Режимы энергопотребления и графики нагрузки, показатели качества электроэнергии

Таблица 1. Значение коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения.

 

Причиной несинусоидальности напряжения является силовое оборудование с тиристорным управлением, люминесцентные лампы, сварочные установки, преобразователи частоты, импульсные преобразователи напряжения.

Влияние: Рост потерь в электрических машинах, вибрации; нарушение работы автоматики защиты; увеличение погрешностей измерительной  аппаратуры; отключение чувствительных ЭПУ.

Ответственность за несинусоидальность напряжения несёт потребитель с нелинейной нагрузкой.

 

Несимметрия напряжения

Несимметрия напряжений характеризуется следующими показателями:

- коэффициентом  несимметрии напряжений по обратной  последовательности;

- коэффициентом  несимметрии напряжений по нулевой  последовательности.

Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности равен (%)

 (11)

где  – действующее значение напряжения обратной последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений (В);

- действующее значение  напряжения прямой последовательности  основной частоты (В).

Допускается  вычислять по выражению (%):

(12)

где  – номинальное значение междуфазного напряжения сети (В).

Коэффициент несимметрии  напряжений по нулевой последовательности равен (%) :

(13)

где  – действующее значение напряжения нулевой последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений (В).

Допускается   вычислять по формуле (%):

(14)

где  – номинальное значение фазного напряжения (В).

Измерение коэффициента несимметрии напряжений по нулевой  последовательности проводят в четырехпроводной сети.

Относительная погрешность определения   и   по формулам (13) и (14) численно равна значению отклонений напряжения   от  .

Нормально допустимое и предельно допустимое значения коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности в точке общего присоединения к электрическим сетям равны 2,0 и 4,0 % .

Нормированные значения коэффициента несимметрии  напряжений по нулевой последовательности в точке общего присоединения  к четырехпроводным электрическим  сетям с номинальным напряжением 0,38 кВ также равны 2,0 и 4,0 % .

 

Контроли качества электрической энергии

Основные задачи и виды контроля качества электроэнергии

Основными задачами контроля качества электроэнергии (КЭ) являются:

1. Проверка выполнения требований стандарта в части эксплуатационного контроля ПКЭ в электрических сетях общего назначения;
2. Проверка соответствия действительных значений ПКЭ на границе раздела сети по балансовой принадлежности значениям, зафиксированным в договоре энергоснабжения;
3. Разработка технических условий на присоединение потребителя в части КЭ;
4. Проверка выполнения договорных условий в части КЭ с определением допустимого расчётного и фактического вкладов потребителя в ухудшение КЭ;
5. Разработка технических и организационных мероприятий по обеспечению КЭ;
6. Определение скидок (надбавок) к тарифам на Электроэнергию за её качество;
7. Сертификация электрической энергии
8. Поиск «виновника» искажений ПКЭ.

В зависимости  от целей, решаемых при контроле и  анализе КЭ, измерения ПКЭ могут  иметь четыре формы:

1. Диагностический контроль;
2. Инспекционный контроль;
3. Оперативный контроль;
4. Коммерческий учёт.

Диагностический контроль КЭ – основной целью диагностического контроля на границе раздела электрических  сетей потребителя и энергоснабжающей организации является обнаружение  «виновника» ухудшения КЭ, определение допустимого вклада в нарушение требований стандарта по каждому ПКЭ, включение их в договор энергоснабжения, нормализация КЭ.

Диагностический контроль должен осуществляться при  выдаче и проверке выполнения технических  условий на присоединение потребителя к электрической сети, при контроле договорных условий на электроснабжение, а также в тех случаях, когда необходимо определить долевой вклад в ухудшение КЭ группы потребителей, присоединённых к общему центру питания. Диагностический контроль должен быть периодическим и предусматривать кратковременные (не более одной недели) измерения ПКЭ. При диагностическом контроле измеряют как нормируемые, так и ненормируемые ПКЭ, а также токи и их гармонические и симметрические составляющие и соответствующие им потоки мощности.

Если результаты диагностического контроля КЭ подтверждают «виновность» потребителя в нарушении  норм КЭ, то основной задачей энергоснабжающей организации совместно с потребителем является разработка и оценка возможностей и сроков выполнения мероприятий по нормализации КЭ. На период до реализации этих мероприятий на границе раздела электрических сетей потребителя и энергоснабжающей организации должны применяться оперативный контроль и коммерческий учёт КЭ.

