Определение качества электроэнергии анализаторами. Контрольные замеры электроэнергии

Информационный ресурс энергетики - Инструкция по проведению режимных замеров

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

• Список используемых сокращений:

• Настоящая инструкция разработана на основании:
• ГКД 34.20.507-2003 "Техническая эксплуатация электрических станций и сетей. Правила".
• инструкции ДП-11 ЭС "По проведению режимных замеров";
• Положения об оперативно-технических взаимоотношениях между ЭС и облэнерго.

1.3. Знание настоящей инструкции и проверка ее знания обязательны:

• для диспетчеров облэнерго и ЭС;
• для оперативного персонала ЭС;
• для работников ПДС облэнерго и ОДС ЭС, занимающихся записью и обработкой режимных и контрольных замеров;
• для НСС и НСЭ ТЭС;
• для персонала служб энергонадзора и другого персонала облэнерго, участвующего в подготовке и проведении контрольных и режимных замеров.

1.4. Цели режимных (контрольных) замеров:

• анализ режима работы сети;
• определение "узких мест" в сети;
• разработка мероприятий по снижению потерь в сетях;
• корректировка графиков напряжений в контрольных точках, с проверкой правильности положений ответвлений трансформаторов и автотрансформаторов;
• контроль соответствия фактических объемов нагрузки, заведенной в ГАО, СГАО и АСГАО, заведенных под воздействие АЧР, ЧАПВ и САОН, заданному объему;
• контроль баланса мощности в схемах АВСН ТЭС;
• формирование почасовых графиков электропотребления ЭС облэнерго для контроля их потребления и перетоков электроэнергии с соседними энергоснабжающими компаниями.

Материалы режимных замеров используются для проработки текущих и перспективных режимов.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕЖИМНЫХ И КОНТРОЛЬНЫХ ЗАМЕРОВ

2.1. В режимные сутки замеры производятся на всех подстанциях 35 кВ и выше, на всех ТЭС и ТЭЦ независимо от их форм собственности и хозяйственной принадлежности.

2.2. Для проведения режимных (контрольных) замеров ЭС либо облэнерго назначаются режимные сутки.

2.3. Дату, объем проведения режимных суток, контрольные часы замера облэнерго доводит электрическим сетям, ТЭС, потребителям и другим ЭК не позднее, чем за 7 дней до дня их проведения.

2.4. Руководство подготовкой к проведению замеров, ответственность за полноту их проведения, своевременную и качественную обработку результатов замеров возлагается:

• на технического директора облэнерго;
• на главных инженеров электрических сетей облэнерго и ТЭС.

2.5. Непосредственно за качество замеров, их обработку и своевременность предоставления информации несут ответственность:

• в облэнерго – начальник ПДС, начальник ПСЭУСЭ;
• в ЭС – начальники ОДС и начальники служб энергонадзора ЭС;
• на ТЭС – начальник электроцеха.

2.6. Оперативный контроль проведения замеров осуществляет ДД облэнерго, а непосредственно в ЭС и на ТЭС – соответственно ДД ЭС и НСС.

2.7. ОДС ЭС организуют проведение замеров на ПС облэнерго, при необходимости и на ПС других ЭК, обрабатывают их результаты в соответствии с требованиями данной инструкции и своевременно представляют в облэнерго, совместно с результатами замеров на потребительских ПС.

2.8. ПСЭУСЭ (службы энергонадзора ЭС) организуют проведение замеров на ПС и ТЭЦ потребителей, обработку и своевременную передачу результатов замеров в ОДС ЭС.

2.9. На подстанциях ЭС облэнерго, ПС потребителей, ПС других ЭК, на ТЭС и на ТЭЦ потребителей данные режимных замеров заносятся в суточные ведомости, соответствующие формы и подписываются работниками, производившими запись показаний приборов учета и измерительных приборов, и их руководством.

2.10. Обработанные результаты замеров ОДС ЭС и ТЭС представляют непосредственно в ПДС облэнерго по электронной почте в требуемой форме. Адрес электронной почты облэнерго указывает в факсограмме "О режимном замере".

3. ОБЪЕМ и ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РЕЖИМНЫХ ЗАМЕРОВ

3.1. Начало замеров производить по сигналу точного времени.

3.2. Замеры производить в порядке очередности, начиная с шин высшего класса напряжения.

3.3. Указание направления активной и реактивной мощности обязательно. При этом знак минус (-) перед значением активной или реактивной мощности соответствует направлению от шин (отдачи), а плюс (+) - к шинам (приему).

3.4. На ПС 220 кВ и других подстанциях, определенных как контрольные точки, в специально указанных контрольных точках производится замер напряжения контрольными вольтметрами на шинах всех напряжений.

3.5. На подстанциях ЭС, облэнерго и его потребителей, на ПС соседних ЭК и их потребителей в точках коммерческого учета, согласно утвержденным схемам учета перетоков электроэнергии с облэнерго, в режимные сутки производится почасовое снятие показаний приборов коммерческого учета с 0 до 24 часов включительно. Съем показаний приборов учета производится с обязательным участием представителей облэнерго, в присутствии всех заинтересованных сторон по согласованию.

3.6. Для проведения почасового замера в вышеуказанных точках коммерческого учета на ПС других ЭК и их потребителей главные инженеры ЭС назначают работников, обязанных присутствовать при съеме показаний и подтвердить их достоверность своими подписями в соответствующих ведомостях.

3.7. В точках коммерческого учета, где установлены многофункциональные приборы учета (счетчики активной и реактивной энергии), фиксация почасового графика нагрузки производится путем компьютерного программного считывания специалистами служб эксплуатации средств учета в последующие после режимных суток дни. Считанные с многофункциональных счетчиков графики нагрузки за режимные сутки передаются в ОДС ЭС в электронном виде.

