Факторы влияющие на качество электроэнергии
Качество электрической энергии — это степень соответствия параметров электроэнергии установленным нормативным значениям.
Качество электрической энергии зависит от ряда факторов, изменяющих ее параметры сверх установленных значений. Например, напряжение может слишком высоким из-за аварийной ситуации на объекте. Низкие напряжения могут возникать в связи включением большого количества приборов, например, вечером, когда в жилых домах включают много бытовых приборов.
Согласно требованиям нормативных документов допускается некоторое отклонение параметров, определяющих качество электрической энергии. В сетях с некачественной электроэнергией используются специальные устройства, которые способны доводить ее параметры до необходимых значений, а контролирующим органом является Роспотребнадзор. К основным факторам, которые влияют на качество электрической энергии являются:
- Старение электрических проводов.
- Качество электрических проводов.
- Перепады напряжения, которые связаны с периодическим подключением мощных нагрузок.
- Обледенение питающих проводов.
- Изменение влажности воздуха.
- Изменение направления и силы ветра (для ветровых станций).
- Приливы и отливы (на морских электрических станциях).
Допустимые отклонения характеристик электроэнергии обновляются периодически, потому что появляются новые потребители с более высокими требованиями к ее качеству. При существенных отклонениях параметров электрической энергии к ее поставщикам могут быть применена система административной ответственности.
Показатели качества электрической энергии и их характеристики
К основным показателям электрической энергии относятся:
- Отклонение напряжения.
- Колебания напряжения.
- Отклонение частоты.
- Доза фликера.
- Коэффициент временного перенапряжения.
- Провал напряжения.
- Импульсное напряжение.
- Несимметрия напряжения (для трехфазной системы).
- Несинусоидальность кривой напряжения.
Отклонения напряжения определяется при помощи специального коэффициента, который характеризует установившиеся отклонения напряжения по отношению к номинальному. Рассчитывается данный коэффициент следующим образом:
$УСТ = ((Uт — Uн) / Uн) * 100 %$
где Uт — текущий показатель напряжения; Uн — номинальный показатель напряжения.
Измерения показателей качества электрической энергии осуществляется на приемника энергии. Существует всего два вида допустимых отклонения напряжения: предельный (10 %) и нормальный (5%).
Временные амплитуды отклонения колебаний электротока характеризуются колебаниями напряжениями. Данный параметр качества электрической энергии составной и при его характеристике должны учитываться: частота повторений (доза колебаний), длительность отклонений и размах изменения напряжения.
Размах изменения напряжения — это разность значений амплитудного и действующего напряжений за один цикл колебаний, который не должен превышать 10 %.
Коэффициент размаха напряжения может быть рассчитан по формуле:
$Раз = (Upmax - Upmin) / Uном$
где Upmax — максимальное значение размаха; Upmin — минимальное значение размаха
Доза колебаний напряжения используется для описания частоты, с которой осуществляются отклонения. Для расчета используется формула:
$Fповт = m/T$
где m – количество изменений; Т — период изменений.
Нормы дозы колебаний напряжения зависят от дозы фликера.
Отклонение частоты для систем общего назначения установлено в 50 герц. Существующие нормы допускают уменьшение или увеличение частоты на 2% или 4 %. Такой параметр, как доза фликера описывает воздействие на человека мерцание источников света из-за изменения амплитуды электрического тока. Коэффициент временного перенапряжения определяет то, насколько текущая амплитуда выше допустимой границы. Данный вид отклонений характерен при коротком замыкании или коммутационных процессах. Так как данный параметр является случайным, то его невозможно нормировать, однако, собранная статистика применяется для определения качества электрической энергии трехфазной или однофазной сети.
Под провалом напряжения подразумевается существенное снижение амплитуды (более 10 %от номинального), с последующим восстановлением. Характеристики для данного показателя описываются глубиной провала напряжения, его продолжительностью или числом отклонений за определенный период времени. Импульсное напряжение проявляется в виде краткосрочного увеличения амплитуды электрической энергии, причинами которого могут быть грозовые разряды и коммутационные процессы, из-за их случайного характера данный показатель не нормируется. Для его описания используются параметр максимальной амплитуды и продолжительность высокоамплитудного импульса.
