Качество электроэнергии

Качество электроэнергии

Электричество – самый универсальный и удобный вид энергии. Оно так плотно вошло в наш быт и производство, что даже кратковременное его отсутствие вызывает массу неудобств. В ряде случаев непредвиденное отключение электроэнергии (ЭЭ) представляет социальную опасность, в связи с чем действующими ТНПА – ПУЭ, ТКП 339-2011 (02230) и другими – предусмотрены категории надёжности электроснабжения, требующие для отдельных потребителей резервирования и автономных источников питания. По разным причинам ЭЭ не рассматривалась как товар, имеющий соответствующее качество, определяемое совокупностью его характеристик, а также обладающее спецификой и особенностями, заключающимися в его одновременном производстве и потреблении.

Традиционный товар можно посмотреть, оценить его качество и цену, выбрать производителя и т.д. В отношении электрической энергии должно быть аналогично. Тенденции к такому подходу заложены в разработанной недавно Концепции проекта Закона Республики Беларусь об электроэнергетике, предусматривающей формирование оптового и розничного электроэнергетических рынков в целях конкуренции субъектов электроэнергетики (производителей и энергоснабжающих организаций). Постановлением Совета министров от 17.10.2011 г. №1394 приняты Правила электроснабжения, в которых электрическая энергия определена как товар, упорядочены отношения между энергоснабжающей организацией и потребителем электроэнергии.

Сейчас можно сказать, что, несмотря на высокую значимость электроэнергии, вопросам её качества у нас в стране должного внимания не уделяется. Сложность и актуальность вопроса обусловлена тем, что эта проблема напрямую затрагивает взаимоотношения потребителя и продавца электроэнергии. Причём, если при покупке товара претензии к его качеству может предъявить покупатель, то в нашем случае всё может быть и наоборот: виновником плохого качества электроэнергии может оказаться и потребитель. «Правила электроснабжения» устанавливают порядок взаимоотношений между потребителем и энергоснабжающей организацией, в том числе по таким вопросам как условия снабжения и пользования электрической энергией. В Правилах она имеет статус товара соответствующего качества, которое определяется показателями качества электроэнергии (ПКЭ), отражающими соответствие её параметров требованиям, установленным действующими ТНПА.

ГОСТ 13109-97 «…Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» устанавливает 11 основных нормируемых ПКЭ, несоответствие каждого из которых требованиям стандарта по-своему сказывается на работе электроустановок разного типа:

  • установившееся отклонение напряжения;
  • размах изменения напряжения;
  • доза фликера;
  • 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;
  • длительность провала напряжения;
  • импульсное напряжение;
  • коэффициент временного перенапряжения.

Влияние ПКЭ на работу некоторых электроустановок

Как следствие отсутствия должного внимания к проблеме качества электрической энергии (КЭ), несоответствие ПКЭ требованиям ТНПА стало типичным и распространённым фактом. Многие из нас сталкивались с проблемой преждевременного выхода из строя знакомых всем бытовых электроприёмников: ламп накаливания и люминесцентных ламп, а также конденсаторов. Проблемы с последними, естественно, касаются специалистов-электриков промышленных предприятий. Рассмотрим влияние ПКЭ на работу перечисленных электрических устройств. Читатели – как рядовые потребители, так и специалисты-электрики, наверняка лично сталкивались с описанными или схожими проблемами.

Лампы накаливания и качество их работы

Лампы накаливания являются типичным представителем резистивной нагрузки, несмотря на наличие спиралей с витками, индуктивность которых мала и может не учитываться. Лампа накаливания имеет нелинейную вольтамперную характеристику, что связано с зависимостью сопротивления вольфрамовой нити от температуры: в момент подачи напряжения холодная спираль имеет небольшое электрическое сопротивление, следовательно, протекающий по ней ток, велик. С нагревом спирали её сопротивление уменьшается, соответственно растёт ток – лампа переходит в установившийся режим работы.

Наиболее сильно на основную характеристику лампы накаливания – световой поток – влияет поданное на неё напряжение. Зависимость светового потока от напряжения очень крута, поэтому даже небольшое колебание напряжения приводит к заметному для человеческого глаза изменению освещённости, поэтому снижение напряжения в сети на 5 % приводит к уменьшению светового потока лампы на 17 %. Если мерцания носят длительный характер – глаза человека быстро устают, снижается общая работоспособность, он не может сосредоточиться, становится раздражительным. Такое явление носит название фликер, а мера его проявления – «доза фликера». Напряжение в питающей сети является важным показателем качества электроэнергии ещё в связи с тем, что оказывает непосредственное влияние на срок службы лампы. В повседневной жизни преждевременный выход из строя ламп накаливания по причине плохих ПКЭ сети является типичной бытовой ситуацией.

