14.2.4 Инструментальное обследование показателей качества электроэнергии

Получаемая потребителями электрическая энергия наряду с количественными показателями (напряжение, мощность, количество) должна отвечать и ряду качественных показателей. Качество электрической энергии должно соответствовать требованиям ГОСТ 13109-97[6].

ГОСТ 13109-97 нормирует следующие показатели качества электроэнергии (ПКЭ).

Отклонение напряжения ( ):

где - усредненное значение напряжения (В, кВ) в интервале времени 1 мин; - номинальное напряжение;

,

где - значение напряжения (В, кВ) в i-ом наблюдении; N - число наблюдений.

Число наблюдений за 1 мин должно быть не менее 18.

Отклонения напряжения на выводах электроприемников не должны превышать ± 10 % от в течение суток измерения, причем 95 % времени суток отклонения напряжения должны находиться в пределах 5 % от .

Допускаемые и предельно допускаемые значения установившегося отклонения напряжения в точках общего присоединения потребителей электрической энергии к электрическим сетям должны быть установлены в договорах на пользование электрической энергией между электроснабжающей организацией и потребителем с учетом необходимости выполнения норм настоящего стандарта на выводах электроприемников.

Колебания напряжения ( ).

Колебания напряжения характеризуются показателями:

• размах изменения напряжения;

• доза фликера.

Предельно допускаемые значения размаха изменений напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям при периодических колебаниях напряжения определяются по рис. 14.2 : кривая 1 - на входах осветительных установок с лампами накаливания в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, и в точках электрических сетей, к которым присоединяют потребителей с такими установками; кривая 2 - на входах осветительных установок с газоразрядными лампами и лампами накаливания в остальных помещениях, в том числе в жилых зданиях, и в точках электрических сетей, к которым присоединяют потребителей с такими установками.

Рис 14.2. Допустимые размахи напряжения:

F-частота изменений напряжения; - интервал времени между размахами

Кривые рис.14.2 могут давать большую погрешность, если размахи изменения напряжения отличаются от периодических, поэтому оценку допустимости колебаний при энергоаудите лучше проводить по дозе фликера. Доза фликера - это интегральная характеристика колебаний напряжения, вызывающих у человека накапливающееся за установленный период времени раздражение миганиями света. Дозу фликера определяют по прибору фликерметру на интервале времени равном 10 мин.

Несинусоидальность напряжения.

Несинусоидальность напряжения характеризуется показателями:

- коэффициентом искажения синусоидальности напряжения ;

- коэффициентом n-й гармонической составляющей напряжения .

Эти показатели определяются по выражениям:

где - действующее значение напряжения n-й гармоники (В, кВ).

Нормально и предельно допускаемые значения коэффициента искажения синусоидальности напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с различными номинальными напряжениями приведены в табл. 14.1.

Таблица 14.1. Значении коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения, %

Нормально допускаемые				Предельно допускаемые
кВ				кВ
0,38	6-20	35	110-330	0,38	6-20	35	110-330
8,0	5,0	4,0	2,0	12,0	8,0	6,0	3,0

Нормально допускаемые значения коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с номинальным напряжением ива приведены в табл.14.2.

Предельно допускаемое значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения определяется по формуле

где - значения коэффициента n-й гармонической составляющей по табл.14.2.

Таблица 14.2. Коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения, %

Гармоники	n	,кВ
		0,38	6-20	35	110-330
1	2	3	4	5	6
нечетные	5	6,0	4,0	3,0	1,5
не кратные 3	7	5,0	3,0	2,5	1,0
	11	3,5	2.0	2,0	1,0
	13	3,0	2,0	1,5	0,7
	17	2,0	1,5	1,0	0,5
	19	1,5	1,0	1,0	0,4
	23	1,5	1,0	1,0	0,4
	25	1,5	1,0	1,0	0,4
	>25	0,2+	2,2+	2,2+	0,2+
нечетные	3	5,0	3,0	3,0	1,5
кратные 3*	9	1,5	1,0	1,0	0,4
	15	0,3	0,3	0,3	0,2
	21	0,2	0,2	0,2	0,2
	>21	0,2	0,2	0,2	0,2
четные	2	2,0	1,5	1,0	0,5
	4	1,0	0,7	0,5	0,3
	6	0,5	0,3	0,3	0,2
	8	0,5	0,3	0,3	0,2
	10	0,5	0,3	0,3	0,2
1	2	3	4	5	6
	12	0,2	0,2	0,2	0,2
	>12	0,2	0,2	0,2	0,2

Нормально допускаемые значения, приведенные для n=3и n=9, относятся к однофазным электрическим сетям. В трехфазных трехпроводнных электрических сетях эти значения принимаются вдвое меньшими.

