Котнроль качества электроэнергии микроэлектронными приборами

 

Контроль  качества электроэнергии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

Введение 1 Основные задачи и виды контроля качества электроэнергии 2 Требования стандарта к контролю качества электроэнергии 3 Оценка качества электроэнергии с помощью цифровых средств измерений      3.1 Основные требования  к цифровым средствам измерений      3.2 Технические и конструктивные  требования к регистраторам              ПКЭ      Заключение      Список литературы      Приложение

3 5 9 11   11   13 17 19 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Контроль качества электрической  энергии подразумевает оценку соответствия показателей установленным нормам, а дальнейший анализ качества электроэнергии — определение стороны виновной в ухудшении этих показателей.

Определение показателей  качества электрической энергии  задача нетривиальная. Это оттого, что  большинство процессов, протекающих  в электрических сетях — быстротекущие, все нормируемые показатели качества электрической энергии не могут  быть измерены напрямую  — их необходимо рассчитывать, а окончательное заключение можно дать только по статистически  обработанным результатам. Поэтому, для  определения показателей качества электрической энергии, необходимо выполнить большой объём измерений  с высокой скоростью и одновременной  математической и статистической обработкой измеренных значений.

Наибольший поток измерений  необходим для определения несинусоидальности напряжения. Для определения всех гармоник до 40-й включительно и в пределах допустимых погрешностей, требуется выполнять измерения мгновенных значений трёх междуфазных напряжений 256 раз за период. А для определения виновной стороны, одновременно измеряются мгновенные значения фазных токов и фазовый сдвиг между напряжением и током, только в этом случае возможно определить с какой стороны и какой величины внесена та или иная помеха.

Первичная обработка измеренных напряжений и токов состоит из определения их гармонического состава, — по всем измеренным значениям  выполняется быстрое преобразование Фурье. Далее производится усреднение полученных значений на установленных  интервалах времени. ГОСТ 13109-97 потребовал вычислять средне­квадратичные значения, что привело к необходимости использования двухпроцессорных схем при построении приборов.

Наиболее сложная математика задействуется при оценке колебаний  напряжения. ГОСТ 13109-97 нормирует эти  явления для огибающей меандровой (прямоугольной) формы, а в сети колебания напряжения имеют случайный характер. Поэтому, приходится определять форму огибающей, по указанным в ГОСТе коэффициентам приведения пересчитывать кривую и только после этого определять показатели. При этом размах изменения напряжения и доза фликера считаются по-разному, в большинстве случаев требуется отдельный, специальный прибор — фликерметр.

Контролировать качество электрической энергии следует  с применением сертифицированных  приборов, обеспечивающих измерение  и расчёт всех необходимых параметров, для определения и анализа  качества электрической энергии.

Местом контроля качества электрической энергии являются точки общего присоединения потребителей к сетям общего назначения. В них  выполняют измерения энергоснабжающие организации. Потребители проводят измерения в собственных сетях в местах ближайших к этим точкам.

ГОСТом установлена периодичность контроля качества электроэнергии — один раз в два года для всех ПКЭ, и два раза в год для отклонения напряжения.

Существуют задачи непрерывного мониторинга качества электроэнергии, требующие включения приборов качества в АСКУЭ. Между тем есть приборы, одновременно выполняющие функции  счетчика электроэнергии, прибора контроля качества и биллинговой системы, рассчитывающей сумму, подлежащую к оплате с учётом скидок и надбавок за качество.

 

 

 

 

 

1 Основные задачи и виды контроля качества электроэнергии

 

 

Основными задачами контроля качества электроэнергии являются:

• Проверка выполнения требований стандарта в части эксплуатационного контроля ПКЭ в электрических сетях общего назначения;
• Проверка соответствия действительных значений ПКЭ на границе раздела сети по балансовой принадлежности значениям, зафиксированным в договоре энергоснабжения;
• Разработка технических условий на присоединение потребителя в части качества электроэнергии;
• Проверка выполнения договорных условий в части контроля электроэнергии с определением допустимого расчетного и фактического вкладов потребителя в ухудшение контроля электроэнергии;
• Разработка технических и организационных мероприятий по обеспечению контроля электроэнергии;
• Определение скидок (надбавок) к тарифам на электроэнергию за ее качество;
• Сертификация электрической энергии;
• Поиск “виновника” искажений ПКЭ.

В зависимости от целей, решаемых при контроле и анализе качества электроэнергии, измерения ПКЭ могут иметь четыре формы:

• диагностический контроль;
• инспекционный контроль;
• оперативный контроль;
• коммерческий учет.

Диагностический контроль качества электроэнергии. Основной целью диагностического контроля на границе раздела электрических сетей потребителя и энергоснабжающей организации является обнаружение “виновника” ухудшения качества электроэнергии, определение допустимого вклада в нарушение требований стандарта по каждому ПКЭ, включение их в договор энергоснабжения, нормализация качества электроэнергии.

Диагностический контроль должен осуществляться при выдаче и  проверке выполнения технических условий  на присоединение потребителя к  электрической сети, при контроле договорных условий на электроснабжение, а также в тех случаях, когда  необходимо определить долевой вклад  в ухудшение качества электроэнергии группы потребителей, присоединенных к общему центру питания. Диагностический контроль должен быть периодическим и предусматривать кратковременные (не более одной недели) измерения ПКЭ. При диагностическом контроле измеряют как нормируемые, так и ненормируемые ПКЭ, а также токи и их гармонические и симметричные составляющие и соответствующие им потоки мощности.

Если результаты диагностического контроля качества электроэнергии подтверждают “виновность” потребителя в нарушении норм качества электроэнергии, то основной задачей энергоснабжающей организации совместно с потребителем является разработка и оценка возможностей и сроков выполнения мероприятий по нормализации качества электроэнергии. На период до реализации этих мероприятий на границе раздела электрических сетей потребителя и энергоснабжающей организации должны применяться оперативный контроль и коммерческий учет качества электроэнергии.

На следующих этапах диагностических измерений качества электроэнергии контрольными точками должны быть шины районных подстанций, к которым подключены кабельные линии потребителей. Эти точки представляют также интерес для контроля правильности работы устройств РПН трансформаторов, для сбора статистики и фиксации провалов напряжения и временных перенапряжений в электрической сети. Тем самым контролируется работа уже существующих средств обеспечения качества электроэнергии: синхронных компенсаторов, батарей статических конденсаторов и трансформаторов с устройствами РПН, обеспечивающих заданные диапазоны отклонений напряжения, а также работа средств защиты и автоматики в электрической сети.

Инспекционный контроль качества электроэнергии осуществляется органами сертификации для получения информации о состоянии сертифицированной электроэнергии в электрических сетях энергоснабжающей организации, о соблюдении условий и правил применения сертификата, с целью подтверждения того, что качества электроэнергии в течение времени действия сертификата продолжает соответствовать установленным требованиям.

Оперативный контроль качества электроэнергии - необходим в условиях эксплуатации в точках электрической сети, где имеются и в ближайшей перспективе не могут быть устранены искажения напряжения. Оперативный контроль необходим в точках присоединения тяговых подстанций железнодорожного и городского электрифицированного транспорта, подстанций предприятий имеющих ЭП с нелинейными характеристиками. Результаты оперативного контроля должны поступать по каналам связи на диспетчерские пункты электрической сети энергоснабжающей организации и системы электроснабжения промышленного предприятия.

Коммерческий учет ПКЭ  – должен осуществляться на границе раздела электрических сетей потребителя и энергоснабжающей организации и по результатам его определяются скидки (надбавки) к тарифам на электроэнергию за ее качество.

Правовой и методической базой обеспечения коммерческого  учета качества электроэнергии в электрических сетях являются Гражданский кодекс Российской Федерации (ГК РФ), ч.2, ГОСТ 13109 – 97, Инструкция о порядке расчетов за электрическую и тепловую энергию (№449 от 28 декабря 1993г. Минюста РФ) .

Коммерческий учет качества электроэнергии должен непрерывно осуществляться в точках учета потребляемой электроэнергии как средство экономического воздействия на виновника ухудшения качества электроэнергии. Для этих целей должны применяться приборы, совмещающие в себе функции учета электроэнергии и измерения ее качества. Наличие в одном приборе функций учета электроэнергии и контроля ПКЭ позволит совместить оперативный контроль и коммерческий учет качества электроэнергии, при этом могут применяться общие каналы связи и средства обработки, отображения и документирования информации АСКУЭ .

Приборы коммерческого  учета качества электроэнергии должны регистрировать относительное время превышения нормально и предельно допустимых значений ПКЭ в точке контроля электроэнергии за расчетный период, которые определяют надбавки к тарифам для виновников ухудшения качества электроэнергии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Требования стандарта  к контролю качества электроэнергии

 

 

Контроль за соблюдением требований стандарта энергоснабжающими организациями и потребителями электрической энергии должны осуществлять органы надзора и аккредитованные испытательные лаборатории по качества электроэнергии.

Контроль качества электроэнергии в точках общего присоединения потребителей электрической энергии к системам общего назначения проводят энергоснабжающие организации (точки контроля выбираются в соответствии с нормативными документами). Периодичность измерений ПКЭ:

• для установившегося отклонения напряжения – не реже двух раз в год в зависимости от сезонного изменения нагрузок в распределительной сети центра питания, а при наличии автоматического встречного регулирования напряжения в центре питания не реже одного раза в год;
• для остальных ПКЭ – не реже одного раза в два года при неизменности схемы сети и ее элементов и незначительном изменении характера электрических нагрузок потребителя, ухудшающего качества электроэнергии.

Потребители электроэнергии, ухудшающие качества электроэнергии, должны проводить контроль в точках собственных сетей, ближайших к точкам общего присоединения указанных сетей к электрической сети общего назначения, а также на выводах приемников электрической энергии, искажающих качества электроэнергии.

Периодичность контроля качества электроэнергии устанавливает потребитель электрической энергии по согласованию с энергоснабжающей организацией.

Контроль качества электроэнергии, отпускаемой тяговыми подстанциями переменного тока в электрические сети напряжением 6 – 35 кВ, следует проводить:

• для электрических сетей 6 – 35 кВ, находящихся в ведении энергосистем, в точках присоединения этих сетей к тяговым подстанциям;
• для электрических сетей 6 – 35 кВ, не находящихся в ведении энергосистем, в точках, выбранных по согласованию между тяговыми подстанциями и потребителями электроэнергии, а для вновь строящихся и реконструируемых (с заменой трансформаторов) тяговых подстанций - в точках присоединения потребителей электрической энергии к этим сетям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Оценка качества электроэнергии с помощью цифровых средств измерений

 

3.1 Основные требования к цифровым средствам измерений

 

Контроль за соблюдением энергоснабжающими организациями и потребителями электрической энергии требований стандарта осуществляют органы надзора и аккредитованные в установленном порядке испытательные лаборатории по качеству электрической энергии.