Анализ качества электроэнергии
Диагностика качества электроэнергии на соответствие установленным нормам — сложная задача, требующая качественного оборудования. К современным электросетям подключено множество новых типов оборудования, на которого старые сети попросту не рассчитаны, например солнечные панели, ветряки, инверторы, электромобили и аккумуляторы для зданий, новая силовая электроника, линии передачи постоянного высоковольтного тока и многое другое.
Все это создает сложную систему, которая требует постоянной оценки качества электроэнергии по ряду ключевых показателей, таких как напряжение и несинусоидальность тока в сети.
Почему это важно? Прежде всего, в случае несоответствия параметров электроэнергии нормам, ответственность за понесенные потребителем убытки будет нести поставщик, в соответствии с законодательством. Между тем, даже незначительные колебания напряжения могут вызывать сильный дискомфорт у тысяч людей из-за мигания осветительных приборов. Рост напряжения сверх нормы всего на 1% приводит к росту реактивной мощности на электромоторах до 7%. Падение напряжения на 15% может сделать запуск электродвигателей невозможным.
Для «умных» сетей (smart grid) стабильность качества электроэнергии играет особую роль, так как обычно такие сети объединяют разных потребителей (промышленность, транспорт, домохозяйства и т. д.) и используют разные источники энергии. Ненадлежащее качество энергии не только угрожает поломкой дорогостоящей электроники, но и лишает «умную» сеть главного достоинства — надежности и эффективности. В итоге крупные инвестиции в smart grid оказываются потраченными впустую.
Типичная современная «умная» распределительная электросеть с микросетями
Обеспечение высокого качества энергии сегодня является приоритетом для многих стран. Так, в китайской национальной программе долгосрочного и среднесрочного научно-технического развития на 2006-2020 гг. отмечено, что качество электроэнергии должно быть первоочередной задачей в области энергетики. Соответственно, предусмотрены меры по стимулированию применения новых технологий в области силовой электроники, а также меры контроля качества электроэнергии.
Таким образом, контроль качества энергии повышает надежности работы распределительной сети и позволяет принимать обоснованные решения по ее совершенствованию.
Контроль качества электроэнергии
В соответствии с требованиями к эксплуатации электрических сетей, контроль качества электроэнергии необходимо проводить регулярно, например, по напряжению раз в год. Также нужно собирать статистику измерений для надежного выявления проблем и правильной модернизации сети. Анализ качества электроэнергии обычно наиболее широко применяется в распределительных сетях высокого и среднего напряжения, то есть тех, что соединяют генерирующие мощности и потребителей. Проблемы качества электроэнергии в распределительных сетях становятся все актуальнее с ростом нелинейных нагрузок, увеличением количества случаев интеграции возобновляемых источников электроэнергии и микросетей и т. д.
Чаще всего показатели качества электроэнергии ухудшаются из-за:
- колебаний напряжения (вызывают сбои в работе оборудования, сокращают срок его службы);
- проседание напряжения (нестабильная работа и отключение оборудования);
- несинусоидальность напряжения (резко растет потеря энергии, увеличивается реактивный ток, растет риск замыканий на землю и пробоя конденсаторов, расчет энергии счетчиками производится неверно, неправильно работают системы автоматической защиты сети, выходят из строя компьютеры и другая сложная электроника).
Аппаратура для диагностики качества электроэнергии
Эффективная аппаратура для диагностики качества электроэнергии имеет важнейшее значение. Например, колебания напряжения в сети может вызывать фликеры (мерцание) светильников, замыкание, поломку электроники и другие многочисленные сбои в работе оборудования. Но даже если удастся установить, что причиной являются гармонические искажения напряжения, все еще нужно узнать, кто виновник ухудшения качества электроэнергии: поставщик электроэнергии или оборудование пользователей. В случае крупных убытков разбирательство может занять до полугода, и все это время может сохраняться риск новых сбоев.
Для решения этих проблем созданы совершенные анализаторы качества электроэнергии, такие как линейка анализаторов от китайской компании PITE Tech и американской Fluke Inc. Примером одного из лучших решений для диагностики качества электроэнергии является анализатор Fluke 1738, который может в режиме реального времени регистрировать более 500 параметров качества электроэнергии. Также данные можно через мобильное приложение Fluke Connect сразу отправлять в удаленную базу данных отчетов измерений для последующего анализа.
Анализаторы качества электроэнергии Fluke позволяют передавать данные измерений по беспроводной связи
Анализатор Fluke 1738 имеет самый высокий рейтинг безопасности в отрасли: 600 V CAT IV/1000 V CAT III для использования на вводе в электроустановку и отходящих линиях. Fluke 1738 начинает измерения автоматически при подключении гибких датчиков-колец к кабелям, причем питание прибора осуществляется непосредственно от измеряемой цепи.
Для контроля качества электроэнергии в трехфазной сети переменного тока применяются такие приборы, как анализатор качества электроэнергии PITE 3561. Он способен одновременно анализировать гармоники, колебания напряжений и частоту тока, потребление энергии и другие параметры. Преимущество PITE 3561 — в возможности выполнить как одиночные тесты, так и провести длительное статистическое измерение продолжительностью до 960 часов, используя встроенный энергонезависимый накопитель данных.
Функция записи — важное преимущество, поскольку помогает найти неочевидные случайные неисправности, собрать статистику по системе перед добавлением новых энергосберегающих объектов.
Анализатор качества электроэнергии PITE 3561
Компания PITE Tech позиционирует свой анализатор не только как универсальный инструмент для выявления проблем качества электроэнергии, но и как способ экономии денег благодаря своевременному предотвращению неполадок в системах распределения энергии.
Функционал современных анализаторов постоянно расширяется. Так, анализатор качества электроэнергии Fluke 430 серии II использует уникальный алгоритм, который позволяет найти источник утечки энергии в трехфазных и однофазных сетях и рассчитать денежную стоимость потерь энергии из-за гармоник, дисбаланса и т. д.
Анализаторы качества электроэнергии Fluke 430 сразу показывает, сколько теряет денег компания из-за ухудшения качества электричества
Таким образом, сегодня к качеству электроэнергии предъявляются повышенные требования, а источников нарушения параметров тока может быть очень много. Это создает для энергокомпаний повышенные риски убытков и требует особого внимания к диагностике качества электроэнергии. В то же время, сегодня доступны совершенные приборы для быстрого обнаружения проблем с качеством электроэнергии, и их использование существенно упрощает эксплуатацию электросетей и снижает вероятность возникновения нештатных ситуаций, прежде всего поломки дорогостоящего оборудования потребителей.
Если вам нужна профессиональная консультация по вопросам анализа качества электроэнергии, просто отправьте нам сообщение:
Смотрите также:
