Прибор показателей качества электроэнергии: Контроль качества электроэнергии | Приборы со склада

Контроль качества электроэнергии | Приборы со склада

Обеспечение качества электроэнергии важнейший этап выполнения стандартов работы электрических сетей различного назначения. Понятно, что наибольшую важность прибор качества электроэнергии, позволяющий провести многофункциональное исследование всех свойств электроэнергии, будет иметь на предприятиях и в организациях обслуживания граждан. В таких местах, где перепады электроэнергии, изменения мощности, отклонения напряжения просто недопустимы ввиду важности работы.

Обеспечивать такой контроль должно устройство, имеющее сертификацию, обеспечивающее правильный расчет и точное измерение всех параметров, которые предполагаются в работе электросети во время движения электроэнергии.

Измерение необходимо проводить в реальном времени, что и обеспечит точность проверяемых категорий. Процесс включает в себя измерительные действия абсолютно всех энергий, которые присутствуют в работе. Это и многотарифная, и активная, и энергия первой-тринадцатой гармоники.

Также важно отслеживать процесс истории всех энергий.

Применение прибора контроля качества электроэнергии

Зачем же применять прибор контроля качества электроэнергии? Вы можете использовать его для нужд как низковольтной, так и для любой высоковольтной системы. В низковольтной системе подключение практикуется напрямую, для высоковольтной – через трансформатор напряжения. Если произойдет ошибка в чередовании фаз, дисплей прибора это сразу покажет, сделав диагностику работы.

Особенности прибора: высокая точность проведения измерительных операций с электроэнергией, удобство в работе, небольшие размеры, способствующие этому и очень тонкий профиль. Имеет стандартные возможности устойчивости к излучению, к различным быстрым переходным процессам, а также к разрядам электростатическим, что обеспечивает надежную и долгую по времени производительность прибора.

Измерители и анализаторы качества электроэнергии идеально подойдут, если есть необходимость работать в очень сложных условиях. Изделия рассчитаны на такие нестандартные нагрузки, проходящие в интеграции системы. Они проведут высокоточный мониторинг всех качеств с полным анализом каждого свойства.

Промышленные предприятия, организации Жилищно-коммунального хозяйства, различные коммерческие фирмы могут воспользоваться данными приборами для осуществления постоянной проверки качеств электроэнергии и будут довольны их безукоризненной работой.

Какие приборы используются для учета и контроля качества электроэнергии

Использование анализаторов ПКЭ (показатель качества электрической энергии) позволяет решить ряд важных моментов на промышленных и коммерческих, частных объектах:

Современные приборы-анализаторы имеют ряд дополнительных функций, которые дают возможность пользователю проводить регистрацию переходных процессов, пусковых токов и других качественных исследований.

Показатели качества электроэнергии: для чего необходимы, оценочная система

Мы разобрались, что использование приборов направлено на обеспечение постоянного (при использовании стационарных аппаратов-анализаторов) контроля за качеством энергии и проведения мониторинговых исследований параметров электросети. Изучив результаты анализа, пользователь может приступить к планированию необходимых мероприятий, направленных на устранение неполадок, выявленных в работе сети. А сверив измеренные (текущие) показатели энергии с действующими нормативами ГОСТ пользователь может выразить обоснованные претензии к поставщикам услуг — государственным и коммунальным предприятиям. Среди основных показателей качества можно выделить следующие:

• колебания и провалы напряжения;
• провалы и перебои, перенапряжение в исследуемой сети.
• несинусоидальность кривой;
• несимметричность внутри трехфазных систем.

Представленные показатели и другие параметры сети как раз и позволяют измерить современные приборы-анализаторы ПКЭ.

Виды анализаторов

Приборы могут осуществлять как постоянные, так и периодические замеры качества электрической энергии. Разность использования повлекла за собой появление двух видов анализаторов ПКЭ:

• Стационарный. Использование данного типа позволяет осуществлять контроль качества электроэнергии в реальном времени, круглосуточно, без перерывов. Это главное преимущество данного вида перед мобильными аналогами. Используя стационарные аппараты поставщик и потребитель энергетических услуг получают точные данные, сверяя полученные ПКЭ с действующими нормативами Современные стационарные аппараты могут протоколировать результаты непрерывного контроля, автоматически формируя, сортируя и сохраняя их в памяти устройства. Стационарные анализаторы могут быть совмещены с приборами, проводящими мониторинг электрических величин, к примеру счетчиками электроснабжения, регистрировать аварийные события, переключать коммутационные аппараты, реализовывать функции дистанционного управления, сигнализации.
• Переносной. Переносные устройства проводят замеры, используя токовые клещи. Мобильные анализаторы необходимы для: проведения планового или внепланового энергетического аудита на объекте; контроля работы сети по разработанному графику; выявления неполадок в работе сети, подключенном к ней электрооборудовании; балансировки сети; получения графика реальной нагрузки сети, ее отдельных узлов. Среди их преимуществ можно выделить: компактные габариты; интуитивно понятное управление благодаря графическому экрану; простая калибровка, надежность и долгий эксплуатационный срок; высокоточный мониторинг всех качеств электрической энергии, их анализ; возможности для удаленного доступа к информации; контроль в соответствии с ГОСТ; поддержка популярных интерфейсов (например, RS 485).

Вне зависимости от типа используемого устройства, анализаторы позволяют получать точную, полноценную информацию о состоянии электрических сетей. Данные результаты помогают добиться оптимальных параметров сети. Проведенный анализ позволяет составить развернутый отчет о работе системы. Измерения обеспечивают проведение правильных расчетов коэффициентов рациональности применения электричества. Это позволяет производству выполнять работы с минимальными расходами ресурсов. А в процессе контроля убираются элементы, причиняющие вред системе.

Вывод

Если подытожить все вышесказанное, то мы приходим к выводу, что основной метод контроля качества электроэнергии — это использование специальных приборов-анализаторов, как стационарных, осуществляющих мониторинг непрерывно, так и мобильных аналогов, которые используются для проведения периодического контроля по плану. Все мониторинговые процессы способствуют снижению риска неисправностей в электрической сети, а устройства эффективно и быстро выявляют все поломки и ошибки в работе узлов, чтобы поломка на объекте была устранена в самые оперативные сроки.

Измерение показателей качества электрической энергии

1. Измерение качества электрической энергии
2. Государственные стандарты
3. Принцип работы анализатора качества электроэнергии
4. Кто проводит исследования?
5. Цели проверки
6. Классификация проверок
7. Многофункциональные измерительные приборы
8. Показатели частоты
9. Медленные отклонения в напряжении
10. Колебания в напряжении сети
11. Быстрые одиночные отклонения напряжения
12. Несинусоидальность
13. Коэффициент несимметрии

Измерение качества электрической энергии

Измерение качества электрической энергии осуществляется с помощью специальных устройств и приборов.

Во время исследования фиксируется значения трансформаторов, вторичных токов и напряжения сети. Существуют различные виды анализаторов электроэнергии. В процессе проверки выявляются параметры энергосистемы, которые анализируются на соответствие ГОСТам и нормативной документацией.

Государственные стандарты

ГОСТ определяет ряд показателей качества электрической энергии:

• отклонения частоты;
• провалы напряжения и колебания;
• напряжение импульсивное;
• несимметричность внутри трехфазных систем;
• несинусоидальность кривой.

Отклонения от установленных значений указывает на проблемы в работе оборудования. В таких ситуациях наблюдается снижение мощности и надежности оборудования, повышение расхода энергии и нерациональности использования ресурсов.

Принцип работы анализатора качества электроэнергии

Прибор выполняет функцию проверки величин и уровень соответствия требованиям. Принцип его работы основан на измерителе электрических величин. Аппарат фиксирует значения тока и напряжения за короткие интервалы времени.

Современные технологии позволяют получить исчерпывающую информацию о работе системы:

• постоянное отклонение напряжения;
• пиковые нагрузки и токи;
• природа переходных процессов в сети;
• фиксация времени с наибольшими потреблениями электрической энергии;
• искажения кривых тока;
• падения и провалы.

Анализаторы выпускаются в мобильной и стационарной форме. Они могут использоваться систематически или эпизодически, в зависимости от поставленной цели. Комплексная проверка корректности работы оборудования – это залог длительной и эффективной работы техники на предприятии. Своевременное выявление неполадок позволяет устранить неисправность до возникновения серьезных проблем.

Контроль за работой техники осуществляется с целью выявления дефектов в электрической сети и их устранения. Для выполнения задания требуется подсоединить анализатор к системе. Места контроля – это точки подключения к потребительской сети. При работе с простыми системами допускается подсоединение в местах, расположенных максимально близко к этим точкам.

Полученная информация обрабатывается с помощью математических алгоритмов. Это позволяет достигнуть ряда целей:

• рассчитать параметры работы;
• проанализировать качество электроэнергии;
• установить количество энергии.

Показатели измеряются на определенном отрезке времени. Низкое напряжение – это самая частая причина плохого качества энергии. Это значение анализируется дважды в год. Другие нормы определяются один раз в 12 месяцев.

Кто проводит исследования?

Право проводить измерения имеют лаборатории с аттестатами Ростехнадзор. В службах квалифицированные работники, использующие сертифицированное оборудование. Точность результатов гарантируется высоким качеством используемой измерительной техники.

Оборудование проходит многочисленные проверки, перед началом эксплуатации. Класс точности, определяется соответствующими специалистами и технологами.

Цели проверки

Полученные результаты позволяют добиться соблюдения заданных в договоре поставщика параметров. Анализ обеспечивает получение данных для составления развернутого отчета о работе системы. Экспертиза выявляет перечень отклонений или их отсутствие. Полученный документ дает основания, для предъявления поставщику обоснованных претензий о несоответствии качества энергии общепринятым нормам. В результате вторая сторона договора устранит все проблемы, и выявленные нарушения в оговоренный промежуток времени.

Измерения обеспечивают расчет коэффициента рациональности использования электричества. Благодаря этому производство выходит на технологичный уровень работы с минимальным расходом ресурсов. При необходимости, из электрической сети устраняются объекты, работающие неэффективно или во вред всей системе.

Проводить исследования стоит для реальных и запланированных систем энергоснабжения. Экспертизу приурочивают к энергетическому аудиту промышленного объекта. Итоги проверки, дают данные для повышения уровня энергетической эффективности в промышленной сфере.

Полученные значения сохраняются и используются при проведении следующего аудита. Специалисты сравнивают данные и делают соответствующие выводы о работе системы.

Классификация проверок

В зависимости от цели контроль качества распределяется на 4 вида:

• оперативный;
• инспекционный;
• диагностический;
• коммерческий учет.

Виды анализа имеют свои особенности, характеристики и целевое назначение. Необходимость проведения той или иной инспекции определяется узкими специалистами на основе общепринятых стандартов работы электрических сетей.

Диагностический вид контроля, предназначен для решения спорных вопросов между поставщиком и потребителем. Он проводится в местах распределения электричества между двумя сторонами договора. На основе полученных данных, создается официальный отчет, позволяющий доказать невыполнение правил соглашения. После рассмотрения отчета, виновная сторона будет обязана устранить нарушения и повысить качество электроэнергии.

Инспекционный контроль проводится сертифицированными службами с целью выявления отклонений от официальных требований и нормативов. Аудит является обязательным для всех сторон договора и проводится с определенной периодичностью.

При возникновении дефектов проводится оперативный контроль. Он выявляет реальные и потенциальные угрозы понижения качества электричества в сети. В результате проверки проводятся мероприятия по устранению нарушений работы и профилактические процедуры.

Коммерческий учет, предназначен для рассмотрения ставок и тарифов поставщика. Анализ осуществляется в местах раздела электросети между двумя сторонами договора. Исследование назначается при необходимости определения уровня надбавок и скидок за предоставленное качество ресурса.

Многофункциональные измерительные приборы

Современные многофункциональные приборы обеспечивают получение результатов не только в цифровом формате, но и в денежном эквиваленте. Модели отличаются рядом показателей:

• задачи;
• область применения;
• функционал.

