Глава 12. Качество электрической энергии

Глава 12. Качество электрической энергии

12.1. Нормы качества электрической энергии и область их применения в системах электроснабжения

Увеличение числа источников электромагнитного поля многократно повы­шает его интенсивность относительно естественного магнитного поля Земли (в 10 тыс. раз по сравнению со времени Максвелла). Это негативно влияет на здоровье людей и обостряет проблему электромагнитной совместимости эле­ктрооборудования и электрических сетей, под которой понимается способ­ность потребителей электрической энергии нормально функционировать и не вносить в электрическую сеть недопустимых искажений, затрудняющих рабо­ту других потребителей.

Если говорить об электрической совместимости в самом широком смысле, то следует учитывать все материальные проявления и идеальные последствия, связанные с заряженными частицами и электромагнитными полями. Но обычно под электромагнитной совместимостью понимают совокупность элек­трических, магнитных и электромагнитных полей, которые генерируют элек­трообъекты, созданные человеком, и воздействуют на мертвую (физическую) и живую (биологическую) природу, на техническую, информационную, соци­альную реальности. Последняя, в частности, включает биоэлектромагнитную совместимость, заключающуюся в появлении зон повышенной опасности по условиям электростатического и электромагнитного влияния. Для техничес­ких устройств ухудшение электромагнитной обстановки может обостриться настолько, что возможно нарушение их функционирования, ухудшения каче­ства электроэнергии, повреждения устройств релейной защиты и автоматики.

Важной составной частью многогранной проблемы совместимости стано­вится подсистема качества электроэнергии ПКЭ, которая в электрической се­ти характеризуется показателями качества электроэнергии. Перечень и норма­тивные (допустимые) значения ПКЭ установлены ГОСТ 13109—97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения», введенного с 01.01.1999 взамен существующего ГОСТ 13109-87.

Понятие качества электрической энергии отличается от понятия качества других товаров. Качество электроэнергии проявляется через качество работы электроприемников. Поэтому, если он работает неудовлетворительно, а в каждом конкретном случае анализ качества потребляемой электроэнергии да­ет положительные результаты, то виновато качество изготовления или эксплу­атации. Если ПКЭ не соответствуют требованиям ГОСТа, то предъявляются ntwTPu^uu ir nnnMBinui-u — чнршттииргчтму ппрлппиятию В целом ПКЭ ОП-

12.1. Нормы качества электрической энергии и область их применения

375

ределяют степень искажения напряжения электрической сети в результате кондуктивных помех (распределяющихся по элементам электрической сети), вносимых как энергоснабжающей организацией, так и потребителями. Снижение качества электроэнергии обусловливает:

• увеличение потерь во всех элементах электрической сети;

• перегрев вращающихся машин, ускоренное старение изоляции, сокра­щение срока службы (в некоторых случаях выход из строя) электрооборудова­ния;

• рост потребления электроэнергии и требуемой мощности электрообору­дования;

• нарушение работы и ложные срабатывания устройств релейной защиты и автоматики;

• сбои в работе электронных систем управления, вычислительной техники и специфического оборудования;

• вероятность возникновения однофазных коротких замыканий из-за ус­коренного старения изоляции машин и кабелей с последующим переходом однофазных замыканий в многофазные;

• появление опасных уровней наведенных напряжений на проводах и тро­сах отключенных или строящихся высоковольтных линий электропередач, на­ходящихся вблизи действующих;

• помехи в теле- и радиоаппаратуре, ошибочную работу рентгеновского оборудования;

• неправильную работу счетчиков электрической энергии.

Часть ПКЭ характеризует помехи, вносимые установившимся режимом ра­боты электрооборудования энергоснабжающей организации и потребителей, т. е. вызванные особенностями технологического процесса производства, пе­редачи, распределения потребления электроэнергии. К ним относятся откло­нения напряжения и частоты, искажения синусоидальности формы кривой напряжения, несимметрия и колебания напряжения. Для их нормирования установлены допустимые значения ПКЭ.

Другая часть характеризует кратковременные помехи, возникающие в эле­ктрической сети в результате коммутационных процессов, грозовых и атмо­сферных явлений, работы средств защиты и автоматики и послеаварийных ре­жимов. К ним относятся провалы и импульсы напряжения, кратковременные перерывы электроснабжения. Для этих ПКЭ допустимые численные значения ГОСТом не установлены. Однако такие параметры, как амплитуда, длитель­ность, частота и другие, должны измеряться и составлять статистические мас­сивы данных, характеризующие конкретную электрическую сеть в отношении вероятности появления кратковременных помех.

ГОСТ 13109—97 устанавливает показатели и нормы в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и од­нофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электри­ческие сети, находящиеся в собственности различных потребителей электри­ческой энергии, или приемники электрической энергии (точки общего

376