ЯКІСТЬ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ

Вступ, основи.

iecor

Протягом декількох років підвищується обізнаність щодо "Якості електроенергії". В даний час споживання електричної енергії значно зростає завдяки розробці нових технологій, що трансформують суспільство загалом, що постійно збільшує продуктивність. Історично цей технологічний розвиток пов’язаний із використанням електричної енергії, причому відсоток споживання електричної енергії стає все більшим.

У рамках концепції якості енергії зміна «форми хвилі» відбувається в самих процесах виробництва, транспортування та розподілу, а також при використанні певних рецепторів, що генерують порушення; ці фактори є неминучими, але мінімізованими.

В даний час компанії з виробництва та розподілу електроенергії мають зіткнутися з двома важливими проблемами:

1. Збільшити потужність виробництва та розподілу електроенергії для реагування на зростаючий попит через те, що системи виробництва та розподілу працюють дуже близько до межі їх максимальної потужності.
2. Забезпечити якість поданої електричної енергії, щоб гарантувати правильну роботу обладнання, підключеного до розподільчих мереж, також враховуючи, що якість електричної енергії має велике значення для сприяння технологічному розвитку.

На сьогоднішній день не існує повністю прийнятого визначення поняття "Якість постачання електроенергії" або "Якість електроенергії", як найбільш широко використовуваних міжнародних стандартів, що визначають хід визначення:

• Стандарт IEC 61000-4-30 визначає термін "Якість електроенергії" як характеристики електричної енергії в даній точці електричної мережі, що оцінюється щодо набору технічних контрольних параметрів.
• Стандарт IEEE 1159/1995 визначає термін "Якість електроенергії" як велику різноманітність електромагнітних явищ, що характеризують напругу та струм у певний момент і в певну точку електричної мережі.

Загалом якість електропостачання можна розглядати як поєднання доступності електропостачання разом із якістю поданої напруги та струму, що розуміється як відсутність якості як відхилення цих величин його ідеальної форми, тому будь-яке відхилення розглядається як порушення або як втрата якості.

Проблема складна за своєю суттю, оскільки важливою характеристикою електроенергії, якої немає в інших продуктах, є те, що її використання споживачами змінює її характеристики. Підключення пристроїв клієнтів до системи розподілу електроенергії призводить до течії електричних струмів пропорційно потребам цих клієнтів. Ці струми при циркуляції через провідники мережі спричинять падіння напруги. Амплітуда напруги, що подається замовнику, буде функцією накопичених перепадів напруги у всіх елементах мережі, від яких живиться споживач, і на які впливатиме власний попит та одночасний попит інших клієнтів. Оскільки попит кожного споживача постійно змінюється, подана напруга також змінюється таким же чином.

Можливість пошкодження або поломки елементів, що складають систему виробництва та розподілу електричної енергії, внаслідок багатьох причин, таких як погодні умови, знос, старіння, сама діяльність людини, вплив тварин чи інших, також може вплинути або перервати постачання електроенергії споживачам. Отже, фактори, що визначають якість електричної енергії, залежать як від генератора та розподільника, так і від самого замовника, отже, для забезпечення оптимальних рівнів якості електропостачання, співпраці всіх агентів, які втручаються в процес.

Найважливішим ефектом, спричиненим втратою якості електричної енергії, є несправність або поломка обладнання, підключеного до розподільчої мережі. Електричне та електронне обладнання, таке як персональні комп’ютери, програмовані контролери, освітлювальне обладнання, споживче електронне обладнання тощо, може вийти з ладу, якщо подаване електричне струм переривається лише на кілька десятих секунди або навіть сотих частки секунди. Ця несправність обладнання може спричинити значні проблеми в житловому та/або комерційному середовищі, але економічні наслідки, які воно може спричинити в промислових процесах, такі як простої обладнання або пошкодження, високі.

До того, як електроніка увірвалася у всі види споживчого та промислового обладнання, сумісність означала просто перевірити, чи напруга та частота на платі обладнання відповідають потужності, до якої воно підключено. На сьогоднішній день, на жаль, електронне обладнання забезпечує можливості, які вимагають більшої уваги при їх застосуванні в електричних системах. Явища, які раніше були вторинними, такі як перенапруги, гармонічні спотворення, зміни частоти тощо, зараз є значними.

Якість електроенергії

Перш ніж продовжувати аналіз, зручно, щоб термін "якість електроенергії" не використовувався окремо, щоб виразити ступінь досконалості у порівняльному значенні, а скоріше використовуватись у кількісному сенсі для технічних оцінок. Для вираження порівняльного значення перед терміном потрібно вживати кваліфікуючий прикметник, такий як: Хороша якість електричної енергії, Погана якість електричної енергії тощо.

В даний час вивчення якості електричної енергії стало дуже важливим і, мабуть, найважливішою причиною є пошук підвищеної продуктивності та конкурентоспроможності компаній. Так само, оскільки існує взаємозв'язок між якістю електричної енергії, ефективністю та продуктивністю.

Для підвищення конкурентоспроможності компаніям необхідно оптимізувати свій виробничий процес шляхом:

• Використання високоефективного обладнання, такого як: електродвигуни, насоси тощо.
• Автоматизація ваших процесів за допомогою електронних та комп’ютерних пристроїв.
• Зниження витрат, пов'язаних з безперервністю обслуговування та якістю енергії.
• Зменшення втрат енергії.
• Уникайте надмірних витрат і зборів.
• Уникайте передчасного старіння обладнання.

Електрична ланцюг змінного струму складається в найпростішому випадку з джерела енергії та електричного заряду. Джерело забезпечує електричну енергію, а навантаження перетворює її в інший тип енергії. Поки джерело забезпечує кількість енергії за одиницю часу, тобто певну кількість електричної потужності, сигнал напруги від джерела буде подавати струм через ланцюг.

Тому, говорячи про якість електроенергії або якість електроенергії, ми маємо на увазі як якість сигналів напруги та струму, так і безперервність або надійність електроенергетичної служби.

Зростаюче використання пристроїв на основі мікроелектроніки, які стають все більш сприйнятливими та менш захищеними від електромагнітного середовища, в останні роки збільшило інтерес до сигналів електричного струму та напруги; Це супроводжує розробку захисного обладнання та спеціальної термінології для опису явищ.

Ось як концепція якості електроенергії еволюціонувала протягом останнього десятиліття у світовому масштабі. Насправді, значення електропостачання було збільшено на основі критеріїв, які виходять за рамки простої безперервності або надійності послуги, переходячи до набагато більш широкого спектру, що пов'язано з великими науковими та технологічними розробками в галузі перешкод та електромагнітна сумісність.

Через вищесказане це спричинило плутанину серед користувачів, які не розуміють, чому комп’ютер не працює належним чином. Багато неоднозначних слів використовувались із різними або незрозумілими значеннями. Наприклад, слова Пік або Імпульси напруги використовуються для опису найрізноманітніших порушень, які спричиняють несправність обладнання або несправність. Пригнічувач перенапруги може придушити якийсь з цих стрибків або електромагнітних імпульсів, але це не матиме впливу на інші.

Іншим дуже поширеним прикладом є поширене переконання, що громовідвід типу Франкліна, встановлений на вершині будівлі і підключений до землі, захищає електричне та електронне обладнання від електромагнітних ефектів, що створюються блискавкою, ігноруючи концепцію комплексної системи захисту від променя.

Якість електричної енергії (CEL) загалом - це сукупність властивостей, властивих як службі, так і сигналу напруги або електричного струму, які дозволяють оцінити її як рівну, кращу чи гіршу за інші. Отже, ми можемо стверджувати, що CEL у своїй найширшій концепції повинен враховувати як безперервність служби, так і сигнали напруги та електричного струму, у певний час та у певному просторі електроенергетичної системи.

Визначення терміну "Якість електроенергії" не є унікальним і залежить від країни. Давайте подивимось деякі визначення, взяті з установ, які займаються даною темою в різних частинах світу:

Наприклад, Інститут EPRI (Дослідницький інститут електроенергетики) Сполучених Штатів визначає якість електроенергії (якість електроенергії) як: «Будь-яка проблема енергії, що проявляється у відхиленні напруги, струму або частоти від її ідеальних значень що спричиняє збій або погану роботу обладнання користувача ".

Стандарт IEC (61000-2-2/4) та стандарт CENELEC (50160) визначають якість електроенергії як: “Фізична характеристика електропостачання, яка повинна надходити до споживача в звичайних умовах, не викликаючи порушень. перебої в процесах того самого ".

Для стандарту IEEE 1159 1995 року: "Цей термін стосується широкого спектру електромагнітних явищ, що характеризують електричну напругу та струм, у певний час і в певному місці в енергосистемі".

CREG в Колумбії у своїй Резолюції 070 від 1998 р. Концептуально стверджував, що: "Термін якість поданої енергії відноситься до порушень і стабільних змін напруги та струму, що подаються Оператором мережі. Термін якість наданої послуги відноситься до критерії надійності послуги ".

Деякі країни включили в поняття якості електроенергії - CEL як те, що відповідає проектуванню, будівництву та експлуатації електричної установки, так і обслуговування споживачів (виставлення рахунків та претензії).

Далі пропонується визначити CEL наступним чином і звідти розробити його концепцію: Якість електричної енергії - CEL - це сукупність фізичних характеристик сигналів напруги та струму за певний час та визначений простір, в для задоволення потреб клієнта ".

Деякі автори вважають, що сутністю, до якої застосовується концепція якості електроенергії, є лише сигнал напруги. Це було б вірно, якщо розглядати лінійну електричну систему, в якій генератор подає одне навантаження через джерело напруги. Однак електричні системи можуть бути заплутані, і навантаження (струм) може знову забруднити електромережу, і це, у свою чергу, збільшується до іншого навантаження із забрудненою напругою та струмовим сигналом. Тому найзручнішим є залучення до якості електроенергії як джерела, так і навантаження, тобто сигналів напруги та струму.

Фізичними характеристиками CEL є безперервність обслуговування 24 години на добу та 365 днів на рік, амплітуда, частота, форма сигналу напруги та струму, які визначаються значеннями або індексами у національних та міжнародних резолюціях, керівництвах або стандартів, у межах, які є технічно та економічно прийнятними. Розрив або зміна цих значень або показників може спричинити погіршення стану, несправності або збої в роботі електричних, електронних або комунікаційних пристроїв, обладнання або систем, що знижує CEL та впливає на користувачів технічно та економічно.

Якість електричної енергії можна розділити на дві основні теми:

• Якість служби електроенергетики, яка пов’язана безпосередньо з часом, тобто безперервність послуги.
• Якість електричної енергії, що стосується змін у формі хвилі, частоті та амплітуді сигналів струму та напруги.

У цьому контексті якість послуги слід розуміти як безперервність сигналу напруги, а не, як вважають інші, обслуговування споживачів, яке включає все, що пов'язано з адмініструванням, починаючи від підготовки та доставки рахунків за споживання енергії, до відповідь на телефонні запити користувачів через відключення ланцюга.

Важливо тут пояснити, що, хоча запропоноване визначення відповідає наведеним аргументам, застосування концепції CEL є відносним, оскільки це залежить від потреб користувача. Наприклад, для міського або сільського споживача якість електричної енергії стосується більше безперервності, ніж якості сигналу, тоді як для промислового споживача з контрольним обладнанням, заснованим на мікроелектроніці, вимога полягає не тільки в якості в безперервності послуги, але в сигналах напруги та струму.

Виходячи з вищесказаного, можна охарактеризувати п’ять змінних, які визначають CEL:

• Амплітуда.
• Частота.
• Форма знака.
• Баланс фаз.
• Безперервність.