Модели нового поколения ускоряют процесс получения значений по прогнозированию, фиксации, устранению и предотвращению возникновения новых проблем в работе системы. С помощью специальных аппаратов, специалисты определяют механические и электрические параметры.

Отсутствие контроля приводит к частым неполадкам, сбоям энергосистемы и чрезмерным расходам электричества. Общего показателя эффективности работы сети недостаточно для проведения глубинного анализа. Большие предприятия обращаются в сертифицированные службы для осуществления контроля над всеми компонентами рабочей зоны.

Важно анализировать нагрузки в динамике. Это позволит выявить уровень износа электросети и своевременно провести мероприятия по устранению потенциальных угроз. При выявлении вины поставщика, потребитель будет лишен необходимости брать на себя обязанность по решению проблем.

Показатели частоты

Отклонения в диапазоне от 50 Гц и выше допускаются при серьезных авариях. По нормативам, показатель не должен превышать 0,4 Гц во время работы сети. При использовании автономных генераторов требования смягчаются (±1 Гц и ±5 Гц).

Эти сети не способны поддерживать высокую стабильность. В процентном соотношении предельно допустимое значение составляет 10%. Нормальный показатель не превышает 5%.

Медленные отклонения в напряжении

Интервал изменений превышает 1 минуту. При анализе определяется промежуток времени, на протяжении которого напряжение отклонялось на 10% от номинального показателя (220 и 380 для бытовых сетей). Дискретность при этом составляет 10 минут. Замеры проводятся на протяжении недели.

Колебания в напряжении сети

Основу оценки этого значения составляет понятие фликера. Он характеризует то, как человек воспринимает мерцания света от источника. Выделяют длительную и кратковременную фазу – 2 часа и 10 минут соответственно. Обе величины не должны превышать 1,38 и 1,0 в разрезе недельных измерений. Для расчета показателей применяются сложные формулы.

Быстрые одиночные отклонения напряжения

Одиночные колебания – это случайные изменения. Возникновения отклонений свидетельствуют о переключении электроустановок или незначительных нарушениях в работе сети (сбои или далекие короткие замыкания в системе). Эти колебания относят к провалам перенапряжения и напряжения. В таблице определены общепринятые нормативные показатели.

Несинусоидальность

Наличие импульсивного тока в сети, приводит к ряду изменений в системе параметров. Наблюдается изменение кривой напряжения, которая раскладывается на основную и частотную. Возникновение гармоник может нарушить работы полупроводниковых приборов. Для устранения такой угрозы следует контролировать уровень этого параметра.

Коэффициент несимметрии

Это один из основных параметров при оценке качества работы в трехфазных и двухфазных сетях. Превышение коэффициента, наблюдается при неравномерном распределении нагрузки по фазам. Параметр регламентирован ГОСТом и используется при проведении любых проверок сети.

Не все процессы происходят систематически. Существует ряд характеристик, которые фиксируются в случайных ситуациях. Для их возникновения требуются определенные условия и совпадения по сопутствующим изменениям.

Прерывание напряжения случается во время аварий или плановых ремонтных работ. Провалы возникают при подключении оборудования высокой мощности, или коротких замыканиях. Перенапряжения фиксируются по ряду причин:

• короткие замыкания;
• резкое снижение нагрузки;
• обрывы нейтральных проводников;
• замыкания на землю.

При воздействии молний происходят импульсивные перенапряжения.

Минимальный интервал измерений составляет неделю. За 7 дней прибор собирает достаточное количество информации для подготовки точных результатов. Математический алгоритм исключает риск ошибки и позволяет автоматизировать процесс измерений. В результате пользователь получает усредненные значения и определяет основные проблемы в работе сети.

Измерение показателей качества электроэнергии в действующей распределительной сети

По материалам статьи “Power quality indices measurement in real distribution network”.
Автор: Велимир Стругар, дипломированный инженер, магистр электроинженерии,
Черногорское электрическое предприятие,
Отдел по распределению электроэнергии

В статье представлена информация о влиянии различных устройств, эксплуатируемых в распределительной системе Черногорского электрического предприятия, а точнее, распределительной сети в городе Тивате. Измерения в Тивате проводились более года (с 16 апреля 2004 года по конец июля 2005 года). 

Быстрая навигация по статье:

1. Введение
2. Что такое качество электроэнергии?
 2.1. Происхождение высших гармоник в электрической сети
  2. 1.1. Источники гармонических возмущений
  2.1.2. Влияние на оборудование заказчиков
3. Методы измерения качества электроэнергии
4. Результаты по контрольной точке «высоковольтная линия «Лепетан» 10 кВ»
5. Результаты по контрольной точке ТС 10/04 кВ «Селяново Б»
6. Результаты по контрольной точке ТС 10/04 кВ «Селяново СИЗ»
7. Результаты по контрольной точке ТС 10/04 кВ «Плавда»
8. Имитационная модель
9. Оборудование для анализа качества электроэнергии
10. Заключение

В этой статье мы проанализировали некоторые контрольные точки в распределительной сети города Тиват в Республике Черногория. Здесь также представлены результаты анализа данных точек.
Для начала, мы можем посмотреть результаты для контрольной точки под названием высоковольтная линия «Лепетан» 10 кВ. Процесс измерения охватывал вторичные токи и напряжения измерительных трансформаторов тока и напряжения, эти значения записывались и анализировались. Результаты измерений были обработаны и представлены в MS Excel.

В данном случае использовалось следующее измерительное оборудование: ручной анализатор «FLUKE 430» и устройство для непрерывной записи измерительных данных «Анализатор качества электроэнергии MI 2192».
После проведения измерений, когда благодаря им проблема была подтверждена, водопроводно-канализационной организации пришлось принять меры, так как именно она является главным виновником того, что результаты не соответствуют требованиям.

Полученные результаты измерений иногда превышали предел предусмотренный стандартами (EN 50160). Превышение возникало, когда запускали насосы. 
Фактические данные легли в основу разработки имитационной модели. Полученную модель использовали для разработки фильтра для подавления паразитных гармоник в электрических сетях. Представлены результаты применения фильтра. К счастью, водопроводно-канализационная организация установила у себя пассивный фильтр для компенсации соответствующих гармоник.

Существует множество определений качества электроэнергии, в зависимости от точки зрения человека. Простое определение, принятое среди большинства клиентов — качество электроэнергии хорошее, если приборы, подключенные к электросети, работают удовлетворительно. Как правило, плохое или низкое качество поставляемой электроэнергии проявляется в необходимости несколько раз перезагружать компьютер, чувствительные устройства блокируются, свет мигает, электронные приводы и контрольно-измерительное оборудование работают неправильно. С другой стороны, для электроэнергетических компаний энергосистем общего назначения качество электроэнергии определяется параметрами напряжения, которые влияют на чувствительное оборудование.

Другое определение качества электроэнергии основывается на принципе ЭМС и является следующим: термин «качество электроэнергии» относится к широкому спектру электромагнитных явлений, которые характеризуют напряжение и ток в определенный момент времени в определенной точке энергосистемы (IEEE 1159:1995 «Методические указания IEEE для мониторинга качества электроэнергии»).

МЭК 61000-4-30 «Методы испытаний и измерений — методы измерения качества электроэнергии» (при подготовке) определяют качество электроэнергии как «характеристики электричества в определенной точке электрической системы, в сравнении с набором контрольных технических параметров».
Мы можем описать уровень качества электроэнергии значениями коэффициента нелинейных искажений THDU, THDI и других параметров, основанных на высших гармониках напряжения и токов.

Происхождение высших гармоник в электрической сети

На рисунке 1 объясняется принцип образования гармоник в электрических сетях. С позиции пользователя, сеть энергоснабжения можно представить ​​как генератор G и расчетное полное сопротивление Xs. Напряжение генератора считается чистым синусоидальным напряжением с номинальным среднеквадратичным значением.

Напряжение в точках подключения потребителей отличается от напряжения генератора из-за падения напряжения на расчетном полном сопротивлении. В случае линейной нагрузки (в этом примере используется резистор, но данный пример подходит для любой комбинации RLC) текущее и последующее падение напряжения также будет синусоидальным. Накапливаемое в точках подключения напряжение будет чисто синусоидальным с пониженной амплитудой и фазовым сдвигом на напряжение генератора.

Рисунок 1. Принцип образования гармоник в электрических сетях

Нелинейные нагрузки (выпрямители тока, частотно-регулируемые приводы, люминесцентные лампы, ПК, ТВ…) потребляют ток с высоким коэффициентом THDI (несинусоидальная форма волны). В аналитических целях, нелинейные нагрузки можно смоделировать с линейными нагрузками и источником гармоник (тока). Гармоники тока вызывают несинусоидальное падение напряжения на расчетном полном сопротивлении и искаженное напряжение на клеммах питания. Нелинейные нагрузки искажают питающее напряжение таким образом, что с помощью измерительного прибора можно обнаружить только нечетные гармоники. Если нагрузка контролируется несимметрично, положительные и отрицательные полупериоды тока различаются по форме и среднеквадратичному значению, в результате чего появляются четные гармоники и постоянные составляющие тока. Данная ситуация приводит к насыщению и перегреву магнитных систем трансформаторов. В некоторых регионах, значительные постоянные составляющие тока могут появляться в результате геомагнитных бурь.

Другим источником гармоник является сама сеть энергоснабжения. Намагничивание магнитной системы трансформатора и ее насыщение вызывают несинусоидальные токи, которые проявляются как коэффициент нелинейных искажений THDU на клеммах питания. На рисунке 2 показано, как распространяется гармоническое возмущение. Форма сигнала напряжения в конкретной точке измерения искажается под влиянием тока, создаваемого всеми генераторами помех (преобразователями частоты, сварочными аппаратами, ПК, силовыми трансформаторами…) в системе.

Рисунок 2. Распространение гармонического возмущения

Источники гармоник:

• однофазные выпрямители — 3-я гармоника, THDI 80%;
• трехфазные нагрузки — 5-я, 7-я, 11-я, 13-я, 17-я гармоника;
• несимметрично-контролируемое питание — четные гармоники и постоянный ток;
• число импульсов выше — коэффициент THDI ниже;
• последовательная индуктивность снижает коэффициент THDI;
• низковольтная сеть питания — коэффициент THDU 1,5 ÷ 4,5%, в основном, 5-я гармоника.

Влияние на оборудование заказчиков:

• снижается общая энергоэффективность;
• преждевременный износ компонентов системы;
• тройные гармоники могут создавать сильный ток в нейтральной линии, что приводит к перегреву и потерям;
• повышенный нагрев, шум и вибрации в трансформаторах и двигателях;
• ток в батарее конденсаторов увеличивается с порядком гармоники, вызывая сбои;
• наличие гармоники увеличивает вероятность резонанса;
• проблемы с частотами подачи сигналов;
• автоматическое отключение предохранительных устройств;
• если коэффициент THDU поднимается выше 8%, частота отказов электронных приводов и выключателей повышается.

Методы измерения качества электроэнергии основаны на цифровой обработке входных сигналов. Каждый входной сигнал (3 напряжения и 3 тока) отбирается 128 раз в каждом входном цикле. Продолжительность данного входного цикла зависит от частоты на входе синхронизации (один из трех вводов напряжения или токовый ввод). При 50 Гц период входного цикла составляет 20 мсек. Основные измеренные значения рассчитываются в конце каждого периода выборки, результаты отображаются на дисплее или записываются. Результаты, основанные на быстром преобразовании Фурье (БПФ), рассчитываются только каждый 8 -й входной цикл (каждые 160 мсек, 50 ​​Гц). Для вычисления данных величин используются следующие уравнения.

Таблица 1. Основные расчеты

Таблица 2. Дополнительные расчеты (с использованием основных значений)

Таблица 3. Дополнительные расчеты (с использованием БПФ)

Таблица 4. Общие значения

В 3ϕ системах с обычным 3-проводным соединением, следующие значения недоступны для отображения и записи:

• ток в нулевом проводнике;
• фазовый угол напряжения-тока;
• фазовый коэффициент мощности.

Измерения резких перепадов напряжения: согласно МЭК / 61000-4-15.

