Показники якості електроенергії та їх стандартизація

Якість електричної енергії тісно пов’язана з надійністю електропостачання, оскільки нормальним режимом електропостачання споживачів є такий режим, при якому споживачі одержують електроенергію безперебійно, і в кількості, наперед узгодженій з енергозабезпечуючою організацією.

ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» (далі ГОСТ) встановлює показники і норми в якості електроенергії в електричних мережах систем електропостачання загального призначення змінного трифазного і однофазного струму частотою 50 Гц в місцях приєднання електричних мереж, які знаходяться у власності різних споживачів електричної енергії, або приймачів електричної енергії (точки загального приєднання). ГОСТ 13109-97 є міждержавним стандартом і діє в Україні з першого січня 2000 р.

При дотриманні встановлених норм якості енергії (ЯЕ) забезпечується електромагнітна сумісність електричних мереж енергозабезпечуючих організацій і електричних мереж споживачів електричної енергії або електроприймачів.

Стандартом встановлюються наступні показники якості електроенергії (ПЯЕ):

- стале відхилення напруги ;

- розмах зміни напруги ;

- доза флікера ;

- коефіцієнт спотворення синусоїдності кривої напруги ;

- коефіцієнт п-ої гармонічної складової напруги ;

- коефіцієнт несиметрії напруги по зворотній послідовності ;

- коефіцієнт несиметрії напруги по нульовій послідовності ;

- відхилення частоти ;

- тривалість провалу напруги ;

- імпульсна напруга ;

- коефіцієнт тимчасової перенапруги .

У стандарті вказані вірогідні винуватці погіршення ЯЕ. Відхилення частоти регулюється живлячою енергосистемою і залежить тільки від неї. Окремі ЕП на промислових підприємствах (а тим більше в побуті) не можуть зробити впливу на цей показник, оскільки потужність їх несумісно мала в порівнянні з сумарною потужністю генераторів електростанцій енергосистеми. Тривалість провалу напруги, імпульсна напруга, коефіцієнт тимчасової перенапруги також обумовлюються режимами роботи енергосистеми. Коливання напруги, несиметрія і несинусоїдність напруги викликаються, в основному, роботою окремих потужних ЕП на промислових підприємствах, а величина цих ПЯЕ залежить від потужності живлячої енергосистеми в даній точці підмикання споживача. Відхилення напруги залежить як від рівня напруги, яка подається енергосистемою на промислові підприємства, так і від роботи окремих промислових ЕП, особливо з великим споживанням реактивної потужності. Тому питання ЯЕ слід розглядати в безпосередньому зв’язку з питаннями компенсації реактивної потужності.

Зміна напруги обумовлена зміною навантаження та носить випадковий характер (рис.10.1), а вказані допустимі значення повинні дотримуватись з імовірністю 95%. Для оцінки відхилень використовують ймовірні методи аналізу, тобто розглядають не дійсні значення або , а так звані гістограми (ступінчасті функції (рис.10.2)) або криві розподілення цих функцій, де по осі ординат відкладають так звані частоти відхилень ( ,…), а по осі абсцис – відхилення чи напругу.

Рисунок 10.1. Залежність ймовірності відхи- Рисунок 10.2. Гістограма розподі-

лення напруги від випадкової величини V лення відхилень напруги

За гістограмою знаходять кількість вимірів, при котрих відхилення напруги виходять за допустимі межі; таких випадків не має бути більше 5% від загальної кількості вимірів. Отримання даних для побудови гістограм досить трудомістке. Цей процес можна спростити, застосовуючи спеціальний прилад – статистичний аналізатор якості напруги. Аналіз гістограм дозволяє оцінити якість напруги в розглядуваному пункті мережі та рекомендувати заходи для їх поліпшення. Показниками, що характеризують напругу в деякій точці мережі в характерному режимі, є рівень напруги, тобто середнє значення та відхилення напруги.