5.2 Качество электроэнергии

С эволюционным изменением техники изменяются и требования к электромагнитной обстановке, естественно в сторону ужесточения. Так наш стандарт на качество электроэнергии, ГОСТ 13109 от 1967 года, с развитием полупроводниковой техники был пересмотрен в 1987 году, а с развитием микропроцессорной техники пересмотрен в 1997 году.

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.

Таблица 7 Показатели качества электроэнергии

	Наименование ПКЭ	Наиболее вероятная причина
Отклонение напряжения
δUy	установившееся отклонение напряжения	график нагрузки потребителя
Колебания напряжения
δUt	Размах изменения напряжения	Потребитель с резкопеременной нагрузкой
Pt	доза фликера
Несимметрия напряжений в трёхфазной системе
K2U	коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности	потребитель с несимметричной нагрузкой
K0U	коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности
Несинусоидальность напряжения
KU	коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения	потребитель с нелинейной нагрузкой
KU(n)	Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения
Прочие
Δf	отклонение частоты	особенности работы сети, климатические условия или природные явления
ΔtП	длительность провала напряжения
Uимп	импульсное напряжение
KперU	коэффициент временного перенапряжения

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 соседние потребители. Потери напряжения на участке электрической сети (k) определяются выражением:

ΔU_k = (P_k·R_k + Q_k·X_k) / U_ном , (25)

Здесь активное (R) и реактивное (X) сопротивление k-го участка сети, практически постоянны, а активная (P) и реактивная (Q) мощность, протекающие по k-му участку сети — переменны, и характер этих изменений влияет на формирование электромагнитных помех:

– при медленном изменении нагрузки в соответствии с её графиком отклонение напряжения;

– при резкопеременном характере нагрузки — колебания напряжения;

– при несимметричном распределении нагрузки по фазам электрической сети — несимметрия напряжений в трёхфазной системе;

– при нелинейной нагрузке — несинусоидальность формы кривой напряжения.

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

Все прочие явления, ухудшающие качество электрической энергии, зависят 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 (UPS).

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.

Для непрерывного мониторинга качества электроэнергии, требуется включение приборов качества в АСКУЭ. Между тем есть приборы, одновременно выполняющие функции счетчика электроэнергии, прибора контроля качества и биллинговой системы, рассчитывающей сумму, подлежащую к оплате с учётом скидок и надбавок за качество.