Свойства, показатели и наиболее вероятные источники ухудшения качества электрической энергии

Свойства электрической энергии	Наименование показателей КЭ	Наиболее вероятные источники ухудшения КЭ
1. Отклонение напряжения	1. Установившееся отклонение напряжения	Энергоснабжающая организация
2. Колебания напряжения	2. Размах изменения напряжения 3. Доза фликера	Потребитель с переменной нагрузкой
3. Несинусоидальность напряжения	4. Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения 5. Коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения	Потребитель с нелинейной нагрузкой
4. Несимметрия трехфазной системы напряжений	6. Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности 7. Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности	Потребитель с несимметричной нагрузкой
5. Отклонение частоты	8. Отклонение частоты	Энергоснабжающая организация
6. Провал напряжения	9. Длительность провала напряжения	Энергоснабжающая организация
7. Импульс напряжения	10. Импульсное напряжение	Энергоснабжающая организация
8. Временное перенапряжение	11. Коэффициент временного перенапряжения	Энергоснабжающая организация

значения показателей КЭ не должны превышать предельно допускаемых норм, а в течение 95% времени каждых суток значения показателей КЭ не должны превышать нормально допускаемых норм.

Способы расчета и методы определения показателей КЭ и вспомогательных параметров определяются ГОСТ 13109.

1. Установившееся отклонение напряжения вычисляют

где U _у – для электрических сетей однофазного тока – действующее значение напряжения основной частоты (50 Гц); для электрических сетей трехфазного тока – действующее значение междуфазного напряжения основной частоты или действующее значение напряжения прямой последовательности основной частоты, определяемое по междуфазным напряжениям;

U _ном – номинальное напряжение, В, кВ.

2. Размах изменения напряжения есть величина, равная разности между максимальным и минимальным значениями огибающей среднеквадратичных значений напряжения в течение продолжительности одиночного изменения напряжения,

где U_i, U_{i+ 1} – значения следующих друг за другом экстремумов или экстремума и горизонтального участка огибающей действующих (среднеквадратичных) значений напряжения основной частоты, определенных на каждом полупериоде основной частоты, В, кВ (рис. 7.2).

Предельно допускаемые значения размаха изменения напряжения, в зависимости от частоты повторения изменения напряжения или интервала между изменениями напряжения, равны значениям, определяемым по кривой 1, рис. 7.3, а для потребителей, располагающих лампами накаливания в помещениях, – по кривой 2.

Частота повторения изменения напряжения определяется

где Т – интервал времени измерения, принимаемый равным 10 мин;

m – число изменений напряжения за время Т.

Интервал времени между изменениями напряжения

где t_i, t_{i+ 1} – начальные моменты следующих друг за другом изменений напряжения, с, мин.

3. Доза фликера P_t. Фликер есть субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети, питающей эти источники. Соответственно, доза фликера есть мера восприимчивости человека к воздействию фликера за установленный промежуток времени.

Дозу фликера измеряют с помощью фликерметра – прибора, в котором моделируется кривая чувствительности (амплитудно-частотная характеристика) органа зрения человека. Различают кратковременную (Р_St) дозу фликера и длительную (P_Lt). Кратковременную дозу фликера определяют на интервале времени наблюдения 10 мин, а длительную – на интервале 2 ч. Качество электроэнергии по дозе фликера будет соответствовать требованиям ГОСТ, если кратковременная и длительная дозы фликера не превышают предельно допустимых значений соответственно 1,38 и 1,0. Фактические дозы фликера определяют замерами в течение 24 ч или расчетом по методическим указаниям ГОСТ.

4. Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения определяется

где U _{( n )} – действующее значение n -й гармонической составляющей напряжения, В, кВ;

n – порядок гармонической составляющей напряжения;

N – порядок последней из учитываемых гармонических составляющих напряжения.

Допускается при определении данного показателя не учитывать гармонические составляющие порядка n > 40.

5. Коэффициент n -й гармонической составляющей напряжения определяется

6. Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности определяется

где U ₂₍₁₎– действующее значение напряжения обратной последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений, В, кВ.

7. Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности определяется

где U ₀₍₁₎ – действующее значение напряжения нулевой последовательности основной частоты, В, кВ;

U _{ном. ф} – номинальное значение фазного напряжения, В, кВ.

8. Отклонение частоты определяется

где f – фактическое значение частоты;

f _ном – номинальное значение частоты.

9. Длительность провала напряжения D t _п. Провал напряжения есть внезапное понижение напряжения в точке электрической сети ниже 0,9 U _ном, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня через промежуток времени от десяти миллисекунд до нескольких десятков секунд. Соответственно, длительность провала напряжения есть интервал времени между начальным моментом провала напряжения и моментом восстановления напряжения до первоначального или близкого к нему уровня (рис. 7.4, а):

D t _п = t _к – t _н.

Длительность провала характеризуется также глубиной и частостью появления провала.

Глубина провала напряжения определяется

где U _мин – минимальное значение огибающей действующих (среднеквадратичных) значений напряжения в течение провала напряжения.

Частость появления провалов напряжения есть количество провалов определенной глубины и длительности за определенный промежуток времени к общему числу провалов за этот же промежуток времени

где m (dU _п, D t _п) – число провалов напряжения глубиной dU _п и длительностью D t _п за рассматриваемый период времени наблюдения Т;

М – суммарное число провалов за время Т.

10. Импульсное напряжение U _имп. Импульс напряжения есть резкое изменение напряжения в точке электрической сети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд. Импульсное напряжение есть максимальное мгновенное значение импульса напряжения (рис. 7.4, б). Импульсное напряжение характеризуется длительностью импульса по уровню 0,5 его амплитуды, которая определяется (рис. 7.4, в)

D t _{имп. 0,5} = t _к.0,5 – t _н.0,5 ,

где t _к.0,5 – время от начала импульса до достижения ниспадающей частью импульса значения 0,5 U _имп.а;

t _н.0,5 – время от начала импульса до достижения фронтовой частью импульса значения 0,5 U _имп.а.

11. Коэффициент временного перенапряжения определяется

где U _{а. макс} – максимальное из измеренных амплитудное значение напряжения при резком превышении уровня напряжения, равного

Таблица 7.2