3.8. В режимные сутки за каждый час с 1 до 24 часов включительно на ТЭС и на ТЭЦ потребителей облэнерго производится запись следующих показаний измерительных приборов:

• Напряжения на шинах 6 кВ и выше;
• Активных и реактивных нагрузок по каждому генератору и по станции в целом, а также напряжения статора каждого генератора;
• Расхода мощности на собственные нужды в МВт по каждому ТСН (ПРТСН) в отдельности и по станции суммарно;
• Активных, реактивных нагрузок и токов по отходящим ВЛ-35 кВ и выше, по всем сторонам трансформаторов и АТ связи 110 кВ и выше, по секционным и шиносоединительным выключателям 6 кВ и выше, по присоединениям, питающим потребителей непосредственно от шин 6 - 10 кВ;

3.9. В режимные сутки производится запись показаний измерительных приборов за каждый час с 1 до 24 часов включительно на подстанциях 35 кВ и выше электрических сетей облэнерго и потребителей:

• Напряжения на шинах 6 кВ и выше;
• Токов, активных и реактивных нагрузок по отходящим ВЛ 35 кВ и выше, по всем сторонам силовых трансформаторов и АТ 35 кВ и выше, по секционным и шиносоединительным выключателям 6 кВ и выше;
• Реактивной мощности БСК.

3.10. На подстанциях 35 кВ и выше электрических сетей облэнерго, ПС соседних ЭК, ПС потребителей, на ТЭС и ТЭЦ потребителей в режимные сутки в указанные в факсограмме "О режимном (контрольном) замере" контрольные часы замера, которые соответствуют ночному минимуму нагрузок, утреннему и вечернему максимумам нагрузок, дополнительно к вышеуказанному производятся замеры:

• фактической мощности по присоединениям, заведенным в ГАО, СГАО, заведенным под воздействие: АСГАО, САОН, АЧР и ЧАПВ, с указанием уставок по частоте и времени;
• фиксируются положения ответвлений РПН и ПБВ трансформаторов и АТ 35 кВ и выше и соответствующие им паспортные напряжения.

4. ОБЪЕМ И ПОРЯДОК ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ

РЕЖИМНЫХ ЗАМЕРОВ

4.1. ТЭС представляет в ПДС облэнерго анализ использования реактивной мощности генерирующих источников по форме Приложения №4, с указанием причины отклонения фактической реактивной мощности генерирующих источников от установленной. Срок предоставления - на следующий день после замера.

4.2. ТЭС представляет в ПДС облэнерго по почте, по факсу или электронной почте в четырехдневный срок:

4.3. Подстанции ЭС облэнерго представляют в ОДС ЭС анализ использования реактивной мощности генерирующих источников (БСК) по форме Приложения №4, с указанием причины отклонения фактической реактивной мощности генерирующих источников от установленной. Срок предоставления - на следующий день после замера.

4.4. Подстанции ЭС облэнерго представляют в трехдневный срок в ОДС ЭС:

4.5. Службы энергонадзора ЭС облэнерго представляют в ОДС ЭС анализ использования реактивной мощности генерирующих источников (БСК, генераторов ТЭЦ) по форме Приложения №4, с указанием причины отклонения фактической реактивной мощности генерирующих источников от установленной. Срок предоставления - на следующий день после замера.

4.6. Службы энергонадзора ЭС облэнерго представляют в пятидневный срок в ОДС ЭС данные режимных замеров по подстанциям потребителей (в том числе и по ТЭЦ потребителей):

4.7. ЭС представляют в облэнерго:

Все материалы, представляемые ЭС, должны содержать данные по потребительским подстанциям и ПС ЭС. Результаты замеров по ГАО, СГАО, СК (БСК), по формам 1А, 1Б ЭС представляют в облэнерго в формате Microsoft Excel. Адрес электронной почты, на который ЭС отправляют результаты замеров, указывается в факсограмме "О режимном замере" облэнерго.

4.8. облэнерго представляет в ЭС:

ukrelektrik.com

Качество электрической энергии дома - анализируем и изучаем показатели

Качество электроэнергии в системах электроснабжения — один из важнейших параметров электросети, указывающий на соответствие ее основных характеристик установленным нормам для производства, передачи и распределении электрической энергии. В целях определения и анализа основных параметров используется анализатор качества электроэнергии.

Показатели качества

ГОСТ Р 54149-2010 определяет следующие основные показатели качества электроэнергии:

1. отклонение частоты, колебания и провалы напряжения;
2. краткосрочное перенапряжение;
3. несимметричность напряжения в трехфазных системах;
4. несинусоидальность формы кривой напряжения;
5. импульсное напряжение;
6. отклонение частоты.

Выход параметров качества электроэнергии за установленные ГОСТом нормы, способно привести к потерям и повышению расхода в системах электроснабжения, снижению надежности оборудования.

Средства измерения и принцип их действия

Измерение величин и проверку их соответствия нормам выполняет специальный прибор — анализатор качества электроэнергии.

В конструкцию прибора включен измеритель электрических величин, несколько раз за короткие временные интервалы фиксирующий напряжения и токи. Принцип его работы получил название «стробирование» или «сэмплирование».

Выполняющаяся с использованием современных средств измерений проверка качества электроэнергии позволяет получить о системе следующую информацию:

• токи и пиковые нагрузки мощности сети;
• определение времени суток с наибольшей потребностью системы в электрической энергии;
• время падения и провалов напряжения;
• величина несимметрии и искажения кривых тока и напряжения системы;
• различные переходные процессы в сети;
• сложившееся в процессе функционирования сети постоянное отклонение уровня напряжения.

