Электроснабжение характеризуется надежностью и качеством. Качество электроснабжения тесно связано со свойствами самих электроприемников оказывать влияние на качество и надежность работы системы электроснабжения. К понятию качества электроснабжения в первую очередь относится качество электроэнергии (КЭ).
Îíî õàðàêòåðèçóåòñÿ ðàçëè÷íûìè íàðóøåíèÿìè è èñêàæåíèÿìè ôîðìû ïèòàþùåãî íàïðÿæåíèÿ. Ýòè íàðóøåíèÿ ìîãóò ïðèõîäèòü èç ýíåðãîñèñòåìû — íàïðèìåð, ãðîçîâûå èìïóëüñû, êîììóòàöèîííûå ïåðåíàïðÿæåíèÿ, âûçûâàåìûå êîììóòàöèåé ó÷àñòêîâ ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè, ïðîâàëû è îòêëîíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ âî âðåìÿ ðàáîòû óñòðîéñòâ àâòîìàòè÷åñêîãî âêëþ÷åíèÿ ðåçåðâà è ïåðåêëþ÷åíèÿ ïîòðåáèòåëåé íà äðóãèå èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ. Ñàìè ýëåêòðîïðèåìíèêè ìîãóò âíîñèòü èñêàæåíèÿ â ýëåêòðè÷åñêóþ ñåòü (ðèñ. 2.2). Òàêèìè ñâîéñòâàìè îáëàäàþò ýëåêòðîïðèåìíèêè ñ ðåçêîïåðåìåííûì è íåëèíåéíûì õàðàêòåðîì íàãðóçêè: âñåâîçìîæíûå ïðåîáðàçîâàòåëè, ïðîìûøëåííûå ïîòðåáèòåëè, ýëåêòðè÷åñêèé òðàíñïîðò è ò.ä. Ïîäîáíûå ñâîéñòâà ýëåêòðîïðèåìíèêîâ îòíîñÿòñÿ ê ýëåêòðîìàãíèòíîé ñîâìåñòèìîñòè (ÝÌÑ) — ñïîñîáíîñòè òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ ôóíêöèîíèðîâàòü ñ çàäàííûì êà÷åñòâîì â çàäàííîé ýëåêòðîìàãíèòíîé îáñòàíîâêå è íå ñîçäàâàòü íåäîïóñòèìûõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ äðóãèì òåõíè÷åñêèì ñðåäñòâàì.
Òðåáîâàíèÿ ê íàäåæíîñòè ýëåêòðîñíàáæåíèÿ ïîòðåáèòåëåé èçëîæåíû â ÏÓÝ, «Èíñòðóêöèè ïî ïðîåêòèðîâàíèþ ãîðîäñêèõ ýëåêòðè÷åñêèõ ñåòåé» ÐÄ 34.20.185-94, Âåäîìñòâåííûõ ñòðîèòåëüíûõ íîðìàõ (ÂÑÍ) Ãîñêîìàðõèòåêòóðû «Ýëåêòðîîáîðóäîâàíèå æèëûõ è îáùåñòâåííûõ çäàíèé. Íîðìû ïðîåêòèðîâàíèÿ» ÂÑÍ 59-88 è â ðÿäå äðóãèõ âåäîìñòâåííûõ íîðìàõ ïðîåêòèðîâàíèÿ.
Êà÷åñòâî ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè âëèÿåò íà ðàáîòîñïîñîáíîñòü è ýôôåêòèâíîñòü ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ýëåêòðîïðèåìíèêîâ. Ïðèìåíèòåëüíî ê èíôîêîììóíèêàöèîííûì ñèñòåìàì ÊÝ ñëåäóåò ðàññìàòðèâàòü êàê âîçäåéñòâèå êîíäóêòèâíûõ ïîìåõ (ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ, ðàñïðîñòðàíÿþùèõñÿ ïî ýëåìåíòàì ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè) íà îáîðóäîâàíèå. Ïðè ýòîì, åñëè óðîâåíü ïîìåõ (ïîêàçàòåëåé êà÷åñòâà ýëåêòðîýíåðãèè) íå ïðåâûøàåò íîðì, óñòàíàâëèâàåìûõ ñòàíäàðòîì, îáîðóäîâàíèå ôóíêöèîíèðóåò èñïðàâíî è íàðóøåíèé (ñáîåâ, ñíèæåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè) èíôîêîììóíèêàöèîííûõ ñèñòåì íåò.
