ГлавнаяЭлектрика в вопросах и ответахАнализаторы качества электроэнергии

Понятие «качество» применимо не только к продуктам питания, бытовой технике или автомобилям. Электроэнергия тоже является продуктом потребления, а поэтому ее качество нуждается в оценке.

Сложность измерительного процесса состоит в том, что для составления заключения недостаточно кратковременного измерения. Оно производится в течение длительного времени. Для этого прибор должен обладать собственной памятью, способной вместить данные, получаемые из сети через определенные промежутки времени. Чем меньше промежуток между отдельными измерениями, тем точнее получаются результаты и меньше риск пропустить короткий процесс.

Анализатор качества электроэнергии

Анализатор качества электроэнергии

Другой особенностью параметров качества электроэнергии является то, что измеряются они не в полной сети, а в ее точке: во вводном щитке квартиры, шинах подстанции, выходных шпильках силового трансформатора. На разных участках сети параметры качества различны, поскольку влияние на него оказывают сопротивления кабельных линий, характер их нагрузки и ее нелинейность.

Рассмотрим факторы, влияющие на качество электроэнергии.

Что ухудшает качество электроэнергии?

Простейшей характеристикой, измеряемой анализатором качества, является величина напряжения в сети. ГОСТ-32144-2013, регламентирующий допустимые отклонения показателей качества, разделяет колебания напряжения на два вида:

  • медленные изменения, происходящие за время, большее одной минуты;
  • колебания напряжения, процесс которых укладывается в одну минуту;
  • провалы величины напряжения, приводящие к кратковременному изменению его величины;
  • исчезновение напряжения (полное его отсутствие в течение некоторого времени).

Причинами, ухудшающими этот параметр, являются:

  • перегрузка сети, приводящая к нехватке напряжения из-за больших токов потребления;
  • меры для повышения напряжения в часы максимума нагрузки, связанные с сознательным увеличением его величины на выходе трансформаторов. Они приводят к недопустимо больших величинах в ночные и утренние часы (при минимальной загрузке).
  • запуск мощных электродвигателей, подключенных к общей сети, приводящий к кратковременным посадкам напряжения;
  • коммутационные изменения, связанные с переключениями в сети;
  • короткие замыкания в сети.

Оценивается также несимметрия фазных и линейных напряжений. При различной загрузке по фазам эти отклонения существенны. Если для однофазных потребителей это не так важно (главное – чтобы величина напряжения не выходила за рамки дозволенного), то для трехфазных электродвигателей асимметричное питание по фазам негативно сказывается на работе.

Допустимые изменения напряжения сети

Допустимые изменения напряжения сети

Наличие в сети емкостных или индуктивных нагрузок приводит к коммутационным процессам при их отключении или включении. При отключении индуктивности в ней возникает ЭДС самоиндукции, в момент включение емкости через нее происходит бросок тока.

Ухудшают качество не только коммутационные изменения, но и грозовые перенапряжения. Их сглаживают разрядники и ограничители перенапряжения, но не до конца, небольшой импульс все же остается.

Редким нарушением режима работы сети является отклонение частоты, которая обычно равна 50 Гц. Но из-за нарушений в системе энергоснабжения теоретически может иногда изменяться в большую или меньшую сторону. Режим этот – аварийный, так как возможен только при отсутствии связи с энергосистемой части генерирующих мощностей.

Искажения формы напряжения

Об этом показателе качества стоит поговорить отдельно, так как его ухудшение стремительно набирает обороты. Связано это с нелинейностью нагрузок, подключаемых в сети. Таких нагрузок становится все больше. Что это за потребители?

Линейными называют потребителей, ток в которых в любой момент времени линейно зависит от напряжения. Это лампы накаливания и обогреватели. Нелинейными называются потребители, содержащие в своем составе полупроводниковые элементы.