Высоковольтная линия 10 кВ «Лепетан» подает электроэнергию с нескольких трансформаторных подстанций 10/04 кВ на очень разные нагрузки: агротехнические комплексы, административные здания, многоквартирные дома, школы, детские сады, супермаркеты, склады, водопроводно-канализационная организация, казармы и др. На одной из трансформаторных станций 10/04 кВ была обнаружена проблема с качеством электроэнергии, поскольку у одного из потребителей форма кривой тока была очень нелинейной. Это трансформаторная станция 10 /0,4 кВ под названием «Plavda». Нелинейным потребителем является водопроводная станция, оборудованная насосом с мощными асинхронными двигателями. Конкретно этот замер в контрольной точке высоковольтной линии 10 кВ «Лепетан» проводился с марта по июль 2005 года. На рисунке 4 приведено расположение трансформаторной подстанции рассматриваемой высоковольтной линии.

Рисунок 4. Расположение трансформаторной станции высоковольтной линии 10 кВ «Лепетан»

Общая длина высоковольтной линии «Лепетан» составляет около 1,4 км. На следующих рисунках представлены диаграммы форм сигналов напряжений и токов и гармонические спектры.

Рисунок 5. Форма сигнала напряжения высоковольтной линии 10 кВ «Лепетан»

Рисунок 6. Гармонический спектр напряжений высоковольтной линии 10 кВ «Лепетан»

Рисунок 7. Форма кривой тока высоковольтной линии 10 кВ «Лепетан»

Таблица 5. Показатели качества электроэнергии высоковольтной линии 10 кВ «Лепетан»

На рисунке 6 представлен гармонический спектр напряжений с преобладанием 5-й и 7-й гармоник напряжения. Наибольшее влияние на коэффициент THDU, если рассматривать состояние качества электроэнергии в начале высоковольтной линии «Лепетан» (на электрической шине 10 кВ в ТС 35/10 кВ Тиват), оказывала 5-я гармоника напряжений. Главным виновником данного уровня 5-й гармоники была водопроводно-канализационная организация, подключенная к ТС 10/04 кВ «Plavda». Эта проблема была устранена после того, как местная водопроводно-канализационная компания в городе Тиват установила правильное оборудование для устранения гармоник высокого порядка в электрических сетях.

Таблица 6. Численные значения составляющих качества электроэнергии

Основной рабочей характеристикой высоковольтной линии «Лепетан» был плохой коэффициент мощности (таблица 5). Частота была в допустимых пределах. В таблице 6 представлены численные значения качества электроэнергии для напряжений и токов компонентов высоковольтной линии «Лепетан».

Данная подстанция является первой на высоковольтной линии «Лепетан». Установленная мощность силового трансформатора составляет 630 кВА. Данная трансформаторная станция, в основном, снабжает электроэнергией частные подворья, несколько административных зданий, школу и детские ясли. А также, эта станция обеспечивает освещение общественных мест. Информация о зарегистрированных напряжениях представлены на следующем рисунке.

Рисунок 8. Изменение напряжений в контрольной точке
ТС 10/04 кВ «Селяново Б»

Одна часть изменений коэффициента THDU представлена ​​на рисунке 9. Максимальное значение коэффициента THDU составило 7,53% и было зарегистрировано 6 июня 2005 г. в 20:07. Данное значение было абсолютно недопустимым.

Рисунок 9. Изменения коэффициента THDU в контрольной точке
ТС 10/04 кВ «Селяново Б»

Рисунок 10. Изменения 5-й гармоники напряжений в контрольной точке
ТС 10/04 кВ «Селяново Б»

Мы можем увидеть очевидное сходство на рисунках 9 и 10. В один и тот же момент, коэффициенты THDU и 5-й гармоники напряжений имеют максимальное значение. Ясно, что 5-я гармоника напряжения имеет доминирующее влияние на форму кривой коэффициента THDU. Значение 5-й гармоники напряжения (4,9%) превысило предельно допустимое (согласно государственным стандартам Венгрии и Австралии). Согласно IEEE-519, это значение незначительно ниже предельно допустимого.

Это вторая трансформаторная подстанция на высоковольтной линии «Лепетан». Установленная мощность силового трансформатора составляет 630 кВА. Данная трансформаторная подстанция снабжает электроэнергией, в основном, здания, несколько частных домов и освещение общественных мест. Зарегистрированные данные представлены на следующих рисунках.

Рисунок 11. Изменения коэффициента THDU в контрольной точке
ТС 10/04 кВ «Селяново СИЗ»

Рисунок 12. Изменения 5-й гармоники напряжений в контрольной точке
ТС 10/04 кВ «Селяново СИЗ»

И вновь, мы видим очевидное сходство между коэффициентом THDU и формой кривой 5-й гармоники напряжений.

Данная трансформаторная подстанция снабжает электроэнергией несколько частных подворий рядом с водопроводно-канализационной организацией в Тивате. Установленная мощность силового трансформатора составляет 1000 кВА. Зарегистрированные данные представлены на следующих рисунках.

Рисунок 13. Изменения напряжений в точке ТС «Plavda»

Рисунок 14. Изменения коэффициента THDU в точке ТС «Plavda»

Рисунок 15. Изменения 3-й гармоники напряжений в контрольной точке
ТС 10/04 кВ «Plavda»

Рисунок 16. Изменения 5-й гармоники напряжений в контрольной точке
ТС 10/04 кВ «Plavda»

В данном случае, доминирующее влияние на форму кривой коэффициента THDU имеет 3-я гармоника напряжения (рисунок 15). Наибольшее значение 3-й гармоники напряжения бывает рано утром (4,03%). У водопроводно-канализационной организации имеются несколько небольших однофазных асинхронных двигателя и два трехфазных асинхронных двигателя с частотной регулировкой.

Имитационная модель была разработана в специальном программном обеспечении — SuperHarm®. Было достигнуто надлежащее соответствие между результатами измерений и результатами моделирования. Моделирование проводилось для двух эксплуатационных условий — низкой и высокой нагрузки. А также, рассматривалось использование пассивного фильтра.

На рисунках 17 и 18 показан спектр гармоник тока до и после подключения фильтра для 7-й гармоники. Достигнуто достаточное снижение искажения тока и напряжения. Фильтр размещался в точке измерения на уровне напряжения 10 кВ. Самые высокие значения коэффициентов THDU и THDI отмечены в период низкой ежедневной нагрузки, поэтому данный режим представлен на верхних рисунках. Ситуация стала лучше после установки фильтра в режиме высокой нагрузки. Улучшение качества напряжения видно на рисунках 19 и 20, а также представлено в таблице 1. Примечательно, что 7-я гармоника, значения коэффициентов THDU и THDI уменьшаются после установки фильтра (нижняя часть таблицы 7).

Рисунок 17. Спектр гармоник тока до установки фильтра в точке измерения

Рисунок 18. Спектр гармоники тока после установки фильтра в точке измерения

Рисунок 19. Спектр гармоник напряжения до установки фильтра в точке измерения

Рисунок 20. Гармонический спектр напряжения после установки фильтра в точке измерения

Таблица 7. Коэффициенты THDI и THDU в точке измерения до и после установки фильтра — режим низкой нагрузки

TS 10/0.4kV Harmonic Current Phase A & C Low Load
Name	Freq	Fund	% THD	h4	H5	H7
BUS0. 4.A	50	20.0003	10.5573	0.38219	0.77426	1.92686
BUS0.4.C	50	20.9483	7.26388	0.466255	1.02319	1.02525
TS 10/0.4kV Harmonic Current Phase A & C Low Load Filter Applied
Name	Freq	Fund	% THD	h4	H5	H7
BUS0. 4.A	50	19.7251	6.30617	0.398267	0.953288	0.692753
BUS0.4.C	50	21.2563	6.58458	0.485869	1.25978	0.368601

 

Voltage Harmonic Content Phase A & C Low Power
Name	Freq	Fund	% THD	h4	H5	H7
BUS0. 4.A	50	19713.6	2.9338	77.4364	195.141	538.906
BUS0.4.C	50	20067.3	2.85104	85.0342	276.725	493.481
Voltage Harmonic Content Phase A & C Low Power
Name	Freq	Fund	% THD	h4	H5	H7
BUS0. 4.A	50	19987.4	1.22174	34.492	83.1519	226.994
BUS0.4.C	50	20145.8	1.26372	37.8745	122.594	219.887

Для диагностики, оценки качества электроэнергии, прогнозирования и устранения проблем в сети электропитания используются анализаторы Fluke 430 серии II (Series II).

Рисунок 21. Анализаторы качества электроэнергии Fluke 434-II, 435-II и 437-II

Благодаря запатентованной технологии анализаторы Fluke 434, 435 и 437 серии II, рассчитывая дисбаланс и мощности гармоник, определяют истинные потери электроэнергии, а уникальный алгоритм Fluke показывает их в денежном выражении.Модели различаются по функционалу, области применения и задачам и ориентированы на специалистов разного уровня подготовки:

• Fluke 434-II ориентирован на пользователей с базовыми знаниями в области оценки качества электроэнергии. Прибор определяет базовые значения параметров качества электроэнергии: напряжение, сила тока, частота, мощность, провалы, выбросы, гармоники, нарушение баланса;
• Fluke 435-II обладает аналогичными с Fluke 434-II функциями, но ориентирован для более опытных пользователей в области оценки качества электроэнергии. Модель обладает функцией PowerWave, которая осуществляет высокоскоростной сбор данных по среднеквадратичным значениям, показывает полупериод и форму сигнала, характеризующие динамику электросистем и с высокой детализацией отображаются на экране. Это позволяет увидеть какое сочетание вызывает потенциальные проблемы;
• Fluke 437-II — идеальное решение для специалистов области ВПК, авиации и промышленности, а также в других областях, связанных с транспортировкой. В модели 437-II которой присутствуют все функции модели 435-II, включая PowerWave, но также присутствует возможность проведения измерений на частоте до 400 Гц.

Подробнее об анализаторах качества электроэнергии Fluke 430 серии II читайте на отдельной странице.

Идеальным прибором для анализа работы электродвигателей является портативный анализатор Fluke 438-II. Он упрощает выполнение работ по обнаружению, прогнозированию, предотвращению и устранению проблем качества электроэнергии в трехфазных и однофазных электрораспределительных системах, предоставляя техническим специалистам информацию о механических и электрических параметрах, необходимую для эффективной оценки работы электродвигателя.

Рисунок 22. Анализатор качества электроэнергии и работы электродвигателей Fluke 438-II. Подробнее читайте здесь.

При доминирующей нагрузке, такой как эта промышленная установка, качество электроэнергии усугубляется на шинах муфтовых соединений высоковольтных линий. В данной ситуации, потребитель из одной распределительной системы отрицательно влияет на соседнюю распределительную систему. Возникают вопросы, кто и каким образом должен на это реагировать. Такие негативные воздействия, отмеченные в пункте А, также влияют и на самого потребителя, что приводит к частым производственным неполадкам и увеличению производственных расходов. Прежде чем направлять претензию компании — поставщику электроэнергии, данный тип потребителей должен проверить динамические характеристики их собственных электрических устройств. Для них важно определить, оказывает ли какое-либо устройство негативное влияние на другие устройства. И только после этого, претензия компании — поставщику электроэнергии будет иметь свои основания. Это особенно важно в случае приватизации промышленных потребителей в нашей стране.

Проблема может быть решена путем установки фильтров в нужных местах. Моделирование показало, что подключение фильтра приводит к значительному снижению гармонических искажений.

Следующим открытым вопросом является возмещение убытков потребителям одной сетевой компании если данные убытки возникли из-за другого потребителя другой сетевой компании. Компания, поставляющая электроэнергию должна разработать соответствующие правила, определяющие условия для подключения нелинейных потребителей. При переходе на нерегулируемый рынок, ясно, что поставщик отвечает за качество электроэнергии. В этом смысле, крупнейших потребителей, которые, в значительной степени, являются источником нелинейной нагрузки, необходимо обязать снижать уровень гармонических искажений в точках общего подключения.

Если вам нужна профессиональная консультация по вопросам анализа качества электроэнергии, просто отправьте нам сообщение!