На следующих  этапах диагностических измерений КЭ контрольными точками должны быть шины районных подстанций, к которым подключены кабельные линии потребителей. Эти точки представляют также интерес для контроля правильности работы устройств РПН (регулирования под нагрузкой), обеспечивающих заданные диапазоны отклонения напряжения, а также работы средств защиты и автоматики в электрической сети.

Инспекционный контроль КЭ – осуществляется органами сертификации для получения информации о состоянии сертификационной электроэнергии в электрических сетях энергоснабжающей организации, о соблюдении условий и правил применения сертификата, с целью подтверждения того, что КЭ в течении времени действия сертификата продолжает соответствовать установленным требованием.

Оперативный контроль КЭ – необходим в условиях эксплуатации в точках электрической сети, где имеются и в ближайшей перспективе не могут быть установлены искажения напряжения. Оперативный контроль необходим в точках присоединения тяговых подстанций железнодорожного и городского электрифицированного транспорта, подстанций, имеющих ЭП с нелинейными характеристиками. Результаты оперативного контроля должны поступать по каналам связи на диспетчерские пункты электрической сети энергоснабжающей организации и системы электроснабжения промышленного предприятия.

Коммерческий  учёт ПКЭ – должен осуществляться на границе раздела электрических сетей потребителя и энергоснабжающей организации и по результатам его определяют скидки (надбавки) к тарифам на электроэнергию за её качество.

Правовой и  методической базой обеспечения коммерческого учёта КЭ в электрических сетях является Гражданский кодекс Российской Федерации(ГК РФ), часть 2, ГОСТ 13109 – 97, Инструкция о порядке расчётов за электрическую и тепловую энергию (№449 от 28 декабря 1993 года).

Коммерческий учёт КЭ должен непрерывно осуществляться в точках учёта  потребляемой электроэнергии как средство экономического воздействия на виновника ухудшения КЭ. Для этих целей должны применяться приборы, совмещающие в себе функции учёта электроэнергии и измерения её качества. Наличие в одном приборе функций учёта электроэнергии и контроля ПКЭ позволяет совместить оперативный контроль и коммерческий учёт КЭ, при этом могут применяться общие каналы связи и средства обработки, отображения и документирования информации АСКУЭ (Автоматизированная система контроля и учёта энергоресурсов).

Приборы коммерческого  учёта КЭ должны регистрировать относительное  время превышения нормально и  предельно допустимых значений ПКЭ  в точке контроля электроэнергии за расчётный период, которые определяют надбавки к тарифам для виновников ухудшения КЭ.

Требования стандарта к контролю качества электроэнергии

Контроль над соблюдением требований стандарта энергосберегающими организациями и потребителями электрической энергии должны осуществлять органы надзора и аккредитованные испытательные лаборатории по КЭ.

Контроль КЭ в точках общего присоединения потребителей электрической энергии к системам общего назначения проводят энергоснабжающие организации (точки контроля выбираются в соответствии с нормальными документами). Периодичность измерений ПКЭ:

1. для установившегося отклонения напряжения – не реже двух раз в год, в зависимости от сезонного изменения нагрузок в распределительной сети центра питания, а при наличии автоматического встречного регулирования напряжения в центре питания не реже одного раза в год;
2. для остальных ПКЭ – не реже одного раза в два года при неизменности схемы сети и её элементов и незначительном изменении характера электрических нагрузок потребителя, ухудшающего КЭ.

Потребители электроэнергии, ухудшающие КЭ, должны проводить контроль в точках собственных сетей, ближайших  к точкам общего присоединения указанных  сетей к электрической сети общего назначения, а также на выводах  приемников электрической энергии, искажающие КЭ.

Периодичность контроля КЭ устанавливает потребитель  электрической энергии по согласованию с энергоснабжающей организацией.

Контроль КЭ, отпускаемой тяговыми подстанциями переменного тока в электрические  сети напряжения 6 – 35 кВ, следует проводить для:

1. электрических сетей 6 – 35 кВ, не находящихся в ведении энергосистем, в точках присоединения этих сетей к тяговым подстанциям;
2. электрических сетей 6 – 35 кВ, не находящихся в ведении энергосистем, в точках, выбранных по согласованию между тяговыми подстанциями и потребителями электроэнергии, а для вновь строящихся и реконструируемых (с заменой трансформаторов) тяговых подстанций – в точках присоединения потребителей электроэнергии к этим сетям.

