О совершенствовании нормирования качества электроэнергии

Авторы: Куренный Э.Г., Дмитриева Е.Н., Ковальчук В.М., Коломытцев А.Д.

Источник: О совершенствовании нормирования качества электроэнергии // Электричество. – 1987, c.67-69

Качество напряжения в трехпроводных сетях в полной мере оценивается системой показателей, характеризующих отклонения, колебания, несинусоидальность и несимметрию напряжений; разделение колебаний и отклонений напряжения определяется диапазоном частот огибающей, модулирующей кривую мгновенных значений напряжения. Принятые ГОСТ 13109-67 определения количественных оценок отклонений и несимметрии напряжений в сечениях случайного процесса формирования графиков трехфазной системы напряжений отвечают физической сущности энергетических процессов в электрических сетях и удобны для использования в практике проектирования и эксплуатации. Коэффициент несинусоидальности в качестве характеристики нелинейных искажений напряжения обладает рядом существенных недостатков; предложенный в [Л. 14] показатель, названный гармоническим коэффициентом ущерба, в большей мере отвечает природе энергетических процессов в электрических сетях, протекающих на частотах высших гармоник, и обладает рядом преимуществ при использовании его в проектной и эксплуатационной практике.

Колебания напряжения согласно ГОСТ 13109-67 характеризуются, по существу, амплитудно-частотной характеристикой изменений действующего значения напряжения, которая сопоставляется с соответствующими характеристиками для ламп накаливания и электронной аппаратуры. Представляется целесообразным сохранить этот подход, введя, однако, некоторые коррективы и дополнения:

  • указать диапазон частот огибающей, соответствующий колебаниям, как для ламп различных типов и электронного оборудования, так и для вращающихся электрических машин и другого электрооборудования, «восприимчивого» к колебаниям напряжения;
  • для вращающихся машин и электрооборудования дать аналитическое выражение или график граничной амплитудно-частотной характеристики. Этот вопрос требует специального исследования и разработки.

    • Целесообразно для показателей, характеризующим отклонения, несимметрию и несинусоидальность напряжения, сохранить принцип нормирования, основанный на ограничении допустимых значений показателей; сказанное относится и к ограничению колебаний, допустимых для электрооборудования. Однако допустимость с точки зрения воздействия на зрение и некоторые технологические процессы, характеризующиеся малой постоянной времени (например, контактная сварка), определяется, как уже отмечалось, «дозой» воздействия за определенный промежуток времени, Нормирование «дозы» воздействия принято во многих странах и вполне оправдало себя, поэтому необходимо дополнить ГОСТ 13109-67 соответствующим пунктом.

    Для получения достоверной и сопоставимой информации о значениях показателей качества электроэнергии нужен рациональный выбор длительности измерений (сказанное не относится, естественно, к оценке «доз» колебаний, воздействующих на зрение и электрифицированные малоинерционные технологические процессы).

    Целесообразно проведение комплексных исследований режимов нагрузок и напряжений в узлах электрических систем и указание в приложении к стандарту рекомендуемых длительностей измерений дифференцированно для сетей различных назначений. Для контроля соответствия требованиям указанного стандарта достаточно оценить время выхода контролируемых величин за нормативные пределы либо значение этой величины, соответствующее интегральной вероятности 95% за время измерений; целесообразно дополнительно характеризовать качество электроэнергии средними значениями соответствующих показателей. Достоверные и сопоставимые результаты измерений могут быть получены при правильном выборе интервалов между последующими измерениями (шагов дискретизации). Последнее определяет также требования к постоянным времени или собственным частотам электроизмерительных приборов, которые могут быть учтены при установлении погрешности приборов. Эти коррективы исключают неоднозначность и несопоставимость результатов, а также элементы субъективизма в проведении контроля и истолковании полученных данных. Нормирование показателей качества электроэнергии должно осуществляться также и в узлах электрических сетей.

    В ГОСТ 13109-67, наряду с общими нормами для показателей качества электроэнергии, есть специфические, предназначенные, например, для характерных видов электрооборудования; однако вряд ли имеет смысл перегружать стандарт излишне детализированными требованиями, которые могут быть разработаны в виде ведомственных нормалей на основании ГОСТ 13109-67. В то же время имеется ряд предложений общего характера, принятие которых позволило бы конкретизировать некоторые требования стандарта и, возможно, сформулировать требования к отдельным видам электрооборудования, работа которых обусловливает ухудшение качества электроэнергии. Вопрос о дополнительных ограничениях в специфических случаях должен быть предметом специального исследования. Таким образом, в настоящее время назрела необходимость определенной корректировки действующего стандарта на качество электроэнергии.

    Выводы

    1. Система показателей качества электроэнергии, принятая в ГОСТ 13109-67, в основном отвечает физическим особенностям энергетических процессов в электрических сетях и соответствует свойствам электроэнергии как потребительной стоимости. Однако нормирование отдельных показателей (несинусоидальность и колебания напряжения) нуждается в уточнении, что требует некоторой корректировки, но не замены действующего стандарта на качество, электроэнергии (ГОСТ 13109-67) другим.
    2. Представляется целесообразным конкретизировать в стандарте длительности измерений отдельных показателей качества электроэнергии, существенно уменьшив их в сравнении с принятой в настоящее время продолжительностью (1 мес), а также указать значения интервалов между последовательно выполняемыми измерениями (интервалов дискретизации). Показатели, характеризующие несинусоидальность, несимметрию и колебания напряжения должны нормироваться не только на зажимах электроприемников, но и в узлах электрических сетей.
    3. Введение обобщенного показателя качества электроэнергии, являющегося функцией совокупности показателей, принятых ГОСТ 13109-67, не отвечает технической и экономической сущности проблемы повышения качества электроэнергии и задачам контроля в распределительных сетях и сетях энергосистем.

    Литература

    1. Мельников Н. А., Островский Э. .П., Траубе Е. С. О нормировании качества электрической энергии. - Промышленная энергетика, 1972, № 1, с. 38-40.
    2. Куренный Э. Г., Дмитриева Е. Н., Санаев А. М. О необходимости уточнения стандарта на качество электроэнергии.- Промышленная энергетика, 1972, № 2, с. 50-52.
    3. Синько В. И. Проблемы экономики качества продукции. М.: Экономика, 1971.
    4. Контроль и качество продукции / Байер Г., Эккельт Р., Эннеркунет В. и др. М.: Изд-во стандартов, 1968.
    5. Canssans P., Cazalet P. Le reglage de la tension dans les reseaux de destribution. – Bulletin de la societe francaise des electriciens, 1960, № 7, р. 478 – 496.