Поделитесь этой страницей с друзьями и коллегами

 

Приборы контроля и анализа качества электрической энергии

Тесла / Приборы контроля и анализа качества электрической энергии

Приборы контроля и анализа качества электрической энергии

Мы негативно относимся к перепечаткам статей без указания авторских прав. Просим их соблюдать! В данной статье мы не отстаиваем чьи-то коммерческие интересы. . Все данные о приборах были получены с официальных сайтов фирм-изготовителей. И нам, к сожалению, никто статью не проплачивал..

Приборы контроля и анализа качества электрической энергии. Велемчук Н.С. фирма «Тесла» 2012 г.

Основным аспектом, существенно влияющим на эффективность работы всей системы электроснабжения, является качество электроэнергии (КЭ). Важность повышения КЭ нарастает с развитием и внедрением на производстве преобразовательных установок, различных высокоэффективных технологических установок (дуговые сталеплавильные печи, сварочные установки). В быту в последние годы получили распространение телевизоры, компьютеры и другие устройства, работающие на постоянном токе через вторичный источник питания и ухудшающие КЭ в питающей сети. Одновременно с этим возрастает количество потребителей, особенно чувствительных к качеству напряжения питания, таких, как электронные и информационные системы, системы управления и др.

Параметры электроэнергии воздействуют на технико-экономические показатели работы сетей и электрооборудования совместно с другими факторами, и выделить последствия их воздействия другим путём, кроме  расчётного, практически невозможно.

Трудно, например, без проведения соответствующих расчётов оценить, сколько электроэнергии потребляло бы конкретное промышленное предприятие для выпуска того же объёма продукции при отсутствии искажений симметрии и синусоидальных напряжений и т.п. Поэтому всё фактическое потребление электроэнергии обычно считают полезным. Видимые же последствия низкого КЭ – отказ оборудования, брак продукции – часто неправомерно относят к качеству оборудования [1] .

Задачи инструментального контроля и анализа КЭ можно разделить на 2 группы.

К первой группе следует отнести контроль КЭ, целью которого является определение соответствия значений измеренных показателей качества электроэнергии(ПКЭ) требованиям ГОСТ 13109-97[2]. Данный вид контроля используется, к примеру, при рассмотрении претензий к качеству ЭЭ, при определении условий договора между энергоснабжающей организацией и потребителем. Метрологические характеристики приборов, необходимых для этого приведены в РД 153-34.0-15.501-00 [3] и здесь сведены в таблицу 1. Узкий диапазон измеряемых параметров отражается и на аппаратной составляющей прибора, что влечет удешевлению прибора, поэтому для данных целей используют более доступные по цене средства измерения (СИ).

Ко второй группе следует отнести измерения, направленные на широкое исследование электромагнитных процессов, связанных с режимами работы различных электроустановок и их влиянием на КЭ. Такие измерения, необходимые для анализа КЭ, носят не только исследовательский характер, но и имеют практическое значение. Например, при разработке мероприятий, направленных на улучшение КЭ, при оценке влияния КЭ на работу различных электроустановок и, наоборот, при оценке влияния электроустановок на КЭ. Таким образом, анализ КЭ – многоплановая задача. Поэтому каждое предприятие, заинтересованное в улучшении КЭ, а следовательно,  снижения издержек, должно иметь специализированные приборы для измерения ПКЭ. Эти приборы должны регистрировать и анализировать графики нагрузок, оперативно проверять системы учёта, мощности искажения, определяемые гармоническим составом напряжения и тока, напряжениями и токами обратной и нулевой последовательности, кроме этого, как и при контроле, измерять основные ПКЭ в сети. Метрологические характеристики СИ при анализе качества электрической энергии должны соответствовать требованиям, предъявленным в РД 153-34.0-15.502-2002 [4].

Таблица 1— Требование стандартов РФ в части СИ ПКЭ, ПКЭ[2,3.4].

Показатель КЭ, единица измерения	Пределы допустимых погрешностей измерений ПКЭ: абсолютной в единицах  измеряемой величины(D), относительной %(d) по ГОСТ 13109-97	Диапазон измерений СИ  в единицах измеряемой величины / пределы допустимых погрешностей СИ,  измеряющих ПКЭ: абсолютной (D), относительной %(d) по РД 153-34.0-15.501-00	Диапазон измерений СИ  в единицах измеряемой величины / пределы допустимых погрешностей СИ,  измеряющих ПКЭ: абсолютной (D), относительной %(d) по РД 153-34. 0-15.501-02**
Установившееся отклонение напряжения dUy,%	±0,5(D)	±20%/±0,2* (D),±0,5** (D)	—
Размах изменения напряжения dUt,%	±8(d)	—	—
Доза фликера, отн. ед.: кратковременная Pst длительная PLt	± 5(d) ± 5(d)	—	—
Коэффициент искажения синусоидальности напряжения КU %	±10(d)	0…15% / ±0,1 (D) при KU(n) <1 ±10 (d) при KU(n) >1	0…15% / ±0,05 (D) при KU(n) <1 ±5 (d) при KU(n) >1
Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения КU(п), %	± 0,05(D) при КU(п)<1,0 ± 5(d) при КU(п) ³1,0	0…15% / ±0,05 (D) при KU(n) <1 ±5 (d) при KU(n) >1	0…15% / ±0,05 (D) при KU(n) <1 ±5 (d) при KU(n) >1
Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности K2U , %	±0,3(D)	0…5% /±0,2* (D),±0,3** (D)	0…15% /±0,2(D)
Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности K0U, %	±0,5(D)	0…5% /±0,2* (D),±0,3** (D)	0…15% /±0,2 (D)
Отклонение частоты Df, Гц	±0,03(D)	±1 Гц / ±0,03 (D)	—
Длительность провала напряжения Dtп, с	± 0,01(D)	От 0,01 до 60 с / ±0,01 (D)	—
Импульсное напряжение Uимп, кВ	±10(d)	—	—
Коэффициент временного перенапряжения Kпер U ,отн. ед.	±10(d)	—	—

*для СИ, подключаемых к выходам измерительных трансформаторов напряжения

** для СИ, подключаемых непосредственно к электрическим сетям 380, 220 В

Для решения задач анализа разработаны специальные СИ, обладающие теми или иными конструктивными, функциональными возможностями, которые, кроме основных и вспомогательных ПКЭ, определенных ГОСТ 13109-97, регистрируют богатый спектр дополнительных ПКЭ, необходимых для анализа. Некоторые характеристики к измерениям и СИ ПКЭ даны в РД 153-34.0-15.502-2002.

Учитывая особенности построения и функционирования российских систем электроснабжения (СЭС), существующую нормативно-правовую базу в области КЭ и практику взаимоотношений между производителями, перепродавцами и потребителями электроэнергии рассчитывать на широкое применение зарубежных приборов контроля и анализа КЭ в отечественных СЭС нереально[5]. Однако, цена на зарубежные приборы существенно выше, чем отечественные аналоги, поэтому ниже рассмотрены наиболее распространенные российские измерители  ПКЭ, зарегистрированные в Госреестре СИ РФ: ЭРИС-КЭ.02 (ООО «Энергоконтроль», МЭИ), Ресурс–UF2М  (НПП «Энерготехника»), ППКЭ-3-50 (МГОУ, ООО НПФ «Солис-С»), Парма РК3.01 (ООО «Парма»), АПКЭ-1 (НПФ «Прософт-Е»), АКЭ-824 (ЗАО «ПриСТ»), Энергомонитор 3.3Т1 («НПП Марс-Энерго»),УАКЭ Тест-электро (ООО«НИЦ Тест-Электро») (таблица 2).

Таблица 2 — Характеристики измерителей ПКЭ, обязательные для соблюдения по ГОСТ 13109-97 ^*

В РД 153-34.0-15.502-02  [4] определены параметры ЭЭ, которые должны быть реализованы в СИ, применяемом при анализе КЭ. Помимо этих параметров для задач анализа следует выделить: фазовый угол сдвига между напряжением и током основной частоты; фазовый угол сдвига между напряжением и током нулевой последовательности; реактивную и полную мощности обратной последовательности; активную, реактивную и полную мощности нулевой последовательности; реактивную и полную мощности n-й гармонической составляющей.

Авторами статьи аналогично таблице 2 собрана, а также проанализирована информация по дополнительным ПКЭ, необходимым для анализа КЭ.

На основании этого можно констатировать, что приведенные типы приборов, а именно ЭРИС КЭ.02, Ресурс UF2M, ППКЭ-3-50, Энергомонитор 3.3Т1, УАКЭ Тест-Электро,   могут использоваться в  качестве анализаторов ПКЭ. Однако не все приборы регистрируют в полном объеме приведенные выше ПКЭ.  Например, Ресурс UF2M, ППКЭ-3-50 не регистрируют полную, активную, реактивную мощности на частотах гармоник, в то время как УАКЭ Тест-Электро, Энергомонитор 3.3Т1 – только реактивную и полную мощности на частотах гармоник. Практически все представленные приборы находятся в одном ценовом диапазоне, кроме УАКЭ Тест-Электро(дешевле). В то же время УАКЭ Тест-Электро не имеет дисплея для отображения измеренных величин, как и ППКЭ-3-50. Возможна только передача архивов измеренных ПКЭ на персональный компьютер.

Из приведенного ПКЭ, необходимых для анализа, только прибор ЭРИС КЭ. 02 фиксирует все показатели. Также он регистрирует полную и активную мощности с учетом искажений, мощность искажений, коэффициент несимметрии токов по обратной, нулевой последовательности.

С введением новых стандартов на методы измерения ПКЭ(ГОСТ Р 51317.4.30-2008[6])  и гармоник (ГОСТ Р 51317.4.7-2008[7]) остро встает вопрос усовершенствования СИ ПКЭ для соответствия классам прибора (классы прибора A, S)

Из представленных в таблице приборов только прибор УАКЭ Тест-электро ООО «НИЦ Тест-Электро» измеряет параметры по ГОСТ 51317.4.30-2008: коэффициент гармонических подгрупп напряжения и тока (ранее это коэффициент искажения синусоидальности), коэффициент интергармонических подгрупп напряжения и силы тока, частоту, миллисекундные помехи и т.д.

Список литературы

1. Железко Ю.С. Потери электроэнергии.Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов / Ю.С. Железко. – М. : ЭНАС, 2009. — 456 с. : ил.
2. ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – Взамен ГОСТ 13109-87; Введ. 01.01.99. – М.: Изд-во стандартов, 1997. -33 с.
3. Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Часть 1. Контроль качества электрической энергии: РД 153-34.0-15.501-00. – М.:   Изд-во стандартов, 2000. – 34 с.
4. Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Часть 2.Анализ качества электрической энергии РД 153-34.0-15.502-02. – М.:Изд-во стандартов, 2000. – 34 с.
5. Управление качеством электрической энергии / И.И. Карташев, В.Н. Тульский, Р.Г. Шамонов и др.; под ред. Ю.В. Шарова. – М. : Издательский дом МЭИ, 2006. – 320 с. : ил.
6. ГОСТ Р 51317.4.30-2008 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии. – М.:Изд-во стандартов, 2009. – 55 с.
7. ГОСТ Р 51317.4.7-2008  Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств. – М.:Изд-во стандартов, 2009. – 36 с.

Показатели качества электроэнергии

Содержание:

Качество электроэнергии, поставляемое в наши дома, не всегда является удовлетворительным. Мы часто говорим: «напряжение просело», «напряжение прыгает», «скачки напряжения», «плохое напряжение». Давайте разберемся вместе с этими понятиями. Следует отметить сразу, что точные определения отклонений от норм качества электроэнергии очень сложные. В рамках одной статьи невозможно дать полное описание требований к параметрам электричества и способам проведения официальных измерений. Тексты соответствующих ГОСТов и стандартов занимают десятки страниц и содержат многочисленные сложные формулы проведения расчётов. В данной статье мы дадим лишь общее понимание основных требований к качеству электроэнергии и простые описания часто встречающихся отклонений

Основные показатели качества электроэнергии

Список основных показателей качества электрической энергии:

• установившееся отклонение напряжения;
• размах изменения напряжения;
• доза фликера;
• коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения;
• коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения;
• коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
• коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;
• отклонение частоты;
• длительность провала напряжения;
• импульсное напряжение;
• коэффициент временного перенапряжения.

