Принципы нормирования качества электрической энергии по ГОСТ 13109-97

Стандартом устанавливаются следующие показатели ка­чества электроэнергии (ПКЭ):

—установившееся отклонение напряжения U_У;

—размах изменения напряжения U;

—доза фликера Р_г;

—коэффициент искажения синусоидальности кривой на­пряжения К_и,

—коэффициент n-ой гармонической составляющей напря­жения К_и;

—коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности К_2u,

—коэффициент несимметрии напряжений по нулевой пос­ледовательности К_ои,

—отклонение частоты f;

—длительность провала напряжения t_п;

—импульсное напряжение U_имп;

—коэффициент временного перенапряжения К

При определении значений некоторых ПКЭ стандартом вводятся следующие вспомогательные параметры электри­ческой энергии:

— частота повторения изменений напряжения F;

—интервал между изменениями напряжения t_i,i+1;

—глубина провала напряжения U_п;

—частость появления провалов напряжения F _п,

—длительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды tимпО,5'

— длительность временного перенапряжения t_перU.

Часть ПКЭ характеризует установившиеся режимы рабо­ты электрооборудования энергоснабжающей организации и потребителей электрической энергии (ЭЭ) и дает количественную оценку по КЭ особенностям технологического процесса производства, передачи, распределения и потребления ЭЭ. К этим ПКЭ относятся: установившееся отклонение напряжения, коэффициент искажения синусоидальности кри­вой напряжения, коэффициент n-ой гармонической состав­ляющей напряжения, коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности, коэффициент несиммет­рии напряжений по нулевой последовательности, отклоне­ние частоты, размах изменения напряжения.

Оценка всех ПКЭ, относящихся к напряжению, производится по действующим его значениям.

Для характеристики вышеперечисленных показателей стандартом установлены численные нормально и предель­но допустимые значения ПКЭ или нормы. Другая часть ПКЭ характеризует кратковременные поме­хи, возникающие в электрической сети в результате комму­тационных процессов, грозовых атмосферных явлений, ра­боты средств защиты и автоматики и в послеаварийных ре­жимах. К ним относятся провалы и импульсы напряжения, кратковременные перенапряжения. Для этих ПКЭ стандарт не устанавливает допустимых численных значений. Для ко­личественной оценки этих ПКЭ должны измеряться ампли­туда, длительность, частота их появления и другие характе­ристики, установленные, но не нормируемые стандартом. Статистическая обработка этих данных позволяет рассчи­тать обобщенные показатели, характеризующие конкретную электрическую сеть с точки зрения вероятности появления кратковременных помех [5].

Для оценки соответствия ПКЭ указанным нормам (за ис­ключением длительности провала напряжения, импульсного напряжения и коэффициента временного перенапряжения) стандартом устанавливается минимальный расчетный пе­риод, равный 24ч.

В связи со случайным характером изменения электрических нагрузок требование соблюдения норм КЭ в течение всего этого времени практически нереально, поэтому в стандарте устанавливается вероятность превышения норм КЭ. Измеренные ПКЭ не должны выходить за нормально допустимые значения с вероятностью 0,95 за установленный стандартом расчетный период времени (это означает, что можно не счи­таться с отдельными превышениями нормируемых значений, если ожидаемая общая их продолжительность составит ме­нее 5% за установленный период времени).

Другими словами, КЭ по измеренному показателю соот­ветствует требованиям стандарта, если суммарная продол­жительность времени выхода за нормально допустимые зна­чения составляет не более 5% от установленного периода времени, т.е. 1 ч 12 мин, а за предельно допустимые значе­ния — 0 % от этого периода времени [1].

Рекомендуемая общая продолжительность измерений ПКЭ должна выбираться с учетом обязательного включения рабочих и выходных дней и составляет 7 суток [1].

В стандарте указаны вероятные виновники ухудшения КЭ. Отклонение частоты регулируется питающей энергосистемой и зависит только от нее. Отдельные ЭП на промышленных предприятиях (а тем более в быту) не могут оказать влияния на этот показатель, так как мощность их несоизмеримо мала по сравнению с суммарной мощностью генераторов элект­ростанций энергосистемы. Колебания напряжения, несим­метрия и несинусоидальность напряжения вызываются, в основном, работой отдельных мощных ЭП на промышлен­ных предприятиях, и только величина этих ПКЭ зависит от мощности питающей энергосистемы в рассматриваемой точ­ке подключения потребителя. Отклонения напряжения зави­сят как от уровня напряжения, которое подается энергосис­темой на промышленные предприятия, так и от работы от­дельных промышленных ЭП, особенно с большим потребле­нием реактивной мощности. Поэтому вопросы КЭ следует рассматривать в непосредственной связи с вопросами ком­пенсации реактивной мощности. Длительность провала на­пряжения, импульсное напряжение, коэффициент временно­го перенапряжения, как уже отмечалось, обуславливаются режимами работы энергосистемы.