Êà÷åñòâî ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè (êà÷åñòâî íàïðÿæåíèÿ) íîðìèðóåòñÿ â ÃÎÑÒ 13109-97 «Íîðìû êà÷åñòâà ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè â ñèñòåìàõ ýëåêòðîñíàáæåíèÿ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ». Ïî îïðåäåëåíèþ, ñèñòåìà ýëåêòðîñíàáæåíèÿ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ — ñîâîêóïíîñòü ýëåêòðîóñòàíîâîê è ýëåêòðè÷åñêèõ óñòðîéñòâ ýíåðãîñíàáæàþùåé îðãàíèçàöèè, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèåé ðàçëè÷íûõ ïîòðåáèòåëåé (ïðèåìíèêîâ ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè). Ñòàíäàðò óñòàíàâëèâàåò ïîêàçàòåëè è íîðìû êà÷åñòâà ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè â ýëåêòðè÷åñêèõ ñåòÿõ ñèñòåì ýëåêòðîñíàáæåíèÿ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ ïåðåìåííîãî òðåõôàçíîãî è îäíîôàçíîãî òîêà ÷àñòîòîé 50 Ãö â òî÷êàõ, ê êîòîðûì ïðèñîåäèíÿþòñÿ ýëåêòðè÷åñêèå ñåòè, íàõîäÿùèåñÿ â ñîáñòâåííîñòè ðàçëè÷íûõ ïîòðåáèòåëåé ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè, èëè ïðèåìíèêè ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè. Òî÷êà, â êîòîðîé óñòàíàâëèâàþòñÿ òðåáîâàíèÿ ñòàíäàðòà íà ÊÝ, íàçûâàåòñÿ òî÷êîé îáùåãî ïðèñîåäèíåíèÿ (ðèñ. 2.2). Ïî îïðåäåëåíèþ ÃÎÑÒ 13109-97, ýòî òî÷êà ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè îáùåãî íàçíà÷åíèÿ, ýëåêòðè÷åñêè áëèæàéøàÿ ê ñåòÿì ðàññìàòðèâàåìîãî ïîòðåáèòåëÿ ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè (âõîäíûì óñòðîéñòâàì ðàññìàòðèâàåìîãî ïðèåìíèêà ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè), ê êîòîðîé ïðèñîåäèíåíû èëè ìîãóò áûòü ïðèñîåäèíåíû ýëåêòðè÷åñêèå ñåòè äðóãèõ ïîòðåáèòåëåé (âõîäíûå óñòðîéñòâà äðóãèõ ïðèåìíèêîâ).
Ðèñ. 2.2. Èñòî÷íèêè èñêàæåíèÿ êà÷åñòâà ýëåêòðîýíåðãèè
Íîðìû ÊÝ — ïîêàçàòåëè êà÷åñòâà ýëåêòðîýíåðãèè (ÏÊÝ), óñòàíàâëèâàåìûå óêàçàííûì ñòàíäàðòîì, ÿâëÿþòñÿ ãðàíè÷íûìè óðîâíÿìè ýëåêòðîìàãíèòíîé ñîâìåñòèìîñòè äëÿ êîíäóêòèâíûõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ â ñèñòåìàõ ýëåêòðîñíàáæåíèÿ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ. Ïðè ñîáëþäåíèè óêàçàííûõ íîðì îáåñïå÷èâàåòñÿ ýëåêòðîìàãíèòíàÿ ñîâìåñòèìîñòü ýëåêòðè÷åñêèõ ñåòåé ñèñòåì ýëåêòðîñíàáæåíèÿ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ è ýëåêòðè÷åñêèõ ñåòåé ïîòðåáèòåëåé ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè (ïðèåìíèêîâ ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè) è íå âîçíèêàåò íàðóøåíèé è ïîìåõ â ðàáîòå îáîðóäîâàíèÿ, ñâÿçàííûõ ñ íåóäîâëåòâîðèòåëüíûì ÊÝ.
