Нормы качества электрической энергии и область их применения в системах электроснабжения

Перечень и нормативные (допустимые) значения показателей качества электроэнергии (ПКЭ) установлены ГОСТ 13109–97 «Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения».

Снижение качества электроэнергии обусловливает:

- увеличение потерь во всех элементах электрической сети;

- перегрев вращающихся машин, ускоренное старение изоляции, сокращение срока службы (в некоторых случаях выход из строя) электрооборудования;

- рост потребления электроэнергии и требуемой мощности электрооборудования;

- нарушение работы и ложные срабатывания устройств релейной защиты и автоматики;

- сбои в работе электронных систем управления, вычислительной техники и специфического оборудования;

- вероятность возникновения однофазных коротких замыканий из-за ускоренного старения изоляции машин и кабелей с последующим переходом

- однофазных замыканий в многофазные;

- появление опасных уровней наведенных напряжений на проводах и тросах отключенных или строящихся высоковольтных линий электропередач, находящихся вблизи действующих;

- помехи в теле- и радиоаппаратуре, ошибочная работа рентгеновского оборудования;

- неправильная работа счетчиков электрической энергии.

Качество электроэнергии характеризуется параметрами (частоты и напряжения) в узлах присоединений уровней системы электроснабжения.

Частота– общесистемный параметр, который определяется балансом активной мощности в системе. При возникновении дефицита активной мощности в системе происходит снижение частоты до такого значения, при котором устанавливается новый баланс вырабатываемой и потребляемой электроэнергии. При этом снижение частоты связано с уменьшением скорости вращения электрических машин и уменьшением их кинетической энергии. Освобождающаяся при этом кинетическая энергия используется для поддержания частоты. Поэтому частота в системе меняется сравнительно медленно. Однако при дефиците активной мощности (более 30 %) частота меняется быстро и возникает эффект «мгновенного» изменения частоты – «лавина частоты». Изменение частоты со скоростью более 0,2 Гц в секунду принято называть колебаниями частоты.

Напряжение в узле электроэнергетической системы определяется балансом реактивной мощности по системе в целом и балансом реактивной мощности в узле электрической сети. Устанавливается 11 показателей качества электроэнергии (табл. 14.1).

При определении значений некоторых показателей КЭ используют следующие вспомогательные параметры электрической энергии:

- частоту повторения изменений напряжения;

- интервал между изменениями напряжения;

- глубину провала напряжения;

- частоту появления провалов напряжения;

- длительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды;

- длительность временного перенапряжения.

На все ПКЭ, численные значения норм на которые есть в стандарте, договорно запускается механизм штрафных санкций, формируемый на 6 ПКЭ из 11 перечисленных:

- отклонение частоты;

- отклонение напряжения;

- доза фликера;

- коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения;

- коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;

- коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности.