Качество электрической энергии

Электроприборы и оборудование предназначены для работы в определённой электромагнитной среде. Электромагнитной средой принято считать систему электроснабжения и присоединенные к ней электрические аппараты и оборудование, связанные кондуктивно и создающие в той или иной мере помехи, отрицательно влияющие на работу друг друга. При возможности нормальной работы оборудования в существующей электромагнитной среде говорят об электромагнитной совместимости технических средств.

Единые требования к электромагнитной среде закрепляют стандартами, что позволяет создавать оборудование и гарантировать его работоспособность в условиях, соответствующих этим требованиям. Стандарты устанавливают допустимые уровни помех в электрической сети, которые характеризуют качество электроэнергии (КЭ) и называются показателями качества электроэнергии (ПКЭ).

Показатели качества электрической энергии, методы их оценки и нормы определяет Межгосударственный стандарт: «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» ГОСТ 13109-97.

 

 

Показатели качества электрической энергии

	Наименование ПКЭ	Наиболее вероятная причина
Отклонение напряжения
DU	установившееся отклонение напряжения	график нагрузки потребителя
Колебания напряжения
DUt	размах изменения напряжения	потребитель с резкопеременной нагрузкой
Pt	доза фликера
Несимметрия напряжений в трёхфазной системе
K2U	коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности	потребитель с несимметричной нагрузкой
K0U	коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности
Несинусоидальность формы кривой напряжения
KU	коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения	потребитель с нелинейной нагрузкой
KU(n)	коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения
Прочие
Δf	отклонение частоты	особенности работы сети, климатические условия или природные явления
ΔtП	длительность провала напряжения
Uимп	импульсное напряжение
KперU	коэффициент временного перенапряжения

Большинство явлений, происходящих в электрических сетях и ухудшающих качество электрической энергии, происходят в связи с особенностями совместной работы электроприёмников и электрической сети. Семь ПКЭ в основном обусловлены потерями (падением) напряжения на участке электрической сети, от которой питаются потребители.

Потери напряжения на n-м участке электрической сети определяются выраже-нием

Здесь активное R и реактивное X сопротивление n-го участка сети, практически постоянны, а активная P и реактивная Q мощность, протекающая по n-му участку сети, переменны и характер этих изменений может быть различным:

- медленное изменение нагрузки в соответствии с её графиком Þ отклонение напряжения;

- резкопеременный характер нагрузки Þ колебания напряжения;

- несимметричное распределение нагрузки по фазам электрической сети Þ несимметрия напряжений в трёхфазной системе;

- нелинейная нагрузка Þ несинусоидальность формы кривой напряжения.

В отношении этих явлений потребители электрической энергии имеют возможность тем или иным образом влиять на её качество.

Всё прочее, ухудшающее качество электрической энергии, зависит от особенностей работы сети, климатических условий или природных явлений. Поэтому возможности влиять на это потребитель электрической энергии не имеет, он может только защищать своё оборудование специальными средствами, например устройствами быстродействующих защит или устройствами гарантированного питания.

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.

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.

Требования к качеству электрической энергии определяет Межгосударственный стандарт: ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Потребители, использующие электрическую энергию для личных, домашних нужд, защищены Законом Российской Федерации «О правах потребителей». Отпускаемая им электроэнергия подлежит обязательной сертификации на основании Постановления Правительства Российской Федерации № 1013 от 13.08.97. Для этого созданы и аккредитованы при Госстандарте РФ соответствующие органы по сертификации и испытательные лаборатории по определению показателей качества электрической энергии.

Практическая работа по сертификации электроэнергии, отпускаемой физическим лицам, по настоящему развернулась только после того, как была достигнута договорённость, и подписано совместное трёхстороннее решение РАО «ЕЭС России», Минэнерго и Госстандарта. Правда, сертифицироваться электроэнергия будет только по двум показателям: по отклонению напряжения и отклонению частоты.

Взаимоотношения юридических лиц с энергоснабжающими организациями должны регулироваться договорами энергоснабжения, в которых указываются пределы допустимых величин показателей качества электрической энергии на границе балансовой принадлежности или в точках общего присоединения потребителей и ответственность сторон при их нарушении.