Отклонение напряжения

Одним из параметров качества электроэнергии является отклонение напряжения.

Отклонение напряжения определяется значением установившегося отклонения напряжения. Для значения отклонения напряжения установлены нижеследующие нормы:
нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на выводах приемников электроэнергии равны соответственно +5 и +10% от номинального напряжения электрической сети.

Значение отклонения напряжения определяется при длительности процесса более одной минуты. Нормально допустимым отклонением напряжения считается диапазон в 5%, то есть: +/-5% (от 209 В до 231  В). Предельно допустимым отклонением напряжения считается диапазон в 10%, то есть: +/-10% (от 198 В до 242 В).

Для определенных выше показателей качества электроэнергии действуют следующие нормативы: положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10% номинального или согласованного значения напряжения в течение 100% времени интервала в одну неделю.

Колебание напряжения

Одним из параметров качества электроэнергии является колебание напряжения.

Колебания напряжения характеризуются следующими показателями:

• размахом изменения напряжения;
• дозой фликера.

Значения колебания напряжения имеют те же самые нормы, что и отклонение напряжения с единственным отличием: длительность процесса менее одной минуты. Нормально допустимым колебанием напряжения считается диапазон в 5%, то есть: +/-5% (от 209 В до 231  В). Предельно допустимым колебанием напряжения считается диапазон в 10%, то есть: +/-10% (от 198 В до 242 В).

Замечание: не следует путать требования ГОСТа к качеству электроэнергии в сети (ГОСТ Р 54149-2010 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная») и ГОСТов, описывающих качество электропитания для электрических приборов (напр. ГОСТ Р 52161.2.17-2009 «Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов»). ГОСТ качества электроэнергии предъявляет требования по сути к поставщику электрической энергии, и именно на этот ГОСТ можно опереться, если нужно предъявить требования к поставщику при плохом электроснабжении. А требования к качеству электропитания в паспортах приборов определяют требование к приборам работать нормально в более широком диапазоне значений параметров тока. Для приборов, как правило, закладывается диапазон по напряжению от -15% до +10% от номинального.

Провал напряжения

Одним из параметров качества электроэнергии является провал напряжения. Провал напряжения определяется показателем времени провала напряжения.

Предельно допустимое значение длительности провала напряжения в электросетях напряжением до 20 000 В включительно равно 30 секунд. Длительность автоматически устраняемого провала напряжения в любой точке присоединения к электрическим сетям определяется выдержками времени релейной защиты и временем срабатывания автоматики.

Провал напряжения определяется, когда напряжение падает до значения 0,9U и характеризуется длительностью процесса. Предельно допустимая длительность — 30 секунд. Глубина провала иногда может доходить и до 100%.

Перенапряжение

Временное перенапряжение определяется показателем коэффициента временного перенапряжения.

Перенапряжение характеризуется амплитудным значением напряжения больше 342 В. Верхний предел значения напряжения ГОСТом не определяется. Длительность временного перенапряжения — менее 1 секунды

Качество электроэнергии. Виды отклонений параметров электрической энергии

Для определения качества электрической энергии можно использовать следующие графические изображения. На приведенных ниже рисунках отображены следующие отклонения параметров качества электроэнергии: отклонение напряжения, колебание напряжения, перенапряжение, провал напряжения, нарушение синусоидальности напряжения, импульсы напряжения.

Как улучшить качество электроэнергии

В случае существенных отклонений параметров качества электроэнергии следует прежде всего обратиться в обслуживающую организацию, к поставщику электрической энергии. Если административные действия по улучшению качества электроэнергии не дадут результатов, тогда необходимо использовать специальные средства защиты. Для улучшения параметров качества электроэнергии мы рекомендуем использовать: средства защиты от скачков напряжения, стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания.

Читайте также:

«ЭлектроЗамер» — замеры параметров качества электроэнергии

Замеры качества электроэнергии — это комплекс измерений производимых для проверки соответствия параметров электрической энергии, которую мы покупаем у производителей и поставщиков электроэнергии (МОЭСК, ОЭК, Мосэнерго и т.д.) тем требованиям, которые предъявляются к этим параметрам ГОСТ 32144-2013 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

К сожалению, качество электроэнергии поставляемой потребителям не всегда соответствует требованиям ГОСТ, вследствие чего может некорректно работать или выходить из строя электрооборудование, что особенно чувствительно для промышленных объектов, где простой линии в течении часа может создавать миллионные убытки.

ГОСТ 32144-2013 регламентирует и нормирует следующие параметров качества электроэнергии (ПКЭ):
— отклонение частоты;
— отрицательное и положительное отклонения напряжения;
— кратковременная доза фликера;
— длительная доза фликера;
— коэффициенты гармонических составляющих напряжения до 50 порядка;
— суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения;
— коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
— коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности.

Есть также параметры электроэнергии, не регламентированные и не нормированные ГОСТ 32144-2013, но используемые при анализе её качества:
— действующее значение тока;
— суммарный коэффициент гармонических составляющих тока;
— коэффициенты гармонических составляющих тока до 50 порядка;
— фазовый угол сдвига между напряжением и током основной частоты, нулевой, прямой и обратной последовательности;
— активная, реактивная и полная мощность;
— активная и реактивная энергия;
— cos φ (коэффициент мощности).

Как правило, замеры параметров качества электроэнергии проводятся, когда работники, отвечающие за эксплуатацию электроустановки отмечают какие-либо негативные явления (скачки или провалы напряжения, частый отказ или выход из строя оборудования или осветительных приборов и т.д.) или аварийные режимы работы электроустановки.

Как использовать индикатор качества электроэнергии на токоизмерительных клещах 378 FC

В современных электрических сетях отклонения от идеальных условий качества электроэнергии часто возникают из-за увеличения нелинейных и других нагрузок, нарушающих работу сети. Производство электроэнергии также становится более сложным, поскольку в бизнес входят новые игроки и технологии. Последствия низкого качества электроэнергии могут нанести серьезный ущерб бизнесу. В худшем случае это может представлять угрозу для жизни людей в критически важных приложениях и в очень чувствительных средах, таких как больницы.

Токоизмерительные клещи Fluke 378 FC для измерения ампер переменного тока и вольт переменного тока.

Как Fluke 378 FC помогает отслеживать проблемы с качеством электроэнергии?

Как первый токоизмерительный прибор с технологией FieldSense, токоизмерительные клещи Fluke 378 FC демократизируют тестирование качества электроэнергии и меняют правила игры, улучшая существующие и создавая новые рабочие процессы. Промышленные электрики и технические специалисты теперь могут выполнять базовые этапы поиска и устранения неисправностей и / или обслуживания одно- или трехфазных систем, обнаруживая проблемы с качеством электроэнергии, которые в противном случае не были бы обнаружены.Fluke 378 FC дает возможность техническим специалистам выполнять базовые измерения качества электроэнергии и исключать проблемы с качеством электроэнергии в этих трех категориях:

• PQ-Volts
• PQ-Amps
• PQ-PF (Power Factor)

PQ- Вольт и PQ-Amps основаны на общем гармоническом искажении (THD), которое определяется как отношение суммы мощностей всех гармонических составляющих к мощности основной частоты.

Коэффициент мощности (PF) — это показатель энергоэффективности.Обычно он выражается в виде десятичного числа, причем 1,0 является наиболее эффективным, и чем ниже значение, тем менее эффективное использование энергии. Коэффициент мощности — это отношение рабочей мощности, измеряемой в киловаттах (кВт), к полной мощности, измеряемой в киловольт-амперах (кВА).

Индикатор PQ — это фоновая функция, которая появляется автоматически при обнаружении проблемы, связанной с питанием. Измеритель постоянно проверяет THD% напряжения, тока и контролирует коэффициент мощности. Если он превышает определенный порог, средство сообщения показывает проблему с качеством электроэнергии.

Fluke 378 FC в режиме PQ-PF.

Настройка:

1. Поверните ручку управления в положение (Fieldsense)
2. Подключите зажим к земле с заземляющим проводом.

Если общее гармоническое искажение или коэффициент мощности выходит за пределы оптимального диапазона для уровня чувствительности, на дисплее отображается соответствующий индикатор:

Этот индикатор также отображается в приложении Fluke Connect.

Уровни чувствительности

Уровни чувствительности токоизмерительных клещей можно регулировать на высокий / средний / низкий, каждый с разными порогами для PQ — ампер, PQ — вольт, PQ — PF.Высокий — это наиболее чувствительный параметр, при котором небольшие изменения THD вызывают срабатывание индикаторов. По умолчанию установлено высокое значение, индивидуальные пороговые значения не настраиваются.

Функция	Чувствительность
	Высокая	Средняя	Низкая
PQ-Amps	10% THD	25% THD	50% THD
PQ-Volts	8% THD	10% THD	15% THD
PQ-PF	0.9	0,75	0,6

Шаги по изменению уровня чувствительности

1. Отключение зажима
2. Нажмите и удерживайте кнопку «Удерживать» при повороте ручки управления в положение. Зажим переходит в режим опций.
3. Нажмите, чтобы просмотреть опции и выбрать PQ Sensitivity.
4. Нажмите кнопку, чтобы изменить настройку.
   
5. Отпустите, чтобы выйти из режима опций.

Примечание. Каждый раз, когда вы отпускаете кнопку «Hold», зажим выходит из режима опций, но сохраняет любые изменения в настройках.

Использование индикатора качества электроэнергии

Гармоники являются побочным продуктом современной электроники. Гармоники — это нежелательный источник высокочастотных напряжений или токов переменного тока, подаваемых на обмотки двигателя. Выявление периодических неисправностей в сборочном оборудовании, которые могут быть вызваны гармоническими колебаниями мощности. Гармонические искажения могут привести к неисправности критически важного оборудования, что приведет к простою. Токоизмерительные клещи 378 FC с FieldSense и индикатором PQ выявляют проблемы с качеством электроэнергии и помогают техническим специалистам определить, нужен ли анализатор PQ или эксперт по PQ для дальнейшего анализа.

Токоизмерительные клещи 378 FC помогают определять эффективность двигателей и приводов для определения мощности двигателя или привода. Перегрузка двигателя происходит, когда двигатель находится под чрезмерной нагрузкой, либо из-за чрезмерного потребления тока, недостаточного крутящего момента или возможного перегрева. Перегрузка вызывает 30% отказов двигателей, что приводит к неэффективности и снижению мощности. Контроллер 378 FC может служить первой линией защиты для выявления проблем с качеством электроэнергии до определения необходимости дальнейшей диагностики и анализа.

(PDF) Простые индикаторы для эффективного мониторинга и анализа качества электроэнергии

Рекомендуется

. Красный цвет указывает на реальные проблемы с качеством электроэнергии

, превышающие допустимые пределы. Требуется более глубокий анализ, чтобы

исследовать происхождение, оценить влияние и предпринять соответствующие корректирующие действия

.

В дополнение к зелено-желто-красным индикаторам в этом документе

представлен метод расчета глобального индекса качества электроэнергии

, обеспечивающий обзор общего качества электроэнергии

.

В последней части этой статьи, на примере реального промышленного объекта

показано применение индикаторов

зелено-желто-красного цвета и индекса качества электроэнергии.

Предлагаемый метод может быть легко интегрирован в систему мониторинга качества электроэнергии

для преобразования большого объема данных в

значимую и легкую для понимания информацию. Более глубокое исследование

всех показателей для данной проблемы качества электроэнергии

может быть полезным и необходимым, но только в случае желтых

и красных индикаторов.Этот метод может использоваться как инструмент

для консультантов по качеству электроэнергии, что экономит их время и позволяет

им сосредоточиться на той области, где возникают проблемы.

II.

МЕТОД ОЦЕНКИ ЗЕЛЕНЫХ

—

ЖЕЛТЫЙ

—

КРАСНЫЙ

ИНДИКАТОРЫ

A. Выбор метода

Были исследованы и проанализированы два возможных метода оценки зеленых-желто-красных индикаторов

.

