Гост нормы свойства электроэнергии

3 Эталон соответствует интернациональным эталонам МЭК 868, МЭК 1000-3-2, МЭК 1000-3-3, МЭК 1000-4-1 и публикациям МЭК 1000-2-1, МЭК 1000-2-2 в части уровней электромагнитной сопоставимости в системах электроснабжения и способов измерения электромагнитных помех

4 Постановлением Муниципального Комитета Русской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 28 августа 1998 г. № 338 межгосударственный эталон ГОСТ 13109 введен в действие конкретно в качестве муниципального эталона Русской Федерации с 01.01.1999 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 13109-87

?? ИПК Издательство эталонов, 1998

Реальный эталон не может быть вполне либо отчасти воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на местности Русской Федерации без разрешения Госстандарта Рф

Электрическая энергия. Сопоставимость технических средств электромагнитная

НОРМЫ Свойства Электроэнергии В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЩЕГО Предназначения

Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Power quality limits in public electrical systems

Дата введения 1999-01-01

1 ОБЛАСТЬ Использования

Эталон устанавливает характеристики и нормы свойства электроэнергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего предназначения переменного трехфазного и однофазового тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в принадлежности разных потребителей электроэнергии, либо приемники электроэнергии (точки общего присоединения).

Нормы КЭ, устанавливаемые реальным эталоном, являются уровнями электромагнитной сопоставимости для кондуктивных электромагнитных помех в системах электроснабжения общего предназначения. При соблюдении обозначенных норм обеспечивается электромагнитная сопоставимость электрических сетей систем электроснабжения общего предназначения и электрических сетей потребителей электроэнергии (приемников электроэнергии).

Нормы, установленные реальным эталоном, являются неотклонимыми во всех режимах работы систем электроснабжения общего предназначения, не считая режимов, обусловленных:

— исключительными погодными критериями и стихийными бедствиями (ураган, наводнение, землетрясение и т. п.);

— неожиданными ситуациями, вызванными действиями стороны, не являющейся энергоснабжающей организацией и потребителем электроэнергии (пожар, взрыв, военные деяния и т. п.);

— критериями, регламентированными муниципальными элементами управления, также связанными с ликвидацией последствий, вызванных исключительными погодными критериями и неожиданными обстоятельствами.

Нормы, установленные реальным эталоном, подлежат включению в технические условия на присоединение потребителей электроэнергии и в договоры на использование электрической энергией между электроснабжающими организациями и потребителями электроэнергии.

При всем этом для обеспечения норм эталона в точках общего присоединения допускается устанавливать в технических критериях на присоединение потребителей, являющихся виновниками ухудшения КЭ, и в контракта на использование электрической энергией с такими потребителями более жесткие нормы (с наименьшими спектрами конфигурации соответственных характеристик КЭ), чем установлены в реальном эталоне.

По согласованию между энергоснабжающей организацией и потребителями допускается устанавливать в обозначенных технических критериях и договорах требования к показателям КЭ, для которых в реальном эталоне нормы не установлены.

Нормы, установленные реальным эталоном, используют при проектировании и эксплуатации электрических сетей, также при установлении уровней помехоустойчивости приемников электроэнергии и уровней кондуктивных электромагнитных помех, вносимых этими приемниками.

Нормы КЭ в электрических сетях, находящихся в принадлежности потребителей электроэнергии, регламентируемые отраслевыми, эталонами и другими нормативными документами, не должны быть ниже норм КЭ, установленных реальным эталоном в точках общего присоединения. При отсутствии обозначенных отраслевых эталонов и других нормативных документов нормы реального эталона являются неотклонимыми для электрических сетей потребителей электроэнергии.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В реальном эталоне применены ссылки на следующие эталоны:

ГОСТ 721-77 Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электроэнергии. Номинальные напряжения выше 1000 В

ГОСТ 19431-84 Энергетика и электрификация. Определения и определения

ГОСТ 21128-83 Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электроэнергии. Номинальные напряжения до 1000 В

ГОСТ 30372-95 Сопоставимость технических средств электромагнитная. Определения и определения

3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

3.1 В реальном эталоне используют определения, приведенные в ГОСТ 19431, ГОСТ 30372, также следующие:

— система электроснабжения общего предназначения — совокупа электроустановок и электрических устройств энергоснабжающей организации, созданных для обеспечения электрической энергией разных потребителей (приемников электроэнергии);

— электрическая сеть общего предназначения — электрическая сеть энергоснабжающей организации, созданная для передачи электроэнергии разным потребителям (приемникам электроэнергии);

