Качество электрической энергии и его показатели

Согласно требованиям стандарта [3] качество электрической энергии определяется качеством частоты и напряжения (рис. 3.1).

Качество частоты представляется отклонением частоты напряжения Df. Отклонение частоты напряжения переменного тока в электрических сетях характеризуется показателем отклонения частоты, для которого установлены следующие нормы: нормально допустимое и предельно допустимое значения отклонения частоты равны ± 0,2 и ± 0,4 Гц соответственно.

Качество напряжения оценивается следующими параметрами.

1. Отклонением напряжения, которое характеризуется показателем установившегося отклонения напряжения. Приняты следующие нормы: нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения dU_у на выводах приемников электрической энергии равны соответственно ± 5 и ± 10 % от номинального.

Рис. 3.1. Показатели качества электрической энергии

Названные показатели в точках общего присоединения устанавливаются в договорах.

2. Колебанием напряжения, которое характеризуются размахом изменения напряжения dU_t и дозой фликера P_t.

Предельно допустимые значения размаха изменения напряжения dU_t в точках общего присоединения к электрическим сетям при колебаниях напряжения нормируются в зависимости от частоты повторения и составляют ± 10 % от номинального напряжения.

Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера P_St равно 1,38 (интервал наблюдения – 10 мин), а для длительной дозы фликера P_Lt при тех же колебаниях напряжения равно 1,00.

Фликер – субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети, питающей эти источники.

3. Несинусоидальностью напряжения, которая характеризуется коэффициентами искажения синусоидальности кривой напряжения k_U и n-й гармонической составляющей напряжения k_U(n).

Нормально допустимое и предельно допустимое значения этих коэффициентов регламентируется стандартом [3].

4. Несимметрией напряжения, которая характеризуется коэффициентами несимметрии напряжения по обратной последовательности k_2U и несимметрии напряжения по нулевой последовательности k_0U.

Нормально допустимое и предельно допустимое значения коэффициента несимметрии по обратной последовательности в точках общего присоединения к электрическим сетям равны 2 и 4 % соответственно.

По нулевой последовательности к четырехпроводным электрическим сетям с номинальным напряжением 0,38 кВ нормально допустимое и предельно допустимое значения коэффициента также равны 2 и 4 % соответственно.

5. Провалом напряжения, который характеризуется длительностью провала напряжения Dt_n, для него установлена следующая норма: предельно допустимое значение длительности провала напряжения в электрических сетях напряжением до 20 кВ включительно равно 30 с.

Для других сетей провал напряжения определяется выдержками времени защиты и автоматики.

6. Импульсом напряжения, который характеризуется показателем импульсного напряжения U_имп. Значения импульсного напряжения для грозовых и коммутационных импульсов приведены в стандарте [3].

7. Временным перенапряжением, которое характеризуется коэффициентом временного перенапряжения k_перU. Значения временного перенапряжения определены стандартом [3].

Если в течение 95 % времени суток (22 ч 48 мин), в которые осуществляется контроль качества электрической энергии, значение ПКЭ не выходит за пределы нормального, а остальные 5 % времени (1 ч 12 мин) не превышает предельно допускаемого, качество электроэнергии считается удовлетворительным.

В системе тягового электроснабжения переменного тока важнейшими показателями качества электрической энергии являются отклонение напряжения и коэффициенты несимметрии напряжений по обратной последовательности, искажения синусоидальности формы кривой напряжения и n-й гармонической составляющей напряжения.

В наибольшей степени изменение показателей напряжения проявляется в контактной сети, взаимодействующей с электрическим локомотивом.