Первый метод основан на реальном влиянии низкого качества электроэнергии

на электрическую установку конечного пользователя.Он состоит из

оценки простоев, повреждений и сокращения

срока службы оборудования из-за проблем с качеством электроэнергии. Этот метод

имеет то преимущество, что отражает реальность для конечного пользователя

. Однако для его реализации требуются сложные и

непроверенных алгоритмов, и он не на 100% надежен.

Второй исследуемый метод заключается в применении простых показателей качества электроэнергии

, основанных на признанных стандартах качества электроэнергии

и международных статистических результатах.Этот метод

показывает конечному пользователю уровень качества электроэнергии

, даже несмотря на то, что он не отслеживает реальное влияние качества электроэнергии

.

Метод, основанный на признанных стандартах качества электроэнергии и статистических результатах

, был выбран из-за его простоты, надежности, гибкости

и адаптируемости к чувствительности и требованиям

каждого объекта. Кроме того, это легко объяснить,

понять и внедрить в систему мониторинга качества электроэнергии

или инструменты консультанта.Этот метод получил дальнейшее развитие

и объясняется в этой статье.

B. Основные принципы

Согласно предложению CIRED JWG C4.107 [4], проблемы качества электроэнергии

разделены на два широких класса:

— дискретные или краткосрочные события, включая переходные процессы и кратковременные —

длительность колебаний напряжения, с продолжительностью менее 1 минуты

, как определено IEEE 1159-1995 [5].

-quasi — стационарные или долговременные нарушения качества электроэнергии,

включая гармоники тока и напряжения, ток и напряжение

небаланс, пониженное и повышенное напряжение, колебания частоты и

колебания напряжения (мерцание).

1) Краткосрочные события:

Для краткосрочных событий качества электроэнергии подход состоит в том, чтобы сначала

классифицировать каждое событие по одной из двух возможных категорий (без воздействия

, вероятное воздействие) на основе стандартов или экспериментальных кривых

. Затем для заданного периода времени индикатор

зелено-желто-красный оценивается на основе количества событий с вероятным воздействием

и репрезентативных статистических результатов.

2) Долговременные нарушения:

Для долговременных нарушений качества электроэнергии зеленый-желтый-

красный индикатор оценивается непосредственно для заданного периода времени,

с использованием пороговых значений, определенных стандартами качества электроэнергии или другими рекомендациями

.

Зелено-желто-красные индикаторы обычно оцениваются на основе

за месяц или год, но они также могут быть оценены на

более коротких временных периодах.

С.Применимые стандарты качества электроэнергии

Одной из трудностей при создании зелено-желто-красных индикаторов является выбор

соответствующего стандарта.

Необходимо тщательно проверить существующие стандарты качества электроэнергии.

, поскольку они могут применяться на стороне предложения (распределительная сеть

) или на стороне спроса (например, промышленные и

коммерческих зданий). Распространенной ошибкой является смешивание стандартов

и выбор неправильного приложения.

Предыдущие исследования [6], [7] были проведены для определения глобального индекса качества power

на стороне предложения. Однако полученные результаты

не могут быть применены на стороне спроса, где используются различные метрики и стандарты

.

Сторона спроса, которая рассматривается в данной статье, — это

, характеризующаяся разнообразием стандартов IEEE, IEC, EN и экспериментальными результатами

для некоторых проблем качества электроэнергии, а в

в то же время отсутствием международных стандартов. стандартов или рекомендаций

для других основных нарушений качества электроэнергии.

Обзор существующих стандартов представлен в этом документе

, а также критерии выбора и рекомендации.

III. G

REEN

—

ЖЕЛТЫЙ

—

КРАСНЫЕ ИНДИКАТОРЫ ДЛЯ КРАТКОВРЕМЕННЫХ СОБЫТИЙ

Кратковременные события качества электроэнергии перегруппируют провалы напряжения, выбросы

и прерывания, обычно связанные с системным отказом

, а также состояниями переходные процессы напряжения, в основном из-за

ударов молнии и операций переключения (батареи конденсаторов,

переключающих трансформаторов

)

Кратковременные нарушения качества электроэнергии обычно имеют видимое и

немедленное воздействие на электрическую установку. Падения напряжения

и прерывания приводят к незапланированным простоям

. Скачки напряжения и переходные процессы вызывают неисправность, повреждение

и снижение эффективности электрического оборудования.

Основы измерения и анализа качества электроэнергии

Анализ электрических параметров, связанных с распределением электроэнергии, многими рассматривается как сложная инженерная работа. Тем не менее, для инженеров, электриков и техников, устраняющих проблемы с оборудованием в наши дни — и для подрядчиков, обслуживающих электрические системы, которые они, возможно, когда-то установили, — измерение качества электроэнергии становится такой же необходимостью, как использование токоизмерительных клещей, чтобы выяснить, почему перегруженные цепи продолжают работать. отключение.

Когда какая-либо электрическая система не соответствует своему назначению, пора исследовать проблему, найти причину и предпринять корректирующие действия. Назначение системы распределения электроэнергии — поддерживать правильную работу нагрузок. Когда нагрузка не работает должным образом, качество электроэнергии в системе следует подозревать как одну из возможных причин. Независимо от того, используется ли он для поиска и устранения неисправностей или для получения исходных данных, измерение / анализ параметров электрической системы называется анализом качества электроэнергии.

Установка и использование оборудования для контроля качества электроэнергии, а также получение и интерпретация полезных данных могут быть пугающими для тех, кто не знаком с процессом. Ключ к успеху — это знать, где и как измерять, а также как интерпретировать результаты.

Измерительные инструменты

Для измерения качества электроэнергии доступно несколько инструментов. Анализаторы качества электроэнергии — это наиболее часто используемые инструменты для наблюдения за показаниями в реальном времени, а также для сбора данных для загрузки в компьютеры для анализа.Хотя некоторые из них постоянно установлены в системе распределения, портативные анализаторы необходимы для многих приложений, особенно для устранения неполадок.

Переносные анализаторы качества электроэнергии

довольно легкие (обычно от 4 до 5 фунтов) и позволяют измерять различные параметры. Наиболее типичными являются напряжение, сила тока, частота, провалы (провалы) и скачки значений напряжения, коэффициент мощности, токи гармоник и результирующие искажения и пик-фактор, мощность и энергия, дисбаланс напряжения и тока, значения пускового тока и мерцание света. .Если анализатор измеряет и записывает такие основные параметры, вы можете успешно решить большинство проблем с качеством электроэнергии.

Портативные регистраторы данных

обычно контролируют многие из тех же параметров, что и анализатор качества электроэнергии; однако они предназначены для долговременной записи (от нескольких дней до нескольких недель). Кроме того, регистратор данных обычно не выводит на экран значения в реальном времени, которые может предоставить анализатор. Дополнительное испытательное оборудование, такое как осциллографы и записывающие цифровые мультиметры, также находит применение в особых целях.

Процесс

Проведение обследования качества электроэнергии начинается с планирования. Просто определите цель опроса и запишите ее в блокнот или подшивку, которая будет использоваться на протяжении всего процесса для организации и хранения данных. Начните с хорошей однолинейной схемы системы распределения электроэнергии на объекте. Если таковой не существует, то сейчас отличное время обновить его.

При проведении общего обследования качества электроэнергии для получения исходных данных для будущих сравнений или для выявления любых непосредственных скрытых проблем с распределением электроэнергии, которые могут существовать, начните мониторинг как можно ближе к месту обслуживания.Однако будьте осторожны, измерение в непосредственной близости от места обслуживания обычно означает наличие большого количества тока короткого замыкания. Поэтому будьте осторожны при подключении анализатора к точке распределительной системы после главного выключателя, которая ограничивает уровни падающей энергии до приемлемых значений. Поскольку проблемы с качеством электроэнергии могут исходить либо от электросети, либо на предприятии, обязательно свяжитесь с коммунальным предприятием, чтобы выявить любые возможные проблемы на этой стороне счетчика.

Внутри предприятия продолжайте «углубляться» в систему распределения, следуя однолинейной схеме.Получите данные у источника каждой отдельно производной системы. Например, сделайте записи на первом щитке или коммутаторе после трансформатора 480V на 208Y / 120V. Обязательно делайте пометки на рисунках и делайте много заметок для использования в будущем.

Цифровые камеры

отлично подходят для быстрого получения данных с паспортной таблички и последующего определения точных мест подключения. Запишите условия на заводе и все работающее оборудование. Распечатайте цифровые фотографии и сохраните все данные для опроса в папке с записной книжкой.Эти заметки станут ценными при анализе данных и проведении дальнейших исследований.

Следуйте инструкциям производителя по подключению и настройке анализатора. Из-за количества необходимого испытательного оборудования и сопроводительной документации часто лучше иметь тележку для оборудования, предназначенную для работы с качеством электроэнергии. Помимо технических знаний, основным ключом к успешному обследованию является планирование и организация. Три типичных ошибки при подключении анализаторов качества электроэнергии:

1. Несоблюдение полярности тока.Убедитесь, что стрелка на токовых зажимах указывает на нагрузку. Если стрелка указывает в неправильном направлении, на анализаторе будет получено отрицательное значение тока для этой фазы.
2. Не подходят датчики тока / напряжения. Если входная фаза анализатора «A» ограничена фазой «B», очевидно, что показания будут ошибочными. Цветовой код отдельных проводов так, чтобы провода напряжения и тока для каждой фазы были одного цвета, и подключайте их осторожно, чтобы предотвратить такие ошибки.
3. Полагаться на заряд батареи для завершения длительного сеанса мониторинга. Хотя полностью заряженные батареи анализатора рассчитаны на несколько часов работы, нет ничего более неприятного, чем обнаружение, что ключевые события, связанные с качеством электроэнергии, не были записаны из-за выключения анализатора. Убедитесь, что анализатор подключен к источнику переменного тока для записи параметров, когда вы будете вдали от оборудования.

Анализ данных

Независимо от того, наблюдаете ли вы значения в реальном времени на цветном экране анализатора или анализируете загруженные данные на портативном компьютере обратно в магазине, необходимо понимать параметры качества электроэнергии и их характеристики.Стандарты качества электроэнергии IEEE и NFPA 70B — отличные ресурсы, помогающие разобраться в терминологии, проблемах и корректирующих действиях по качеству электроэнергии. Чтобы помочь в анализе данных, каждый производитель предоставляет программное обеспечение для своего конкретного испытательного оборудования. Вот на что обращать внимание при анализе данных:

При перегреве нейтралей, перегреве трансформаторов или двигателей, ложном срабатывании автоматических выключателей, перегоревших предохранителях, необычном звуковом шуме в распределительном оборудовании большего размера или при обнаружении искаженных синусоидальных волн напряжения следует подозревать наличие гармоник. Величина различных частот гармоник и величина общего гармонического искажения, создаваемого гармониками, являются критическими факторами для определения серьезности и методов коррекции любой гармонической проблемы. Измерьте гармоники в их источнике (например, частотно-регулируемом приводе, ИБП) и ожидайте, что они будут уменьшаться дальше перед оборудованием. Искажение синусоидальной волны является хорошим индикатором того, что вам следует анализировать значения гармоник ( рисунки 1, 2, и 3 ).

Переходные процессы — это чрезвычайно кратковременные скачки напряжения, иногда неправильно называемые «скачками».«Уровни напряжения, достигаемые во время переходного процесса, могут вызвать проблемы с оборудованием, начиная от неисправности и заканчивая разрушением. Если вы испытываете необычные нарушения изоляции, записывайте данные в течение длительного времени на оборудовании. Наиболее серьезные переходные процессы часто вызываются ударами молнии поблизости. Однако они также могут быть результатом переключения нагрузок.

