Многое в нашем мире определяется качеством: мы обращаем внимание на качество при выборе подарка, телефона, автомобиля, лечения, питания... Нередко задумываются и о качестве не столь очевидных вещей: воды, воздуха, услуг. Поэтому неудивительно, что в электроэнергетике существуют характеристики, описывающие качество электроэнергии. Сколько вольт должно быть в розетке? Что будет, если энергия низкого качества? Давайте узнаем.
Прежде всего, заглянем в стандарт, который определяет нормы качества электрической энергии в различных системах электроснабжения. Для стран СНГ это ГОСТ 32144-2013, для Европы - EN 50160:2010/A3:2019. Примечательно, что эти документы описывают качество электроэнергии как в обычных сетях подсоединенных к общей энергосистеме, так и в изолированных сетях, примером которых служит местная электростанция, снабжающая электричеством предприятие, не связанное с общей энергосистемой.
Перечислим ниже пять стандартных характеристик, определяющих качество электроэнергии.
- Отклонение частоты сети от номинальной
- Изменения напряжения длительностью более 1 минуты (медленные)
- Изменения напряжения длительностью менее 1 минуты, к которым относится и фликер
- Отклонение формы напряжения от синусоиды (несинусоидальность)
- Несимметрия напряжений (для трехфазных сетей и систем)
Более детально рассмотрим каждую характеристику и узнаем о том, как несоответствие требованиям может выглядеть на практике.
- Отклонение частоты. В каждой стране существует стандартное значение для частоты переменного тока в энергосистеме. Для некоторых стран это 50 гц, для других—60, при этом в каждой стране для отдельной отрасли могут стандартизироваться свои значения частоты. Отклонение частоты, выходящее за 10%, ведет к изменению скорости вращения электродвигателей, к изменению показаний времени на часах, которые синхронизирую время с частотой сети.
Интересный факт: в железнодорожной электроэнергетической системе значения частоты могут составлять 16,67 Гц в СНГ и Европе, или 25 Гц в Америке.
- Медленные изменения напряжения. Тот самый случай, когда напряжение просело надолго, например, из-за работы слишком большой нагрузки (электрочайника). Такое несоответствие ведет к снижению эффективности и мощности электрооборудования. В розетке должно быть номинальное значение напряжения– 230 В, в бытовых трехфазных сетях - 400 В. Частые отклонения в любую сторону более чем на 10% требуют проверки.
- Колебания напряжения. Если медленные изменения так и именуются, то быстрые изменения принято называть колебаниями. Как и в предыдущем случае, допускается отклонение на 10 процентов в любую сторону. Частые колебания ведут не только к снижению эффективности производства, но и к видимому эффекту - фликеру, то есть миганию источников света. У людей фликер вызывает усталость и снижает внимание.
- Несинусоидальность напряжения. Более подробно об этом рассказывалось в одной из наших предыдущих статей. Скажем лишь, что сильное отклонение формы напряжения от синусоиды вызвано наличием гармоник и ведет к сбою в работе или выходу из строя цифровых приборов, перегреву нулевого провода, поломке двигателей, трансформаторов, светильников, и прочего оборудования, а также к ложному срабатыванию автоматов и другой защиты.
- Несимметрия напряжений. Как известно, электрическая энергия распределяется с помощью трехфазных сетей. Сам принцип работы трехфазных сетей основан на понятии о симметрии напряжений: трехфазные сети проектируются с учетом того, что напряжение каждой фазы одинаково по амплитуде и имеет соответствующий сдвиг по фазе. Несимметрия напряжений ведет к нагреву нулевого провода, снижению работы электродвигателей, трансформаторов, и другого трёхфазного оборудования.
На предприятиях замеры качества электроэнергии можно проводить с помощью приборов АСКУЭ, производящих учет расхода энергии и измерение параметров, определяющих ее качество. Некоторые модели позволяют просматривать данные измерений удаленно, с рабочего компьютера или приложения в смартфоне.
Тактика борьбы с каждым перечисленным выше негативным эффектом зависит от множества различных факторов: системы заземления, установленного оборудования и пропорции каждого отдельного вида электроустановок в общем объеме: например, сколько мощности потребляют конденсаторы, электронная техника, асинхронные двигатели, и так далее. Энергонадзор может предпринять санкции за низкое качество электроэнергии на предприятии. Как же понять, почему происходят колебания или несимметрия напряжения?
Разобраться помогут специалисты лаборатории электрофизических измерений (ЭФИ), которые исследуют состояние сетей, аппаратов защиты, и работоспособность системы заземления с помощью продвинутого измерительного оборудования. Аккредитованная лаборатория ЭФИ «ТМРсла-М» имеет богатый опыт работы по всем видам измерений и готова помочь обеспечить наивысшее качество энергии.
знакомству