Важнейшая роль в обеспечении качества электрической энергии отводится её потребителям. Но до тех пор, пока они не будут знать, что происходит с качеством потребляемой ими электроэнергии и сколько средств они при этом теряют, ждать реальных изменений в лучшую сторону не приходится. Поэтому следует ещё раз отметить необходимость и важность проведения энергетических обследований предприятий и организаций.

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В БЫТУ

Подходы к энергосбережению в быту такие же, как и в промышленности.

Для начала необходимо определиться с объёмами потребления ресурсов и суммами их оплаты. В этом помогут счета за энергопотребление (если они есть), а также несложные расчёты и измерения. Желательно определить средние или удельные величины потребления ресурса за сутки или неделю (месяц, год).

Для оценки потенциала энергосбережения необходимо сравнить полученные величины с нормами (табл. 2). Это поможет ответить на первый вопрос: какой энергетический ресурс необходимо экономить. Логичный ответ на него тот, который учитывается, ведь это принесёт вам прямую выгоду. Естественно, проводить затратные мероприятия энергосбережения, которые не могут принести прямой и немедленной экономии средств, нужно после детального анализа всех выгод от их внедрения. Вот только учитывается у нас лишь электрическая энергия, да и то не везде, оплата других энергоресурсов делится поровну между всеми нами. Однако стоит знать, что экономия любого энергоресурса снижает его общее потребление и общие расходы на него, и в том числе вашего семейного бюджета. Кроме того, ситуация постепенно изменяется: рано или поздно все энергоресурсы будут учитываться, и кто раньше научится их экономить, тому будет намного легче.

 

 

Минимальные нормы энергоснабжения

Наименование	Единица измерения	Объём потребления (в среднем на одного человека)
Центральное отопление	гкал в год	6,7
Холодное и горячее водоснабжение и водоотведение	литров в сутки
Газоснабжение	м3 в месяц
Энергоснабжение	кВт·ч в месяц

 

Из всего этого вытекают цели и программа вашей деятельности по экономии энергоресурсов, а также ожидаемая отдача.

Чтобы энергосбережение было эффективно, необходимо планомерно внедрять мероприятия, искать, придумывать, действовать. Рассмотрим общие рекомендации.

Учёт энергоресурсов

Закон РФ «Об энергосбережении» предусматривает обязательность учёта получаемых физическими лицами энергоресурсов. Работа в этом направлении только начинается, но она ведётся и постоянно нарастает.

Поэтому необходимо задуматься об установке приборов учёта уже сейчас. Тем более что это позволит:

- оплачивать только тот объём энергоресурса, который вы получили;

- отказаться платить за энергоресурс низкого качества;

- эффективно экономить на энергоресурсах.

Установка приборов учёта энергоресурсов – дорогостоящее мероприятие, но его окупаемость в ряде случаев достаточно хороша.

Утепление жилья

Расходы на отопление – самая крупная статья при оплате коммунальных услуг. И при этом тепло наиболее расточительно используется, да и обеспечивается с наихудшим качеством из всех поставляемых нам ресурсов.

В этой ситуации внедрение систем учёта позволяет контролировать и управлять ими получение и использование тепловой энергии, и что ещё бывает важнее, даёт экономические рычаги во взаимоотношениях с поставщиком. Однако рекомендовать установку теплосчётчиков сложнее всего – такие системы пока дороги, несовершенны, да и снабжающие организации идут на расчёты с их применением неохотно.

Экономия электроэнергии

Экономить на электроэнергии, с одной стороны, проще всего: в большинстве случаев существует приборный учет, и проводимые мероприятия дают немедленный экономический эффект. С другой стороны, сложнее всего, потому что нет мероприятий, позволяющих сразу получить большую экономию.

Поэтому экономия электроэнергии – тонкая, кропотливая и постоянная работа.

Снижение потребления воды

Современные отечественные нормы потребления воды более чем расточительны, и в ряде регионов составляют:

- 280 литров холодной воды на человека в сутки;

- 120 литров горячей воды на человека в сутки.

Сумма равняется 400 литров, а фактическое «потребление» бывает еще больше.

Естественно, потребить такое огромное количество воды бывает сложно, а в некоторых случаях просто невозможно. Отсюда можно сделать вывод: большая часть оплачиваемой нами воды теряется, и чаще всего не только по нашей вине. Это и определяет высокую окупаемость установки приборов учёта на системах водоснабжения. Однако останавливаться на установке приборов учёта не стоит, непременно следует экономить воду.