— центр питания — распределительное устройство генераторного напряжения электростанции либо распределительное устройство вторичного напряжения понизительной подстанции энергосистемы, к которым присоединены распределительные сети данного района;

— точка общего присоединения — точка электрической сети общего предназначения, электрически наиблежайшая к сетям рассматриваемого потребителя электроэнергии (входным устройствам рассматриваемого приемника электроэнергии), к которой присоединены либо могут быть присоединены электрические сети других потребителей (входные устройства других приемников);

— потребитель электроэнергии — юридическое либо физическое лицо, осуществляющее использование электрической энергией (мощностью);

— кондуктивная электромагнитная помеха в системе энергоснабжения — электромагнитная помеха, распространяющаяся по элементам электрической сети;

— уровень электромагнитной сопоставимости в системе энергоснабжения — регламентированный уровень кондуктивной электромагнитной помехи, применяемый в качестве эталонного для координации между допустимым уровнем помех, вносимым техническими средствами энергоснабжающей организации и потребителей электроэнергии, и уровнем помех, воспринимаемым техническими средствами без нарушения их обычного функционирования;

— огибающая среднеквадратичных значений напряжения — ступенчатая временная функция, образованная среднеквадратичными значениями напряжения, дискретно определенными на каждом полупериоде напряжения основной частоты;

— фликер — личное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети, питающей эти источники;

— доза фликера — мера восприимчивости человека к воздействию фликера за установленный промежуток времени;

— время восприятия фликера — малое время для личного восприятия человеком фликера, вызванного колебаниями напряжения определенной формы;

— частота повторения изменений напряжения — число одиночных изменений напряжения в единицу времени;

— продолжительность конфигурации напряжения — интервал времени от начала одиночного конфигурации напряжения до его конечного значения;

— провал напряжения — неожиданное снижение напряжения в точке электрической сети ниже 0,9 Uном, которым следует восстановление напряжения до начального либо близкого к нему уровня через промежуток времени от 10 миллисекунд до нескольких 10-ов секунд;

— продолжительность провала напряжения — интервал времени между исходным моментом провала напряжения и моментом восстановления напряжения до начального либо близкого к нему уровня;

— частость возникновения провалов напряжения — число провалов напряжения определенной глубины и продолжительности за определенный промежуток времени по отношению в общему числу провалов за тот же промежуток времени;

— импульс напряжения — резкое изменение напряжения в точке электрической сети, за которым следует восстановление напряжения до начального либо близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд;

— амплитуда импульса — наибольшее секундное значение импульса напряжения;

— продолжительность импульса — интервал времени между исходным моментом импульса напряжения и моментом восстановления моментального значения напряжения до начального либо близкого к нему уровня;

— временное перенапряжение — увеличение напряжения в точке электрической сети выше 1,1 Uном длительностью более 10 мс, возникающее в системах электроснабжения при коммутациях либо маленьких замыканиях;

— коэффициент временного перенапряжения — величина, равная отношению наибольшего значения огибающей амплитудных значений напряжения за время существования временного перенапряжения к амплитуде номинального напряжения сети;

— продолжительность временного перенапряжения — интервал времени между исходным моментом появления временного перенапряжения и моментом его исчезновения.

3.2 В реальном эталоне используют следующие обозначения:

?? Uy — установившееся отклонение напряжения;

?? Ut — размах конфигурации напряжения;

Pt — доза фликера;

PSt — краткосрочная доза фликера;

РLt — долгая доза фликера;

КU — коэффициент преломления синусоидальности кривой междуфазного (фазного) напряжения;

КU(n) — коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения;

K2U — коэффициент несимметрии напряжений по оборотной последовательности;

К0U — коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;

??f — отклонение частоты;

?? tп — продолжительность провала напряжения;

Uимп — импульсное напряжение;

КперU — коэффициент временного перенапряжения;

U(1)t — действующее значение междуфазного (фазного) напряжения основной частоты в i-ом наблюдении;

UAB(1)i, UBC(1)i, UCA(1)i — действующие значения междуфазных напряжений основной частоты в i-ом наблюдении;

U1 (1)i — действующее значение междуфазного (фазного) напряжения прямой последовательности основной частоты в i-ом наблюдении;

Uy — усредненное значение напряжения;

N- число наблюдений;

Uном — номинальное междуфазное (фазное) напряжение;

Uном. ф — номинальное фазное напряжение;

Uном. мф — номинальной междуфазное напряжение;

Uскв — среднеквадратичное значение напряжения, определяемое на полупериоде напряжения основной частоты;

Ui, Ui+1 — значения следующих один за одним экстремумов либо экстремума и горизонтального участка огибающей среднеквадратичных значений напряжения основной частоты;