Несимметрия напряжений.

Несимметрия напряжений характеризуется показателями:

1) коэффициентом обратной последовательности напряжения ( );

2) коэффициентом нулевой последовательности напряжения ( ).

Эти показатели определяются по выражениям (в %):

где - действующее значение напряжения обратной последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений (В, кВ); - действующее значение нулевой последовательности основной частоты (В, кВ)

Нормально и предельно допускаемые значения коэффициента несимметрии напряжения по обратной последовательности в точках общего присоединения к электрическим сетям равны соответственно 2,0 и 4,0 %.

Нормально допускаемые и предельно допускаемые значения в точках общего при соединения к четырехпроводным электрическим сетям с номинальным напряжением 0,38 кВ равны соответственно 2,0 и 4,0 %.

Отклонение частоты.

Отклонения частоты (Гц) переменного тока определяют по выражению

- усредненное значение частоты на интервале времени, равном 20 с; - номинальное значение частоты, Гц.

В соответствии с ГОСТ 13109-97 нормально допускаемые и предельно допускаемые значения отклонения частоты равны соответственно ± 0,2 и ± 0,4 Гц.

Для определения соответствия значений измеряемых показателей качества электрической энергии вышеприведенным нормам минимальный интервал времени измерений должен быть 24 часа.

Рекомендуемая общая продолжительность измерений показателей качества электрической энергии для учета рабочих и выходных дней — 7 суток. Сопоставление показателей качества с нормами ГОСТ необходимо производить за каждые сутки общей продолжительности измерений отдельно.

Пределы допускаемых погрешностей измерения показателей качества электроэнергии следующие:

1) отклонения напряжения: абсолютная погрешность ± 0,5 %;

2) размах изменения напряжения: относительная погрешность ± 8 %;

3) доза фликера: относительная погрешность ± 5 %;

4) коэффициент иесинусоидальности напряжения: относительная погрешность ± 10 %;

5) коэффициент n-й гармоники напряжения: относительная погрешность ± 5 %;

6)коэффициент обратной последовательности напряжения: абсолютная погрешность ±0,3 %;

7) коэффициент нулевой последовательности напряжения: абсолютная погрешность ±0,5%;

8) отклонение частоты: абсолютная погрешность ± 0,03 Гц.

В процессе энергоаудита для измерения показателей качества электроэнергии (отклонений напряжения, иесинусоидальности и несимметрии напряжения) можно использовать житомирские приборы: 1) измеритель отклонений напряжения 43203; 2) измеритель несинусоидальности напряжения 43250; 3) измеритель несимметрии напряжения 43204. Для получения статистических характеристик показателей качества к вышеуказанным приборам следует подключать измеритель статистических характеристик 43401, который позволяет строить гистограммы показателей качества за период измерений и по ним определять вероятность выхода показателей качества за нормируемые пределы.

Для измерения показателей качества можно также использовать информационно- измерительную систему «Анализатор качества напряжения», разработанную в Московском энергетическом институте.

Вышеуказанные приборы весьма громоздки и требуют большого времени на обработку материалов, поэтому при энергоаудите показателей качества электроэнергии более предпочтительны переносные портативные анализаторы электропотребления типов AR.4M; AR.5, описанные в пункте 14.2.2.

Для контроля колебаний напряжения следует использовать фликерметр. При отсутствии: фликерметров можно определять допустимость колебаний по кривым рис. 14.2. Для этого надо каким-либо прибором (самопишущим вольтметром или осциллографом) произвести замеры размахов изменения напряжения , за 10 мин. Допустимость колебаний определяется выражением

где n - число размахов на интервале измерения Т = 10 мин; - минимально допустимый интервал времени между размахами амплитудой , определяемый по нижней шкале рис. 14.2