В статье затронуты проблемы стандартизации качества электрической энергии в России на данном этапе развития. Рассмотрены стандарты качества электрической энергии: утративший силу ГОСТ 13109–97 и относительно новый и ныне действующий ГОСТ 32144–2013. Проведён сравнительный анализ этих двух стандартов и описаны некоторые существенные отличия нового стандарта от старого.
Ключевые слова: качество электрической энергии, стандарт, показатели качества электрической энергии
«Энергетическая стратегия России на период до 2030 года», ставит одной из актуальных задач обеспечение надёжности, безопасности и управляемости электроэнергетических систем, с обязательным условием высокого качества электрической энергии. Это в свою очередь, способствует увеличению актуальности вопросов, связанных со стандартизацией и нормативно правовым обеспечением вопросов качества электрической энергии.
Плохое качество электроэнергии приводит к ущербу, стоимость которого насчитывает миллиарды рублей в год. Среди отрицательных последствий низкого качества электроэнергии можно отметить следующие [1,2]:
– увеличение потерь электрической энергии
– сокращение срока службы изоляции электрооборудования,
– нарушение нормальной работы релейной защиты и автоматики,
– сбои в работе микропроцессорного оборудования,
– снижение устойчивости и надёжности систем электроснабжения,
– рост эксплуатационных издержек.
Начиная с 1967 года и до 2014 года основным нормативным документом, устанавливающим в России нормы на показатели качества электрической энергии и требования к контролю, методам и средствам измерений, осуществлял стандарт ГОСТ 13109 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» [3].
Далее с 1 января 2013 года в действие вступил новый ГОСТ P 54149–2010, «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». Однако, из-за трудностей с выполнением новых требований и из-за отсутствия соответствующей приборной базы, данный стандарт был отменён. Было принято решение о продлении действия на территории Российской Федерации ГОСТ 13109–97 до 1 июля 2014 года [4].
С 1 июля 2014 года прекратил свое действие ГОСТ 13109–97 и введен приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 июля 2013 года № 400-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32144–2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» (EN 50160:2010, NEQ) [5], Этот стандарт разработан на основе применения ГОСТ Р 54149―2010.
Сравним действующий ГОСТ 32144–2013 по нормированию показателей качества электроэнергии и фундаментальный для нашей страны ГОСТ 13109–97, выделим их основные отличия.
Первое отличие на которое необходимо обратить внимание. В ГОСТ 32144–2013 изменён интервал времени, соответствующий расчетному интервалу времени на одну неделю. В то время как в ГОСТ 13109–97 для определения соответствия значений измеряемых показателей КЭ за исключением длительности провала напряжения, импульсного напряжения, коэффициента временного перенапряжения, нормам настоящего стандарта устанавливается минимальный интервал времени измерений, равный 24 ч, соответствующий расчетному периоду.
В ГОСТ 32144–2013 изменения характеристик электрической энергии разделены на две категории — продолжительные изменения характеристик напряжения и случайные события. Продолжительные изменения представляют собой длительные отклонения характеристик напряжения от номинальных значений и обусловлены изменениями нагрузки или влиянием нелинейных нагрузок. Применительно к ним в стандарте установлены показатели и нормы КЭ. Случайные события представляют собой внезапные и значительные изменения формы напряжения, приводящие к отклонению его параметров от номинальных и вызываются непредсказуемыми событиями, к которым относятся прерывания и провалы напряжения, перенапряжения, импульсные напряжения. Для случайных событий приведены справочные данные.
В отличие от ГОСТ 13109–97 в ГОСТ Р 32144–2013 процедура проведения контроля производится на основе ГОСТ Р 51317.4.30–2008 и ГОСТ Р 51317.4.7–2008, что принципиально важно, т. к. при использовании в совокупности этих стандартов создается единая система требований к ведению контроля КЭ.
В ГОСТ Р 32144–2013 введены интергармонические составляющие напряжения, хотя ни каких ограничений по их отклонению пока нет, они находятся на стадии разработки.
ГОСТ 13109–97 — нормы установившегося отклонения напряжения отнесены к выводам электроприемников, которые присоединены, как правило, к сетям потребителей, на которые не распространяется сфера ответственности сетевой компании. ГОСТ 32144–2013 обязывает потребителя на своей стороне обеспечить условия, при которых отклонения напряжения питания на выводах ЭП не превышают установленных для них допустимых значений, если выполняются требования настоящего стандарта к КЭ в точке передачи электрической энергии. На потребителей также возлагается ответственность за обеспечение требуемого КЭ. Это согласуется с требованиями, чтобы поставщики электроэнергии несли ответственность за обеспечение КЭ, поставляемой потребителям, а изготовители электроустановок и электротехнического оборудования и потребители, приобретающие его, несли ответственность за то, чтобы указанное оборудование и установки при вводе в эксплуатацию не создавали недопустимых кондуктивных электромагнитных помех в сетях питания.
В новом стандарте есть отличия по времени интеграции показателей качества электроэнергии. Время интеграции показателей качества электрической энергии согласно с ГОСТ 51317.4.30–2008 составляет:
1) медленные отклонения напряжения — время интеграции 10 мин, вместо 1 мин в ГОСТ 13109–97.
2) несимметрия напряжения время интеграции 10 мин, вместо 3 с.
3) гармонические составляющие напряжения — время интеграции 10 мин вместо 3 с.
Для медленных отклонений напряжения убраны режимы наименьших и наибольших нагрузок и нормально допустимые значения. В стандарте указываются только предельно допустимые значения, определяемые границами ±10 % от номинального напряжения.
Гармонические составляющие напряжения должны проводится в соответствии с ГОСТ 51317.4.7–2008.
Вместо коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения, в ГОСТ 32144–2013 несинусоидальность напряжения характеризуется суммарным коэффициентом гармонических составляющих.
В соответствии с ГОСТ Р 51317.4.30–2008 непосредственно в сам ГОСТ Р 54149–2010 введено понятие маркирования данных для следующих категорий событий: отклонение частоты; медленные изменения напряжения; фликер; несимметрия напряжений; гармонические составляющие напряжения. При этом маркированные данные не должны учитываться при подготовке протоколов измерений. Маркирование данных позволяет не фиксировать одно и то же событие КЭ в нескольких категориях одновременно.
В общем можно сказать, что произошло некоторое ужесточение требований к ПКЭ это в свою очередь привело к тому, что средства измерения показателей качества электрической энергии, что существовали до введение данного ГОСТ не удовлетворят новым требованиям. Это в свою очередь способствует росту необходимости создавать новые средства измерения показателей качества электрической энергии, которые будут соответствовать новым стандартам.
Литература:
- Вопросы моделирования устройств обеспечения качества электрической энергии / А. Г. Лютаревич, В. Н. Горюнов, С. Ю. Долингер, К. В. Хацевский // Омский научный вестник.Сер. Приборы, машины и технологии. — 2013. — № 1 (117). — С. 168–173.
- Горюнов, В. Н. Расчет потерь мощности от влияния высших гармоник / В. Н. Горюнов, Д. С. Осипов, А. Г. Лютаревич // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. — 2009. — № 2. — C. 268–273.
- ГОСТ 13109–97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. — Введ. 1999.01.01. — М.: Изд-во стандартов, 1998. — 32 с.
- О продлении действия на территории Российской Федерации ГОСТ 13109–97: приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) [от 25 октября 2012 года № 565-ст]. — URL: http://docs.cntd.ru/document/902377181 (дата обращения: 02.10.2016).
- ГОСТ 32144–2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. — Введ. 2014.07.01. — М.: Стандартинформ, 2013. — 10 с.
