напряжения , коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности нормируются для 95% времени интервала в одну неделю.

2. Отсутствует важный для наших сетей показатель – коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности .

3. Введены менее жесткие требования к отклонениям частоты и откло-нениям напряжения .

4. Предоставлены неполные данные к ПКЭ в сетях высокого напряжения.

На рисунке 2.3 представлен сравнительный анализ ПКЭ отечественного и европейского стандартов [17].

Рисунок 2.3 – Сравнение ГОСТ 32144-2013 и EN 50160:2010

ГОСТ 32144-2013 неэквивалентен стандарту EN 50160:2010. Требования отечественного ГОСТ более жесткие, что объясняется массивностью энергетического хозяйства России, а также иным техническим состоянием электрических сетей по сравнению с европейскими. Проанализированные расхождения создают сложности с импортом и экспортом электрооборудования и электроэнергии.

Следующим этапом необходимо выделить общие требования, которые предъявляется к методам и средствам измерений ПКЭ. Обратимся к различиям между требованиями в новых нормативах и в ГОСТ 13109-97.

В новом стандарте определяется 3 класса приборов [23]. Класс А применяют при проведении точных измерений, например, при проверке соответствия ПКЭ нормам стандартов, условиям договоров, при претензиях и т.д. Класс S применяют при проведении наблюдений и оценке КЭ с использованием статистических методов. Требования к характеристикам процесса измерения класса S снижены, это говорит о том, что приборы класса S должны иметь меньшую стоимость, чем приборы класса A. Введение класса S показывает, что непрерывный мониторинг КЭ является необходимым аспектом деятельности электросетевых компаний и потребителей электроэнергии. Третий класс B установлен для приборов, выпущенных в прошлом, предполагается его исключение в следующих изданиях стандартах. На рисунке 2.4 изображена сравнительная диаграмма требований к точности измерений.

Рисунок 2.4 - Сравнение требований к точности измерений

Отличны и интервалы объединения результатов измерения [24], в ГОСТ 13109-97 это называлось интервалом усреднения. Согласно ГОСТ 13109-97 показатели КЭ должны измеряться на основном интервале времени от 0,1 до 0,5 с с усреднением на интервале времени 3 с или 1 мин (для отклонений напряжения) в течение каждых 24 часов недельного цикла. В ГОСТ 30804.4.30-2013 [23] в качестве основного интервала времени при измерениях показателей КЭ, кроме отклонения частоты, принят интервал длительностью 10 периодов, равный по длительности 0,2 с для систем электроснабжения частотой 50 Гц. Результаты измерений на основных интервалах времени объединяются для получения значений показателей КЭ для трех различных увеличенных интервалов времени (объединенные интервалы). Результаты за интервал 3 с получаются путем объединения 15 интервалов по 0,2 с. Результаты за интервал 10 мин получаются путем объединения интервалов 0,2 с. Результаты за интервал 2 ч получаются путем объединения 12 интервалов по 10 мин. За значение величины на объединенном интервале времени принимают значение, равное корню квадратному из среднеарифметического значения квадратов входных величин:

, (2.1)

где – значение входной величины на основном интервале.

В ГОСТ 30804.4.30-2013 вводится концепции маркирования данных. Во время провала напряжения, перенапряжения или прерывания напряжения алгоритм, применяемый при измерении других показателей КЭ (например, частоты), может привести к недостоверному результату, маркирование данных позволяет не фиксировать одно и то же событие в нескольких категориях одновременно (например, учета единственного провала напряжения как одновременного провала напряжения и отклонения частоты) и учитывать их при подготовке протоколов измерений.