Анализаторы качества электроэнергии производятся в мобильном и стационарном исполнении. Ими могут осуществляться разовые проверки или постоянная оценка соответствия, имеющая важное значение для обнаружения некорректной работы звеньев распределительной системы и выявления неполадок.

Как проводится контроль качества?

Главная цель, с которой проводится контроль качества электроэнергии — выявление дефектов электрической сети и причин их возникновения.

Для установления параметров производится подсоединение анализаторов в электрическую систему. Места контроля — точки подключения к общей сети потребителей. В собственных сетях потребители проводят измерения в ближайших к этим точкам местах.

Анализатор качества электроэнергии принимает информацию на входе о значениях напряжений и токов в зависимости от времени. Полученные данные обрабатываются при помощи математических алгоритмов, что позволяет рассчитать требуемые параметры, произвести анализ качества электроэнергии, а также установить ее количество, проходящее через точку подключения за заданный временной интервал.

Периодичность проведения контроля для всех показателей составляет один раз в два года, а для отклонения напряжения — дважды в год, так как именно низкое напряжение — основная причина плохого качества электроэнергии.

Кто осуществляет контроль качества электроэнергии?

Контроль имеют право проводить только аттестованные Ростехнадзором лаборатории, располагающие штатом квалифицированных сотрудников и имеющее сертифицированное измерительное оборудование.

Анализатор качества электроэнергии и другие средства измерения должны соответствовать требуемому классу точности, обеспечивающего определение и расчет необходимых параметров.

Цели анализа

Замеры качества электроэнергии позволяют контролировать соблюдение поставщиком показателей, прописанных в договоре.

По окончании исследования параметров электроэнергии полученные показания анализаторов ложатся в основу отчета, в который сводится вся информация о работе системы. Если выявлены несоответствия показателей нормам ГОСТ Р 54149-2010 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» и не соблюдены требования к качеству электроэнергии, указанные в договоре, то на основании результатов экспертизы поставщику возможно предъявление официальной претензии. В таком случае поставщик обязан принять все действенные меры для устранения выявленных нарушений.

Определение параметров электрической энергии и состояния сети необходимо при разработке проекта электроснабжения предприятия или иных, уже существующих сооружений.

Экспертиза нередко выполняется также и при проведении энергоаудита предприятия для повышения энергетической эффективности и определения возможностей увеличения показателей энергосбережения.

Виды контроля

В зависимости от целей проведения, контроль качественных характеристик электрической энергии может проводиться следующих видов:

• диагностический;
• инспекционный;
• оперативный;
• коммерческий учет.

Диагностический контроль выполняется в точках раздела сетей потребителя и поставщика для определения виновной в снижении показателей электроэнергии стороны и их нормализации.

Инспекционный контроль проводится органами сертификации для получения данных о соблюдении правил применения сертификата и определения соответствия электрической энергии установленным сертификатом требованиям.

Контроль оперативный осуществляется при эксплуатации сети в точках, в которых выявлены неустранимые в ближайшее время искажения напряжения.

Коммерческий учет выполняется в точках раздела сетей поставщика и потребителя для определения возможных надбавок и скидок на тарифы за качественные показатели поставляемой электрической энергии.

amperof.ru

Измерение показателей качества электроэнергии в действующей распределительной сети

По материалам статьи “Power quality indices measurement in real distribution network”. Автор: Велимир Стругар, дипломированный инженер, магистр электроинженерии, Черногорское электрическое предприятие, Отдел по распределению электроэнергии

В статье представлена информация о влиянии различных устройств, эксплуатируемых в распределительной системе Черногорского электрического предприятия, а точнее, распределительной сети в городе Тивате. Измерения в Тивате проводились более года (с 16 апреля 2004 года по конец июля 2005 года). 

Быстрая навигация по статье:

1. Введение 2. Что такое качество электроэнергии?  2.1. Происхождение высших гармоник в электрической сети   2.1.1. Источники гармонических возмущений   2.1.2. Влияние на оборудование заказчиков 3. Методы измерения качества электроэнергии 4. Результаты по контрольной точке "высоковольтная линия "Лепетан" 10 кВ" 5. Результаты по контрольной точке ТС 10/04 кВ «Селяново Б» 6. Результаты по контрольной точке ТС 10/04 кВ «Селяново СИЗ» 7. Результаты по контрольной точке ТС 10/04 кВ «Плавда» 8. Имитационная модель 9. Оборудование для анализа качества электроэнергии 10. Заключение

В этой статье мы проанализировали некоторые контрольные точки в распределительной сети города Тиват в Республике Черногория. Здесь также представлены результаты анализа данных точек. Для начала, мы можем посмотреть результаты для контрольной точки под названием высоковольтная линия "Лепетан" 10 кВ. Процесс измерения охватывал вторичные токи и напряжения измерительных трансформаторов тока и напряжения, эти значения записывались и анализировались. Результаты измерений были обработаны и представлены в MS Excel.

В данном случае использовалось следующее измерительное оборудование: ручной анализатор "FLUKE 430" и устройство для непрерывной записи измерительных данных "Анализатор качества электроэнергии MI 2192". После проведения измерений, когда благодаря им проблема была подтверждена, водопроводно-канализационной организации пришлось принять меры, так как именно она является главным виновником того, что результаты не соответствуют требованиям.