Íîðìû ÊÝ, óñòàíîâëåííûå íàñòîÿùèì ñòàíäàðòîì, ïîäëåæàò âêëþ÷åíèþ â òåõíè÷åñêèå óñëîâèÿ íà ïðèñîåäèíåíèå ïîòðåáèòåëåé ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè è â äîãîâîðû íà ïîëüçîâàíèå ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèåé ìåæäó ýëåêòðîñíàáæàþùèìè îðãàíèçàöèÿìè è ïîòðåáèòåëÿìè ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè.
Ýòè íîðìû ïðèìåíÿþò ïðè ïðîåêòèðîâàíèè ñèñòåì ýëåêòðîñíàáæåíèÿ äëÿ âûáîðà òåõíè÷åñêèõ ìåðîïðèÿòèé ïî îáåñïå÷åíèþ ÊÝ. Ïðè ýêñïëóàòàöèè ñèñòåì ýëåêòðîñíàáæåíèÿ è ýëåêòðîóñòàíîâîê ïîòðåáèòåëåé ÏÊÝ ïîäëåæàò ïðèáîðíîìó êîíòðîëþ äëÿ âûÿâëåíèÿ ñëó÷àåâ íàðóøåíèÿ òðåáîâàíèé ÃÎÑÒà è óñòàíîâëåíèÿ èñòî÷íèêîâ (âèíîâíèêîâ) èñêàæåíèé ÊÝ.
Ïîêàçàòåëè êà÷åñòâà ýëåêòðîýíåðãèè â ýëåêòðè÷åñêèõ ñåòÿõ, íàõîäÿùèõñÿ â ñîáñòâåííîñòè ïîòðåáèòåëåé ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè, ðåãëàìåíòèðóþòñÿ îòðàñëåâûìè ñòàíäàðòàìè è èíûìè íîðìàòèâíûìè äîêóìåíòàìè. Îíè íå äîëæíû áûòü íèæå íîðì ÏÊÝ, óñòàíîâëåííûõ íàñòîÿùèì ñòàíäàðòîì â òî÷êàõ îáùåãî ïðèñîåäèíåíèÿ. Ïðè îòñóòñòâèè îòðàñëåâûõ ñòàíäàðòîâ è èíûõ íîðìàòèâíûõ äîêóìåíòîâ íîðìû íàñòîÿùåãî ñòàíäàðòà ÿâëÿþòñÿ îáÿçàòåëüíûìè äëÿ ýëåêòðè÷åñêèõ ñåòåé ïîòðåáèòåëåé ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè.
Ñòàíäàðòîì óñòàíîâëåíû íîðìàëüíî äîïóñòèìûå è ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå çíà÷åíèÿ ÏÊÝ. Ïîêàçàòåëÿìè êà÷åñòâà ýëåêòðîýíåðãèè ÿâëÿþòñÿ ðàññìîòðåííûå íèæå ïàðàìåòðû.
1. Îòêëîíåíèå íàïðÿæåíèÿ
Îòêëîíåíèå íàïðÿæåíèÿ δUy (ðèñ. 2.3) õàðàêòåðèçóåòñÿ ïîêàçàòåëåì óñòàíîâèâøåãîñÿ îòêëîíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ, äëÿ êîòîðîãî îïðåäåëåíû íîðìàëüíî äîïóñòèìûå è ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå çíà÷åíèÿ óñòàíîâèâøåãîñÿ îòêëîíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ δUy íà âûâîäàõ ïðèåìíèêîâ ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè, ðàâíûå ñîîòâåòñòâåííî ±5 è ±10% îò íîìèíàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè.
