Соответствующие стандарты при рассмотрении качества электроэнергии
Качество электроэнергии - не новая проблема, хотя в последние годы, в связи с тем, что мир становится все более технологически продвинутым и уязвимым, ему все больше и больше уделяется внимания.
Учет и пределы электрических явлений вытекают из стандартизации электромагнитной совместимости (ЭМС) МЭК 61000-x-x (ГОСТ IEC 61000).
Рисунок 1 (источник: EN 61000-2-2, приложение A) Принцип электромагнитной совместимости. Учет пределов излучения помех и невосприимчивости
Эмиссия = излучаемая помеха (A)
Иммиссия = совместимость с возмущениями (B)
Поскольку невозможно ни предотвратить все нарушения качества электроэнергии, ни сделать все устройства полностью устойчивыми к этим помехам, пределы излучения помех и стабильности согласованы. Это принцип, установленный в области электромагнитной совместимости, который учитывает аспекты технической осуществимости и экономической эффективности.
EN 50160 (ГОСТ 32144-2013): Характеристики напряжения в системах электроснабжения общего пользования
EN 50160 / ГОСТ 32144-2013 определяет характеристики напряжения в общественных сетях низкого, среднего и высокого напряжения (измерение на PCC). Стандарт EN 50160 / ГОСТ 32144-2013 применяется в нормальных условиях эксплуатации как в точке переключения между сетью общего пользования и потребителем, так и в точке переключения из систем производства энергии в сеть общего пользования. Для поставщиков энергии и операторов промышленных сетей мониторинг этих характеристик в точке передачи сети и внутри сети является важной частью оперативного управления. Существенными параметрами являются частота, уровень напряжения, форма кривой и симметрия напряжений в проводниках.
МЭК 61000-2(ГОСТ IEC 61000): Оценка качества электрической сети
МЭК 61000-2-2
Окружающая среда - уровни совместимости для низкочастотных кондуктивных помех и сигнализации в общественных низковольтных системах электроснабжения (измерение на PCC - Point of Common Coupling).
МЭК 61000-2-4
Окружающая среда - уровни совместимости для низкочастотных кондуктивных помех на промышленных предприятиях (для промышленных и частных сетей переменного тока 50/60 Гц и среднего напряжения до 35 кВ) 3 класса окружающей среды (измерение на PCC, внутренние точки подключения).
МЭК 61000-2-12
Окружающая среда - уровни совместимости для низкочастотных кондуктивных помех и сигнализации в общедоступных системах электроснабжения среднего напряжения (измерение на PCC).
Рисунок 2: Такие статистические оценки качества электроэнергии подтверждают требуемые соответствия или выявляют возможные проблемы. Однако нужно быть осторожным, статистически усредненные оценки не говорят об отсутствии каких-либо событий в течение соответствующего периода времени.
Измерение, запись и оценка качества электроэнергии
Методика испытаний и измерений - МЭК 61000-4-X / ГОСТ IEC 61000
- МЭК 61000-4-30 ред. 3 / ГОСТ IEC 61000:
Порядок измерения качества электроэнергии.
В соотв. к главе 5.9.1 «Метод измерения»:
Измерение до 50-й гармоники (полоса 2,5 кГц при 50 Гц,
требуется минимальная частота дискретизации 5 кГц). - Отличия МЭК 61000-4-30 ред. 3 / ГОСТ IEC 61000 по сравнению с МЭК 61000-4-30 Ed. 2
+ Измерение тока обязательно для устройств класса А
+ Запись уровня, дисбаланса, гармоник и интергармоник токов в том же интервале, что и соответствующие каналы напряжения
+ Добавлена процедура измерения быстрых изменений напряжения (RVC) - МЭК 61000-4-30 Класс А / ГОСТ IEC 61000
Измерительные приборы в соответствии с МЭК 61000-4-30, класс A обеспечивают измерение значений, сравнимых между измерительными приборами и производителями. Измеренные значения средств измерений класса S больше не могут считаться сопоставимыми.
- МЭК 61000-4-7
Руководство по измерению гармоник / интергармоник - МЭК 61000-4-15
Технические характеристики измерителя фликера
- МЭК 61000-4-7
Все ВКЛЮЧЕНО - завод сломался
Строительство индустриального парка только что завершилось. Все помещения и системы современны и соответствуют последнему слову техники. При планировании и внедрении строгое внимание уделялось тому факту, что все устройства и машины соответствуют директивам EMC в отношении выбросов и иммиссий. Кроме того, статистическая оценка параметров электросети стандарта EN 50160 подтверждает, что все параметры находятся в заданных диапазонах (пример, рисунок 2). Комплексный мониторинг энергии собирает все данные о потреблении.
Все установки работают оптимальным образом, энергоэффективно и выходят из строя два раза в неделю.
Это не единичное явление. Операторы в большинстве своем сталкиваются с загадкой. Несмотря на тщательное планирование и соблюдение всех положений, возникают серьезные нарушения, которые не могут быть идентифицированы никаким используемым измерительным оборудованием. Причина кроется в сложности сегодняшних сооружений. Добавление уровней возмущений в худшем случае приводит к повреждению установки (см. рисунок 1). Поскольку сетевые явления возникают только время от времени, они не влияют на общую статистическую оценку, что в целом приводит к неправильной оценке надежности установки. На этом этапе потенциальные проблемы могут быть быстро идентифицированы с помощью целевых измерений и инициированных соответствующих действий.
Рисунок 3: Провалы напряжения
Выдержка из EN 50160
- По крайней мере, 95% (LV) или 99% (MV) всех 10-минутных средних значений действующего значения напряжения питания должны находиться в указанных пределах
- Никакое 10-минутное среднее значение действующего значения напряжения питания не может выходить за пределы +10% / -15% Un (LV) или ± 15% Uc (MV)
Области применения мониторинга качества электроэнергии
Рисунок 4: Области применения мониторинга качества электроэнергии
Нормативный контроль качества электроэнергии в точке передачи
Общие стандарты определяют качество напряжения в точке передачи (PCC) энергосистемы пользователю сети. Измерения в PCC используются для проверки и соответствия стандартам (например, EN 50160 / ГОСТ 32144-2013 ) и контрактам между поставщиком энергии и потребителями энергии.
Благодаря постоянному мониторингу ухудшение качества электроэнергии можно обнаружить на ранней стадии и выявить причины. Эффективность принятых мер можно проверить напрямую.
Измерение качества электроэнергии в полевых условиях или другом применении
В техническом отчете IEC TR 63191 DSPQ описаны этапы, необходимые для создания плана измерения качества электроэнергии на стороне потребителя для зданий и промышленных объектов.
Такой план измерения качества электроэнергии позволяет оптимизировать доступность энергии и эффективность, а также увеличивает срок службы электростанций. Если явления качества электроэнергии уже присутствуют, это облегчает диагностику и исправление этих проблем качества.
Рисунок 5: Обнаружение проблем до их возникновения