Полученные результаты измерений иногда превышали предел предусмотренный стандартами (EN 50160). Превышение возникало, когда запускали насосы.  Фактические данные легли в основу разработки имитационной модели. Полученную модель использовали для разработки фильтра для подавления паразитных гармоник в электрических сетях. Представлены результаты применения фильтра. К счастью, водопроводно-канализационная организация установила у себя пассивный фильтр для компенсации соответствующих гармоник.

Существует множество определений качества электроэнергии, в зависимости от точки зрения человека. Простое определение, принятое среди большинства клиентов - качество электроэнергии хорошее, если приборы, подключенные к электросети, работают удовлетворительно. Как правило, плохое или низкое качество поставляемой электроэнергии проявляется в необходимости несколько раз перезагружать компьютер, чувствительные устройства блокируются, свет мигает, электронные приводы и контрольно-измерительное оборудование работают неправильно. С другой стороны, для электроэнергетических компаний энергосистем общего назначения качество электроэнергии определяется параметрами напряжения, которые влияют на чувствительное оборудование.

Другое определение качества электроэнергии основывается на принципе ЭМС и является следующим: термин «качество электроэнергии» относится к широкому спектру электромагнитных явлений, которые характеризуют напряжение и ток в определенный момент времени в определенной точке энергосистемы (IEEE 1159:1995 «Методические указания IEEE для мониторинга качества электроэнергии»).

МЭК 61000-4-30 «Методы испытаний и измерений - методы измерения качества электроэнергии» (при подготовке) определяют качество электроэнергии как "характеристики электричества в определенной точке электрической системы, в сравнении с набором контрольных технических параметров". Мы можем описать уровень качества электроэнергии значениями коэффициента нелинейных искажений THDU, THDI и других параметров, основанных на высших гармониках напряжения и токов.

Происхождение высших гармоник в электрической сети

На рисунке 1 объясняется принцип образования гармоник в электрических сетях. С позиции пользователя, сеть энергоснабжения можно представить ​​как генератор G и расчетное полное сопротивление Xs. Напряжение генератора считается чистым синусоидальным напряжением с номинальным среднеквадратичным значением.

Напряжение в точках подключения потребителей отличается от напряжения генератора из-за падения напряжения на расчетном полном сопротивлении. В случае линейной нагрузки (в этом примере используется резистор, но данный пример подходит для любой комбинации RLC) текущее и последующее падение напряжения также будет синусоидальным. Накапливаемое в точках подключения напряжение будет чисто синусоидальным с пониженной амплитудой и фазовым сдвигом на напряжение генератора.

Рисунок 1. Принцип образования гармоник в электрических сетях

Нелинейные нагрузки (выпрямители тока, частотно-регулируемые приводы, люминесцентные лампы, ПК, ТВ...) потребляют ток с высоким коэффициентом THDI (несинусоидальная форма волны). В аналитических целях, нелинейные нагрузки можно смоделировать с линейными нагрузками и источником гармоник (тока). Гармоники тока вызывают несинусоидальное падение напряжения на расчетном полном сопротивлении и искаженное напряжение на клеммах питания. Нелинейные нагрузки искажают питающее напряжение таким образом, что с помощью измерительного прибора можно обнаружить только нечетные гармоники. Если нагрузка контролируется несимметрично, положительные и отрицательные полупериоды тока различаются по форме и среднеквадратичному значению, в результате чего появляются четные гармоники и постоянные составляющие тока. Данная ситуация приводит к насыщению и перегреву магнитных систем трансформаторов. В некоторых регионах, значительные постоянные составляющие тока могут появляться в результате геомагнитных бурь.

Другим источником гармоник является сама сеть энергоснабжения. Намагничивание магнитной системы трансформатора и ее насыщение вызывают несинусоидальные токи, которые проявляются как коэффициент нелинейных искажений THDU на клеммах питания. На рисунке 2 показано, как распространяется гармоническое возмущение. Форма сигнала напряжения в конкретной точке измерения искажается под влиянием тока, создаваемого всеми генераторами помех (преобразователями частоты, сварочными аппаратами, ПК, силовыми трансформаторами...) в системе.

Рисунок 2. Распространение гармонического возмущения

Источники гармоник:

• однофазные выпрямители - 3-я гармоника, THDI 80%;
• трехфазные нагрузки - 5-я, 7-я, 11-я, 13-я, 17-я гармоника;
• несимметрично-контролируемое питание - четные гармоники и постоянный ток;
• число импульсов выше - коэффициент THDI ниже;
• последовательная индуктивность снижает коэффициент THDI;
• низковольтная сеть питания - коэффициент THDU 1,5 ÷ 4,5%, в основном, 5-я гармоника.

Влияние на оборудование заказчиков:

• снижается общая энергоэффективность;
• преждевременный износ компонентов системы;
• тройные гармоники могут создавать сильный ток в нейтральной линии, что приводит к перегреву и потерям;
• повышенный нагрев, шум и вибрации в трансформаторах и двигателях;
• ток в батарее конденсаторов увеличивается с порядком гармоники, вызывая сбои;
• наличие гармоники увеличивает вероятность резонанса;
• проблемы с частотами подачи сигналов;
• автоматическое отключение предохранительных устройств;
• если коэффициент THDU поднимается выше 8%, частота отказов электронных приводов и выключателей повышается.

Методы измерения качества электроэнергии основаны на цифровой обработке входных сигналов. Каждый входной сигнал (3 напряжения и 3 тока) отбирается 128 раз в каждом входном цикле. Продолжительность данного входного цикла зависит от частоты на входе синхронизации (один из трех вводов напряжения или токовый ввод). При 50 Гц период входного цикла составляет 20 мсек. Основные измеренные значения рассчитываются в конце каждого периода выборки, результаты отображаются на дисплее или записываются. Результаты, основанные на быстром преобразовании Фурье (БПФ), рассчитываются только каждый 8 -й входной цикл (каждые 160 мсек, 50 ​​Гц). Для вычисления данных величин используются следующие уравнения.

