Показатели качества электроэнергии в сетях

Отклонение напряжения

Устанавливать идеальные целевые показатели для реальных физических процессов неверно, так как они недостижимы. Поэтому все характеристики качества электроэнергии имеют допустимые и предельно допустимые отклонения. Напряжение является одним из основных параметров сети, поэтому первым следует рассмотреть связанные с ним показатели качества.

Отклонение напряжения — это его уменьшение или увеличение по сравнению с номинальным значением на срок более 1 минуты. Оно может быть связано с увеличением нагрузки на сеть в часы пик или с потерями на линии электропередач. Виновник такого явления — снабжающая компания. Отклонение вычисляется по формуле U уст. = 100%((U тек.-U ном.)/U ном)., где U уст. — значение установившегося напряжения, U тек. — текущее, измеренное инструментально, а U ном. — номинальное или заявленное. Если измерить напряжение в бытовой сети при помощи мультиметра, то его значение, скорее всего, окажется больше или меньше номинальных 220-230 вольт. Допустимое отклонение составляет 5%, а предельно допустимое — 10.

Падение напряжения приводит к тому, что заметно снижается крутящий момент электродвигателей, температура нагревательных элементов и другие эксплуатационные характеристики оборудования. На производстве это чревато нарушением технологических процессов и выпуском бракованной продукции, а это — серьезные убытки. Долговременная подача напряжения, превышающего нормативные показатели, приводит к выходу оборудования из строя.

Колебания напряжения

Если отклонение — это увеличение или уменьшение амплитуды на графике синусоидального переменного тока, то колебания представляют собой смещение волн вверх или вниз с сохранением амплитуды или с ее изменением. Колебания характеризуются тремя параметрами: размахом, частотой или дозой колебаний и продолжительностью.

Размах показывает разницу между максимальными и минимальными колебаниями. Его определяют по формуле U разм.=100%((U макс.-U мин.)/2U ном.), то есть он определяется отношением разности максимальных и минимальных колебаний к номинальному напряжению. Допустимое отклонение — не более 10%.

Для точного разделения понятий колебания и отклонения вводится такой показатель качества электроэнергии как доза колебаний. Для его вычисление количество колебаний за 10 минут делят на время. Если они происходят чаще чем через каждые 30 миллисекунд, то их можно считать одним отклонением.

Продолжительность колебаний является качественной характеристикой и не имеет четких граничных значений.

Прочие показатели

В России и странах СНГ для сетей переменного тока установлена стандартная частота колебаний в 50 Гц, однако и она может отклоняться от принятого значения. Согласно ГОСТ 32144-2013 допустимое отклонение составляет 2%, а предельное — 4%. Превышение этих показателей приводит к выходу из строя некоторых электроприборов, например, импульсных блоков питания.

Из-за изменения амплитуды напряжения осветительные приборы начинают мерцать, что вредно для здоровья человека. Характеризующий мигание света показатель называется дозой фликера и измеряется при помощи специального оборудования. На коротком временном интервале его максимально допустимое значение составляет 1,38, а в долгом периоде — 1.

Провал напряжения — это уменьшение его амплитуды более чем на 10%. Существуют две основных причины такого явления: короткое замыкание и резкое увеличение нагрузки. После провала напряжение восстанавливается. Если это происходит быстро, то негативных последствий не появляется, однако при провалах длительностью в несколько секунд и более может произойти аварийное отключение оборудования. В большинстве случаев исправить ситуацию с напряжением в сети можно при помощи стабилизаторов Энерготех.