В завершении проанализируем нормативы по контролю качества электроэнергии: действующий ГОСТ 33073-2014 [25] и отмененный ГОСТ 32145-2013 [26], содержавший более развернутые требования к контролю качества, чем ГОСТ 13109-97. Основным отличием является введение в новом стандарте понятия «мониторинг» [27, 28], в то время как в старом стандарте используется только понятие контроля. Целью контроля является проверка соответствия показателей качества электроэнергии установленным требованиям, мониторинг – это наблюдение за качеством электроэнергии с целью оценки существующего уровня качества электроэнергии. Контроль применяют при осуществлении сертификационных испытаний электрической энергии, инспекционном контроле, при выполнении условий договоров в части обеспечения качества электроэнергии, при осуществлении государственного надзора. Мониторинг проводится в при периодических испытаниях по планам-графикам сетевых организаций и потребителей, разработке мероприятий для поддержания необходимого уровня качества в точках передачи электрической энергии, подготовке электрических сетей к сертификации, при определении технических условий для технологического присоединения энергопринимающих устройств к электрической сети

Область применения мониторинга намного шире, так как обследования надо проводить регулярно при решении разных задач, причем в мониторинге важно получить не точное значение показателя качества, а оценить текущее состояние качества электроэнергии и принять необходимые меры. В связи с этим при мониторинге используются приборы классы S, в то время как для контроля качества электроэнергии, где необходимо определить точное значение показателя качества, используются приборы класса A.

Периодичность проведения измерения осталась неизменной и составляет 2 раза в год для отклонения напряжения и 1 раз в 2 года всех остальных показателей качества.

Основные различия представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Сравнение контроля и мониторинга качества электроэнергии

В настоящее время за нормирование показателей, методы измерений и контроль отвечают разные стандарты. Ожидается выход новых документов в связи с отсутствием норм для некоторых показателей. Несмотря на приведение нормативов международным стандартам, требования в РФ более жесткие. Существенно повышены требования к точности измерений ПКЭ, в связи с чем требуется доработка отечественных средств измерений.

Произведенный анализ стандартов по качеству электрической энергии позволяет заключить следующее:

1. В настоящее время нормативная база РФ по вопросам КЭ находится в стадии приведения в соответствие к международным требованиям, тем не менее положительным аспектом является более жёсткая позиция РФ в области нормирования отдельных ПКЭ, ключевых для электроэнергетики России;

2. Нормативная база РФ по вопросам КЭ сформирована не полностью, так как отсутствуют нормы для некоторых показателей, ожидается выход новых нормативных документов или дополнение существующих;

3. Структурные изменения положительно сказались на формировании системы ГОСТов по КЭ, в настоящее время за нормирование показателей качества электроэнергии, методов измерений ПКЭ и процедуру контроля качества электроэнергии отвечают разные стандарты, что облегчает работу с ними;

4. Существенно повышены требования к точности измерений ПКЭ, в связи с чем требуется адаптация отечественных средств измерений к требованиям новых ГОСТ и разработка новых приборов.

2.2 Оценка влияния низкого качества электрической энергии на работу потребителей

Согласно действующему ГОСТ 32144-2013 [18], качество электроэнергии (КЭ) – это степень соответствия характеристик электроэнергии в данной точке электрической системы совокупности нормированных показателей качества электроэнергии. Стандартом определены допустимые уровни помех в электрической сети, которые характеризуют КЭ и называются показателями качества электроэнергии (ПКЭ). Каждый показатель характеризует определенное свойство электроэнергии и имеет конкретное влияние на электрическое оборудование. В п. 2.1 мы уже разобрали ПКЭ, установленные стандартом и их нормативные значения. В данном разделе разберемся с причинами и влиянием низкого качества электроэнергии на работу электрооборудования.

Распределительные сети 0,4 – 10 кВ являются наиболее ответственным и проблемным участком, в этих сетях происходит мгновенное постоянное изменение целого ряда параметров: нагрузки, силы тока, напряжения, из-за чего затруднительно обеспечивать стабильное качество электрической энергии у всех потребителей в любой момент времени. Кроме того, следует отметить, что с развитием техники и электроники в квартирах стало появляться всё больше различных видов приборов и оборудования, влияющих на качество электроэнергии и ухудшающие значения ПКЭ.

Характеристики

Список файлов ВКР