Показатели качества электроэнергии. Выполни анализ ПКЭ у себя
  /  Энергетика   /  Качество электроэнергии
Показатели качества электроэнергии влияют на надёжность работы электрооборудования. Хотите проверить? Звоните нам!

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 этим действующими ТНПА – ПУЭ, ТКП 339-2011 (02230) и другими – предусмотрены категории надёжности электроснабжения. Они требуют для отдельных потребителей резервирования и автономных источников питания. По разным причинам показатели качества электроэнергии (ПКЭ) ранее не регламентировались, а ЭЭ не рассматривалась как товар. А ведь ЭЭ имеет соответствующее качество, определяемое совокупностью его характеристик.

Электроэнергия – это товар

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. Он предусматривает формирование оптового и розничного электроэнергетических рынков в целях конкуренции субъектов электроэнергетики. В них входят производители ЭЭ и энергоснабжающие организации. Постановлением Совета министров от 17.10.2011 г. №1394 приняты Правила электроснабжения, в которых электрическая энергия определена как товар. Также упорядочены отношения между энергоснабжающей организацией и потребителем электроэнергии.

Сейчас можно сказать, что вопросам её качества у нас в стране должного внимания не уделяется. Даже несмотря на высокую значимость электроэнергии. Сложность и актуальность вопроса обусловлена тем, что 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.

Показатели качества электроэнергии влияют на электроустановки

В Правилах она имеет статус товара соответствующего качества, которое определяют показатели качества электроэнергии. Они отражают соответствие её параметров требованиям, установленным действующими ТНПА. ГОСТ 13109-97 «…Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения» 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;
  • несимметрия напряжений по обратной последовательности;
  • несимметрия напряжений по нулевой последовательности;
  • отклонение частоты;
  • длительность провала напряжения;
  • импульсное напряжение;
  • коэффициент временного перенапряжения.

Из-за отсутствия внимания к проблеме качества электрической энергии (КЭ), несоответствие показателей её качества требованиям ТНПА стало типичным и распространённым фактом. Многие сталкивались с проблемой преждевременного выхода из строя знакомых всем бытовых электроприёмников. Часто выходят из строя лампы накаливания и люминесцентные лампы, а также конденсаторы. Проблемы с последними, естественно, касаются специалистов-электриков промышленных предприятий. Давайте рассмотрим, как показатели качества электроэнергии на работу перечисленных электрических устройств. Читатели – как рядовые потребители, так и специалисты-электрики, наверняка лично сталкивались с описанными или схожими проблемами.

Как показатели качества электроэнергии влияют на лампы накаливания?

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. Это 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 и в связи с тем, что оказывает непосредственное влияние на срок службы лампы. Сейчас преждевременный выход из строя ламп накаливания по причине плохих ПКЭ сети является типичной 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 их работы основан на возникновении тлеющего разряда между двумя электродами. Они находятся 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.

Его снижение 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 досрочный выход люминесцентных ламп и их электроники 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 одновременно несколько значительных ПКЭ.

Среди них 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.

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 если сам потребитель будет осознавать проблему, искать пути 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 в разделе Контакты. Также вы можете оставить заявку на звонок.

Имя

Телефон*

Почта*