Таблица 1. Основные расчеты

Таблица 2. Дополнительные расчеты (с использованием основных значений)

Таблица 3. Дополнительные расчеты (с использованием БПФ)

Таблица 4. Общие значения

В 3ϕ системах с обычным 3-проводным соединением, следующие значения недоступны для отображения и записи:

• ток в нулевом проводнике;
• фазовый угол напряжения-тока;
• фазовый коэффициент мощности.

Измерения резких перепадов напряжения: согласно МЭК / 61000-4-15.

Высоковольтная линия 10 кВ «Лепетан» подает электроэнергию с нескольких трансформаторных подстанций 10/04 кВ на очень разные нагрузки: агротехнические комплексы, административные здания, многоквартирные дома, школы, детские сады, супермаркеты, склады, водопроводно-канализационная организация, казармы и др. На одной из трансформаторных станций 10/04 кВ была обнаружена проблема с качеством электроэнергии, поскольку у одного из потребителей форма кривой тока была очень нелинейной. Это трансформаторная станция 10 /0,4 кВ под названием «Plavda». Нелинейным потребителем является водопроводная станция, оборудованная насосом с мощными асинхронными двигателями. Конкретно этот замер в контрольной точке высоковольтной линии 10 кВ «Лепетан» проводился с марта по июль 2005 года. На рисунке 4 приведено расположение трансформаторной подстанции рассматриваемой высоковольтной линии.

Рисунок 4. Расположение трансформаторной станции высоковольтной линии 10 кВ «Лепетан»

Общая длина высоковольтной линии «Лепетан» составляет около 1,4 км. На следующих рисунках представлены диаграммы форм сигналов напряжений и токов и гармонические спектры.

Рисунок 5. Форма сигнала напряжения высоковольтной линии 10 кВ «Лепетан»

Рисунок 6. Гармонический спектр напряжений высоковольтной линии 10 кВ «Лепетан»

Рисунок 7. Форма кривой тока высоковольтной линии 10 кВ «Лепетан»

Таблица 5. Показатели качества электроэнергии высоковольтной линии 10 кВ «Лепетан»

На рисунке 6 представлен гармонический спектр напряжений с преобладанием 5-й и 7-й гармоник напряжения. Наибольшее влияние на коэффициент THDU, если рассматривать состояние качества электроэнергии в начале высоковольтной линии "Лепетан" (на электрической шине 10 кВ в ТС 35/10 кВ Тиват), оказывала 5-я гармоника напряжений. Главным виновником данного уровня 5-й гармоники была водопроводно-канализационная организация, подключенная к ТС 10/04 кВ «Plavda». Эта проблема была устранена после того, как местная водопроводно-канализационная компания в городе Тиват установила правильное оборудование для устранения гармоник высокого порядка в электрических сетях.

Таблица 6. Численные значения составляющих качества электроэнергии

Основной рабочей характеристикой высоковольтной линии "Лепетан" был плохой коэффициент мощности (таблица 5). Частота была в допустимых пределах. В таблице 6 представлены численные значения качества электроэнергии для напряжений и токов компонентов высоковольтной линии "Лепетан".

Данная подстанция является первой на высоковольтной линии "Лепетан". Установленная мощность силового трансформатора составляет 630 кВА. Данная трансформаторная станция, в основном, снабжает электроэнергией частные подворья, несколько административных зданий, школу и детские ясли. А также, эта станция обеспечивает освещение общественных мест. Информация о зарегистрированных напряжениях представлены на следующем рисунке.

Рисунок 8. Изменение напряжений в контрольной точке ТС 10/04 кВ «Селяново Б»

Одна часть изменений коэффициента THDU представлена ​​на рисунке 9. Максимальное значение коэффициента THDU составило 7,53% и было зарегистрировано 6 июня 2005 г. в 20:07. Данное значение было абсолютно недопустимым.

Рисунок 9. Изменения коэффициента THDU в контрольной точке ТС 10/04 кВ «Селяново Б»

Рисунок 10. Изменения 5-й гармоники напряжений в контрольной точке ТС 10/04 кВ «Селяново Б»

Мы можем увидеть очевидное сходство на рисунках 9 и 10. В один и тот же момент, коэффициенты THDU и 5-й гармоники напряжений имеют максимальное значение. Ясно, что 5-я гармоника напряжения имеет доминирующее влияние на форму кривой коэффициента THDU. Значение 5-й гармоники напряжения (4,9%) превысило предельно допустимое (согласно государственным стандартам Венгрии и Австралии). Согласно IEEE-519, это значение незначительно ниже предельно допустимого.

Это вторая трансформаторная подстанция на высоковольтной линии "Лепетан". Установленная мощность силового трансформатора составляет 630 кВА. Данная трансформаторная подстанция снабжает электроэнергией, в основном, здания, несколько частных домов и освещение общественных мест. Зарегистрированные данные представлены на следующих рисунках.

Рисунок 11. Изменения коэффициента THDU в контрольной точке ТС 10/04 кВ «Селяново СИЗ»

Рисунок 12. Изменения 5-й гармоники напряжений в контрольной точке ТС 10/04 кВ «Селяново СИЗ»

И вновь, мы видим очевидное сходство между коэффициентом THDU и формой кривой 5-й гармоники напряжений.

