КАЧЕСТВО ПОСТАВЛЯЕМОЙ ЗАКАЗЧИКУ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ПУТИ ЕГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Электроэнергия в настоящее время является товаром, и как любой товар должна соответствовать определенным критериям качества. Качество электроэнергии характеризует меру электромагнитного воздействия системы электроснабжения на аппараты, приборы, электрооборудование через кондуктивные электромагнитные помехи и распространяется по электрической сети. Качество электрической энергии характеризует электромагнитную среду, которая функционирует подключение к ней электрооборудования. Сама среда может воздействовать агрессивно или благоприятно на техническое оборудование, соответственно может ограничивать их функциональные возможности. Изменения скорости вращения генераторов приводят к отклонениям частоты от номинального значения. Изменения режима по передаваемой (потребляемой) мощности приводят к отклонениям напряжения от номинального. Регулирование напряжения и частоты обеспечивается электрической системой, ее средствами производства и передачи электроэнергии. Тиристорные преобразователи - источник распространения высших гармоник тока. В результате попадания молнии в линию электропередачи по сети распространяется импульс тока. Электрические помехи являются источниками электромагнитных помех. Поэтому качество электроэнергии системы электроснабжения характеризуют по уровню помех, называемых показателями качества электроэнергии в этой системе. Значения показателям качества электроэнергии и их номенклатура установлены ГОСТ 13 109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» [1]. Энергоснабжающая организация обязана обеспечить показатели качества электроэнергии с нормативными значениями и тем самым гарантировать электромагнитную совместимость  с потребителями, если их уровень помехоустойчивости выше нормированных показателей качества электроэнергии сети. Также, разработчики при конструировании электромагнитных помех, обеспечивают их помехоустойчивость выше нормированных показателей качества электроэнергии. Нормированные показатели гарантируют качество электроэнергии по частоте и напряжению. Частота является глобальным показателем во всей системе и обеспечивается балансом активной мощности. Для поддержания определенного значения активной мощности необходимо регулировать не только частоту, но и разность фаз. Качество по напряжению относится к узлам системы и на него влияет баланс реактивной мощности, но не только. В нашей стране применяется одиннадцать показателей качества электроэнергии для характеристики систем электроснабжения, к ним относятся: отклонения частоты, отклонение напряжения, несинусоидальность напряжения, несимметрия напряжения, колебания напряжения, провалы напряжения, временные перенапряжения, импульсы напряжения. Требования к качеству электроэнергии, установленные ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения» [1], относятся к сетям систем электроснабжения переменного однофазного тока и трехфазного тока промышленной частоты. Нормы необходимо включать в технические условия при присоединении потребителей электрической энергии и в договора пользования электрической энергией, где ГОСТ устанавливает нормально и предельно допустимые нормы показателей качества электроэнергии. Контроль качества электроэнергии сводится к проверке соответствия качества электроэнергии установленным требованиям. В роли точек контроля качества электроэнергии используются точки общего присоединения потребителей, в частности, которые имеют источники искажения напряжения, а также границы раздела балансовой принадлежности, точки коммерческого контроля, где в договоре пользования электроэнергией учитывается качество электроэнергии при расчете за нее. Нормальная работа электроприемников в системе напрямую зависит от повышения качества электроэнергии. В системе происходит рост количества и мощностей источников искажения, а также возникает необходимость обеспечить элекромагнитную совместимость  электрических сетей и технических средств, которые подключаются к сетям. Причиной, вызывающей различные виды искажения напряжения, выступают различные электромагнитные помехи. Способы и технические средства, обеспечивающие нормированное качество электроэнергии должны создавать электромагнитную обстановку в сети, обеспечивающую такие уровни показателей качества электроэнергии, которые не превышали бы допустимые, установленные ГОСТ 13109-97 [1] значения. К повышению тока в конденсаторах приводит присутствие высших гармоник в трехфазной сети, что может привести к снижению срока службы конденсаторов, к ложному срабатыванию защитной автоматики, к выходу из работы чувствительных потребителей. С целью снижения резонансной частоты сети до величины ниже наименьшей высшей гармоники данной сети к конденсатору подключают дроссель (высокочастотный фильтр), на фото 1 приведен снимок такого высокочастотного фильтра в открытом распределительном устройстве (ОРУ). Таким способом компенсируется резонанс между конденсаторами и сетью, а также возрастание токов высших гармоник и уменьшается степень искажения напряжения.

Подключение фильтров применяется в случаях, при которых доля потребителей, искажающих сеть высшими гармониками, составляет более 20% всех потребителей сети. Цепь фильтра для токов высших гармоник имеет очень низкое полное сопротивление. В связи с этим, стремясь к наименьшему сопротивлению, токи направляется в этот контур.

Рисунок 1. Высокочастотные фильтры, применяемые в ОРУ.

Резонансная частота конденсатора в последовательной цепи с дросселем, всегда находится ниже частоты пятой гармонической составляющей. Методы измерения показателей качества электроэнергии, которые применяются в соответствии с настоящим стандартом, установлены в ГОСТ 30804.4.30 и ГОСТ 30804.4.7. В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на  и следующие стандарты: ГОСТ 29322-92. Номинальные стандартные напряжения этого ГОСТа относятся к сетям электропередачи, распределительным сетям и системам электроснабжения потребителей переменного тока промышленной частоты при номинальном напряжении выше 100 В, а также к оборудованию, работающему в них. ГОСТ 30804.4.30―2013 (IEC 61000‑4‑30:2008) «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии» устанавливает средства и способы для измерений показателей качества электрической энергии и порядок оценки результатов таких измерений. Измерения проводятся для всех показателей качества электроэнергии или для их части в зависимости от значимости результата. ГОСТ 30804.4.7―2013 (IEC 61000‑4‑7:2009) [4] «Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств» оговаривает и утверждает для средств измерения параметров гармонических токов и напряжений, для испытаний отдельных технических средств соответственно нормам кондуктивных помех, их характеристики. Средства измерения согласно ГОСТу должны осуществлять измерение до пятидесятой гармоники включительно.

Учитывая рассмотренные в докладе сведения об обеспечении качества электроэнергии и методах его достижения, можно заключить, что основным стратегическим путем его достижения является совершенствование методов получения требуемых показателей качества, отпущенной в электрическую сеть и полезно потребленной электроэнергии. Целесообразно разрабатывать Типовую методику произведения измерений показателей качества электроэнергии в электрических сетях энергосберегающих организаций.

Список литературы:

1. ГОСТ 13 109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».
2. ГОСТ 29322-92. Стандартные напряжения. Межгосударственный стандарт МКС 29.020 ОКП 01 1000 Дата введения 1993-01-01.
3. ГОСТ 30804.4.30-2013 (IEC 61000-4-30:2008) Межгосударственный стандарт. Методы измерений показателей качества электрической энергии. Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Power quality measurement methods.
4. Карташев И. И., «Качество электроэнергии в системах электроснабжения» Москва Издательство МЭИ 2001.