Показники якості електроенергії

Управління режимами енергосистем повинно забезпечити виконання трьох основних вимог до режимів: економічність роботи енергосистеми, надійність електропостачання споживачів, нормативна якість електроенергії.
Споживачі електроенергії і апарати впливають на режим роботи мережі і через мережу один на іншого. Слід відзначити, що термін "якість електроенергії" не відбиває факту впливу на нього споживачів електроенергії і більшістю людей, в першу чергу не спеціалістів, сприймається як поняття, яке характеризує якість продукції що поставляється, при невідповідності якого претензія пред’являється тільки до організації що постачає електроенергію. Більш правильний термін – електромагнітна сумісність обладнання. Цей термін підкреслює відмічену специфіку електропостачання і його використано в міжнародних документах. Він одержав відбиття у назві ТК 77 "Електромагнітна сумісність обладнання, включаючи електричні мережі". Під електромагнітною сумісністю (ЕМС) розуміють здатність обладнання нормально функціонувати в його електромагнітному середовищу і при цьому не створюючи недопустимих перешкод для іншого обладнання, яке функціонує в цьому же середовищу.

Різниця термінів що використовуються пояснюється тим, що в країнах СНГ на протязі значного терміну першочергова увага приділялась нормалізації положення рівнів частоти і напруги, тобто тим параметрам, які дійсно практично повністю залежать від діяльності енергопостачальних організацій. Термін "якість електроенергії" для цих параметрів адекватно відбиває суть питання.
Для нормалізації якості електроенергії важливе значення має організація апаратного контролю показників якості електроенергії (ПЯЕ), організаційний і економічний механізм впливу на винуватця погіршення якості електроенергії, розробка методів та технічних способів усунення спотворень. В силу взаємного впливу споживачів одного на іншого важливе значення має вірне формулювання умов приєднання до мережі нових споживачів, що робить необхідною наявність

методів і програм розрахунку ПЯЕ на ПОЕМ. Так як практично усі технічні засоби підвищення якості електроенергії мають у своєму складі реактивні елементи і тому впливають на баланс реактивної потужності у мережі, то необхідний комплексний аналіз цих питань.
Основними типами спотворень в електричних мережах є:

- вищі гармоніки, частота яких кратна основній частоті;

- інтергармоніки –гармоніки, частота яких некратна основній частоті;

- коливання напруги;

- короткочасні провали напруги, амплітуда яких перевищує 10 % і може досягати 100 % (перерва живлення);

- несиметрія напруги (у трьохфазних системах);

- сигнали систем управління, які передаються по дротам ліній електропередач;

- зміни частоти;

- компоненти постійного струму (різні перетворювачі).

Стан якості електричної енергії.

Розвиток суспільства супроводжується зростаючим споживанням електричної енергії.

Інтенсифікація виробництва, розвиток електротехнологій обумовлюють різкий зріст енергоємності і концентрації навантажень. Наприклад навантаження сучасного прокатного стану складає 150-200 МВт, а навантаження виробництва хлору та каустика на хімічних заводах досягло 50-80 МВт. Електричне навантаження підприємств основних галузей народного господарства в цілому досягло: у чорній металургії 700-1000 МВт; хімічній та для переробки нафти 200-600 МВт; машинобудуванні 100-300 МВт; цвітній промисловості 100-800 МВт.
Відбувається якісна та кількісна еволюція промислових споживачів. Зростає кількість нелінійних, несиметричних, різко змінних промислових споживачів електричної енергії. Це і напівпровідникові перетворювачі значної потужності у прокатному виробництві металургійних підприємств (тиристорні перетворювачі на 10 000 А і 1050 В), у електролізі. Ці споживачі не тільки впливають на форму

кривої напруги, але й споживають значну реактивну потужність (tgj=2.4-2.0).
У електросталеплавильних цехах використовують ДСП з пічними трансформаторами потужністю 63-160 МВА. Дугові електричні печі це різко змінні, нелінійні навантаження. Вони також споживають значні кількості реактивної потужності (tgj=0,88).

Поліпшення якості сталі забезпечується за допомогою установок електрошлакового переплаву, які споживають 5-10 МВА. Ці установки також є несиметричним навантаженням для мережі.

Синхронні двигуни 10-20 МВА з тиристорними перетворювачами є головними приводами прокатних станів, це споживачі з ударним нелінійним навантаженням. Нові споживачі викликають погіршення.

Структурна перебудова енергетики, створення енергетичного ринку, втілення енергозберігаючих технологій привели до нових взаємовідношень між персоналом електростанцій, електричних мереж та споживачами. Ущерби від перерви електропостачання, причини виходу параметрів по якості електроенергії за нормовані значення та пов’язаний з цим ущерб ці питання стали не абстрактними. Збитки повинні компенсувати чиновники. Все це потребує комплексного підходу до проблеми якості енергії.