Показатели качества электроэнергии

Электроэнергия продавалась всегда, но лишь с 2005 года, когда в нашей стране произошло разделение на поставщиков (производителей) энергии и владельцев сетей, ее передающих, эта материальная субстанция особого рода перешла из категории технической в экономическую, стала товаром. Поэтому сейчас больше говорят не о ее соответствии техническим нормам, а о некоем «качестве», соответствии совокупности свойств запросам потребителя. Но при этом критерии оценки остались теми же – техническими.

Показатели качества электроэнергии. Критерии оценки электроэнергии

Законодательная база для оценки качества электроэнергии – это два юридических акта:

  1. Закон «Об электроэнергетике», в котором определена степень ответственности энергосбытовых организаций перед потребителями.
  2. ГОСТ 32144-2013, определяющий технические аспекты оценки качества электроэнергии и электромагнитной совместимости устройств.

Основные критерии оценки качества следующие:

  1. Соответствие номинальным значениям напряжений и частоты. Допускается отклонение от норм не более чем на 10%.
  2. Нестабильность напряжения, вызванная изменениями нагрузки. Она измеряется двумя значениями. Первое – соотношение амплитуд минимума к максимуму за краткий промежуток времени. Второе – доза фликера, определяющая степень устойчивости человеческой психики к мерцанию источника света. Оно вычисляется на основе амплитудного значения.
  3. Коэффициент искажения синусоиды тока. Он определяет допустимое количество высших гармоник, накладывающихся на электромагнитное поле сети. Такое влияние оказывают импульсные источники тока, вентильные переключатели, сварочные аппараты, индукционные печи.
  4. Коэффициент несимметричности фаз, используемый для оценки трехфазного напряжения.

220, 380, 50

Пользуясь электроприборами, мы не задаемся вопросом о том, почему в розетке именно 220 вольт, напряжение между фазами не равно их сумме, а частота тока 50 Гц. История появления именно таких значений, характеризующих потребляемую нами электрическую энергию, весьма интересна.

220

Первым, кто применил электричество в быту, был американец Томас Эдисон. Он использовал постоянное напряжение, а его лампа работала на основе электродугового разряда. Эмпирическим путем ему удалось выяснить, что 45 вольт – это оптимальное напряжение для устойчивого горения дуги. Но поскольку в ее цепь обязательно включался балластный резистор, рассеивающий еще 20, то суммарное напряжение сети составляло 65 вольт. Дуговая лампа Эдисона давала мало света, поэтому последовательно с ней включали еще одну. Умножаем 45 на 2, добавляем еще 20 и получаем, что в осветительной сети напряжение должно быть 110 вольт. Постоянный ток – неподходящая субстанция для передачи на дальние расстояния, бесполезно рассеивается до 40% всей энергии. Для увеличения дистанции передачи Эдисон устроил трехпроводную линию (две фазы, одна нейтраль). Получилось, что межфазное напряжение равно 220 вольт.

Показатели качества электроэнергии

Изобретение переменного тока решило проблему передачи электроэнергии на дальние расстояния. В таком виде она меньше рассеивалась – не более 3%. Кроме того, генерация переменного тока с напряжением в несколько тысяч вольт оказалась более простой технической задачей. Но бытовые линии электропередач уже существовали, и они были рассчитаны на межфазное напряжение 220 вольт. Поэтому инженерам оставалось только понизить с помощью трансформатора напряжение до 127 вольт и получить в итоге межфазное, равное двумстам двадцати.

Такое напряжение в сети использовалось в СССР до конца пятидесятых годов прошлого века. Когда количество потребителей выросло в разы, встал вопрос: что лучше для повышения передаваемой мощности – увеличивать сечение проводников или напряжение в сети? Инженеры-энергетики выбрали последнее и пустили по существующим линиям напряжение в 220 вольт, выбрав для одной фазы старый номинал межфазного.

Показатели качества электроэнергии

На рисунке русский инженер М.О. Доливо-Добровольский и его изобретение – трехфазный генератор переменного тока.

