Корзина
4 отзыва
Компания Тесла
График работы
  • Понедельник
    09:0018:00
  • Вторник
    09:0018:00
  • Среда
    09:0018:00
  • Четверг
    09:0018:00
  • Пятница
    09:0018:00
  • Суббота
    09:0013:00
  • Воскресенье
    Выходной
Контакты
8836293-40-40
+7902124-40-40
ООО "Тесла"
Владимир Кудряшов
РоссияРеспублика Марий ЭлЙошкар-Олаул. Крылова 53424007
teslafirm@mail.ruhttp://www.tesla12.ru
8
836
293-40-40
+7
902
124-40-40
О СРЕДСТВАХ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В КАЧЕСТВЕ АНАЛИЗАТОРОВ.

О СРЕДСТВАХ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В КАЧЕСТВЕ АНАЛИЗАТОРОВ.

О СРЕДСТВАХ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В КАЧЕСТВЕ АНАЛИЗАТОРОВ.

Зачастую остро встает вопрос выбора того или иного инструмента для контроля и анализа качества электроэнергии. Данная статья поможет определиться с выбором.

О СРЕДСТВАХ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В КАЧЕСТВЕ АНАЛИЗАТОРОВ.

 

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 *

Измеряемые величины

 

Объединенные параметры таблицы 1 для анализа КЭ:

Диапазон измерений СИ/ допустимые погрешности СИ

Название прибора

ЭРИС-КЭ.02

РЕСУРС-UF2М

ППКЭ-3-50

ПАРМА РК3.01

АКЭ-824

АПКЭ-1

Энергомонитор 3.3Т1

УАКЭ Тест-электро

Установившееся отклонение напряжения δUy / Диапазон измерения/ Погрешность СИ

±20%/±0,2** (D),±0,5*** (D)

+/

±20%/±0,2 (D)

+/

±20%/±0,2 (D)

+/

±20% /±0,2 (D)

+/

±30%/ ±0,25 (D)

+/

±30% /±1 (d)

+/

±20%/ ±0,4 (D)

+/

-100%÷40%/ ±0,2 (D)

+/

±20% / ±0,2 (D)

Размах изменения напряжения δUt / Диапазон измерения/ Погрешность СИ

±8(d)

+/

0,25…10%/ ±8 (d)

+/

0,25…20%/ ±8 (d)

-

-

 

+/данных нет

+/

0…10%/ ±8 (d)

-

+/

0,2…20% / ±8 (d)

Коэффициент несимметрии напряжения по обратной K2U и нулевой последовательности K0U / Диапазон измерения/ Погрешность СИ

0

15% /±0,2(D)

+/

0,1…15%/±0,2 (D)

+/

0,1…20%/±0,2 (D)

+/

0,1…15%/ ±0,2 (D)

+/

0,1…30% / ±0,3 (D)

+

/ данных нет

+/

0,1…10%/ ±0,3 (D)

+/

0,1…50%/ ±0,2 (D)

 

+/

0…20% /±0,15 (D)

Отклонение частоты Δ f/ Диапазон измерения/ Погрешность СИ

±1 Гц / ±0,03 (D)

+/

±3 Гц/±0,02 (D)

+/

±5 Гц/±0,02 (D)

+/

±1 Гц/ ±0,02 (D)

+/

±5 Гц/ ±0,02 (D)

+/

-7,5…+19 Гц / ±0,002  Fизм(D)

+/

±5 Гц/ ±0,03 (D)

-5…+25 Гц/ ±0,01 (D)

+/

±5 Гц / ±0,01 (D)

Импульсное напряжение Uимп /Диапазон измерения/ Погрешность СИ

±10(d)

 1…6 кВ/ /±10 (d)

1…4,5 кВ/±10 (d)

-

-

-

+

/до 6 кв/± 0,1Uизм(D)

-

2,1Uн / /±0.2 (d)

-

*Указаны не все основные ПКЭ согласно ГОСТ 13109-97'

**для СИ, подключаемых к выходам измерительных трансформаторов напряжения

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

 

 

 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.

ООО "Тесла" Ефремов Н.С., г. Йошкар-Ола