КАЧЕСТВО НА ЕЛЕКТРИЧЕСКАТА ЕНЕРГИЯ

Въведение, основи.

качество

От няколко години се повишава осведомеността относно „Качеството на електрическата енергия“. Понастоящем потреблението на електрическа енергия нараства значително поради развитието на нови технологии, които трансформират обществото като цяло, което непрекъснато увеличава производителността. В исторически план това технологично развитие е свързано с използването на електрическа енергия, като процентът на използване на консумацията на електрическа енергия е все по-висок.

В рамките на концепцията за качество на енергията промяната във „вълнообразната форма” се осъществява в самите производствени, транспортни и разпределителни процеси, както и при използването на определени рецептори, които генерират смущения; тези фактори са неизбежни, но минимизирани.

В момента компаниите за производство и разпределение на електроенергия трябва да се изправят пред две важни предизвикателства:

1. Увеличете капацитета за производство и разпределение на електроенергия, за да отговори на нарастващото търсене, поради факта, че системите за производство и разпределение работят много близо до границата на техния максимален капацитет.
2. Осигурете качеството на доставяната електрическа енергия, за да се гарантира правилната работа на оборудването, свързано към разпределителните мрежи, като се има предвид също, че качеството на електрическата енергия е от голямо значение, за да допринесе за технологичното развитие.

Досега няма напълно приета дефиниция на термина "Качество на електроснабдяването" или "Качество на електрическата енергия", като най-широко използваните международни стандарти, които определят хода на дефиницията:

• Стандартът IEC 61000-4-30 дефинира термина "Качество на електрическата енергия" като характеристики на електричеството в даден момент от електрическата мрежа, оценено по отношение на набор от технически референтни параметри.
• Стандартът IEEE 1159/1995 определя термина „Качество на електрическата енергия“ като голямото разнообразие от електромагнитни явления, които характеризират напрежението и тока в даден момент и в дадена точка на електрическата мрежа.

Като цяло качеството на електрическото захранване може да се разглежда като комбинация от наличността на електрическото захранване, заедно с качеството на подаваното напрежение и ток, разбирано като липса на качество като отклонение на тези величини на неговата идеална форма, поради което всяко отклонение се разглежда като нарушение или като загуба на качество.

Проблемът е сложен по природа, тъй като важна характеристика на електричеството, което не присъства в други продукти, е, че използването му от потребителите променя характеристиките му. Свързването на устройствата на клиентите към електроразпределителната система води до протичане на електрически токове пропорционално на нуждите на тези клиенти. Тези токове, когато циркулират през мрежовите проводници, ще доведат до спадане на напрежението. Амплитудата на напрежението, доставено на клиент, ще бъде функция от натрупаните спада на напрежението във всички елементи на мрежата, от които клиентът се захранва и които ще бъдат засегнати от собственото му търсене и от едновременното търсене от други клиенти. Тъй като търсенето на всеки клиент постоянно се променя, подаваното напрежение също се променя по същия начин.

Възможността за повреда или повреда в елементите, изграждащи системата за производство и разпределение на електрическа енергия, поради множество причини, като метеорологични условия, износване, стареене, самата човешка дейност, ефектът на животните или други, също може да повлияе или прекъсване на доставката на електричество за клиенти. Следователно факторите, които определят качеството на електрическата енергия, зависят както от генератора и дистрибутора, така и от самия клиент, следователно, за да се осигурят оптимални нива на качество при доставката на електроенергия, сътрудничеството на всички агенти, които се намесват в процес.

Най-важният ефект, причинен от загубата на качеството на електрическата енергия, е неизправността или повредата на оборудването, свързано към разпределителната мрежа. Електрическото и електронното оборудване като персонални компютри, програмируеми контролери, осветително оборудване, оборудване за потребителска електроника и др. Може да се повреди, ако подаденото електрическо захранване бъде прекъснато само за няколко десети от секундата или дори стотни от секундата. Неизправността на това оборудване може да причини значителни проблеми в жилищна и/или търговска среда, но икономическите ефекти, които то може да предизвика в промишлени процеси, като например престой на оборудването или повреди, са с големи размери.

Преди електрониката да проникне във всички видове промишлено и потребителско оборудване, съвместимостта означаваше просто да се провери дали напрежението и честотата на платката на оборудването съответстват на мощността, към която е свързано. Днес, и за съжаление, електронното оборудване предоставя възможности, които изискват по-голямо внимание при техните приложения в електрическите системи. Явления, които преди това са били вторични като пренапрежения, хармонични изкривявания, вариации на честотата и т.н., сега са значителни.

Качество на електрическата енергия

Преди да продължите с анализа, удобно е терминът "Качество на електричеството" да не се използва изолирано, за да изрази степен на високи постижения в сравнителен смисъл, а по-скоро да се използва в количествен смисъл за технически оценки. За да се изрази сравнително значение, трябва да се използва квалифицирано прилагателно преди термина, като например: Добро качество на електрическата енергия, Лошо качество на електрическата енергия и др.

В момента изследването на качеството на електрическата енергия стана много важно и може би най-важната причина е търсенето на повишена производителност и конкурентоспособност на компаниите. По същия начин, защото има взаимовръзка между качеството на електрическата енергия, ефективността и производителността.

За да повишат конкурентоспособността, компаниите трябва да оптимизират производствения си процес чрез:

• Използване на високоефективно оборудване като: електродвигатели, помпи и др.
• Автоматизация на вашите процеси чрез електронни и компютърни устройства.
• Намаляване на разходите, свързани с непрекъснатостта на услугата и качеството на енергията.
• Намаляване на енергийните загуби.
• Избягвайте прекалено големи разходи и такси.
• Избягвайте преждевременно стареене на оборудването.

Електрическата верига с променлив ток се състои в най-простия случай от източник на енергия и електрически заряд. Източникът осигурява електрическа енергия и натоварването я трансформира в друг вид енергия. Докато източникът осигурява количество енергия за единица време, тоест определено количество електрическа мощност, сигналът за напрежение от източника ще форсира токов сигнал през веригата.

Следователно, когато се говори за качество на електроенергията или качество на електрическата енергия, се прави позоваване както на качеството на напрежението и токовите сигнали, така и на непрекъснатостта или надеждността на електроенергийната услуга.

Нарастващото използване на устройства, базирани на микроелектроника, които са все по-податливи и по-малко имунизирани срещу електромагнитната среда, повиши интереса към сигналите на електрически ток и напрежение през последните години; Това съпътства разработването на защитно оборудване и специална терминология за описание на явленията.

Ето как се е развила концепцията за качество на захранването през последното десетилетие в световен мащаб. Всъщност значението на електрозахранването е увеличено въз основа на критерии, които надхвърлят обикновената непрекъснатост или надеждност на услугата, преминавайки към много по-широк спектър, свързан с големи научни и технологични разработки в областта на смущения и електромагнитна съвместимост.

Поради гореизложеното, той е създал объркване сред потребители, които не разбират защо компютърът не работи според очакванията. Използвани са много двусмислени думи с множество или неясни значения. Например думите Peak или Voltage Impulses се използват за описване на голямо разнообразие от смущения, които причиняват повреда или неизправност на оборудването. Подушителят на пренапрежение може да потисне някакъв вид тези пикове или електромагнитни импулси, но няма да има ефект върху други.

Друг много често срещан пример е широко разпространеното убеждение, че гръмоотвод тип Франклин, монтиран на върха на сграда и свързан към земята, предпазва електрическото и електронното оборудване от електромагнитните ефекти, генерирани от мълния, пренебрегвайки концепцията за цялостна система за защита срещу лъча.

Качеството на електрическата енергия (CEL) като цяло е набор от свойства, присъщи както на услугата, така и на сигнала за напрежение или електрически ток, които позволяват да бъде оценен като равен, по-добър или по-лош от другите. Следователно можем да потвърдим, че CEL в своята най-широка концепция трябва да отчита както непрекъснатостта на услугата, така и сигналите за напрежение и електрически ток, в даден момент и в дадено пространство на електрическа система.

Дефиницията на термина Качество на електричеството не е уникална и варира в различните държави. Нека да видим някои определения, взети от институции, които се занимават с темата в различни части на света:

Институтът EPRI (Институт за изследване на електроенергията) в Съединените щати например определя качеството на електроенергията (Качеството на мощността) като: „Всеки проблем с мощността, проявен в отклонението на напрежението, тока или честотата, на идеалните му стойности което причинява повреда или лоша работа на оборудването на потребителя. "

Стандартът IEC (61000-2-2/4) и стандартът CENELEC (50160) определят качеството на електрическата енергия като: „Физическа характеристика на доставката на електроенергия, която трябва да достигне до клиента при нормални условия, без да създава смущения. прекъсвания в процесите на същите ".

За стандарта IEEE 1159 от 1995 г .: "Терминът се отнася до голямо разнообразие от електромагнитни явления, които характеризират електрическото напрежение и ток, в даден момент и на дадено място в енергийната система".

CREG в Колумбия в своята Резолюция 070 от 1998 г. концептуализира, че: „Терминът качество на доставяната мощност се отнася до смущения и вариации на стабилното състояние на напрежението и тока, доставяни от мрежовия оператор. Терминът качество на предоставяната услуга е се позовава на критериите за надеждност на услугата. "

Някои държави са включили в концепцията за качество на електрическата енергия - CEL както това, което съответства на проектирането, изграждането и експлоатацията на електрическата инсталация, така и обслужването на клиентите (фактуриране и рекламации).

След това се предлага CEL да се дефинира както следва и оттам да се разработи неговата концепция: Качеството на електрическата енергия - CEL, е набор от физически характеристики на сигналите за напрежение и ток за дадено време и определено пространство, в за да задоволим нуждите на клиент ".

Някои автори считат, че субектът, към който се прилага концепцията за качество на електрическата енергия, е само сигналът за напрежение. Това би било вярно, ако се разглежда линейна електрическа система, при която генераторът подава единичен товар чрез източник на напрежение. Електрическите системи обаче могат да бъдат заплетени и товар (ток) може отново да замърси енергийната мрежа и това от своя страна да се увеличи до друг товар със замърсено напрежение и токов сигнал. Поради тази причина най-удобното е да се включат както източникът, така и натоварването в качеството на електрическата енергия, тоест сигналите за напрежение и ток.

Физическите характеристики на CEL са непрекъснатостта на услугата 24 часа в денонощието и 365 дни в годината, амплитудата, честотата, формата на вълната на напрежението и токовия сигнал, които се определят от стойности или индекси в национални и международни резолюции, ръководства или стандарти, в граници, които са технически и икономически приемливи. Прекъсването или варирането на тези стойности или индекси може да доведе до деградация, неизправност или повреди в електрически, електронни или комуникационни устройства, оборудване или системи, които понижават CEL и засягат технически и икономически потребителите.

Качеството на електрическата енергия може да бъде разделено на две основни теми:

• Качеството на електроенергийната услуга, което е свързано пряко с времето, т.е. непрекъснатостта на услугата.
• Качеството на електрическата мощност, което се отнася до вариации във формата на вълната, честотата и амплитудата на токови и напрежени сигнали.

Качеството на услугата трябва да се разбира в този контекст като непрекъснатост на сигнала за напрежение, а не, както го смятат другите, обслужване на клиенти, което включва всичко, свързано с администрацията, от подготовката и доставката на сметки за консумация на енергия за електроенергия, до отговор на телефонните изисквания на потребителите поради изключване на веригата.

Тук е важно да се изясни, че въпреки че предложената дефиниция е в съответствие с представените аргументи, приложението на концепцията CEL е относително, тъй като зависи от нуждите на потребителя. Например за градски или селски битови потребители качеството на електрическата енергия се отнася повече до непрекъснатостта, отколкото до качеството на сигнала, докато за индустриален потребител с контролно оборудване, базирано на микроелектроника, изискването не е само качество в непрекъснатостта на услугата, но в сигналите за напрежение и ток.

Въз основа на горното, пет променливи, които определят CEL, могат да бъдат характеризирани:

• Амплитудата.
• Честотата.
• Формата на знака.
• Балансът на фазите.
• Непрекъснатост.