 

Скидки  и надбавки к тарифу за качеством  электроэнергии

В пункте 1 статьи 542 части 2 ГК РФ устанавливается: «качество подаваемой энергоснабжающей организации энергии должно соответствовать требованием, установленным государственным стандартом и иными обязательными правилами, или предусмотренным договорами энергоснабжения».

Для обеспечения  норм стандарта в точках общего присоединения  допускается устанавливать в договорах энергоснабжения с потребителями – «виновниками» ухудшения в стандарте, которые потребители обязаны поддержать на границе раздела балансовой принадлежности электрических сетей.

В случае нарушения  энергоснабжающей организации требований, предъявляемых к КЭ, абонент вправе доказывать размер ущерба и взыскивать его с энергоснабжающей организации  по правилам статьи 547 ГК РФ. Вместе с  тем, учитывая, что абонент всё-таки использовал энергию ненадлежащего качества, он должен оплатить её, но по соразмерено уменьшенной цене (пункт 2 статьи 542 ГК РФ).

Очевидно, что  нарушения могут быть взаимными  и по разным ПКЭ. Сторона, виноватая  в снижении КЭ, определяется в соответствии с Правилами применения скидок и надбавок к тарифам за качество электроэнергии.

Механизм штрафных санкций, установленных Инструкцией, распространяется не на все ПКЭ, а на те, численные значения, нормы которых есть в стандарте:

1. установившееся отклонение напряжения;
2. коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения;
3. коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
4. коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;
5. отклонение частоты;
6. размах изменения напряжения.

Из перечисленных ПКЭ коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения и коэффициенты гармонических составляющих напряжения отражают одно и то же явление – несинусоидальность. Причём отражает  все гармоники в сумме, а - каждую из 40 гармоник в отдельности. Поэтому в Инструкции применяют скидки (надбавки) по суммарному воздействию (коэффициенту ) к тому же надо принять во внимание, что скидки (надбавки) по отдельным ПКЭ складываются. Поэтому показатель в Инструкции не включён. Не включена в скидки (надбавки) и длительность провала напряжения, так как объём санкций по перечисленным ПКЭ зависит от суммарной продолжительности отпуска электрической энергии пониженного качества за месяц, в части провалов напряжения длительности одного провала без нормирования их количества.

Скидки (надбавки) за качество электрической энергии  применяются при расчётах со всеми  потребителями.

Значение скидки (надбавки) зависит:

1. от числа ПКЭ, по которым происходит нарушение норм стандарта в точке учёта электрической энергии в течение расчётного периода;
2. от относительного времени превышения нормально и предельно допустимых значений ПКЭ в точке контроля электроэнергии в течение расчётного периода.

Конкретное  значение скидки (надбавки) в зависимости  от степени нарушения указанных  фактов может быть от 0,2 до 10 % тарифа на электроэнергию.

Оплата по тарифу со скидкой (надбавкой) за КЭ производиться  за весь объём электрической энергии, отпущенной (потребительной) в расчётный  период. Если в нарушении виновата энергоснабжающая организация, штрафная санкция реализуется в виде скидки с тарифа, если виновен потребитель, - в виде надбавки.

За недопустимые отклонения напряжения норм по четырём  остальным ПКЭ возлагается на виновника ухудшения КЭ. Виновник определяется на основе сопоставления  включённого в договор допустимого вклада в значение рассматриваемого ПКЭ в точке контроля с фактическим вкладом, определённым путём измерений.

 

Заключение

Из-за различных  температурных и световых режимов  в различные сезоны вводятся различные  режимы энергопотребления (максимальный и минимальный). Чтобы понять, какой режим нужно использовать, диспетчер следит за графиками нагрузки.

Для определения  режима работы электроприёмников и  качества электроэнергии нужна совокупность свойств электрического тока, называемая ПКЭ. ПКЭ нормируется ГОСТом 13109-97, в котором записаны все ПКЭ, нормы КЭ, требования к погрешностям ПКЭ и многое другое. Всего в ГОСТе описано 11 ПКЭ, но там есть и основные 4 ПКЭ: установившееся отклонение напряжения, отклонение частоты, несимметрия напряжения, несинусоидальности напряжения.