Данная трансформаторная подстанция снабжает электроэнергией несколько частных подворий рядом с водопроводно-канализационной организацией в Тивате. Установленная мощность силового трансформатора составляет 1000 кВА. Зарегистрированные данные представлены на следующих рисунках.

Рисунок 13. Изменения напряжений в точке ТС "Plavda"

Рисунок 14. Изменения коэффициента THDU в точке ТС "Plavda"

Рисунок 15. Изменения 3-й гармоники напряжений в контрольной точке ТС 10/04 кВ «Plavda»

Рисунок 16. Изменения 5-й гармоники напряжений в контрольной точке ТС 10/04 кВ «Plavda»

В данном случае, доминирующее влияние на форму кривой коэффициента THDU имеет 3-я гармоника напряжения (рисунок 15). Наибольшее значение 3-й гармоники напряжения бывает рано утром (4,03%). У водопроводно-канализационной организации имеются несколько небольших однофазных асинхронных двигателя и два трехфазных асинхронных двигателя с частотной регулировкой.

Имитационная модель была разработана в специальном программном обеспечении - SuperHarm®. Было достигнуто надлежащее соответствие между результатами измерений и результатами моделирования. Моделирование проводилось для двух эксплуатационных условий - низкой и высокой нагрузки. А также, рассматривалось использование пассивного фильтра.

На рисунках 17 и 18 показан спектр гармоник тока до и после подключения фильтра для 7-й гармоники. Достигнуто достаточное снижение искажения тока и напряжения. Фильтр размещался в точке измерения на уровне напряжения 10 кВ. Самые высокие значения коэффициентов THDU и THDI отмечены в период низкой ежедневной нагрузки, поэтому данный режим представлен на верхних рисунках. Ситуация стала лучше после установки фильтра в режиме высокой нагрузки. Улучшение качества напряжения видно на рисунках 19 и 20, а также представлено в таблице 1. Примечательно, что 7-я гармоника, значения коэффициентов THDU и THDI уменьшаются после установки фильтра (нижняя часть таблицы 7).

Рисунок 17. Спектр гармоник тока до установки фильтра в точке измерения

Рисунок 18. Спектр гармоники тока после установки фильтра в точке измерения

Рисунок 19. Спектр гармоник напряжения до установки фильтра в точке измерения

Рисунок 20. Гармонический спектр напряжения после установки фильтра в точке измерения

Таблица 7. Коэффициенты THDI и THDU в точке измерения до и после установки фильтра - режим низкой нагрузки

Для диагностики, оценки качества электроэнергии, прогнозирования и устранения проблем в сети электропитания используются анализаторы Fluke 430 серии II (Series II).

Рисунок 21. Анализаторы качества электроэнергии Fluke 434-II, 435-II и 437-II

Благодаря запатентованной технологии анализаторы Fluke 434, 435 и 437 серии II, рассчитывая дисбаланс и мощности гармоник, определяют истинные потери электроэнергии, а уникальный алгоритм Fluke показывает их в денежном выражении.Модели различаются по функционалу, области применения и задачам и ориентированы на специалистов разного уровня подготовки:

• Fluke 434-II ориентирован на пользователей с базовыми знаниями в области оценки качества электроэнергии. Прибор определяет базовые значения параметров качества электроэнергии: напряжение, сила тока, частота, мощность, провалы, выбросы, гармоники, нарушение баланса;
• Fluke 435-II обладает аналогичными с Fluke 434-II функциями, но ориентирован для более опытных пользователей в области оценки качества электроэнергии. Модель обладает функцией PowerWave, которая осуществляет высокоскоростной сбор данных по среднеквадратичным значениям, показывает полупериод и форму сигнала, характеризующие динамику электросистем и с высокой детализацией отображаются на экране. Это позволяет увидеть какое сочетание вызывает потенциальные проблемы;
• Fluke 437-II — идеальное решение для специалистов области ВПК, авиации и промышленности, а также в других областях, связанных с транспортировкой. В модели 437-II которой присутствуют все функции модели 435-II, включая PowerWave, но также присутствует возможность проведения измерений на частоте до 400 Гц.

Подробнее об анализаторах качества электроэнергии Fluke 430 серии II читайте на отдельной странице.

Идеальным прибором для анализа работы электродвигателей является портативный анализатор Fluke 438-II. Он упрощает выполнение работ по обнаружению, прогнозированию, предотвращению и устранению проблем качества электроэнергии в трехфазных и однофазных электрораспределительных системах, предоставляя техническим специалистам информацию о механических и электрических параметрах, необходимую для эффективной оценки работы электродвигателя.

Рисунок 22. Анализатор качества электроэнергии и работы электродвигателей Fluke 438-II. Подробнее читайте здесь.

При доминирующей нагрузке, такой как эта промышленная установка, качество электроэнергии усугубляется на шинах муфтовых соединений высоковольтных линий. В данной ситуации, потребитель из одной распределительной системы отрицательно влияет на соседнюю распределительную систему. Возникают вопросы, кто и каким образом должен на это реагировать. Такие негативные воздействия, отмеченные в пункте А, также влияют и на самого потребителя, что приводит к частым производственным неполадкам и увеличению производственных расходов. Прежде чем направлять претензию компании - поставщику электроэнергии, данный тип потребителей должен проверить динамические характеристики их собственных электрических устройств. Для них важно определить, оказывает ли какое-либо устройство негативное влияние на другие устройства. И только после этого, претензия компании - поставщику электроэнергии будет иметь свои основания. Это особенно важно в случае приватизации промышленных потребителей в нашей стране.

Проблема может быть решена путем установки фильтров в нужных местах. Моделирование показало, что подключение фильтра приводит к значительному снижению гармонических искажений.

