Качество электрической энергии

1. 3 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

www.tyuiu.ru

2. 3.1 Показатели качества электрической энергии

www.tyuiu.ru

3. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Качество электрической энергии регламентировано:
ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических
средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в
системах электроснабжения общего назначения»;
ГОСТ Р 54130-2010 «Качество электрической энергии. Термины и
определения»;
ГОСТ 29322-2014 «Напряжения стандартные»;
ГОСТ Р 57382-2017 «Единая энергетическая система и изолированно
работающие энергосистемы. Электроэнергетические системы. Стандартный
ряд номинальных и наибольших рабочих напряжений».
Изменения характеристик напряжения электропитания в точке передачи
электрической энергии пользователю электрической сети, относящихся к
частоте, значениям, форме напряжения и симметрии напряжений в
трехфазных системах электроснабжения, подразделяют на две категории –
продолжительные изменения характеристик напряжения и случайные
события.
3

4. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Для наиболее распространенных сетей трехфазного тока показателями
качества отпускаемой электрической энергии являются:
- отклонения частоты;
- медленные изменения напряжения;
- колебания напряжения и фликер;
- несинусоидальность напряжения;
- несимметрия напряжения в трёхфазных системах;
- прерывания напряжения;
U
- провалы напряжения;
Uном
- перенапряжения;
δUп
- импульсные напряжения.
Umin
Δtп
tн
tк
t
4

5. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Номинальное значение частоты напряжения электропитания в электрической сети равно
50 Гц.
Показателем КЭ, относящимся к частоте, является отклонение значения основной
частоты напряжения электропитания от номинального значения, Δf, Гц
Δf = fm — fnom
где fm — значение основной частоты напряжения электропитания, Гц, измеренное в
интервале времени 10 с;
fnom — номинальное значение частоты напряжения электропитания, Гц.
Для указанного показателя КЭ установлены следующие нормы:
- отклонение частоты в синхронизированных системах электроснабжения не должно
превышать ± 0,2 Гц в течение 95 % времени интервала в одну неделю и ± 0,4 Гц ― в течение
100 % времени интервала в одну неделю;
- отклонение частоты в изолированных системах электроснабжения с автономными
генераторными установками, не подключенных к синхронизированным системам передачи
электрической энергии, не должно превышать ± 1 Гц в течение 95 % времени интервала в
одну неделю и ± 5 Гц ― в течение 100 % времени интервала в одну неделю.
5

6. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Номинальным напряжением (Uном) называется действующее значение линейного
напряжения, при котором электроустановки могут работать нормально и развивать
мощность, указанную в паспорте (номинальную мощность).
Номинальные напряжения установлены для согласования режимов работы всех
элементов систем электроснабжения, начиная от генераторов электрических станций и кончая
самыми удаленными электроприёмниками. На эти же напряжения изготовляют
электрическое оборудование.
Номинальное напряжение сети это то напряжение, которое необходимо для нормальной
работы электроприемников, оно совпадает с номинальным напряжением приемников.
Шкала номинальных линейных напряжений
ГОСТ 29322-2014 «Напряжения стандартные».
электроустановок
определяется
Согласно ПУЭ имеются две категории напряжения до и свыше 1000 В. Также шкала
номинальных линейных напряжений электроустановок свыше 1000 В определяется
ГОСТ 721-77, до 1000 В – ГОСТ 21128-83.
6

7. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Шкала номинальных напряжений электроустановок до 1000 В
Номинальное напряжение
Вид тока
источников и преобразователей
СЭС, сетей и приемников
Постоянный
12; 24; 36; 48; 60; 115; 230; 460
12; 24; 36; 48; 60; 110; 220; 440
Переменный:
12; 24; 36; 42; 230
однофазный
12; 24; 36; 42; (220; 380
трехфазный
36; 42; 400/230; 690/400
36; 42; 380/220; 660/380
7

8. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Шкала номинальных напряжений электроустановок свыше 1000 В
Сети и
приемники
6
10
20
35
110
220
330
500
750
1150
Генераторы
и синхронные компенсаторы
6,3
10,5
21
-
Трансформаторы и автотрансформаторы
без РПН
с РПН
первичные вторичные первичные вторичные
обмотки
обмотки
обмотки
обмотки
6; 6,3*
6,3; 6,6
6; 6,3*
6,3; 6,6
*
*
10; 10,5
10,5; 11
10; 10,5
10,5; 11
*
20
22
20; 21
22
35
38,5
35; 36,75
38,5
121
110; 115
115; 121
242
220; 230
230; 242
330
347
330
330
500
525
500
750
787
750
1150
1200
1150
-
Классификация и применение напряжений
Напряжение, кВ
Охват территории
Назначение
до 1 кВ
6 – 35
местные сети
110 – 220
район
распределительные
330 – 750
1150, 1500
регион
системообразующие
8

9. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
К повсеместно используемым показателям относится отклонение напряжения в точке
сети (медленные изменения напряжения относительно его номинального значения).
Они вызываются изменением режима работы подключенных к сети потребителей,
изменением состава потребителей и, как следствие, изменением при этом падения
напряжения в сети. Другая причина появления отклонений напряжения заключается в
изменении напряжения в центрах питания, т.е. на шинах электростанций или на шинах
вторичного напряжения подстанций.
Отклонение напряжения влияет на работу как непосредственно электроприёмников, так и
элементов электрической сети. Например, такие наиболее распространенные
электроприёмники, как асинхронные электродвигатели, при отклонении напряжения
изменяют скорость вращения, что в ряде случаев может приводить к изменению
производительности механизмов. Отрицательные отклонения напряжения приводят к
снижению освещенности. Также отклонения напряжения влияют на потери холостого хода и
нагрузочные потери в трансформаторах и ЛЭП, на зарядную мощность линий.
9

10. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Показателями КЭ, относящимися к медленным изменениям напряжения электропитания,
являются отрицательное δU(−) и положительное δU(+) отклонения напряжения электропитания
в точке передачи электрической энергии от номинального/согласованного значения, %:
δU ( )
δU ( )
U 0 U m (-)
U0
U m( ) U 0
U0
100%,
100%,
где Um(−) , Um(+) — значения напряжения электропитания, меньшие U0 и большие U0
соответственно, усредненные в интервале времени 10 мин.;
U0 — напряжение, равное стандартному номинальному напряжению Unom или
согласованному напряжению Uс.
Для указанных выше показателей КЭ установлены следующие нормы: положительные и
отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не
должны превышать 10 % номинального или согласованного значения напряжения в
течение 100 % времени интервала в одну неделю.
Допустимые значения положительного и отрицательного отклонений напряжения в
точках общего присоединения должны быть установлены сетевой организацией с учетом
необходимости выполнения норм настоящего стандарта в точках передачи электрической
энергии.
10

11. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
В электрической сети потребителя должны быть обеспечены условия, при которых
отклонения напряжения питания на зажимах электроприемников не превышают
установленных для них допустимых значений при выполнении требований настоящего
стандарта к КЭ в точке передачи электрической энергии.
Также верхние пределы допустимых отклонений напряжения ограничиваются по условию
работы изоляции:
при номинальных напряжения 6 – 20 кВ – 20 %;
35 – 220 кВ – 15 %;
330 кВ – 10 %;
500 – 750 кВ – 5 %.
Нижние пределы напряжения ограничены условиями статической устойчивости в сетях
110 кВ и выше и возможностью устройств регулирования напряжения.
Нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения
напряжения в точках общего присоединения потребителей электрической энергии к
электрическим сетям напряжением 0,38 кВ и более должны быть установлены в договорах на
пользование электрической энергией между энергоснабжающей организацией и
потребителем с учётом необходимости выполнения норм настоящего стандарта на выводах
приемников электрической энергии. Определение указанных нормально допустимых и
предельно допустимых значений проводят в соответствии с нормативными документами,
утвержденными в установленном порядке.
11

12. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Под колебанием напряжения понимают резкие
кратковременные изменения напряжения (со
скоростью свыше 1 % в секунду) относительно
значения напряжения до наступления измерения.
Они вызываются внезапными достаточно большими изменениями нагрузки
потребителей, например, пусковыми токами электродвигателей. Колебания напряжения в
сети появляются также при питании нагрузки с повторно-кратковременным режимом работы,
например, сварочных агрегатов. При этом из-за изменения тока в сети изменяется падение
напряжения и, как следствие, напряжение в узлах сети. Колебания напряжения вызывают
мигание ламп и другие нежелательные явления, что может привести к повышенной
утомляемости людей, снижению производительности труда и др. Колебания напряжения
возникают, как правило, в электрических сетях до 1000 В.
Колебания напряжения электропитания (как правило, продолжительностью менее 1 мин),
в том числе одиночные быстрые изменения напряжения, обусловливают возникновение
фликера.
Фликер – ощущение неустойчивости зрительного восприятия, вызванное световым
источником, яркость или спектральный состав которого изменяется во времени.
12

13. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Показателями КЭ, относящимися к колебаниям напряжения, являются:
- кратковременная доза фликера Pst, измеренная в интервале времени 10 мин;
- длительная доза фликера Plt, измеренная в интервале времени 2 ч.
Для указанных показателей КЭ установлены следующие нормы:
- кратковременная доза фликера Pst не должна превышать значения 1,38, в течение 100 %
времени интервала в одну неделю.
- длительная доза фликера Plt не должна превышать значения1,0 в течение 100 % времени
интервала в одну неделю.
Дозу фликера (кратковременную и длительную) при колебаниях напряжения любой формы
определяют с помощью фликерметра.
Одиночные быстрые изменения напряжения вызываются, в основном, резкими изменениями
нагрузки в электроустановках потребителей, переключениями в системе либо неисправностями и
характеризуются быстрым переходом среднеквадратического значения напряжения от одного
установившегося значения к другому.
Обычно одиночные быстрые изменения напряжения не превышают 5 % в электрических сетях
низкого напряжения и 4 % ― в электрических сетях среднего напряжения, но иногда изменения
напряжения с малой продолжительностью до 10 % Unom и до 6 % Uс соответственно могут
происходить несколько раз в день.
Если напряжение во время изменения пересекает пороговое значение начала провала
напряжения или перенапряжения, одиночное быстрое изменение напряжения классифицируют как
провал напряжения или перенапряжение.
13

14. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Несинусоидальность напряжения характеризуется
отличием
формы
кривой
напряжения
от
синусоидальной.
Её появление связано с наличием в сети нелинейных элементов. К ним относятся все
перегруженные электромагнитные устройства (от катушки магнитного пускателя до силового
трансформатора), работающие на нелинейной части кривой намагничивания и
потребляющие из сети несинусоидальный ток, а также выпрямительные установки
промышленных предприятий, электрифицированного железнодорожного транспорта и
других установок, работающих с другой частотой переменного тока.
При наличии несинусоидальности напряжения по элементам сетей протекают токи
высших гармоник, которые приводят к ряду отрицательных последствий: дополнительному
нагреву проводников линий, генераторов, трансформаторов, двигателей; повреждению
силовых конденсаторных батарей; ложным срабатываниям ряда релейных защит и
автоматики и др.
Гармонические токи, протекающие в электрических сетях, создают падения напряжений
на полных сопротивлениях электрических сетей. Гармонические токи, полные сопротивления
электрических сетей и, следовательно, напряжения гармонических составляющих в точках
передачи электрической энергии изменяются во времени.
14

15. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Показателями качества электроэнергии, относящимися к гармоническим составляющим
напряжения, являются:
- значения коэффициентов гармонических составляющих напряжения до 40-го порядка КU(n)
в процентах напряжения основной гармонической составляющей U1 в точке передачи
электрической энергии;
КU ( n )
-
U ( n )i
U ном
100%.
значение суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения
(отношения среднеквадратического значения суммы всех гармонических составляющих
до 40-го порядка к среднеквадратическому значению основной составляющей) KU, %, в
точке передачи электрической энергии.
40
КU
U (2n )i
n 2
U1
100%.
Нормально допустимые значения коэффициента n-ой гармонической составляющей
напряжения устанавливаются в зависимости от номинального напряжения сети и номера
гармоники.
15

16. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Для указанных показателей КЭ установлены следующие нормы:
а) значения коэффициентов гармонических составляющих напряжения КU(n), усредненные
в интервале времени 10 мин, не должны превышать значений, установленных в таблицах, в
течение 95 % времени интервала в одну неделю;
б) значения коэффициентов гармонических составляющих напряжения КU(n), усредненные
в интервале времени 10 мин, не должны превышать значений, установленных в таблицах,
увеличенных в 1,5 раза, в течение 100 % времени каждого периода в одну неделю;
KU(n)пред=1,5 . KU(n)норм.
16

17. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
в) значения суммарных коэффициентов гармонических составляющих напряжения KU,
усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать значений, установленных в
таблице, в течение 95 % времени интервала в одну неделю;
г) предельные значения суммарных коэффициентов гармонических составляющих
напряжения KU, усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать значений,
установленных в таблице, в течение 100 % времени интервала в одну неделю.
Нормально допустимое
значение при Uном, кВ
0,38
6 – 25
35
8,0
5,0
4,0
Предельно допустимое
значение при Uном, кВ
110 – 220 0,38
2,0
12,0
6 – 25
35
110 – 330
8,0
6,0
3,0
17

18. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Напряжение интергармонической составляющей – среднеквадратическое значение
синусоидального напряжения, частота которого не является кратной основной частоте
напряжения
электропитания
(одновременно
возникающие
интергармонические
составляющие на сближенных частотах могут образовать напряжение с широкополосным
спектром).
Уровень интергармонических составляющих напряжения электропитания увеличивается в
связи с применением в электроустановках частотных преобразователей и другого
управляющего оборудования.
Допустимые уровни интергармонических составляющих напряжения электропитания
находятся на рассмотрении.
18

19. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Несимметрия напряжений характеризуется различием значений напряжений в разных
фазах.
Она обусловлена неравномерным присоединением однофазных электроприёмников по
фазам и случайным одновременным включением и отключением некоторой части
однофазных электроприёмников (вероятностная симметрия). В результате подключения
неодинаковой нагрузки к разным фазам в какой-то момент времени падения напряжения в
фазах оказываются различными. Следствием этого являются различия напряжений фаз в
узлах сети.
Несимметрия значительна в сетях, имеющих крупные однофазные электроприёмники,
например, электровозы в сетях с тяговыми подстанциями, а также в сетях до 1000 В с
коммунально-бытовой нагрузкой.
Несимметрия напряжения вызывает появление токов обратной и нулевой
последовательности. Эти токи создают дополнительные потери мощности в элементах сети
(ЛЭП, трансформаторах) и асинхронных двигателях, вызывают их дополнительный нагрев.
Несимметрия нагрузок может приводить к недопустимым отклонениям напряжения в
отдельных фазах.
Несимметрия напряжений количественно характеризуется следующими показателями:
коэффициентом несимметрии напряжений по обратной последовательности K2U;
коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательности K0U.
19

20. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности при i-м наблюдении
К 2U .i
U 2(1)i
U ном
100%,
где U 2(1)i – действующее значение междуфазного напряжения обратной последовательности
основной частоты трехфазной системы напряжений в i-м наблюдении;
Uном – номинальное междуфазное напряжение.
Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности при i-м
наблюдении
U
К 0U .i
0 (1) i
U ном
100%,
гдеU 0 (1) i – действующее значение напряжения нулевой последовательности основной частоты.
Значения коэффициентов несимметрии напряжений по обратной последовательности K2U
и несимметрии напряжений по нулевой последовательности K0U в точке передачи
электрической энергии, усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать 2 %
в течение 95 % времени интервала в одну неделю.
Значения коэффициентов несимметрии напряжений по обратной последовательности K2U
и несимметрии напряжений по нулевой последовательности K0U в точке передачи
электрической энергии, усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать 4 %
в течение 100 % времени интервала в одну неделю.
20

21. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Случайные события представляют собой внезапные и значительные изменения формы
напряжения, приводящие к отклонению его параметров от номинальных. Данные изменения
напряжения, как правило, вызываются непредсказуемыми событиями (например,
повреждениями оборудования потребителя) или внешними воздействиями (например,
погодными условиями или действиями стороны, не являющейся пользователем
электрической сети).
21

22. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
U
Прерывания напряжения
В трехфазных системах электроснабжения к прерываниям Uном
напряжения относят ситуацию, при которой напряжение меньше 5 %
δUп
опорного напряжения во всех фазах. Если напряжение меньше 5 % Umin
Δtп
опорного напряжения не во всех фазах, ситуацию рассматривают как
tн
tк
t
провал напряжения.
Пороговое напряжение начала провала и прерывания принимают равным 90 % опорного
напряжения.
Прерывания напряжения относят к создаваемым преднамеренно, если пользователь
электрической сети информирован о предстоящем прерывании напряжения, и к случайным,
вызываемым длительными или кратковременными неисправностями, обусловленными, в
основном, внешними воздействиями, отказами оборудования или влиянием
электромагнитных помех.
Создаваемые преднамеренно прерывания напряжения, как правило, обусловлены
проведением запланированных работ в электрических сетях.
Случайные прерывания напряжения подразделяют на длительные (длительность более 3
мин) и кратковременные (длительность не более 3 мин).
22

23. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
23

24. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Провал напряжения – резкое снижение напряжения не
во всех фазах ниже уровня 0,9Uном с последующим
восстановлением до этого уровня.
Провалы напряжения обычно происходят из-за
неисправностей
в
электрических
сетях
или
в
электроустановках потребителей, а также при подключении
мощной нагрузки.
U
Uном
δUп
Umin
Δtп
tн
tк
t
Провал напряжения, как правило, связан с возникновением и окончанием короткого
замыкания или иного резкого возрастания тока в системе или электроустановке,
подключенной к электрической сети. В соответствии с требованиями настоящего стандарта
провал напряжения рассматривается как электромагнитная помеха, интенсивность которой
определяется как напряжением, так и длительностью.
В трехфазных системах электроснабжения за начало провала напряжения принимают
момент, когда напряжение хотя бы в одной из фаз падает ниже порогового значения начала
провала напряжения, за окончание провала напряжения принимают момент, когда
напряжение во всех фазах возрастает выше порогового значения окончания провала
напряжения.
Длительность провала напряжения может составлять от 10 мс до 1 мин.
24

25. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Перенапряжение – повышение напряжения в точке электрической сети выше 1,1Uном
продолжительностью более 10 мс, возникающее в системах электроснабжения при
коммутациях или коротких замыканиях.
К пер.U
U a.max
2 U ном
.
Временное
перенапряжение
характеризуется
коэффициентом
временного
перенапряжения – величиной, равная отношению максимального значения огибающей
амплитудных значений напряжения за время существования временного перенапряжения к
амплитуде номинального напряжения сети.
Перенапряжения, как правило, вызываются переключениями и отключениями нагрузки.
Перенапряжения могут возникать между фазными проводниками или между фазными и
защитным проводниками. В зависимости от устройства заземления короткие замыкания на
землю могут также приводить к возникновению перенапряжения между фазными и
нейтральным проводниками. В соответствии с требованиями настоящего стандарта
перенапряжения рассматриваются как электромагнитная помеха, интенсивность которой
определяется как напряжением, так и длительностью.
25

26. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
В среднем за год в точке присоединения возможны около 30 перенапряжений.
При обрыве нулевого проводника в трехфазных электрических сетях напряжением до
1 кВ, работающих с глухо заземленной нейтралью, возникают временные перенапряжения
между фазой и землей. Уровень таких перенапряжений при значительной несимметрии
фазных нагрузок может достигать значений линейного напряжения, а длительность —
нескольких часов.
В системах низкого напряжения, при определенных обстоятельствах, неисправность,
произошедшая электрически выше трансформатора, может породить временные
перенапряжения на стороне низкого напряжения на время, в течение которого протекает ток,
вызванный неисправностью. Такие перенапряжения в общем случае не превышают 1,5 кВ.
Для систем среднего напряжения ожидаемое значение такого перенапряжения зависит
от типа заземления в системе.
В системах с жестко заземленной нейтралью или с заземлением нейтрали через
сопротивление значение перенапряжения обычно не превышает 1,7Uс.
В системах с изолированной нейтралью или с заземлением нейтрали через реактор
значение перенапряжения обычно не превышает 2,0Uс.
Оба явления — провалы и перенапряжения — непредсказуемы и в значительной степени
случайны. Частота возникновения их зависит от типа системы электроснабжения, точки
наблюдения, времени года.
26

27. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Импульс напряжения – резкое изменение напряжения в точке электрической сети, за
которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему
уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд.
Импульс напряжения характеризуется амплитудой
импульса (Uимп) – максимальным мгновенным значением
импульса напряжения. Амплитуду импульса определяют как
максимальное значение напряжения при резком его
изменении (длительность фронта импульса не более 5 мс).
Также импульс напряжения характеризуется длительностью импульса – интервалом
времени между начальным моментом импульса напряжения и моментом восстановления
мгновенного значения напряжения до первоначального или близкого к нему уровня.
Импульсные напряжения в точке передачи электрической энергии пользователю
электрической сети вызываются, в основном, молниевыми разрядами или процессами
коммутации в электрической сети или электроустановке потребителя электрической энергии.
Время нарастания импульсных напряжений может изменяться в широких пределах (от
значений менее 1 мкс до нескольких мс).
Импульсные напряжения, вызванные молниевыми разрядами, в основном имеют
бóльшие амплитуды, но меньшие значения энергии, чем импульсные напряжения,
вызванные коммутационными процессами, характеризующимися, как правило, большей
длительностью.
27

28. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
В системе предусматриваются средства для регулирования частоты и напряжения в
соответствии с требованиями ГОСТ.
Частота поддерживается и регулируется с использованием специального резерва
мощности – частотного.
Напряжение поддерживается трансформаторами и автотрансформаторами с
регулированием коэффициента трансформации и с использованием источников реактивной
мощности.
В энергосистемах обычно выбираются контрольные точки, в которых поддерживаются
показатели качества электроэнергии. Для каждого параметра в контрольной точке
устанавливается диапазон изменения контролируемого параметра. Диапазон регулирования
– это также экономическая величина, а не только техническая. Чем он меньше, тем труднее
регулировать режим для поддержания контролируемого параметра. Требуются
определенные системы автоматики, специальные технические решения.
Контроль качества электрической
принадлежности электрических сетей
организацией и потребителем.
энергии
должен
на границе раздела балансовой
осуществляться электроснабжающей
28

29. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Установленные ГОСТ 32144-2013 нормы качества ЭЭ
Нормы КЭ
Показатели КЭ, единицы измерения
Нормально
допустимые
Предельно
допустимые
10
Установившееся отклонение напряжения δU(-), δU(+), %
Доза фликера, отн. ед.
кратковременная Рst
длительная Рlt
–
–
Коэффициент искажения синусоидальности кривой междуфазного
(фазного) напряжения КU
1,38
1,0
См. табл.
Коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения KU(n),%
См. табл.
Коэффициент несимметрии напряжений по обратной
последовательности К2U, %
2
4
Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой
последовательности K0U, %
2
4
0,2
0,4
Длительность провала/прерывания напряжения Δtп, с
–
–
Коэффициент временного перенапряжения KперU, отн.ед.
–
–
Импульсное напряжение Uимп, кВ
–
–
Отклонения частоты Δf, Гц
29

30. 3.2 Поддержание качества электрической энергии по частоте

3.2 ПОДДЕРЖАНИЕ КАЧЕСТВА
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПО
ЧАСТОТЕ
www.tyuiu.ru

31. Поддержание качества электроэнергии по частоте

ПОДДЕРЖАНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПО ЧАСТОТЕ
31

32. 3.3 Поддержание качества электрической энергии по напряжению

3.3 ПОДДЕРЖАНИЕ КАЧЕСТВА
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПО
НАПРЯЖЕНИЮ
www.tyuiu.ru

33. Показатели качества электрической энергии

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
33