Uai, Ua i+1 — значения следующих один за одним экстремумов либо экстремума и горизонтального участка огибающей амплитудных значений напряжения на каждом полупериоде основной частоты;

Т — интервал времени измерения;

m — число изменений напряжения за время T;

F?? Ut — частота повторения изменений напряжения;

ti, ti+1 — исходные моменты следующих один за одним изменений напряжения;

??ti, i+1 — интервал между смежными переменами напряжения;

ps — сглаженный уровень фликера;

P1s, P3s, P10s, P50s — сглаженные уровни фликера при интегральной вероятности,, равной 1,0; 3,0; 10,0; 50,0 % соответственно;

Tsh — интервал времени измерения краткосрочной дозы фликера;

TL — интервал времени измерения долговременной дозы фликера;

n — номер гармонической составляющей напряжения;

РStk — краткосрочная доза фликера на k-ом интервале времени Tsh в течение долгого периода наблюдения TL;

U(n)i — действующее значение n-ой гармонической составляющей междуфазного (фазного) напряжения в i-ом наблюдении;

KUi — коэффициент преломления синусоидальности кривой междуфазного (фазного) напряжения в i-ом наблюдении;

Нормы свойства электроэнергии: характеристики, причины увеличения и понижения свойства

Качество электроэнергии в электрической сети характеризуется показателями свойства электроэнергии (ПКЭ). Список и нормативные (допустимые) значения ПКЭ установлены ГОСТ 13109—97 «Нормы свойства электроэнергии в системах электроснабжения», введенным с 01.01.99 взамен существовавшего ГОСТ 13109—87. Качество является составной частью электромагнитной сопоставимости.

Электромагнитной совместимостью электрического оборудования

Под электромагнитной совместимостью электрического оборудования и электрических сетей понимается способность потребителей электроэнергии нормально работать и не заносить в электрическую сеть недопустимых искажений, затрудняющих работу других потребителей.

Если гласить об электрической сопоставимости в самом широком смысле, то сюда следует отнести все вещественные проявления и безупречные последствия, связанные с заряженными частичками и электромагнитными полями.

В более узеньком смысле под электромагнитной совместимостью понимают совокупа электрических, магнитных и электромагнитных полей, которые генерируют электрообъекты, сделанные человеком, и которые действуют на мертвую (физическую) и живую (биологическую) природу, на техно, информационную, социальную действительности.

Последняя, а именно, содержит в себе биоэлектромагнитную сопоставимость, заключающуюся в возникновении зон завышенной угрозы по условиям электростатического и электромагнитного воздействия.

Для технических устройств ухудшение электромагнитной обстановки может обостриться так, что может быть нарушение их функционирования, ухудшения свойства электроэнергии, повреждения устройств релейной защиты и автоматики.

Понятие свойства электроэнергии отличается от понятия свойства других продуктов. Качество электроэнергии проявляется через качество работы каждого электроприемника. Потому, если он работает неудовлетворительно, а в каждом определенном случае анализ свойства потребляемой электроэнергии дает соответствие ГОСТ, то виновно качество производства либо эксплуатации.

Если ПКЭ не соответствуют требованиям ГОСТа, то предъявляются претензии к поставщику — энергетическому предприятию.

В целом ПКЭ определяют степень преломления напряжения электрической сети за счет кондуктивных помех (распределяющихся по элементам электрической сети), вносимых как энергоснабжающей организацией, так и потребителями.

Причины понижения свойства электроэнергии

1. повышение утрат во всех элементах электрической сети;
2. перегрев крутящихся машин, ускоренное старение изоляции сокращение срока службы (в некоторых случаях выход из строя электрического оборудования;
3. рост употребления электроэнергии и требуемой мощности элек трооборудования;
4. нарушение работы и неверные срабатывания устройств релейно защиты и автоматики;
5. сбои в работе электронных систем управления, вычислительно! техники и специфичного оборудования;
6. возможность появления однофазовых маленьких замыканий изза ускоренного старения изоляции машин и кабелей с последующим переходом однофазовых замыканий в многофазные;
7. возникновение небезопасных уровней наведенных напряжений на проводах и тросах отключенных либо строящихся высоковольтных линий электропередачи, находящихся поблизости действующих;
8. помехи в теле и радиоаппаратуре, неверная работа рентгеновского оборудования;
9. некорректная работа счетчиков электроэнергии.

Одна часть ПКЭ охарактеризовывает помехи, вносимые установившимся режимом работы электрического оборудования энергоснабжающей организации и потребителей, т. е. вызванные особенностями технологического процесса производства, передачи, рассредотачивания употребления электроэнергии.