Следующим открытым вопросом является возмещение убытков потребителям одной сетевой компании если данные убытки возникли из-за другого потребителя другой сетевой компании. Компания, поставляющая электроэнергию должна разработать соответствующие правила, определяющие условия для подключения нелинейных потребителей. При переходе на нерегулируемый рынок, ясно, что поставщик отвечает за качество электроэнергии. В этом смысле, крупнейших потребителей, которые, в значительной степени, являются источником нелинейной нагрузки, необходимо обязать снижать уровень гармонических искажений в точках общего подключения.

Если вам нужна профессиональная консультация по вопросам анализа качества электроэнергии, просто отправьте нам сообщение!

Смотрите также:

Поделиться в социальных сетях:

test-energy.ru

Контроль показателей качества электроэнергии - Центр теплоэнергосбережений

Нормативные документы:

Основные задачи контроля КЭ:

1. Проверка выполнения требований стандарта в части эксплуатационного контроля ПКЭ в электрических сетях общего назначения;
2. Проверка соответствия действительных значений ПКЭ на границе раздела сети по балансовой принадлежности значениям, зафиксированным в договоре энергоснабжения;
3. Разработка технических условий на присоединение потребителя в части КЭ;
4. Проверка выполнения договорных условий в части КЭ с определением допустимого расчетного и фактического вкладов потребителя в ухудшение КЭ;
5. Разработка технических и организационных мероприятий по обеспечению КЭ;
6. Определение скидок (надбавок) к тарифам на ЭЭ за ее качество;
7. Сертификация электрической энергии;
8. Поиск «виновника» искажений ПКЭ.

Виды контроля КЭ

В зависимости от целей, решаемых при контроле и анализе КЭ, измерения ПКЭ могут иметь четыре формы:

• диагностический контроль;
• инспекционный контроль;
• оперативный контроль;
• коммерческий учет.

Диагностический контроль КЭ — основной целью диагностического контроля на границе раздела электрических сетей потребителя и энергоснабжающей организации является обнаружение «виновника» ухудшения КЭ, определение допустимого вклада в нарушение требований стандарта по каждому ПКЭ, включение их в договор энергоснабжения, нормализация КЭ.

Диагностический контроль должен осуществляться при выдаче и проверке выполнения технических условий на присоединение потребителя к электрической сети, при контроле договорных условий на электроснабжение, а также в тех случаях, когда необходимо определить долевой вклад в ухудшение КЭ группы потребителей, присоединенных к общему центру питания. Диагностический контроль должен быть периодическим и предусматривать кратковременные (не более одной недели) измерения ПКЭ. При диагностическом контроле измеряют как нормируемые, так и ненормируемые ПКЭ, а также токи и их гармонические и симметричные составляющие и соответствующие им потоки мощности.

Если результаты диагностического контроля КЭ подтверждают «виновность» потребителя в нарушении норм КЭ, то основной задачей энергоснабжающей организации совместно с потребителем является разработка и оценка возможностей и сроков выполнения мероприятий по нормализации КЭ. На период до реализации этих мероприятий на границе раздела электрических сетей потребителя и энергоснабжающей организации должны применяться оперативный контроль и коммерческий учет КЭ.

На следующих этапах диагностических измерений КЭ контрольными точками должны быть шины районных подстанций, к которым подключены кабельные линии потребителей. Эти точки представляют также интерес для контроля правильности работы устройств РПН трансформаторов, для сбора статистики и фиксации провалов напряжения и временных перенапряжений в электрической сети. Тем самым контролируется работа уже существующих средств обеспечения КЭ: синхронных компенсаторов, батарей статических конденсаторов и трансформаторов с устройствами РПН, обеспечивающих заданные диапазоны отклонений напряжения, а также работа средств защиты и автоматики в электрической сети.

Инспекционный контроль КЭ — осуществляется органами сертификации для получения информации о состоянии сертифицированной электроэнергии в электрических сетях энергоснабжающей организации, о соблюдении условий и правил применения сертификата, с целью подтверждения того, что КЭ в течение времени действия сертификата продолжает соответствовать установленным требованиям.

Оперативный контроль КЭ — необходим в условиях эксплуатации в точках электрической сети, где имеются и в ближайшей перспективе не могут быть устранены искажения напряжения. Оперативный контроль необходим в точках присоединения тяговых подстанций железнодорожного и городского электрифицированного транспорта, подстанций предприятий имеющих ЭП с нелинейными характеристиками. Результаты оперативного контроля должны поступать по каналам связи на диспетчерские пункты электрической сети энергоснабжающей организации и системы электроснабжения промышленного предприятия.

Коммерческий учет ПКЭ — должен осуществляться на границе раздела электрических сетей потребителя и энергоснабжающей организации и по результатам его определяются скидки (надбавки) к тарифам на электроэнергию за ее качество.

Коммерческий учет КЭ должен непрерывно осуществляться в точках учета потребляемой электроэнергии как средство экономического воздействия на виновника ухудшения КЭ. Для этих целей должны применяться приборы, совмещающие в себе функции учета электроэнергии и измерения ее качества. Наличие в одном приборе функций учета электроэнергии и контроля ПКЭ позволит совместить оперативный контроль и коммерческий учет КЭ, при этом могут применяться общие каналы связи и средства обработки, отображения и документирования информации АСКУЭ.

Приборы коммерческого учета КЭ должны регистрировать относительное время превышения нормально и предельно допустимых значений ПКЭ в точке контроля электроэнергии за расчетный период, которые определяют надбавки к тарифам для виновников ухудшения КЭ.

