Качество электрической энергии

Электроприборы и оборудование предназначены для работы в определённой электромагнитной среде. Электромагнитной средой принято считать систему электроснабжения и присоединенные к ней электрические аппараты и оборудование, связанные кондуктивно и создающие в той или иной мере помехи, отрицательно влияющие на работу друг друга. При возможности нормальной работы оборудования в существующей электромагнитной среде говорят об электромагнитной совместимости технических средств.

Единые требования к электромагнитной среде закрепляют стандартами, что позволяет создавать оборудование и гарантировать его работоспособность в условиях, соответствующих этим требованиям. Стандарты устанавливают допустимые уровни помех в электрической сети, которые характеризуют качество электроэнергии (КЭ) и называются показателями качества электроэнергии (ПКЭ).

Показатели качества электрической энергии, методы их оценки и нормы определяет Межгосударственный стандарт: «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» ГОСТ  13109-97.

Показатели качества электрической энергии

Большинство явлений, происходящих в электрических сетях и ухудшающих качество электрической энергии, происходят в связи с особенностями совместной работы электроприёмников и электрической сети. Семь ПКЭ в основном обусловлены потерями (падением) напряжения на участке электрической сети, от которой питаются потребители.

Потери напряжения на n-м участке электрической сети определяются выраже-нием

Здесь активное R и реактивное X сопротивление n-го участка сети, практически постоянны, а активная P и реактивная Q мощность, протекающая по n-му участку сети, переменны и характер этих изменений может быть различным:

• медленное изменение нагрузки в соответствии с её графиком  отклонение напряжения;

• резкопеременный характер нагрузки  колебания напряжения;

• несимметричное распределение нагрузки по фазам электрической сети  несимметрия напряжений в трёхфазной системе;

• нелинейная нагрузка  несинусоидальность формы кривой напряжения.

В отношении этих явлений потребители электрической энергии имеют возможность тем или иным образом влиять на её качество.

Всё прочее, ухудшающее качество электрической энергии, зависит от особенностей работы сети, климатических условий или природных явлений. Поэтому возможности влиять на это потребитель электрической энергии не имеет, он может только защищать своё оборудование специальными средствами, например устройствами быстродействующих защит или устройствами гарантированного питания.

Контроль качества электрической энергии подразумевает оценку соответствия показателей установленным нормам, а дальнейший анализ качества электроэнергии – определение стороны, виновной в ухудшении этих показателей.

Определение показателей качества электрической энергии задача – нетривиальная. Это оттого, что большинство процессов, протекающих в электрических сетях быстротекущие, все нормируемые показатели качества электрической энергии не могут быть измерены напрямую  – их необходимо рассчитывать, а окончательное заключение можно дать только по статистически обработанным результатам. Поэтому для определения показателей качества электрической энергии необходимо выполнить большой объём измерений с высокой скоростью и одновременной математической и статистической обработкой измеренных значений.

Контролировать качество электрической энергии следует с применением сертифицированных приборов обеспечивающих измерение и расчёт всех необходимых параметров, для определения и анализа качества электрической энергии.

Местом контроля качества электрической энергии являются точки общего присоединения потребителей к сетям общего назначения. В них выполняют измерения энергоснабжающие организации. Потребители проводят измерения в собственных сетях в местах, ближайших к этим точкам.

ГОСТом установлена периодичность контроля качества электроэнергии – один раз в два года для всех ПКЭ, и два раза в год для отклонения напряжения.

Требования к качеству электрической энергии определяет Межгосударственный стандарт: ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Потребители, использующие электрическую энергию для личных, домашних нужд, защищены Законом Российской Федерации «О правах потребителей». Отпускаемая им электроэнергия подлежит обязательной сертификации на основании Постановления Правительства Российской Федерации № 1013 от 13.08.97. Для этого созданы и аккредитованы при Госстандарте РФ соответствующие органы по сертификации и испытательные лаборатории по определению показателей качества электрической энергии.

Практическая работа по сертификации электроэнергии, отпускаемой физическим лицам, по настоящему развернулась только после того, как была достигнута договорённость, и подписано совместное трёхстороннее решение РАО «ЕЭС России», Минэнерго и Госстандарта. Правда, сертифицироваться электроэнергия будет только по двум показателям: по отклонению напряжения и отклонению частоты.

Взаимоотношения юридических лиц с энергоснабжающими организациями должны регулироваться договорами энергоснабжения, в которых указываются пределы допустимых величин показателей качества электрической энергии на границе балансовой принадлежности или в точках общего присоединения потребителей и ответственность сторон при их нарушении.

Важнейшая роль в обеспечении качества электрической энергии отводится её потребителям. Но до тех пор, пока они не будут знать, что происходит с качеством потребляемой ими электроэнергии и сколько средств они при этом теряют, ждать реальных изменений в лучшую сторону не приходится. Поэтому следует ещё раз отметить необходимость и важность проведения энергетических обследований предприятий и организаций.