Лекція 1. Основні показники якості електроенергії

1. Загальні положення

1. Загальні положення

Під терміном «якість електроенергії» розуміється відповідність основних параметрів енергосистеми встановленим нормам виробництва, передачі і розподілу електроенергії [1, 7].

2. Основні показники якості електроенергії (ПЯЕ)

2. Основні показники якості електроенергії (ПЯЕ)

Стандартом встановлюються наступні показники якості електроенергії (ПКЕ):

- усталене відхилення напруги dUy ,;

- розмах зміни напряженіяdUf;

- доза флікера Рt;

- коефіцієнт спотворення синусоїдності кривої напруги Ku;

- коефіцієнт n-ої гармонійної складової напруги Ku ;

- коефіцієнт несиметрії напруг за зворотною послідовністю К2u;

- коефіцієнт несиметрії напруг за нульовою послідовності K0u;

- відхилення частоти Δf;

- тривалість провалу напруги Δtn;

- імпульсна напруга Uімп;

- коефіцієнт тимчасової перенапруги КперU.

Кількісна характеристика якості електроенергії виражається відхиленнями напруги і частоти, розмахом коливань напруги і частоти, коефіцієнтом несинусоїдальності форми кривої напруги, коефіцієнтом несиметрії напруги основної частоти.

Відхилення частоти - різниця, усереднена за 10 хвилин між фактичним значенням основної частоти і номінальним її значенням. Відхилення частоти від номінального значення в нормальному режимі роботи допускається в межах ± 0,1 Гц. Короткочасні відхилення можуть досягати ± 0,2 Гц.

Коливання частоти - різниця між найбільшим і найменшим значеннями основної частоти в процесі досить швидкої зміни параметрів режиму, коли швидкість зміни частоти не менше 0,2 Гц в секунду. Коливання частоти не повинні перевищувати 0,2 Гц понад допустимі відхилень 0,1 Гц:

Коливання напруги оцінюється наступними показниками [4,8]:

1) Розмахом зміни напруги dU (див. Рисунок 1.1), тобто різницею між найбільшим і найменшим діючими значеннями напруги в процесі досить швидкої зміни параметрів режиму, коли швидкість зміни напруги не менше 1% в секунду.

2) Частотою змін напруги (1 / с, 1 / хв., 1 / г.).

Малюнок 1.1 - Розмах зміни напруги

 3) Інтервал між наступними один за одним змін напруги. Dtkj

Несинусоїдальність напруги мережі характеризується коефіцієнтом несинусоїдальності (спотворення) кривої напруги.

Під несиметрією напруг розуміють нерівність фазних або лінійних напруг за амплітудою і кутах зсуву між ними.

Фізичний сенс і нормування значення показників якості електроенергії, згідно з ГОСТ 13 109-97.

Нормування значень показників якості електроенергії відноситься до числа головних питань проблеми якості електроенергії. Систему показників якості електроенергії утворюють кількісні характеристики повільних (відхилення) і швидких (коливання) вимірювань діючого значення напруги, його форми і симетрії в трифазній системі, а також змін частоти. Принципи нормування показників якості електроенергії по напрузі грунтуються на техніко-економічні передумови та полягають у наступному:

а) показників якості електроенергії по напрузі мають енергетичний сенс, тобто характеризують потужність (енергію) спотворення кривої напруги, ступінь негативного впливу енергії спотворення на електрообладнання і технологічні процеси порівнюються із значенням показників якості електроенергії;

б) гранично допустимі значення показників якості електроенергії вибираються з техніко-економічних міркувань;

в) показники якості електроенергії нормуються протягом певного інтервалу часу із заданою ймовірністю для отримання достовірних і порівнянних значень;

г) допустимі значення показників якості електроенергії вказуються на затискачах ЕП в вузлах електромереж.

У більшості країн СНД прийнятий стандарт ГОСТ 13109-97 «Норми якості електричної енергії в системах електропостачання загального призначення», в якому в якості допустимих значень показників якості електроенергії прийняті, в основному, рівні електромагнітної сумісності в СЕС, наведені в публікаціях МЕК в якості рекомендацій для складання національних стандартів.

Відповідно до стандарту ГОСТ 13109-97, систему ПКЕ при живленні від електромереж трифазного струму утворюють відхилення напруги, розмах змін напруги (амплітуда КН), інтенсивність (доза) флікера, коефіцієнт спотворення синусоїдальності кривої лінійної (фазної) напруги, коефіцієнт n-ої ВГ, коефіцієнт зворотної та нульової послідовності напруги, імпульс напруги, коефіцієнт тимчасової перенапруги, відхилення частоти.

Стандартом ГОСТ встановлено 2 види норм на якості електроенергії - нормативно допустимі і гранично допустимі величини. Оцінка відповідності показникам якості електроенергії вимогам стандарту проводиться протягом розрахункового часу, рівного 24 ч.

3. Допоміжні показники якості електроенергії

3. Допоміжні показники якості електроенергії

При визначенні значень деяких ПКЕ стандартом вводяться такі допоміжні параметри електричної енергії:

- частота повторень змін напруги FdUt;

- інтервал між змінами напруги Δti, i + 1;

- глибина провалу напруги dUg;

- частота появи провалів напруги Fп;

- тривалість імпульсу за рівнем 0,5 його амплітуди Δtімп0,5;

- тривалість тимчасової перенапруги Δtпер U;

4. Вимоги до якості електроенергії

4. Вимоги до якості електроенергії

Відповідно до стандарту протягом не менше 95% часу кожної доби фазна напруга має перебувати в діапазоні 209-231 В (відхилення 5%), частота в межах 49.8-50.2 Гц, а коефіцієнт несинусоїдальності не повинен перевищувати 5%.

Решта 5 або менше відсотків часу кожної доби напруга може змінюватися від 198 до 242 В (відхилення 10%), частота від 49,6 до 50,4 Гц, а коефіцієнт несинусоїдальності повинен бути не більше 10%. Допускаються також більш серйозних змін частоти: від 49,5 Гц до 51 Гц, але загальна тривалість таких змін не повинна перевищувати 90 годин за рік.

Аваріями електропостачання називаються ситуації, коли показники якості електроенергії короткочасно виходять за встановлені межі. Частота може відхилятися на 5 Гц від номінального значення. Напруга може знижуватися до нуля. Надалі показники якості повинні відновлюватися.