Качество поставляемой энергии представляет собой совокупность основных параметров сети. Эксплуатационные характеристики электроэнергии регламентируются руководящими документами и обеспечиваются высокотехнологичным генерирующим и трансформирующим оборудованием. В качестве основных характеристик сети можно назвать:
Параметры регламентируются нормативными документами, которые отвечают следующим условиям:
Если параметры сети имеют большие отклонения от регламентированных, то для корректировки напряжения и повышения качества электроэнергии применяются специальные устройства.
На рисунке 1 показаны нормальные и предельные отклонения.
Перепады напряжения
Перепады напряжения являются величиной, обеспечивающей стабильную работу электрооборудования.
Этот параметр качества электроэнергии должен отвечать следующим требованиям:
Допустимыми признаются колебания, отвечающие условиям +/- 5% от номинального значения. При этом увеличение отклонений говорит о снижении показателей качества электроэнергии.
Максимально разрешенные значения находятся в пределах +/- 10%, при которых допускается нормальная эксплуатация оборудования. Если происходит отклонение амплитуды более 10%, это является критическим значением, а для нормальной работы электрооборудования и сохранения высокого качества электроэнергии требуются стабилизаторы.
Изменение частоты
Частота является второй величиной, которая определяет качество электроэнергии. Стандартами установлена частота питающей электросети равной 50 Гц.
Нормативами определены отклонения частоты равной 2%, при этом предельные показатели равны 4%. Превышение максимально допустимых значений приводит к выходу из строя импульсных блоков питания, а также перебоям в работе электрогенераторов и падению качества электроснабжения.
Доза фликера
Показатели качества электроэнергии характеризуются дозой фликера.
Для нее характерны следующие условия:
Описанный эффект показывает нестабильную работу электросети. Для уменьшения влияния на электрическую сеть повышают токи короткого замыкания и уменьшают пусковые токи силовых электроустановок – качество электроэнергии улучшается.
Коэффициент эпизодического перенапряжения
Временное перенапряжение характеризуется импульсным повышением напряжения, превышающим 10% от номинального. Оно происходит при возникновении в электрической сети нестандартных ситуаций, например, короткое замыкание снижает качество электроэнергии.
Электрические сети отличаются стабильностью колебаний. При идеальных условиях ее можно описать синусоидальной зависимостью, амплитуда которой находится в определенных рамках.
Коэффициент временного перенапряжения характеризуется величиной определяющей качество электроэнергии, представляет линейную зависимость и иллюстрирует изменение колебаний за единицу времени. При проведении расчетов подсчитывают количество импульсных изменений напряжения в минуту, час или другой промежуток времени.
Провалы напряжения
Импульсное понижение напряжения в питающей сети для оценки качества электроэнергии проверяют с помощью специальных исследований. Периодичность и методика регламентируется ПУЭ. Эти явления зависят от параметров питающей сети и подключенного оборудования.
Резкое понижение вызывают несколько причин, которыми являются:
На рисунке 2 показана характеристика провалов напряжения.
Возникновение провалов в сети не позволяет эффективно использовать электрооборудование, а при включении одномоментно нескольких потребителей, электрооборудованию приходится дольше выходить на рабочий режим.
Низкое качество электроэнергии не лучшим образом отражается на оборудовании и электросети. Для уменьшения влияния провалов устанавливаются устройства стабилизации.
Импульсное напряжение
Возникновение внезапного скачка вольтамперной характеристики в сети определяется импульсным напряжением. Оно с большой долей вероятности способно вывести из строя большинство видов оборудования, которое использует микропроцессорную технику и относится к высокочувствительным приборам. Для уменьшения рисков отказа оборудования из-за плохого качества электроэнергии блоки питания оборудуются сглаживающими фильтрами.
Импульсное напряжение отвечает следующим параметрам:
Время воздействия импульса описывается нелинейной зависимостью амплитуды напряжения и времени в соотношении 1:2.
Возникновение импульсного перенапряжения сопровождается погодными аномалиями, например, при ударах молнии в электросети – они тоже влияют на качество электроэнергии. В этом случае скачки напряжения в стандартной бытовой сети могут достигать 6000 В.
Для снижения риска повреждения электрооборудования, сети защищают разрядниками, способными нивелировать последствия всплеска.
Перекос фаз
Перекос фаз вызывает отклонение симметрии в трехфазных сетях – это тоже показатель проблем с качеством электроэнергии. При этом происходит отклонение амплитуды напряжения по фазам или углы не эквивалентны друг другу. Подобные нарушения приводят к возникновению уравнительных токов, перекосу напряжения по фазам, что представляет опасность для электрооборудования.
Изменение синусоидальной формы напряжения
Считается, что стабильность сети обеспечивается синусоидальным напряжением с отклонениями, не превышающими значения +/- 10%. Однако, при подключении к сети электрооборудования возникают следующие явления.
Происходят изменения синусоидальной зависимости частоты тока от напряжения во временном промежутке. Что способно вызвать отрицательные моменты на валах электросиловых установок. Такое явление способно вызвать некоторое силовое оборудование, например, сварочные автоматы.
Перенапряжение
Длительное воздействие повышенного напряжения в электросети способно не только вывести оборудование из строя. Оно чревато перегревом кабелей и проводов, что приводит к ускоренному старению или оплавлению изоляции и возникновению пробоя.
Причинами, вызывающими перенапряжение и ухудшение качества электроэнергии, могут стать:
Виды отклонений качества электросети
Описанные показатели качества электроэнергии могут колебаться в пределах допуска. Это гарантирует соответствие электрической сети требования ПУЭ.
При этом отклонения подразделяются на:
Изменение показателей качества сети меняется со временем. Происходит старение изоляции, меняется нагрузка и т.п.
Для обеспечения высокого качества электроэнергии необходимо ежегодно проводить исследования показателей сети. Что регламентировано отраслевыми, межведомственными нормами и ПУЭ.