К ним относятся отличия напряжения и частоты, преломления синусоидальности формы кривой напряжения, несимметрия и колебания напряжения. Для их нормирования установлены допустимые значения ПКЭ.

Другая часть ПКЭ охарактеризовывает краткосрочные помехи, возникающие в электрической сети в итоге коммутационных процессов, грозовых и атмосферных явлений, работы средств защиты и автоматики и послеаварииных режимов.

К ним относятся провалы и импульсы напряжения, краткосрочные перерывы электроснабжения. Для этих ПКЭ допустимых численных значений ГОСТ не устанавливает. Но такие характеристики, как амплитуда, продолжительность, частота, должны измеряться и составлять статистические массивы данных, характеризующие определенную электрическую сеть в отношении вероятности возникновения краткосрочных помех.

ГОСТ 13109—97 устанавливает характеристики и нормы в электрических сетях систем электроснабжения общего предназначения переменного трехфазного и однофазового тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в принадлежности разных потребителей электроэнергии, либо приемники электроэнергии (точки общего присоединения).

Нормы используют при проектировании и эксплуатации электрических сетей, также при установлении уровней помехоустойчивости электроприемников и уровней кондуктивных электромагнитных помех, вносимых этими приемниками. Установлено два вида норм: нормально допустимые и максимально допустимые. Оценка соответствия нормам проводится в течение расчетного периода, равного 24 ч.

Качество электроэнергии характеризуется параметрами (частоты и напряжения) в точках присоединений уровней системы электроснабжения.

Частота является общесистемным параметром и определяется балансом активной мощности в системе. При появлении недостатка активной мощности в системе происходит понижение частоты до такового значения, при котором устанавливается новый баланс вырабатываемой и потребляемой электроэнергии. При всем этом понижение частоты связано с уменьшением скорости вращения электрических машин и уменьшением их кинетической энергии.

Освобождающаяся при всем этом кинетическая энергия применяется для поддержания частоты. Потому частота в системе изменяется медлительно. Но при недостатке активной мощности (более 30 %) частота изменяется стремительно и появляется эффект моментального конфигурации частоты — «лавина частоты». Изменение частоты со скоростью более 0,2 Гц/с принято именовать колебаниями частоты.

Напряжение в узле электроэнергетической системы определяется балансом реактивной мощности по системе в целом и балансом реактивной мощности в узле электрической сети.

Устанавливается 11 характеристик свойства электроэнергии.

Установившееся отклонение напряжения (под этим термином понимается среднее за 1 мин отклонение напряжения, хотя процесс конфигурации действующего значения напряжения в течение этой минутки может быть совершенно не установившимся) нормируется исключительно в сетях 380/220 В, а в точках сетей более высокого напряжения оно должно определяться расчетным методом.

Для провалов напряжения установлена только максимально допустимая продолжительность каждого провала (30 с) в сетях напряжением до 20 кВ и представлены статистические данные об относительной дозе провалов разной глубины в общем числе провалов, но не приведены статистические данные о числе провалов за единицу времени (неделю, месяц и т. п.). По импульсным напряжениям и временным перенапряжениям нормы не установлены, но дана справочная информация о вероятных их значениях в сетях энергоснабжающих организаций.

Характеристики оценки свойства электроэнергии

При определении значений некоторых характеристик КЭ применяют следующие вспомогательные характеристики электроэнергии:

1. частота повторения изменений напряжения ;
2. интервал между переменами напряжения ;
3. глубина провала напряжения ;
4. частость возникновения провалов напряжения Fn;
5. продолжительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды ;
6. продолжительность временного перенапряжения ;

На все ПКЭ, численные значения норм на которые есть в эталоне, договорно запускается механизм штрафных санкций, создаваемый на 6 ПКЭ из 11 перечисленных:

• отклонение частоты;
• отклонение напряжения;
• доза фликера;
• коэффициент преломления синусоидальности кривой напряжения;
• коэффициент несимметрии напряжений по оборотной последовательности;
• коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности.

Ответственность за недопустимые отличия частоты, непременно, лежит на энергоснабжающей организации. За недопустимые отличия напряжения энергоснабжающая организация несет ответственность в случае, если потребитель не нарушает технических критерий употребления и генерации реактивной мощности.

Ответственность за нарушение норм по четырем остальным (ПКЭ с определяемой ответственностью) возлагается на виновника, определяемого на базе сравнения включенного в контракт допусщн мого вклада в значение рассматриваемого ПКЭ в точке учета электроэнергии с фактическим вкладом, вычисляемым на базе измерений.

Если допустимые вклады в договоре не указаны, то энергоснабжающая организация несет ответственность за низкое качество независимо от виновника его ухудшения.

