Показатели качества 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 и называются показателями качества электроэнергии (ПКЭ).
С эволюционным изменением техники изменяются и требования к электромагнитной обстановке, естественно в сторону ужесточения. Так наш стандарт на качество электроэнергии, ГОСТ 13109 от 1967 года, с развитием полупроводниковой техники был пересмотрен в 1987 году, а с развитием микропроцессорной техники пересмотрен в 1997 году.

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.

Наименование ПКЭ Наиболее вероятная причина
Отклонение напряжения
δUy установившееся отклонение напряжения график нагрузки потребителя
Колебания напряжения
δUt 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 соседние потребители. Потери напряжения на участке электрической сети (k) определяются выражением:

ΔUk = (Pk·Rk + Qk·Xk) / Uном

Здесь активное (R) и реактивное (X) сопротивление k-го участка сети, практически постоянны, а активная (P) и реактивная (Q) мощность, протекающие по k-му участку сети — переменны, и характер этих изменений влияет на формирование электромагнитных помех:

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 (UPS).