2015-01-21
1755
Электрическая энергия как товар используется во всех сферах жизнедеятельности человека и как товар обладает рядом потребительских свойств. Такими свойствами электрической энергии как товара, являются:
1) отклонение напряжения от номинального значения;
2) колебания напряжения;
3) несинусоидальность напряжения;
4) несимметрия трехфазной системы напряжений;
5) отклонение частоты;
6) провал напряжения;
7) импульс напряжения;
8) временное перенапряжение.
Как следует из перечисленного, все свойства электрической энергии относятся к напряжению.
Каждый электроприемник предназначен для работы при определенных параметрах напряжения. Поэтому для его нормальной работы должны быть обеспечены определенные свойства электрической энергии. Нормирование свойств электрической энергии как товара производится с помощью показателей качества электрической энергии. При этом качество электрической энергии (КЭЭ) определяется совокупностью нормативных требований к ее свойствам, при выполнении которых электроприемники могут нормально работать и выполнять заложенные в них функции.
Понятие КЭЭ отличается от понятия качества других видов продукции (товара). Это связано с тем, что потребление и производство электрической энергии - это единый технологический процесс. Это означает, что электрическую энергию как товар нельзя хранить. Ее надо потреблять в момент производства. В свою очередь, это означает, что процесс потребления (потребитель) влияет на качество электрической энергии. Таким образом, КЭЭ на месте ее производства не гарантирует КЭЭ в точке присоединения потребителей в сети до и после включения электроприемников может быть различным. Такое совместное влияние сети и электроприемников на показатели КЭЭ характеризуют такими терминами как "электромагнитная помеха" и "электромагнитная совместимость".
Электромагнитная помеха - это случайное электромагнитное воздействие, влияющее на свойства электрической энергии и способное вызвать нарушение функционирования электротехнического устройства, вплоть до его отказа и разрушения. Различают два вида электромагнитных помех: индуктивные (полевые) и кондуктивные. Индуктивные помехи распространяются через окружающее пространство посредством электромагнитного поля. Кондуктивные помехи (от английского слова "conductor" - проводник) распространяются по проводам электрической сети. Кондуктивная помеха может проявляться как ток или напряжение. Например, ток, обусловленный однофазной нагрузкой, приводит к нарушению симметрии системы трехфазных напряжений и является для трехфазной сети кондуктивной помехой. Токи высших гармоник, обусловленные нелинейностью тиристорных и транзисторных преобразователей, искажают синусоидальность формы кривой напряжения и также являются кондуктивной помехой.
Под электромагнитной совместимостью понимают способность электроприемников нормально функционировать в условиях наличия в электрической сети допустимых кондуктивных помех, не создавая при этом недопустимых электромагнитных помех для других электроприемников. Электрическая сеть и электроприемник электромагнитно совместимы, если, с одной стороны, уровень помех в сети ниже некоторого порогового уровня, называемого уровнем помехоустойчивости электроприемника. А с другой стороны, электроприемник при подключении к сети не вносит недопустимых помех для других электроприемников.
Каким же образом взаимодействуют качество электрической энергии и электромагнитная совместимость? Качество электрической энергии характеризует уровень электромагнитных (кондуктивных) помех в сети и меру их воздействия на приборы и аппараты, а нормы КЭЭ являются уровнями электромагнитной совместимости (для кондуктивных электромагнитных помех в системах электроснабжения общего назначения /ГОСТ/). Таким образом, КЭЭ системы электроснабжения характеризуют по уровню помех, а сами уровни помех называют показателями качества электрической энергии
До введения Государственного стандарта ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» качество электрической энергии в нашей стране практически не контролировалось, а нормативные требования к показателям КЭЭ, по сравнению с международными стандартами, были ослаблены.
Исследования КЭЭ, выполненные в нашей стране в процессе разработки нового стандарта, показали, что КЭЭ в электрических сетях было на низком уровне /Карташов/. Причин низкого КЭЭ несколько, основными из них являются следующие. Во второй половине двадцатого века в эксплуатацию было введено мощное технологическое оборудование, содержащее мощные полупроводниковые, главным образом тиристорные преобразователи (в металлургии, на железнодорожном транспорте, в машиностроении и т.д.). В конце двадцатого века и, особенно, в последние годы резко возросло количество бытовой и офисной техники, в составе которых имеются нелинейные преобразователи. Причем доля электроэнергии, потребляемой такой бытовой и офисной техникой в городах, достигает 30-40%. И, наконец, в последние годы для регулирования скорости вращения электродвигателей стали активно внедряться тиристорные и транзисторные частотные преобразователи, также являющиеся источниками искажения напряжения. Все изложенное и привело к снижению КЭЭ в электрических сетях.