Характеристики свойства электроэнергии

Эталоном инсталлируются следующие характеристики свойства электроэнергии (ПКЭ):

установившееся отклонение напряжения ;
размах конфигурации напряжения ;
коэффициент преломления синусоидальности кривой напряжения ;
коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения ;
коэффициент несимметрии напряжений по оборотной последовательности ;
коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности ;
отклонение частоты ;
продолжительность провала напряжения ;
импульсное напряжение ;
коэффициент временного перенапряжения .

При определении значений некоторых ПКЭ эталоном вводятся следующие вспомогательные характеристики электроэнергии:

интервал между переменами напряжения ;
глубина провала напряжения ;
частота возникновения провалов напряжения ;
продолжительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды ;
продолжительность временного перенапряжения .

Часть ПКЭ охарактеризовывает установившиеся режимы работы электрического оборудования энергоснабжающей организации и потребителей ЭЭ и дает количественную оценку по КЭ особенностям технологического процесса производства, передачи, рассредотачивания и употребления ЭЭ. К этим ПКЭ относятся: установившееся отклонение напряжения, коэффициент преломления синусоидальности кривой напряжения, коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения, коэффициент несимметрии напряжений по оборотной последовательности, коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности, отклонение частоты, размах конфигурации напряжения.

Оценка всех ПКЭ, относящихся к напряжению, делается по действующим его значениям.

Для свойства перечисленных выше характеристик эталоном установлены численные нормально и максимально допустимые значения ПКЭ либо нормы.

Другая часть ПКЭ охарактеризовывает краткосрочные помехи, возникающие в электрической сети в итоге коммутационных процессов, грозовых атмосферных явлений, работы средств защиты и автоматики и в после аварийных режимах. К ним относятся провалы и импульсы напряжения, краткосрочные перенапряжения. Для этих ПКЭ эталон не устанавливает допустимых численных значений. Для количественной оценки этих ПКЭ должны измеряться амплитуда, продолжительность, частота их возникновения и другие свойства, установленные, но не нормируемые эталоном. Статистическая обработка этих данных позволяет высчитать обобщенные характеристики, характеризующие определенную электрическую сеть исходя из убеждений вероятности возникновения краткосрочных помех.

Для оценки соответствия ПКЭ обозначенным нормам (кроме продолжительности провала напряжения, импульсного напряжения и коэффициента временного перенапряжения) эталоном устанавливается малый расчетный период, равный 24 ч.

В связи со случайным нравом конфигурации электрических нагрузок требование соблюдения норм КЭ в течение всего сих пор фактически нереально, потому в эталоне устанавливается возможность превышения норм КЭ. Измеренные ПКЭ не должны выходить за нормально допустимые значения с вероятностью 0,95 за установленный эталоном расчетный период времени (это значит, что можно не считаться с отдельными превышениями нормируемых значений, если ожидаемая общая их длительность составит наименее 5% за установленный период времени).

Другими словами, КЭ по измеренному показателю соответствует требованиям эталона, если суммарная длительность времени выхода за нормально допустимые значения составляет менее 5% от установленного периода времени, т.е. 1 ч 12 мин, а за максимально допустимые значения – 0 % от этого периода времени.

Рекомендуемая общая длительность измерений ПКЭ должна выбираться с учетом неотклонимого включения рабочих и выходных дней и составляет 7 суток .

В эталоне указаны возможные виновники ухудшения КЭ. Отклонение частоты регулируется питающей энергосистемой и зависит только от нее. Отдельные ЭП на промышленных предприятиях (а тем паче в быту) не могут оказать воздействия на этот показатель, так как мощность их несравненно мала по сопоставлению с суммарной мощностью генераторов электрических станций энергосистемы. Колебания напряжения, несимметрия и несинусоидальность напряжения вызываются, в главном, работой отдельных массивных ЭП на промышленных предприятиях, и только величина этих ПКЭ находится в зависимости от мощности питающей энергосистемы в рассматриваемой точке подключения потребителя. Отличия напряжения зависят как от уровня напряжения, которое подается энергосистемой на промышленные предприятия, так и от работы отдельных промышленных ЭП, в особенности с огромным потреблением реактивной мощности. Потому вопросы КЭ следует рассматривать в конкретной связи с вопросами компенсации реактивной мощности. Продолжительность провала напряжения, импульсное напряжение, коэффициент временного перенапряжения, как ранее говорилось, обуславливаются режимами работы энергосистемы.

В таблице 2.1. приведены характеристики электроэнергии, характеристики их характеризующие и более возможные виновники ухудшения КЭ .