2. Êîëåáàíèÿ íàïðÿæåíèÿ
Êîëåáàíèÿ íàïðÿæåíèÿ (ðèñ. 2.3) õàðàêòåðèçóþòñÿ ñëåäóþùèìè ïîêàçàòåëÿìè:
- ðàçìàõîì èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ δUt;
- äîçîé ôëèêêåðà Pt — ìåðîé âîñïðèèì÷èâîñòè ÷åëîâåêà ê âîçäåéñòâèþ ôëèêêåðà (ñóáúåêòèâíîå âîñïðèÿòèå ÷åëîâåêîì êîëåáàíèé ñâåòîâîãî ïîòîêà èñêóññòâåííîãî îñâåùåíèÿ, âûçâàííîãî êîëåáàíèÿìè íàïðÿæåíèÿ) çà óñòàíîâëåííûé ïðîìåæóòîê âðåìåíè.
Ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå çíà÷åíèÿ ðàçìàõà èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ δUt íîñÿò äîñòàòî÷íî ñëîæíóþ ôóíêöèîíàëüíóþ çàâèñèìîñòü îò ÷àñòîòû ïîâòîðåíèÿ è ôîðìû îãèáàþùåé. Äàííûå çàâèñèìîñòè ïðèâîäÿòñÿ â ÃÎÑÒ 13109-97.
Äëÿ èíôîêîììóíèêàöèîííûõ ñèñòåì çíà÷èìûì ÏÊÝ ÿâëÿþòñÿ êîëåáàíèÿ íàïðÿæåíèÿ, ïîñêîëüêó èìåííî îíè îêàçûâàþò âîçäåéñòâèå íà îáîðóäîâàíèå. Äîçà ôëèêêåðà ÿâëÿåòñÿ ïðîèçâîäíîé âåëè÷èíîé îò êîëåáàíèé íàïðÿæåíèÿ. Ìåòîäèêè ðàñ÷åòà è ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå çíà÷åíèÿ äîçû ôëèêêåðà ïðèâîäÿòñÿ â ÃÎÑÒ 13109-97.
Ðèñ. 2.3. Îòêëîíåíèå, êîëåáàíèå, ïåðåíàïðÿæåíèå è ïðîâàë íàïðÿæåíèÿ
Ïðåäåëüíî äîïóñòèìîå çíà÷åíèå ñóììû óñòàíîâèâøåãîñÿ îòêëîíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ δUy è ðàçìàõà èçìåíåíèé íàïðÿæåíèÿ δUt â òî÷êàõ ïðèñîåäèíåíèÿ ê ýëåêòðè÷åñêèì ñåòÿì íàïðÿæåíèåì 0,38 ê ðàâíî ±10% îò íîìèíàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ.
3. Íåñèíóñîèäàëüíîñòü íàïðÿæåíèÿ
Íåñèíóñîèäàëüíîñòü íàïðÿæåíèÿ (ðèñ. 2.4) õàðàêòåðèçóåòñÿ ñëåäóþùèìè ïîêàçàòåëÿìè:
- êîýôôèöèåíòîì èñêàæåíèÿ ñèíóñîèäàëüíîñòè êðèâîé íàïðÿæåíèÿ ÊU;
- êîýôôèöèåíòîì n-é ãàðìîíè÷åñêîé ñîñòàâëÿþùåé íàïðÿæåíèÿ ÊU(n) Íîðìàëüíî äîïóñòèìûå è ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà èñêàæåíèÿ ñèíóñîèäàëüíîñòè êðèâîé íàïðÿæåíèÿ äîëæíû áûòü íå áîëåå 8% â òî÷êàõ îáùåãî ïðèñîåäèíåíèÿ ê ýëåêòðè÷åñêèì ñåòÿì ñ íîìèíàëüíûì íàïðÿæåíèåì 0,38 ê è äëÿ ñåòåé 6.. .20 ê — íå áîëåå 5%.