Для примера возьмем светодиодную лампу с простейшим драйвером, представляющим собой резистор. Светодиод проводит ток в одном направлении. При поступлении положительной полуволны напряжения ток через него проходит, а при отрицательной – нет. Из-за того, что ток нагрузки появляется только при прохождении положительной полуволны напряжения, амплитуда этой полуволны незначительно снижается по отношению к отрицательной.

Это не заметно, когда лампа работает в единичном экземпляре. А если такими лампами освещен офис или производственная площадка, разность между амплитудами положительных и отрицательных полуволн напряжения становится ощутимой. Кроме того, из-за нелинейности вольт-амперной характеристики диода кривая напряжения изменяется, отклоняясь от синусоиды.

Нелинейные искажения тока нагрузки

Нелинейные искажения тока нагрузки

В результате, помимо основной гармоники частоты 50 Гц, в составе напряжения сети появляются дополнительные гармоники. Их величина может стать настолько существенной, что помешает работе других потребителей электрической энергии.

Другой пример: блоки питания компьютерной техники или телевизионных приемников. Все они работают по одному принципу: напряжение в сети выпрямляется, затем из него формируются импульсы высокой частоты. Ток нагрузки, потребляемый блоком питания, изменяется во времени по сложному закону. Помимо искажения формы кривой напряжения, в сеть выдается импульсная помеха. Фильтры блоков питания не снижают ее до нуля. Один блок питания вреда много не принесет, но на каждой лестничной площадке к сети подключен десяток таких устройств, а в масштабах дома – сотни.

Порядок измерения анализаторами качества

Существующие проблемы решать можно, и методы борьбы с ними известны. Но, чтобы разобраться в причинах некачественного электроснабжения, нужно определить их характер. Для этого и используют анализаторы качества электроэнергии.

Анализатор качества электроэнергии FLUKE

Анализатор качества электроэнергии FLUKE

Практика их применения пока еще не дошла до обязательных повсеместных измерений, таких, как измерение сопротивления изоляции или непрерывности заземляющих проводников. Никто при вводе в эксплуатацию не требует протокол измерения параметров качества. Проверки производятся лишь в случаях, когда по непонятным причинам в сети творится неладное или после жалоб потребителей.

На место выезжают представители электротехнической лаборатории с прибором. Оценивают характер нагрузки, схему электроснабжения потребителей, выбирают место для подключения анализатора к сети. Прибор подключается и остается в этом состоянии на время, достаточное для выявления отклонений.

Для измерения напряжений к прибору подсоединяются все три фазы и нулевой рабочий проводник. Кроме того, при помощи токовых клещей прибор измеряет токи нагрузки по всем трем фазам и в нулевом проводе.

Если измерение производится на стороне 0,4 кВ, то напряжения подключаются напрямую, а токовые клещи устанавливают на шины или жилы питающего кабеля. Если параметры качества контролируются по стороне высокого напряжения, то выводы для измерения напряжений подключаются к вторичным обмоткам ТН, а токи измеряются во вторичных цепях трансформаторов тока. При анализе результатов учитываются коэффициенты трансформации измерительного оборудования.

Измерение показателей качества электроэнергии

Измерение показателей качества электроэнергии

В прошествии этого времени прибор отключают, скачивают с него данные в компьютер и анализируют. Выполняется эта работа специально обученными специалистами, с практическим опытом работы. Они дают заключение: какой из параметров не в норме, определяют предполагаемую причину. Совместно с представителями электроснабжающей организации намечаются пути решения проблемы. После их реализации измерения повторяют и проверяют, были ли принятые меры эффективны.


Комментарии

Анализаторы качества электроэнергии — 1 комментарий

  1. \\Выполняется эта работа специально обученными специалистами, с практическим опытом работы.\\

    Очень смешно.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

13 − двенадцать =

1441897143_award_star_gold_2Спасибо, что читаете нас!

Поделитесь ссылкой на наш сайт своим друзьям в соцмедиа!

setTimeout(function(){ ga('send', 'event', 'New Visitor', location.pathname); }, 15000);