Скачки и скачки напряжения являются наиболее частыми причинами качества электроэнергии. В то время как определения предоставляют конкретные числа для величины и продолжительности изменений значений напряжения вверх или вниз, суть в том, что изменения на 10% или более в любом направлении от нормального напряжения могут вызвать проблемы.Эти условия должны длиться от ½ цикла до 1 мин. Слишком высокое напряжение (выброс) может возникнуть при отключении от линии больших нагрузок. Провалы, снижение напряжения, как правило, вызывают больше беспокойства и могут вызвать дребезг или полное отключение контакторов и реле. Такое оборудование, как ПЛК и приводы с регулируемой скоростью, может работать со сбоями, и компьютеры могут зависнуть. Наблюдайте за записями напряжения на наличие провалов и выбросов и попытайтесь связать эти изменения с изменениями в условиях или работе установки (например, включение или выключение чиллера или другой большой нагрузки).

Несимметрия напряжения между фазами на трехфазном двигателе может привести к тому, что значения тока в 6-10 раз превышают значение несимметрии напряжений. Поскольку ток вызывает нагрев, а перегрев является одной из основных причин выхода из строя двигателя, следует контролировать разбалансировку распределительных систем. Дисбаланс часто является результатом циклического включения и выключения однофазных нагрузок, поэтому следите за дисбалансом на щитах и ​​распределительных щитах в течение типичного производственного цикла.

Ключ к успеху в измерении и анализе качества электроэнергии можно отнести к успеху в трех ключевых областях.Установите цели и спланируйте опрос, просмотрев однолинейные диаграммы, чтобы определить точки для мониторинга. Узнайте о функциях и характеристиках испытательного оборудования и о том, как его использовать для получения необходимых значений. Наконец, знайте, на что обращать внимание при наблюдении за данными в полевых условиях или после их загрузки на компьютер. Очевидно, что изучение того, как успешно измерять электрические параметры, связанные с правильной работой оборудования, является ключевым шагом в решении проблем качества электроэнергии.

Бернетт — сертифицированный энергоаудитор и инструктор NTT, Centennial, Colo.С ним можно связаться по адресу [email protected].

Fluke FLUKE-378 FC клещи, истинное среднеквадратичное значение, 1000 В, 1000 А / 2500 А переменного / постоянного тока, индикатор качества электроэнергии, датчик iFlex, CAT3, серия 37X

Fluke 378 FC Бесконтактные клещи для измерения истинного среднеквадратичного значения переменного / постоянного тока Счетчик с iFlex

Характеристики:

• Индикатор качества электроэнергии — уникальная функция PQ, которая автоматически определяет проблемы с качеством электроэнергии
• Больше никаких рукописных заметок или сложной математики.
• Выполните испытания трехфазного напряжения и тока за 3 простых шага.
• Рассчитан полный набор значений между фазой и землей и между фазой и фазой.
• Отображается на вашем смартфоне и сохраняется в облаке с помощью программного обеспечения Fluke Connect.
• Чередование фаз рассчитано и показано в программном обеспечении Fluke Connect.
• Дисплей становится зеленым, когда обнаруживается стабильное измерение Field-Sense.
• Visual Continuity обеспечивает ярко-зеленый экран для легкого определения непрерывности в шумных рабочих зонах.
• Магнитный подвесной комплект TPAK с подвесным ремнем 9 дюймов (23 см) позволяет повесить зажим в любом месте: на стальной дверце шкафа; вокруг трубы; на гвоздь или головку винта.
• В прилагаемом кейсе для переноски находится зажим, датчик iFlex, измерительные провода и прилагаемый черный зажим заземления.

Токоизмерительные клещи 378 FC включают уникальную функцию PQ, которая автоматически определяет проблемы с качеством электроэнергии. При выполнении измерений FieldSense 378 FC обнаружит и отобразит проблемы качества электроэнергии, связанные с током, напряжением, коэффициентом мощности или любой их комбинацией.Теперь вы можете быстро определить, существует ли проблема с поставкой выше по потоку или с оборудованием ниже по потоку.

Токоизмерительные клещи Fluke 377 FC и 378 FC с истинным среднеквадратичным значением используют технологию Field-Sense ™, чтобы сделать испытания более быстрыми и безопасными, не касаясь токоведущих проводов. Вы получаете точные измерения напряжения и тока через зажимные губки. Просто прикрепите черный измерительный провод к любому электрическому заземлению, наденьте зажим на провод и посмотрите надежные и точные значения напряжения и тока на дисплее.

Включено:

• Fluke 378 FC Бесконтактное напряжение, истинное среднеквадратичное значение
• Беспроводные клещи для измерения переменного / постоянного тока
• TL224 Тестовые провода
• TP175 Тестовые щупы TwistGuard ™
• AC285, черный зажим заземления (только 1)
• i2500-18 Гибкий токовый пробник iFlex® 48 см (18 дюймов)
• TPAK Держатель магнитного измерителя ToolPak ™
• Кейс для переноски Premium
• Краткое справочное руководство

Токоизмерительные клещи для переменного / постоянного тока Fluke 377 FC и 378 FC Токоизмерительные клещи для переменного / постоянного тока
Fluke 377 FC и 378 FC

Изменение пороговых значений индикатора качества электроэнергии

Изменение пороговых значений индикатора качества электроэнергии

Пороговое значение индикатора качества электроэнергии для каждого индикатора отображается на информационной странице. (Щелкните значок «i».)

Пороговые значения используются для определения рейтинга качества электроэнергии с использованием цвета (зеленый, оранжевый, красный) для каждого индикатора качества электроэнергии. Кроме того, в подробном отчете диаграмм индикатора PQ отображаются только те образцы, которые превышают пороговое значение.

Указанные здесь пороговые значения подсчета используются для определения цветов за год. Они делятся на 365 для за последние 24 часа , на 52 для за последние 7 дней и так далее. Расчет выглядит следующим образом:

Округлить ((Годовой лимит обслуживания) x (Количество дней / 365))

Например, для 30 дней, где годовой лимит для оранжевого составляет 5, а годовой лимит для красного составляет 15:

Оранжевый предел: (5 * (30/365)) = 0. 41, округляется до 1.

Красный предел: (15 * (30/365)) = 1,23, что округляется до 2.

ПРИМЕЧАНИЕ: Оранжевые пределы> =, но красные пределы —

Для изменения порогов:

1. В SQL Server Management Studio в базе данных ION_Network найдите представление dbo.vCFG_ConfigItems.
2. Щелкните правой кнопкой мыши представление dbo.vCFG_ConfigItems и выберите Изменить первые 200 строк .

   Следующие элементы являются пороговыми значениями индикатора:

   Указанные здесь пороговые значения подсчета используются для определения цветов за год. Они делятся на 365 для за последние 24 часа , на 52 для за последние 7 дней и так далее. Расчет выглядит следующим образом:

   Округлить ((Годовой лимит обслуживания) x (Количество дней / 365))

   Например, для 30 дней, где годовой лимит для оранжевого цвета равен 5, а годовой лимит для красного — 15. :

   Оранжевый предел: (5 * (30/365)) = 0.41, который округляется до 1.

   Красный предел: (15 * (30/365)) = 1,23, округляется до 2.

   ПРИМЕЧАНИЕ: Оранжевый предел> =, а красный предел>.

3. Измените значение порогового элемента при необходимости.
4. Чтобы на диаграммах индикаторов PQ отображалась обновленная информация о предельных значениях, перейдите на страницу настройки показателей качества электроэнергии в Vista:

   Щелкните Импортировать информацию об ограничении индикатора .

Общий индекс качества электроэнергии для электрических сетей с использованием нейронных сетей

% PDF-1.7 % 1 0 объект > >> эндобдж 6 0 obj > эндобдж 2 0 obj > транслировать application / pdf10. 1016 / j.egypro.2015.07.706

Общий индекс качества электроэнергии для электрических сетей с использованием нейронных сетей

T.E. Raptis

Г.А. Вокас

П.А. Лангуранис

С.Д. Каминарис

Качество электроэнергии

Электрические сети

Экспертная система

Искусственные нейронные сети

Нечеткие системы

Принятие многокритериальных решений.

Энергетические процедуры, 74 (2015) 1499-1507. DOI: 10.1016 / j.egypro.2015.07.706

Elsevier B.V.

journalEnergy Procedureia © 2015 Авторская выставка Издатель Elsevier B.V. Все права защищены. 1876-610274август 2015-2015-081499-15071499150710.1016 / j.egypro.2015.07.706 http://dx.doi.org/10.1016/j.egypro. 2015.07.7062010-04-23true10.1016/j.egypro .2015.07.706

elsevier.com

sciencedirect.com

6.410.1016 / j.egypro.2015.07.706noindex2010-04-23truesciencedirect.comↂ005B1ↂ005D> elsevier.comↂ005B2ↂ005D>

sciencedirect.com

elsevier.com

Elsevier2015-08-26T16: 20: 24 + 05: 302015-08-26T16: 34 + 05: 302015-08-26T16: 34 + 05: 30TrueAcrobat Distiller 10.0.0 (Windows) uuid: fd79a886-8603-4def-8f20-e5f8bd5b60d7uuid: a8c1d4a8-a4b1-4967-9eed-c3d44a8c848a конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 7 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / Свойства> / XObject> >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544. 252 742,677] / Тип / Страница >> эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742.677] / Тип / Страница >> эндобдж 10 0 obj > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742.677] / Тип / Страница >> эндобдж 11 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742.677] / Тип / Страница >> эндобдж 12 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742,677] / Тип / Страница >> эндобдж 13 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742.677] / Тип / Страница >> эндобдж 14 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742.677] / Тип / Страница >> эндобдж 15 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544. 252 742.677] / Тип / Страница >> эндобдж 16 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742,677] / Тип / Страница >> эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > / Граница [0 0 0] / C [0 0 0] / Rect [106,95 658,235 143,439 702,388] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 19 0 объект > / Граница [0 0 0] / C [0 0 0] / Rect [106,95 658,235 143,439 702,388] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 20 0 объект > / Граница [0 0 0] / C [0 0 0] / Rect [106,95 658,235 143,439 702,388] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 21 0 объект > транслировать HVR} CJ)> lG`j $ łJ - [# ؞%}> - (V-eOzsDee% P * '% KEyA ۉ np {W_ ~ / IWZų> 2ZvL%} $ yǡMF / + F29]% ˚U, JYġ3C2G: T7Av.=

Исследования по оценке качества электроэнергии на основе метода радиолокационных карт и степени нечеткого членства

1. Введение

Электричество как обычно используемая энергия, не только экономичная, но и простая в управлении и преобразовании. Применение энергии стало важным показателем уровня национального развития. В последние годы, с непрерывным развитием индустриализации и национального экономического уровня, все общество становится все более практичным для власти, требования к качеству электроэнергии постепенно улучшаются, качество качества электроэнергии напрямую связано со всеми экономическими преимуществами рынка электроэнергии .С корректировкой энергетической структуры и быстрым развитием национальной экономики, передачей постоянного тока на большие расстояния и межсетевого взаимодействия крупных энергосистем, что привело к фундаментальным изменениям в структуре энергосистемы, в результате чего гибридная работа энергосистемы на переменном и постоянном токе стала все более изменчивой. Отрицательные характеристики электросети, а также несвязанная нагрузка и изменяющаяся во времени нагрузка в электросети вызвали такие проблемы, как гармоники, колебания и мерцание напряжения, трехфазный дисбаланс [1] [2], которые ухудшились. индекс качества электроэнергии в сети.Следовательно, важно разработать подходящий метод оценки качества электроэнергии для синтетической оценки индекса качества электроэнергии и улучшения качества электроэнергии для оптимизации рынка электроэнергии.

Китай предложил девять национальных стандартов качества электроэнергии для анализа проблемы качества электроэнергии, которые разделены на шесть индикаторов устойчивого состояния и три индикатора переходных процессов, поскольку индекс переходных процессов не ясен. Пределы данных нелегко оценить, поэтому текущая мощность качества, комплексная оценка в основном начинается с индекса устойчивого состояния.Эта статья объединяет содержание национального стандарта качества электроэнергии в Китае [3] [4] [5] [6] и выбирает 6 из них в качестве устойчивых показателей качества электроэнергии, которые включают допустимое отклонение напряжения питания, колебания напряжения. , мерцание напряжения, коэффициент гармонических искажений, баланс трехфазного напряжения, допуск по частоте энергосистемы.

Существующие методы комплексной оценки качества электроэнергии в основном включают три категории [7] [8] [9], основанные на теории нечеткой математики, теории вероятностной статистики и интеллектуальном алгоритме.Эти методы в определенной степени решают проблему комплексной оценки, но традиционный математический алгоритм заключается в следующем. Оценка показателей качества электроэнергии может оставаться только в письменном тексте, а метод радиолокационной диаграммы, как представитель графического анализа, может быть более четко определен. показать конкретные индикаторы конкретной ситуации, этот документ относится к радарной карте при оценке индикаторов Простой и понятный, четкие характеристики комбинации нечеткой функции принадлежности для выполнения индикаторов качества электроэнергии, чтобы он мог более объективно показать преимущества и недостатки индикаторов.

2. Нормализация и выбор индикатора

Основной целью оценки показателей качества электроэнергии является выбор соответствующих показателей. Во-первых, следует нормализовать показатели.

(1) Отклонение частоты

(1)

f _z - значение частоты в реальном времени, f _N - номинальное значение частоты, K _f - нормальное значение отклонения частоты.

(2) Отклонение напряжения

(2)

u _z - значение напряжения в реальном времени, u _N - номинальное значение напряжения, U _q - допустимый предел отклонения напряжения GB, K _u - нормализованное значение отклонения напряжения.

(3) Колебания и мерцание напряжения

(3)

Pst _z - значение мерцания в реальном времени, pst _q - допустимый предел GB мерцания напряжения, K _p - нормализованное значение отклонения мерцания.

(4) Коэффициент гармонических искажений

(4)

A - значение гармоники в реальном времени, K _A - нормализованное значение коэффициента гармонических искажений.

(5) Содержание нечетной гармоники напряжения

(5)

H _a - значение первой гармоники, H ₁ - значение основной гармоники, H _q - допустимый национальный стандарт нечетных гармоник, K _Ha - значение нормализации отклонения частоты.

(6) Асимметрия трехфазного напряжения

(6)

u _c - трехфазная составляющая напряжения, K _uc - нормализованное значение трехфазного дисбаланса напряжения.

После нормализации показатели сохраняются на том же уровне, примерно равном 1 как предел, чем ближе к 0 показатели лучшей производительности. Превосходные показатели при оценке показателей качества электроэнергии не могут играть соответствующей роли и потребуют слишком большого количества составных единичных индексов, вызывающих помехи в расчетах.Например, нечетная гармоника напряжения от третьей гармоники до двадцать пятой гармоники, всего более десятка показателей, если все оцениваются, индекс слишком большой и бессмысленный, значит от нечетной гармоники, И для остальных показателей , нормализованный показатель с целевым значением менее 0,1 следует исключить, а остальные показатели оставить.

Следует отметить, что краткосрочные индикаторы мерцания не должны входить в состав комплексного индикатора. Как показано на Рисунке 2, краткосрочные результаты оценки мерцания в подавляющем большинстве случаев довольно хороши, но случайный скачок, который отличается от других индикаторов изменений, если и другие индикаторы вместе взятые, он повлияет на комплексное значение индекса. , но также не может наблюдать, как исходные индикаторы появляются в переходный период.

3. Алгоритм расширения прав и возможностей

После выбора соответствующей метрики следует рассчитать вес. В этой статье процесс субъективной аналитической иерархии и метод объективных энтропийных весов сочетаются с субъективными и объективными комплексными весами.

Analytic Hierarchy Process (AHP) как способ определения субъективного веса, разделенный на четыре этапа: установление иерархической иерархической структуры проблемы, определение матрицы сравнения, расчет веса [10].

Иерархические иерархические структуры обычно можно разделить на целевой уровень, уровень критериев и уровень схемы.

Матрица сравнительной оценки представляет собой сравнение относительной важности между текущим уровнем и связанными с ним единицами для предыдущей иерархии, а шкала важности показана в следующей таблице 1 и таблице 2.

Нормализован каждый столбец матрицы суждения:

(7)

Нормализованная матрица суждения добавляется в строках:

(8)

Сделайте Ai нормализованным, ищите вес:

(9)

Пусть значения веса отсортированы по весовым векторам:

(10)

Энтропийный метод - это типичный метод объективного взвешивания.Многие объекты можно оценивать по нескольким индексам. По весу, полученному энтропийным методом, определенное значение часто бывает большим (более 0,3, иногда даже до 0,6 явления, что серьезно несовместимо с важностью показателей. Хотя важность показателей не одинакова, но есть не должен быть большим показателем веса ситуации, иначе этот показатель может отражать плюсы и минусы объекта, без учета других индикаторов

Таблица 1.Масштабная таблица элементов матрицы.

патента на традиционный энтропийный метод для улучшения расчета объективного веса. Первый заключается в создании модели с m объектами оценки, записанными как: Предположим, имеется n показателей оценки, записанных как, Значение объекта оценки M _i для индекса D _j записывается как, Исходная информационная матрица может получить ：

, где X _ij - значение i-го оцениваемого объекта под j-м индексом.Исходная матрица безразмерна:

(11)

В случае j-го индекса доля i-го объекта оценки равна p _ij :

(12)

Вычислить энтропию e _j j-го индекса:

(13)

Следует отметить, что чем больше разница в значении индекса каждого оцениваемого элемента, что указывает на то, что чем больше объем информации, отраженный индикатором, тем меньше энтропия.Хотя энтропия слишком велика, что указывает на то, что информация, предоставляемая индикатором, очень мала, вы можете дать ей соответствующее удаление.

Коэффициент разности h _j j-го индекса составляет:

(14)

Вычислить энтропийный вес j-го индекса:

(15)

Традиционный энтропийный метод используется в качестве целевого веса сразу после вычисления энтропийного веса в соответствии с описанным выше процессом, но модифицированный энтропийный метод требует корректировки энтропии.Пусть максимальный вес энтропии, полученный по приведенной выше формуле, равен, и когда он может быть установлен на 0,3, то есть модифицированный вес энтропии, избыточная часть () масштабируется следующей функцией К остальным (m - 1) показателям .

(16)

Получен энтропийный вес каждого индекса

Если есть измененный вес энтропии для индикатора в, его можно изменить на 0,3, и вес () избыточной части присваивается остальным (m - 2) показателям, а затем снова (m - 2) показателям. пересмотренной энтропии.

После получения субъективного и объективного значения веса оно будет объединено в субъективный и объективный составной вес

(17)

4. Улучшенный метод радиолокационной карты

Метод радиолокационного графика из-за разного порядка индикаторов, вызванных результатами оценки, не является уникальным, основная причина заключается в том, что при построении радиолокационной карты порядок точек линейного соединения на оси формирования многоугольников [11] [ 12]. При построении функции оценки площадь многоугольника и длина окружности не равны из-за разных индексов, и результаты оценки несовместимы.Поэтому в этой статье вместо треугольной области используется дуга и строится функция оценки в соответствии с нарисованной радиолокационной картой. Преобразуйте составные веса, полученные выше, в весовые углы улучшенных радиолокационных графиков.

Центр круга в качестве начальной точки, горизонтальный правый угол, чтобы сделать луч в качестве первого индикатора опорной оси, на котором нужно взять длину p ₁ с n индикаторами, затем как центральный угол для радиуса веера. против часовой стрелки для веера, затем представляет собой репрезентативную область первого индикатора.И затем, чтобы в качестве радиуса веера, в качестве центра центра против часовой стрелки, чтобы сделать каждый индикатор репрезентативной области, шесть индикаторов улучшенной радиолокационной карты, показанной на рисунке 1.

Расчетная площадь вентилятора

(18)

Нормализованное значение сводного индекса можно рассматривать как нормализацию площади сектора

Рисунок 1. Пример шести индикаторов РЛС.

(19)

- нормализованное значение для i-го элемента.

После определения нормализованного веса комплексного индекса используется метод нечеткой оценки для классификации полученного индекса.

Очень важно использовать нечеткую математику для решения проблемы оценки качества электроэнергии, а также выбора и создания нечеткой модели. Действительность функции принадлежности напрямую влияет на достоверность окончательного решения [13]. Оценка качества может быть описана пятиуровневым набором нечетких оценок V {отличное, хорошее, среднее, квалифицированное, неквалифицированное}, а критерии оценки комплексного индекса показаны в таблице 3.

Создание однофакторной оценочной матрицы для каждого субиндекса качества электроэнергии является наиболее важным шагом в оценке качества электроэнергии. Чтобы установить одномерный метод оценки индекса, который должен быть оценен, степень принадлежности подчиненного индекса конкретного качества электроэнергии должна быть определена на основе установления функции плотности функции принадлежности. Поскольку индекс неоднозначен по отношению к двум уровням качества, функция принадлежности между двумя уровнями может быть количественно определена для пяти уровней качества подразделения, где Z ₁ и Z ₂ определяются фактическим значением. , X - предел индекса.

Индекс соответствует функции принадлежности для отличного уровня качества

(20)

В этой функции ：; C - постоянная, может быть принята как.

Показатели соответствуют функции принадлежности хорошего, среднего и квалифицированного качества

(21)

Таблица 3. Обширная индексная рейтинговая таблица.

В этой функции: значение параметра K предпочтительно определяется предельным значением национального стандарта; п = 1, 2, 3.

Индекс соответствует функции принадлежности для неквалифицированного уровня качества

(22)

В этой функции: n = 4.

Вышеупомянутая модель может использоваться для описания взаимосвязи между двумя уровнями качества, а не членства в общем квалифицированном диапазоне, путем описания членства в индивидуальном индексе оценки качества по отношению к каждому уровню качества.

5. Пример использования

В этом документе для анализа показателей качества энергии за 2014 год выбраны три подстанции в Шанхае, а оценочные показатели и соответствующие статистические данные показаны в таблице 4.

С помощью теста на непротиворечивость мы можем получить разумный индексный вес. В этой статье мы выбираем приоритетное суждение: отклонение частоты> нечетные гармоники> гармонические искажения> отклонение напряжения> дисбаланс при оценке качества электроэнергии в [14]. Субъективный вес рассчитывается с помощью процесса аналитической иерархии, а затем энтропии. Получается объективный вес трех сайтов, а также вес субъективного и объективного весов трех сайтов. Если взять в качестве примера S1, весовые значения каждого индекса равны = (0.17, 0,14, 0,17, 0,19, 0,22). Они представляют содержание нечетных гармоник напряжения, дисбаланс, девиацию частоты, коэффициент гармонических искажений, отклонение напряжения, чертеж РЛС S1, показанный на рисунке 2.

После обработки радиолокационной карты составного индекса в функции принадлежности три результирующих значения принадлежности сайта составили:

S1 (0,211, 0,462, 0,156, 0,098, 0,046)

S2 (0,018, 0,145, 0,236, 0,347, 0,514)

S3 (0,425, 0,301, 0,157, 0,115, 0.023)

Согласно принципу максимальной степени членства, результаты нечеткой оценки трех сайтов следующие: S1 - хорошо, S2 - сдано, S3 - отлично. Результаты этого метода показаны в Таблице 5.

Таблица 4. Примеры наборов данных для оценки.

Рис. 2. Данные измерений участка S1 с радиолокационной карты.

Таблица 5. Сравнение результатов комплексной оценки качества электроэнергии.

Из таблицы 5 видно, что метод хорошо согласуется с результатами других методов оценки. Из таблицы 4 видно, что коэффициент гармонических искажений подстанции S2 является чрезмерным, поэтому качество электроэнергии должно быть неквалифицированным, и только метод корреляции серого правильно оценивается с помощью метода. Можно увидеть, что путем выбора разумной классификации Интервал, этот метод может эффективно классифицировать качество электроэнергии и доказывать эффективность метода.

6. Заключение

В этой статье метод энтропийного веса используется для эффективного ограничения избыточного веса. Соответствующие индикаторы выбираются путем нормализации отдельных индикаторов для обеспечения точности результатов оценки. В сочетании с радиолокационным методом для работы с комплексным индексом, а затем с методом нечеткой оценки для классификации, эффективно объединенным с преимуществами двух методов, путем сравнения результатов традиционных алгоритмов, чтобы доказать, что оценка этого метода была значительно улучшена.

No related posts.