Íîðìàëüíî äîïóñòèìûå çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà n-é ãàðìîíè÷åñêîé ñîñòàâëÿþùåé íàïðÿæåíèÿ â òî÷êàõ îáùåãî ïðèñîåäèíåíèÿ ê ýëåêòðè÷åñêèì ñåòÿì ñ ðàçíûì íîìèíàëüíûì íàïðÿæåíèåì UH0M ïðèâåäåíû â òàáë. 2.3.
Ðèñ. 2.4. Íåñèíóñîèäàëüíîñòü íàïðÿæåíèÿ
Òàáëèöà 2.3. Íîðìàëüíî äîïóñòèìûå çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà n-é ãàðìîíè÷åñêîé ñîñòàâëÿþùåé íàïðÿæåíèÿ
Ñâîéñòâà ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè |
Ïîêàçàòåëü ÊÝ |
Íàèáîëåå âåðîÿòíûå âèíîâíèêè óõóäøåíèÿ ÊÝ |
Îòêëîíåíèå íàïðÿæåíèÿ (ðèñ. 2.3) |
Óñòàíîâèâøååñÿ îòêëîíåíèå íàïðÿæåíèÿ 8Uy |
Ýíåðãîñíàáæàþùàÿ îðãàíèçàöèÿ |
Êîëåáàíèÿ íàïðÿæåíèÿ (ðèñ. 2.3) |
Ðàçìàõ èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ δUt Äîçà ôëèêêåðà Pt |
Ïîòðåáèòåëü ñ ïåðåìåííîé íàãðóçêîé |
Íåñîíóñîèäàëüíîñòü íàïðÿæåíèÿ (ðèñ. 2.4) |
Êîýôôèöèåíò èñêàæåíèÿ ñèíóñîèäàëüíîñòè êðèâîé íàïðÿæåíèÿ ÊU
Êîýôôèöèåíò n-é ãàðìîíè÷åñêîé ñîñòàâëÿþùåé íàïðÿæåíèÿ ÊU(n) |
Ïîòðåáèòåëü ñ íåëèíåéíîé íàãðóçêîé |
Íåñèììåòðèÿ òðåõôàçíîé ñèñòåìû íàïðÿæåíèé |
Êîýôôèöèåíò íåñèììåòðèè íàïðÿæåíèé ïî îáðàòíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè Ê2U
Êîýôôèöèåíò íåñèììåòðèè íàïðÿæåíèé ïî íóëåâîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè Ê0U |
Ïîòðåáèòåëü ñ íåñèììåòðè÷íîé íàãðóçêîé |
Îòêëîíåíèå ÷àñòîòû |
Îòêëîíåíèå ÷àñòîòû ∆f |
Ýíåðãîñíàáæàþùàÿ îðãàíèçàöèÿ |
Ïðîâàë íàïðÿæåíèÿ (ðèñ. 2.3) |
Äëèòåëüíîñòü ïðîâàëà íàïðÿæåíèÿ ∆ tn |
Ýíåðãîñíàáæàþùàÿ îðãàíèçàöèÿ |
Èìïóëüñ íàïðÿæåíèÿ (ðèñ. 2.5) |
Èìïóëüñíîå íàïðÿæåíèå Uèìï |
Ýíåðãîñíàáæàþùàÿ îðãàíèçàöèÿ |
Âðåìåííîå ïåðåíàïðÿæåíèå (ðèñ. 2.3) |
Êîýôôèöèåíò âðåìåííîãî ïåðåíàïðÿæåíèÿ KnepU |
Ýíåðãîñíàáæàþùàÿ îðãàíèçàöèÿ |