Выход из строя люминесцентных ламп

Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у лампы накаливания аналогичной мощности, а срок службы может в 10 раз превышать эту характеристику у ламп накаливания. Такие показатели связаны с особенностями конструкции люминесцентных ламп, принцип работы которых основан на возникновении тлеющего разряда между двумя электродами, находящимися в противоположных концах колбы с инертным газом и парами ртути. Протекающий между электродами ток приводит к появлению ультрафиолетового излучения. Это излучение не видимо человеческому глазу, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции.

Ввиду особенностей конструкции работа люминесцентных ламп сильно зависит от колебаний напряжения в сети, снижение которого ниже допустимого предела приводит к её погасанию. При этом лампы высокого давления типа ДРЛ, ДРИ, ДНаТ загорятся только спустя 10-15 минут. Лампы низкого давления этого недостатка «лишены» и включатся сразу после появления напряжения. Люминесцентные лампы гаснут при снижении питающего напряжения до 85-90% номинального, т. е. при уровне напряжения ниже предельно допустимого по ГОСТ 13109-97. В связи с сильной зависимостью качества работы люминесцентных ламп от колебаний напряжения контроль этого ПКЭ весьма важен в сетях освещения. Так же как и в случае с лампами накаливания длительное повышение питающего напряжения вызывает преждевременный выход люминесцентных ламп и их пускорегулирующей аппаратуры из строя.

Пробой конденсаторов

Конденсаторы – типичные представители ёмкостной нагрузки. В электроэнергетике, как правило, основная задача конденсаторов – выдача реактивной мощности. Достаточно часто конденсаторы также используют как составные части электрических фильтров. Выдаваемая конденсатором реактивная мощность Q зависит от собственной ёмкости С и сетевой частоты f и напряжения U. Величина выдаваемой мощности зависит от квадрата напряжения, а значит такой показатель качества электроэнергии как установившееся отклонение напряжения будет наиболее сильно влиять на режим работы конденсатора. Величина генерируемой мощности зависит также от частоты, т. е. своё влияние будут оказывать такие ПКЭ как коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения, коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения, отклонение частоты.

Помимо влияния на режим работы, несоответствия ПКЭ в сети требованиям ГОСТ сказываются на сроке службы конденсаторов. Пробой диэлектрика по причине перенапряжений или перегрев из-за наличия высших гармоник в сети – прямые причины повреждения или выхода из строя конденсатора. Качество электроэнергии в сети необходимо измерять и контролировать как перед установкой, так и в процессе эксплуатации конденсаторов. В противном случае появятся проблемы как с режимом компенсации реактивной мощности в сети, так и с работоспособностью компенсирующего устройства.

Заключение

Развитие сетей и внедрение новых электрических устройств только повышают актуальность проблем качества электроэнергии. Возрастающее количество нелинейной нагрузки с одной стороны ухудшает ПКЭ в сети, а применение чувствительных электронных устройств, с другой стороны, требует, чтобы эти показатели находились в жёстко заданных пределах. Очевидно, что с развитием электроэнергетики актуальность нормирования и контроля параметров качества электроэнергии будет возрастать. Ключевыми моментами в вопросах КЭ являются законодательная база (построение отношений между энергоснабжающей организацией и потребителем) и наличие инженерных возможностей для выявления и устранения недопустимых отклонений ПКЭ. Если некоторые законодательные основы созданы Правилами электроснабжения, то инженерную (техническую) базу необходимо развивать. Существующая на сегодня простая констатация фактов несоответствия показателей качества электроэнергии требованиям ТНПА не позволяет решать ряд важных принципиальных вопросов. Развитие технического потенциала до требуемого уровня возможно только при условии того, что сам потребитель будет осознавать наличие проблемы, понимать её причину, искать пути и требовать её решения.

В заключение отметим – если с Вашими электроустановками, оборудованием и приборами происходят непонятные вещи: «не хотят работать», преждевременно выходят из строя – задумайтесь, возможно, причина в плохом качестве электрической энергии.

Чтобы заказать анализ качества электроэнергии в Вашем здании, помещении или электроустановке, звоните по телефонам или оставьте заявку на звонок, и наш специалист сам перезвонит Вам в ближайшее время.

ПОЗВОНИТЕ НАМ:
+375 (44) 765-55-75
+375 (29) 88-33-496



Удаление вирусов и организация комплексной защиты вашего веб-ресурса