Электрическая энергия является таким же товаром, как и продукты в магазине. А поэтому требует оценки собственного качества.
К чему может привести потребление некачественной электроэнергии? Электроприборы могут преждевременно выйти из строя, если для их питания используется напряжение повышенной или пониженной величины. А мерцание осветительных приборов в итоге скажется на вашем зрении.
Нормативная документация
Все виды продукции выпускаются в соответствии с государственными стандартами. Электрическая энергия не является исключением, для нее существует ГОСТ 32144-2013 под названием «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».
Стандарт этот дает понятие о том, какие процессы и события нужно анализировать, чтобы дать качеству количественную оценку.
Такой величиной, измеряемой и анализируемой, является напряжение. Точнее – его величина, частота и форма кривой, которая, как известно, в сетях переменного тока представляет собой синусоиду.
Отклонение частоты
Здесь сразу следует отметить, что в единой системе энергоснабжения какие-либо серьезные отклонения частоты от 50 Гц возможны только в результате масштабных аварий. Но, тем не менее, ГОСТом предусмотрен критерий: в течение недели 95% времени отклонение не должно быть более ±0,2 Гц, а за весь этот интервал – ±0,4 Гц.
Но при питании потребителя от автономных генераторов, не имеющих средств для столь точного поддержания частоты в сети, требования смягчаются: ±1 Гц и ±5 Гц соответственно.
Медленные изменения напряжения
Медленными называют изменения, длительность которых происходят на время, более 1 минуты. Это как раз вписывается в концепцию включенного чайника. Закипел, отключился – возмущение прекратилось, свет снова горит ярко. Знакомая картина?
При измерениях определяется количество времени, в которое напряжение было выше или ниже 10% от стандартного номинального. Для бытовых сетей это 220 или 380 В. Данные усредняются с дискретностью в 10 минут, а измерения производят в течение недели.
Колебания напряжения
Этот параметр тоже характеризует изменения величины напряжения, но только те, которые происходят за интервал менее 1 минуты.
Для оценки качества напряжения по этому параметру используют понятие фликера. Физический смысл в его в том, что он характеризует зрительные ощущения человека от восприятия мерцания источника света.
Различают кратковременную (измеренную в интервале времени 10 минут) и длительную (в интервале 2 часов) дозу фликера. Их величины, наблюдаемые в интервале в 1 неделю, не должны быть соответственно больше 1,38 и 1,0. Расчет ведется по довольно сложным формулам.
Одиночные быстрые изменения напряжения
Если колебания, характеризующиеся понятием фликера, носят периодический характер, то одиночные колебания – случайный. Связаны эти изменения с переключениями в электроустановках или с какими-то неисправностями, например, далекими короткими замыканиями в системе энергоснабжения.
Относят их к провалам напряжения или перенапряжениям.
Несинусоидальность
Мы все больше обрастаем электроникой. Вот и источники света стали светодиодными. Но полупроводниковые приборы потребляют не синусоидальный, а импульсный ток. Что не может не сказаться на форме кривой напряжения во всей сети.
В результате в ней появляются гармоники – общая форма кривой напряжения раскладывается на основную с частотой 50 Гц, и дополнительные – с частотами, большими 50 в 1, 2, 3 и более раз.
Работа электрооборудования не рассчитана на наличие гармоник. При превышении их уровня те же самые полупроводниковые электроприборы, из-за которых появляются гармоники, от них же и страдают.
Несимметрия напряжений
Наши бытовые приборы потребляют, в основном, напряжение 220 В, то есть – являются однофазными потребителями. Но сети снабжения все трехфазные. И если нагрузка по фазам распределена неравномерно, то напряжения в этих фазах оказывается разное.
А вот для трехфазных потребителей такие перекосы не допустимы. Поэтому значение такого параметра, как коэффициент несимметрии, регламентирован ГОСТом и оценивается при измерении параметров качества.
Случайные события
Все описанные выше характеристики происходят систематически. Но есть ряд процессов, которые случаются редко. К ним относятся:
-Прерывание напряжения. Напряжение может исчезнуть из-за аварий или быть отключено при проведении плановых ремонтных работ.
– Провалы напряжения. Связаны с короткими замыканиями, подключениями мощных нагрузок.
– Перенапряжения. Причина – переключения, резкие отключения нагрузки, замыкания на землю, обрывы нейтральных проводников.
– Импульсные перенапряжения. В основном – воздействие молний.
Измерения качества электроэнергии
Измерения производятся на протяжении интервала не менее недели. При этом накапливаемая информация сохраняется, а затем – анализируется специалистами. Приборы для реализации этой задачи называются анализаторами качества и стоят неплохих денег. А сам процесс измерения и заключение о его результатах проводят специально обученные люди из электротехнических лабораторий.