ООО «Центр теплоэнергосбережений» имеет большой опыт в проведении технического контроля ПКЭ, анализа и разработке организационно-технических мероприятий по обеспечению качества электрической энергии.

Мы будем рады оказать Вам научно-техническую помощь в определении источника искажений и обеспечении ПКЭ в системе электроснабжения.

ctes.ru

Измерение качества электроэнергии, параметры качества, влияние, нормы

Электрическая энергия является таким же товаром, как и продукты в магазине. А поэтому требует оценки собственного качества.

К чему может привести потребление некачественной электроэнергии? Электроприборы могут преждевременно выйти из строя, если для их питания используется напряжение повышенной или пониженной величины. А мерцание осветительных приборов в итоге скажется на вашем зрении.

Нормативная документация

Все виды продукции выпускаются в соответствии с государственными стандартами. Электрическая энергия не является исключением, для нее существует ГОСТ 32144-2013 под названием «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Стандарт этот дает понятие о том, какие процессы и события нужно анализировать, чтобы дать качеству количественную оценку.

Такой величиной, измеряемой и анализируемой, является напряжение. Точнее – его величина, частота и форма кривой, которая, как известно, в сетях переменного тока представляет собой синусоиду.

Отклонение частоты

Здесь сразу следует отметить, что в единой системе энергоснабжения какие-либо серьезные отклонения частоты от 50 Гц возможны только в результате масштабных аварий. Но, тем не менее, ГОСТом предусмотрен критерий: в течение недели 95% времени отклонение не должно быть более ±0,2 Гц, а за весь этот интервал — ±0,4 Гц.

Но при питании потребителя от автономных генераторов, не имеющих средств для столь точного поддержания частоты в сети, требования смягчаются: ±1 Гц и ±5 Гц соответственно.

Медленные изменения напряжения

Медленными называют изменения, длительность которых происходят на время, более 1 минуты. Это как раз вписывается в концепцию включенного чайника. Закипел, отключился – возмущение прекратилось, свет снова горит ярко. Знакомая картина?

При измерениях определяется количество времени, в которое напряжение было выше или ниже 10% от стандартного номинального. Для бытовых сетей это 220 или 380 В. Данные усредняются с дискретностью в 10 минут, а измерения производят в течение недели.

Колебания напряжения

Этот параметр тоже характеризует изменения величины напряжения, но только те, которые происходят за интервал менее 1 минуты.

Для оценки качества напряжения по этому параметру используют понятие фликера. Физический смысл в его в том, что он характеризует зрительные ощущения человека от восприятия мерцания источника света.

Различают кратковременную (измеренную в интервале времени 10 минут) и длительную (в интервале 2 часов) дозу фликера. Их величины, наблюдаемые в интервале в 1 неделю, не должны быть соответственно больше 1,38 и 1,0. Расчет ведется по довольно сложным формулам.

Одиночные быстрые изменения напряжения

Если колебания, характеризующиеся понятием фликера, носят периодический характер, то одиночные колебания – случайный. Связаны эти изменения с переключениями в электроустановках или с какими-то неисправностями, например, далекими короткими замыканиями в системе энергоснабжения.

Относят их к провалам напряжения или перенапряжениям.

Несинусоидальность

Мы все больше обрастаем электроникой. Вот и источники света стали светодиодными. Но полупроводниковые приборы потребляют не синусоидальный, а импульсный ток. Что не может не сказаться на форме кривой напряжения во всей сети.

В результате в ней появляются гармоники – общая форма кривой напряжения раскладывается на основную с частотой 50 Гц, и дополнительные – с частотами, большими 50 в 1, 2, 3 и более раз.

Работа электрооборудования не рассчитана на наличие гармоник. При превышении их уровня те же самые полупроводниковые электроприборы, из-за которых появляются гармоники, от них же и страдают.

Несимметрия напряжений

Наши бытовые приборы потребляют, в основном, напряжение 220 В, то есть – являются однофазными потребителями. Но сети снабжения все трехфазные. И если нагрузка по фазам распределена неравномерно, то напряжения в этих фазах оказывается разное.

А вот для трехфазных потребителей такие перекосы не допустимы. Поэтому значение такого параметра, как коэффициент несимметрии, регламентирован ГОСТом и оценивается при измерении параметров качества.

Случайные события

Все описанные выше характеристики происходят систематически. Но есть ряд процессов, которые случаются редко. К ним относятся:

-Прерывание напряжения. Напряжение может исчезнуть из-за аварий или быть отключено при проведении плановых ремонтных работ.

— Провалы напряжения. Связаны с короткими замыканиями, подключениями мощных нагрузок.

— Перенапряжения. Причина – переключения, резкие отключения нагрузки, замыкания на землю, обрывы нейтральных проводников.

— Импульсные перенапряжения. В основном – воздействие молний.

Измерения качества электроэнергии

Измерения производятся на протяжении интервала не менее недели. При этом накапливаемая информация сохраняется, а затем – анализируется специалистами. Приборы для реализации этой задачи называются анализаторами качества и стоят неплохих денег. А сам процесс измерения и заключение о его результатах проводят специально обученные люди из электротехнических лабораторий.

pue8.ru

Смотрите также

• 
  Контрольный диктант листопад
• 
  Контрольная по метеорологии
• 
  Типы контрольных карт
• 
  Контрольное давление выхода
• 
  Страх перед контрольной
• 
  Диктант море контрольный
• 
  Контрольный источник радиации
• 
  Контрольный пункт ориентирование
• 
  Контрольная работа работоспособность
• 
  Контрольное списывание лось
• 
  Контрольное управление фнс