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 ).

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 %.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.