380

Часто встает вопрос: если фазное напряжение 220 вольт, то почему межфазное не равно 440? Дело в том, как уложены обмотки на статоре генератора переменного трехфазного тока. Пальма первенства в его изобретении принадлежит М.О. Доливо-Добровольскому – русскому инженеру. В 1889 году он, используя изобретенный Николой Теслой двухфазный переменный ток, запатентовал устройство, генерирующее сразу три фазы. Обмотки в нем уложены под углом 120 градусов друг к другу, а сгенерированные фазы отстают одна от другой на 30 градусов. Косинус этого угла равен 0,86. Теперь умножьте 440 на 0,86 и вы получите 380.

Показатели качества электроэнергии

50

Почему сетевой ток имеет частоту 50 Гц? Этому тоже есть логичное объяснение. Это значение, при которой мигание нити лампы накаливания почти незаметно (та самая доза фликера, упоминавшаяся ранее). Первые генераторы переменного тока вращались паровыми машинами. Оптимальными рабочими оборотами для них является значение 3 тыс. в минуту. Итого в секунду получается 50. Кроме того, генерирующая машина, работающая на такой частоте, проще, чем высокочастотная. А еще 50 Гц позволяют передать электроэнергию с минимальными потерями. Но есть страны, в которых частота сетевого тока другая. В США используется бытовое напряжение 110 вольт 60 Гц.

От чего зависит качество электроэнергии

Качество электроэнергии зависит не только от ее производителей. В регламентирующем ГОСТе не зря упоминается некая электромагнитная совместимость.

На самом деле ток никуда и ниоткуда не «течет». Это фигура речи. В электросетях создается единое электромагнитное поле, пульсирующее с частотой 50 Гц. Каждый элемент сети оказывает на него то или иное влияние. И необязательно, что это промышленный генератор или трансформатор. Исказить ЭМ поле может мощный электромотор с большим пусковым током, импульсный источник питания, сварочный инвертор, компьютер… Поэтому в низком качестве электроэнергии не всегда виноват поставщик.

Тем не менее, в том, что электроэнергия рассматривается как некий продукт, качество которого должно соответствовать определенным нормам, есть доля истины. Нестабильность напряжения, «плавающая» частота и другие нарушения приводят к выходу из строя дорогостоящего оборудования, снижают производительность труда. Поэтому потребитель вправе требовать от поставщика надлежащего качества продукта. А для этого его надо измерять.

Приборы, измеряющие качество электроэнергии

В зависимости от количества выполняемых функций они бывают трех видов:

  1. Измеряющие.
  2. Анализирующие.
  3. Регистрирующие.

Измеряющие приборы определяют только параметры тока и напряжения в сети. Они наиболее просты и используются как инструмент повседневного контроля. Конструктивно выполнены в виде токоизмерительных клещей с блоком индикации. На фото представлен один из таких измерителей – Fluke 345.

Показатели качества электроэнергии

Анализаторы, кроме измерения номиналов, анализируют дисбаланс фаз, производят детальный поиск возможных потерь и причин искажения электромагнитного поля, дают количественную оценку энергетических потерь, могут пересчитать их в денежном соотношении. Эти приборы так же используются для разовых измерений, они имеют небольшие размеры и входят в состав оборудования ремонтных бригад. На фото представлен анализатор качества электрической энергии Fluke 434.

Показатели качества электроэнергии

Регистраторы – это стационарные приборы, измеряющие номиналы тока и напряжения, анализирующие искажения и дисбаланс в сети за продолжительное время. С их помощью можно построить графики значений любых величин, значимых для определения качества электрической энергии. Это незаменимый инструмент для решения спорных вопросов между поставщиком и потребителем. На фото комплексное устройство для анализа и регистрации ПКК 57.

Показатели качества электроэнергии

Если в вашем офисе часто перегорают лампы, выходит из строя компьютерная и множительная техника, то – это повод для того, чтобы пригласить эксперта, который даст квалифицированную оценку качества электрической энергии.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

один × 1 =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: