Качество электроэнергии. Повышение наблюдаемости, мониторинг

290

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

Качество

 

электроэнергии

. 

Повышение

 

наблюдаемости

, 

мониторинг

Мальгин

 

В

.

Л

.,

 

главный

 

метролог

 — 

начальник

 

отдела

метрологии

 

и

 

контроля

 

качества

 

электроэнергии

ПАО

 «

МРСК

 

Северо

-

Запада

»

 

Аннотация

Одним

 

из

 

эффективных

 

способов

 

получения

 

объективной

 

и

 

достоверной

 

информа

-

ции

 

о

 

показателях

 

качества

 

электроэнергии

  (

ПКЭ

) 

в

 

электрических

 

сетях

 

и

 

системах

 

электроснабжения

 

потребителей

 

является

 

использование

 

технических

 

и

 

организаци

-

онных

 

средств

 

мониторинга

 

качества

 

электроэнергии

 (

КЭ

). 

В

 

данной

 

статье

 

анализи

-

руются

 

необходимые

 

и

 

достаточные

 

методы

 

проведения

 

мониторинга

 

КЭ

 

для

 

элек

-

трических

 

сетей

 

различных

 

конфигураций

.

Ключевые

 

слова

:

качество

 

электроэнергии

, 

мониторинг

, 

приборы

 

учета

П

ри

 

организации

 

мониторинга

 

КЭ

 

необходимо

 

определиться

 

с

 

целями

 

и

 

задачами

, 

объ

-

емом

 

параметров

, 

периодичностью

 

опроса

 

и

 

точками

 

мониторинга

. 

Исходные

 

данные

 

для

 

построения

 

системы

 

мониторинга

 

должны

 

определяться

 

из

 

соображений

 

экономи

-

ческой

 

целесообразности

 

и

 

технической

 

возможности

 

сбора

 

и

 

передачи

 

данных

, 

а

 

также

 

не

-

обходимости

 

и

 

достаточности

 

данных

 

для

 

анализа

 

тех

 

или

 

иных

 

показателей

 (

параметров

) 

качества

 

электроэнергии

 (

ПКЭ

).

Системы

 

мониторинга

 

ПКЭ

 

должны

 

быть

 

сформированы

 

в

 

зависимости

 

от

 

типа

 

потреби

-

теля

 

электроэнергии

:

1) 

мониторинг

 

КЭ

 

потребителей

 0,4 (0,23) 

кВ

 

многоквартирных

 

домов

;

2) 

мониторинг

 

КЭ

 

потребителей

 

в

 

сельской

 

местности

;

3) 

мониторинг

 

КЭ

 

потребителей

 

мощностью

 

более

 670 

кВт

;

4) 

мониторинг

 

потребителей

 

мощностью

 

более

 670 

кВт

, 

у

 

которых

 

есть

 

искажающие

 

КЭ

 

элек

-

троприемники

;

5) 

входной

 

контроль

 

КЭ

, 

мониторинг

 

КЭ

 

транзитных

 

воздушных

 

линий

 (

ВЛ

), 

подстанций

 (

ПС

) 

110 

кВ

 

и

 

выше

;

6) 

мониторинг

 

КЭ

 

потребителей

 

более

 5 

МВт

.

Разберем

 

требования

 

к

 

системам

 

мониторинга

 

ПКЭ

, 

исходя

 

из

 

необходимости

 

и

 

достаточ

-

ности

 

набора

 

контролируемых

 

параметров

.

291

УЧЕТ

 

И

 

КАЧЕСТВО

 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Мониторинг

 

КЭ

 

потребителей

 0,4 (0,23) 

кВ

 

многоквартирных

 

домов

. 

Мониторинг

 

КЭ

 

потребителей

 

мощностью

 

более

 670 

кВт

Достижение

 

экономически

 

эффективного

 

мониторинга

 

КЭ

 

потребителей

 0,4 (0,23) 

кВ

 

реализу

-

ется

 

за

 

счет

 

применения

 

приборов

 

учета

 

электроэнергии

, 

установленных

 

в

 

точках

 

общедомо

-

вого

 

учета

 

с

 

передачей

 

действующих

 

значений

 

фазных

 

и

 

линейных

 

напряжений

 

U

ф

 

и

 

U

л

 

и

 

ак

-

тивной

 

и

   

реактивной

 

мощности

  (

P

, 

Q

) 

посредством

 

передачи

 

данных

 

с

 

помощью

 GSM-

связи

 

или

 Powerline communication (PLC). 

С

 

учетом

 

состава

 

электроприемников

 

современного

 

жилого

 

дома

 

или

 

предприятия

 

желательны

 

также

 

измерения

 

значения

 

гармонических

 

составляющих

  

K

U

 

и

 

K

U

(

n

)

 

для

 

вновь

 

устанавливаемых

 

устройств

 

и

 (

при

 

наличии

 

возможности

) 

отдельных

 

ПКЭ

 

в

 

со

-

ответствии

 

с

 

ГОСТ

 32144 [1] 

с

 

возможностью

 

передачи

 

по

 

наступлению

 

события

 

или

 

по

 

запросу

. 

При

 

современном

 

развитии

 

микропроцессорной

 

техники

 

данные

 

вычисления

 

уже

 

не

 

приводят

 

к

 

существенному

 

удорожанию

 

СИ

 (

при

 

условии

, 

что

 

погрешность

 

для

 

данного

 

вида

 

мониторинга

 

может

 

быть

 

хуже

, 

чем

 

установлено

 

для

 

СИ

 

показателей

 

качества

 

электроэнергии

 

класса

 

А

).

Основные

 

характеристики

 (

исходные

 

данные

 

для

 

построения

 

системы

):

 

–

точка

 

контроля

:

 

общедомовой

 

прибор

 

учета

, 

установленный

 

на

 

границе

 

балансовой

 

принадлежности

 

с

 

многоквартирным

 

жилым

 

домом

 

или

 

потребителем

 

более

 670 

кВт

;

 

–

параметры

: 

фазные

 

и

 

линейные

 

напряжения

 

U

ф

 

и

 

U

л

, 

фазные

 

токи

 

I

ф

, 

активная

 

и

 

реак

-

тивная

 

мощности

 

фазные

 

P

, 

Q

 

с

 

привязкой

 

к

 

времени

 

измерений

 

и

 

гармонические

 

состав

-

ляющие

 

K

U

, 

K

U

(

n

)

 (

при

 

наличии

 

возможности

);

 

–

каналы

 

связи

:

 GSM, PLC 

или

 

другие

;

 

–

система

 

сбора

:

 

любая

 

с

 

возможностью

 

записи

 

данных

, 

резервирования

 

данных

 

и

 

настройки

 

сигнализации

 

превышения

 

предельно

 

допустимых

 

отклонений

, 

а

 

также

 

с

 

возможностью

 

прописывания

 

математических

 

операций

 (

для

 

расчета

 

коэффициентов

 

несимметрии

, 

вывода

 

необходимых

 

отклонений

 

для

 

анализа

 

и

 

т

.

п

.), 

в

 

системе

 

также

 

должна

 

быть

 

реализована

 

возможность

 

подключения

 

различных

 

приборов

 

учета

 (

макси

-

мально

 

широкой

 

линейки

 

моделей

 

различных

 

производителей

);

 

–

периодичность

 

измерений

:

 

по

 

наступлению

 

события

  (

отклонение

 

параметра

 

или

 

отключение

 

электроснабжения

), 

периодически

 

по

 

запросу

, 

периодически

 

в

 

интервал

 

времени

, 

не

 

приводящий

 

к

 

сбою

 

опроса

 

по

 

коммерческому

 

учету

 

электроэнергии

 — 

2 

раза

 

в

 

неделю

/

месяц

 (

в

 

часы

 

максимума

 

и

 

минимума

 

нагрузок

 

в

 

будние

 

дни

 

и

 

в

 

часы

 

максимума

 

и

 

минимума

 

нагрузок

 

в

 

выходные

 

дни

, 

периодичность

 

выбирается

 

исходя

 

из

 

возможностей

 

системы

 

и

 

каналов

 

связи

);

 

–

оператор

 

системы

  (

центр

 

сбора

 

данных

): 

компания

, 

которая

 

может

 

осуществлять

 

регулирование

 

напряжения

 

в

 

распределительной

 

сети

, 

к

 

которой

 

подключены

 

данные

 

потребители

 (

электросетевая

 

компания

);

 

–

юридическое

 

применение

 

результатов

 

системы

:

 

нет

;

 

–

наличие

 

возможности

 

удаленного

 

программирования

 

СИ

 

для

 

расчета

 

и

 

передачи

 

основных

 

и

 

дополнительных

 

рассчитываемых

 

показателей

 (

в

 

зависимости

 

от

 

возможно

-

стей

 

процессора

 

и

 

других

 

компонентов

 

СИ

).

Если

 

пренебречь

 

гармоническими

 

составляющими

, 

то

 

можно

 

использовать

 

нижепри

-

веденный

 

метод

 

для

 

расчета

 

напряжения

 

прямой

, 

обратной

, 

нулевой

 

последовательности

 

и

 

расчет

 

коэффициентов

 

с

 

использованием

 

значений

 

напряжений

 

основной

 

частоты

.

Измерение

 

установившегося

 

отклонения

 

напряжения

 



U

у

 

осуществляют

 

следующим

 

образом

:

1. 

Для

 

каждого

 

i

-

го

 

наблюдения

 

за

 

период

 

времени

, 

равный

 24 

ч

, 

измеряют

 

значение

 

напряже

-

ния

, 

которое

 

в

 

электрических

 

сетях

 

однофазного

 

тока

 

определяют

 

как

 

действующее

 

значение

 

292

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

напряжения

 

основной

 

частоты

 

U

(1)

i

 (

в

 

вольтах

, 

киловольтах

) 

без

 

учета

 

высших

 

гармонических

 

составляющих

 

напряжения

, 

а

 

в

 

электрических

 

сетях

 

трехфазного

 

тока

 — 

как

 

действующее

 

значение

 

каждого

 

междуфазного

 (

фазного

) 

напряжения

 

основной

 

час

 

тоты

 

U

(1)

i

, 

а

 

также

 

как

 

действующее

 

значение

 

напряжения

 

прямой

 

последовательности

 

основной

 

частоты

, 

вычи

-

сляемое

 

по

 

формуле

:

 

____________________________

 

U

2

ВС

(1)

i

 – 

U

2

СА

(1)

i

 

U

2

ВС

(1)

i

 – 

U

2

СА

(1)

i

 

U

1(1)

i

 = 

(

√

3

U

АВ

(1)

i

 +  4

U

2

ВС

(1)

i

 + 

(

——— + 

U

АВ

(1)

i 

)

2

)

2

 + 

(

———

)

2

 

1/2

/ 

√

12, (1)

 

U

АВ

(1)

i

 

U

АВ

(1)

i

где

 

U

AB(1)

i

, 

U

BC(1)

i

, 

U

CA(1)

i

 

— 

действующие

 

значения

 

междуфазных

 

напряжений

 

основной

 

часто

-

ты

 

в

 

i

- 

м

 

наблюдении

, 

В

.

2. 

Вычисляют

 

действующее

 

значение

 

напряжения

 

обратной

 

последовательности

 

основной

 

частоты

 

U

2(1)i

  

по

 

формуле

:

 

____________________________

 

U

2

ВС

(1)

i

 – 

U

2

СА

(1)

i

 

U

2

ВС

(1)

i

 – 

U

2

СА

(1)

i

 

U

2(1)

i

 = 

(

√

3

U

АВ

(1)

i

 +  4

U

2

ВС

(1)

i

 + 

(

——— + 

U

АВ

(1)

i 

)

2

)

2

 + 

(

———

)

2

 

1/2

/ 

√

12, (2)

 

U

АВ

(1)

i

 

U

АВ

(1)

i

3. 

Вычисляют

 

коэффициент

 

несимметрии

 

напряжений

 

по

 

обратной

 

последовательности

 

K

2U

i

 

в

 

процентах

, 

как

 

результат

 

i

-

го

 

наблюдения

 

по

 

формуле

:

 

K

2

Ui 

= 

U

2(1)

i

 

/

U

1(1)

i

 

∙

 100, 

(3)

гд

e 

U

2(1)

i

 — 

действующее

 

значение

 

напряжения

 

обратной

 

последовательности

 

основной

 

частоты

 

трехфазной

 

системы

 

напряжений

 

в

 

i

-

м

 

наблюдении

, 

В

; 

U

1(1)

i

 — 

действующее

 

значе

-

ние

 

напряжения

 

прямой

 

последовательности

 

основной

 

частоты

 

в

 

i

-

м

 

наблюдении

, 

В

.

4. 

Определяют

 

действующее

 

значение

 

напряжения

 

нулевой

 

последовательности

 

основной

 

частоты

 

U

0(1)i

 

в

 

i

 -

м

 

наблюдении

 

по

 

формуле

 

____________________________

 

U

2

ВС

(1)

i

 – 

U

2

СА

(1)

i

 

U

2

В

(1)

i

 – 

U

2

А

(1)

i

 

U

2

ВС

(1)

i

 – 

U

2

СА

(1)

i

 

U

0(1)

i

 = 

(

 

——— – 3———

)

 + 

(

4

U

2

ВС

(1)

i

 – 

(

U

АВ

(1)

i

 – ——— 

)

2

– 

 

U

АВ

(1)

i

 

U

АВ

(1)

i

 

U

АВ

(1)

i

 ___________________________

 

U

2

В

(1)

i

 – 

U

2

А

(1)

i

 – 

3 4

U

2

В

(1)

i

 – 

(

U

АВ

(1)

i

 – ——— 

)

2

 

) 

2 

 

1/2

/ 6, 

(4)

 

U

АВ

(1)

i

5. 

Вычисляют

 

коэффициент

 

несимметрии

 

напряжения

 

по

 

нулевой

 

последовательности

  

K

0

Ui

 

в

 

процентах

 

как

 

результат

 

i

-

го

 

наблюдения

 

по

 

формуле

K

0

Ui

 

= 

√

3 

U

0(1)

i

 / 

U

1(1)

i

 

∙

 100,

где

 

U

0(1)

i 

— 

действующее

 

значение

 

напряжения

 

нулевой

 

последовательности

 

основной

 

ча

-

стоты

 

трехфазной

 

системы

 

напряжений

 

в

 

i

-

м

 

наблюдении

, 

В

; 

U

1(1)

i

 

— 

действующее

 

значе

-

ние

 

междуфазного

 

напряжения

 

прямой

 

последовательности

 

основной

 

частоты

, 

В

.

Данные

 

вычисления

 

не

 

составляет

 

труда

 

производить

 

как

 

в

 

самом

 

средстве

 

измерений

 

(

СИ

), 

так

 

и

 

в

 

системе

 

обработки

 

данных

 

верхнего

 

уровня

 (

удобнее

 

в

 

СИ

, 

чтобы

 

не

 

загружать

 

каналы

 

связи

).

Результаты

 

применения

: 

выявление

 

установившихся

 

отклонений

 

напряжения

 

и

 

предвари

-

тельный

 

анализ

 

причин

 

их

 

появления

 

с

 

учетом

 

расчета

 

коэффициента

 

несимметрии

, 

анализа

 

токовых

 

нагрузок

 

и

 

реактивной

 

мощности

; 

определение

 

отношения

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощ

-

ности

; 

определение

 

длительности

 

отключений

 

и

 

их

 

частоты

 (

параметры

 

надежности

; 

для

 

реали

-

зации

 

требуется

 

доработка

 

программ

 

сбора

 

данных

 

верхнего

 

уровня

 

и

 

приборов

 

учета

).

293

УЧЕТ

 

И

 

КАЧЕСТВО

 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Рис

. 1. 

Упрощенная

 

схема

 

мониторинга

 (

негостированного

) 

пара

-

метров

 

напряжений

 

и

 

токов

 

в

 

точке

 

поставки

 

электроэнергии

Счетчик

 

электро

-

энергии

 

с

 

функцией

 

измере

 

ния

 

и

 

передачи

 

параметров

 

напряжений

 

и

 

токов

, 

а

 

т

 

акже

 

других

 

параметров

 

КЭ

Модем

,

УСПД

 (

устройство

 

сбора

 

и

 

передачи

 

данных

) + 

модем

 

или

 

другой

 

канал

 

связи

Сервер

сбора

 

данных

АРМ

 

(

автоматизированное

 

рабочее

 

место

) 

оператора

Данная

 

система

 

позволяет

 

выявить

 97% 

возможных

 

нарушений

 

в

 

области

 

КЭ

 

для

 

потреби

-

телей

 0,4 (0,23/0,22) 

кВ

.

В

 

случае

, 

если

 

мероприятия

 

по

 

симметрированию

 

нагрузок

 

и

 

регулированию

 

лимитов

 

по

 

мак

-

симальной

 

мощности

 

в

 

многоквартирном

 

доме

 

и

 

мероприятия

 

по

 

проверке

 

контактных

 

соедине

-

ний

 

нулевого

 

проводника

 

и

/

или

 

увеличение

 

его

 

сечения

 

не

 

дают

 

результатов

 

по

 

улучшению

 

КЭ

, 

то

 

в

 

данную

 

точку

 

мониторинга

 

и

 

на

 

питающую

 

трансформаторную

 

подстанцию

 (

ТП

) 

должен

 

быть

 

установлен

 

прибор

, 

позволяющий

 

оценить

 

все

 

ПКЭ

 

в

 

соответствии

 

с

 

ГОСТ

 32144 [1] 

в

 

действую

-

щей

 

редакции

 (

например

, 

по

 

гармоническим

 

составляющим

 

и

 

другим

 

параметрам

). 

Кроме

 

того

, 

данный

 

прибор

 

должен

 

быть

 

установлен

 

при

 

поступлении

 

жалоб

 

на

 

КЭ

 

со

 

стороны

 

потребителя

 

(

после

 

документальной

 

отработки

 

жалобы

 

управляющей

 

компанией

 

или

 

ТСЖ

, 

обслуживающей

 

внутридомовые

 

электрические

 

сети

 

с

 

их

 

обследованием

 

и

 

принятием

 

профилактических

 

мер

).

Для

 

повышения

 

эффективности

 

мониторинга

 

КЭ

 

в

 

электрических

 

сетях

 

необходим

 

автома

-

тический

 

инструмент

 (

устройство

) 

для

 

определения

 

источника

 

искажений

 

и

 

виновника

 

ухудше

-

ния

 

КЭ

 

с

 

учетом

 

искажений

, 

вносимых

 

потребителем

.

В

 

настоящий

 

момент

 

в

 

ПАО

 «

МРСК

 

Северо

-

Запада

» 

в

 

данной

 

системе

 

более

 3000 

точек

 

общедомовых

 

учетов

 

многоквартирных

 

домов

 (

упрощенная

 

схема

 

построения

 

данной

 

систе

-

мы

 

приведена

 

на

 

рисунке

 1). 

Данная

 

система

 

дает

 

хорошую

 

сходимость

 

с

 

данными

 

от

 

потре

-

бителей

 (

в

 

домах

, 

где

 

в

 

результате

 

анализа

 

информации

, 

получаемой

 

от

 

приборов

 

учета

, — 

отклонений

 

напряжения

 

нет

, 

жалоб

 

на

 

КЭ

 

также

 

не

 

зафиксировано

).

Необходимо

 

отметить

, 

что

 

в

 

интересах

 

потребителя

 

организация

, 

обслуживающая

 

обще

-

домовые

 

сети

, 

при

 

поступлении

 

информации

 

о

 

превышении

 

коэффициентов

 

несимметрии

, 

потребляемой

 

нагрузки

 

сверх

 

установленных

 

норм

, 

генерации

 

реактивной

 

мощности

 

сверх

 

установленных

 

норм

 

при

 

технологическом

 

присоединении

 

должна

 

принять

 

меры

 

по

 

устра

-

нению

 

данных

 

несоответствий

 

в

 

обслуживаемых

 

сетях

  (

произвести

 

выравнивание

 

нагрузки

, 

мероприятия

 

по

 

проверке

 

контактных

 

соединений

 

нулевого

 

проводника

 

и

/

или

 

увеличения

 

его

 

сечения

, 

проверить

 

клеммники

 

и

 

величины

 

токов

 

срабатывания

 

автоматов

 — 

нет

 

ли

 

превы

-

шения

 

данных

 

токов

 

над

 

мощностью

, 

которая

 

выделена

 

для

 

данного

 

потребителя

, 

дома

 

и

 

т

.

п

., 

так

 

как

 

потребляемая

 

мощность

 

напрямую

 

влияет

 

на

 

потери

 

напряжения

), 

поскольку

 

оплата

 

за

 

обслуживание

 

многоквартирных

 

домов

 

уже

 

взымается

 

с

 

потребителя

, 

а

 

данные

 

мероприятия

 

имеют

 

эпизодический

 

характер

 (

по

 

потребности

 — 

раз

 

в

 

год

/

в

 

несколько

 

лет

); 

чтобы

 

это

 

про

-

294

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

водилось

, 

требуются

 

обязательные

 

для

 

исполнения

 

законодательные

 

нормы

. 

Мониторинг

 

КЭ

 

потребителей

 

мощностью

 

более

 670 

кВт

 

на

 

первом

 

этапе

 

может

 

осуществляться

 

с

 

применени

-

ем

 

такой

 

же

 

концепции

, 

как

 

и

 

по

 

многоквартирным

 

домам

 (

совместно

 

с

 

учетом

 

электроэнергии

).

На

 

массовое

 

внедрение

 

систем

 

мониторинга

 

также

 

оказывает

 

влияние

 

развитие

 

систем

 

учета

 

электроэнергии

 

с

 

расширенным

 

функционалом

 

контроля

 

напряжений

 

и

 

токов

 (

для

 

не

-

гостированного

 

мониторинга

), 

а

 

также

 

постепенное

 

уменьшение

 

стоимости

 

приборов

 

монито

-

ринга

 

КЭ

 (

для

 

мониторинга

 

всех

 

ПКЭ

 

в

 

соответствии

 

с

 

ГОСТ

 32144 [1]).

Также

 

целесообразно

 

осуществить

 

взаимодействие

 

СИ

 

ПКЭ

 

с

 

автоматизированными

 

устрой

-

ствами

 

регулирования

 

напряжения

 

центра

 

питания

 

для

 

управления

 

уровнем

 

напряжения

 

и

 

осу

-

ществления

 

встречного

 

регулирования

. 

Данная

 

концепция

 

позволила

 

бы

 

значительно

 

улучшить

 

КЭ

 

в

 

большей

 

части

 

точек

 

передачи

 

электрической

 

энергии

, 

а

 

также

 

снизить

 

потери

, 

но

 

для

 

этого

 

должен

 

быть

 

определен

 

закон

 

регулирования

 

напряжения

. 

Для

 

определения

 

закона

 

регулиро

-

вания

 

необходимо

 

рассчитать

 

режим

 

работы

 

всей

 

отходящей

 

распределительной

 

сети

 

центра

 

питания

 

и

 

определить

 

уровень

 

нагрузки

, 

при

 

изменении

 

которой

 

необходимо

 

осуществлять

 

пе

-

реключение

 

РПН

 (

поскольку

 

это

 

экономически

 

целесообразно

) 

с

 

учетом

 

увеличения

 

мощности

 

процессоров

 

и

 

снижения

 

стоимости

 

СИ

 (

имеется

 

возможность

 

производить

 

более

 

сложную

 

об

-

работку

 

исходных

 

данных

 

токов

 

и

 

напряжений

, 

в

 

том

 

числе

 

разложения

 

на

 

ряды

 

Фурье

, 

ведение

 

учета

 

по

 

основной

 

гармонике

 

промышленной

 

частоты

, 

а

 

также

 

по

 

сумме

 

гармоник

, 

расчет

 

режи

-

ма

 

и

 

т

.

п

.). 

Данную

 

задачу

 

нужно

 

решать

 

совместно

 

с

 

производителями

 

СИ

.

Возможно

 

также

 

рассмотреть

 

технико

-

экономическую

 

целесообразность

 

разделения

 

средств

 

измерений

  (

конструктивно

) 

на

 

общую

 

измерительную

 

часть

 

и

 

аналитические

 

части

. 

В

 

таком

 

случае

 

возможно

 

упростить

 

их

 

метрологическое

 

обеспечение

, 

обслуживание

 

и

 

ремон

-

топригодность

. 

Это

 

может

 

быть

 

разделение

 

на

 

аналоговую

 

измерительную

 

часть

, 

аналого

-

цифровые

 

преобразователи

 

и

 

аналитические

 (

цифровые

) 

части

.

Мониторинг

 

КЭ

 

потребителей

 

в

 

сельской

 

местности

Экономически

 

эффективный

 

мониторинг

 

ПКЭ

 

потребителей

 

в

 

сельской

 

местности

 0,4 (0,23) 

кВ

 

в

 

достаточной

 

степени

 

осуществляется

 

такими

 

средствами

 

измерений

, 

как

 

приборы

 

учета

 

электроэнергии

 

с

 

расширенным

 

функционалом

 

по

 

КЭ

 (

расчет

 

и

 

передача

 

коэффициентов

 

не

-

симметрии

, 

начального

 

ряда

 

гармоник

 (

опционально

) 

и

 

т

.

п

.).

На

 

начальном

 

этапе

 

создания

 

системы

 

целесообразно

 

устанавливать

 

элементы

 

монито

-

ринга

 

в

 

электрически

 

приближенной

 

и

 

электрически

 

удаленной

 

точке

 

от

 

центров

 

питания

 

на

 

ТП

 

6,10/0,4 

кВ

 (

на

 

стороне

 0,4 

кВ

). 

Под

 

центром

 

питания

 

подразумеваются

 

шины

 6–10 

кВ

 

ПС

 35 

кВ

 

и

 

выше

 

со

 

своим

 

законом

 

регулирования

 

напряжения

.

Также

 

целесообразно

 

включать

 

в

 

точки

 

мониторинга

 

КЭ

 

отходящие

 

линии

 

от

 

трансформа

-

торов

 

в

 

сетях

 6–10 

кВ

 

с

 

группой

 

соединения

 

обмоток

 Y/Y0 — 

для

 

выявления

 

узких

 

мест

 

и

 

обо

-

снования

 

необходимости

 

замены

 

данных

 

трансформаторов

 

на

 

трансформаторы

 

с

 

меньшим

 

сопротивлением

 

нулевой

 

последовательности

 

или

 

внесения

 

в

 

сеть

 

элементов

 

по

 

уменьшению

 

сопротивления

 

нулевой

 

последовательности

 (

в

 

зависимости

 

от

 

того

, 

что

 

будет

 

экономически

 

эффективнее

 

с

 

учетом

 

стоимости

 

оборудования

 

и

 

потерь

 

электроэнергии

 

в

 

сети

).

Пояснения

: 

КТП

 

в

 

сетях

 6–10 

кВ

, 

которые

 

оснащены

 

трансформаторами

 

с

 

соединением

 

об

-

моток

 

Д

/Y0 

имеют

 

до

 10 

раз

 

меньшее

 

сопротивление

 

нулевой

 

последовательности

, 

чем

 

транс

-

форматоры

 Y/Y0, 

и

 

имеют

 

меньшие

 

проблемы

 

с

 

установившимся

 

отклонением

 

напряжения

 

и

 

несимметрией

 

напряжений

, 

а

 

также

 

практически

 

не

 

имеют

 

таких

 

проблем

 

трансформаторы

 

с

 

соединением

 

обмоток

 «

зигзаг

» 

и

 

с

 

симметрирующей

 

обмоткой

 (

наилучшие

 

варианты

 

для

 

сетей

 

295

УЧЕТ

 

И

 

КАЧЕСТВО

 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

с

 

большой

 

несимметрией

 

нагрузок

), 

поэтому

 

их

 

можно

 

осна

-

стить

 

мониторингом

 

КЭ

 

в

 

более

 

поздние

 

периоды

 

при

 

нали

-

чии

 

финансирования

 

и

 

при

 

удешевлении

 

интеллектуальных

 

систем

 

учета

. 

На

 

рисунке

 2 

приведена

 

векторная

 

диаграмма

, 

характеризующая

 

несимметрию

 

фазных

 

напряжений

 

из

-

за

 

влияния

 

нулевой

 

последовательности

, 

где

 

вектора

 a, b, c — 

представляют

 

изменившиеся

 

фазные

 

напряжения

 

вслед

-

ствие

 

смещения

 

нулевой

 

точки

, 

а

0, b0, c0 — 

напряжения

 

нулевой

 

последовательности

. 

При

 

установке

 

элементов

 

негостированного

 

мониторинга

 

(

приборов

 

учета

 

с

 

удаленной

 

передачей

 

данных

) 

в

 

данные

 

точки

, 

можно

 

с

 

высокой

 

долей

 

вероятности

 

говорить

 

о

 

том

, 

что

 

потребители

 

распределительной

 

сети

 

центра

 

питания

 

получают

 

электроэнергию

 

с

 

нормативными

 

ПКЭ

. 

Также

 

данная

 

система

 

поможет

 

выявить

 

безучетное

 

потребление

 

электроэнергии

 

и

 

снизить

 

коммерческие

 

потери

 

в

 

точках

 

мониторинга

 (

дополнительный

 

важный

 

элемент

 

экономической

 

эффективности

 

системы

), 

а

 

также

 

понять

 

ряд

 

влияющих

 

факторов

 

на

 

технические

 

потери

 

в

 

линиях

 

и

 

на

 

потери

 

в

 

трансформаторе

 (

оценка

 

энергоэффективности

 

при

-

соединения

).

Основные

 

характеристики

 (

исходные

 

данные

 

для

 

построения

 

системы

):

 

–

точка

 

контроля

:

 

электрически

 

приближенная

 

и

 

электрически

 

удаленная

 

точки

 

от

 

цент

-

ров

 

питания

 

на

 

ТП

 6,10/0,4 

кВ

  (

на

 

стороне

 0,4 

кВ

), 

ТП

 10/0,4 

кВ

  (

на

 

стороне

 0,4 

кВ

) 

для

 

трансформаторов

 

в

 

сетях

 6, 10 

кВ

 

с

 

группой

 

соединения

 

обмоток

 Y/Y0 

а

 

также

 

ТП

, 

где

 

зафиксированы

 

жалобы

 

на

 

КЭ

;

 

–

параметры

:

 

U

 (

фазные

 

и

 

линейные

), 

I

 (

фазные

), 

P

, 

Q

 (

все

), 

коэффициенты

 

несимметрии

, 

информация

 

о

 

превышении

 

коэффициентов

 

несимметрии

 

и

 

уровней

 

напряжений

 (

по

 

собы

-

тиям

) 

и

 

гармонические

 

составляющие

 

K

U

, 

K

U

(

n

)

 (

при

 

наличии

 

возможности

); 

вся

 

информа

-

ция

 

должна

 

поступать

 

с

 

привязкой

 

к

 

времени

 

измерений

 (

если

 

информация

 

поступает

 

по

 

событиям

, 

срез

 

времени

 

по

 

всем

 

параметрам

 

должен

 

быть

 

привязан

 

к

 

времени

 

события

, 

а

 

также

 

желательно

 

передавать

 

данные

 

до

 

и

 

после

 

наступления

 

события

);

 

–

каналы

 

связи

: 

GSM, PLC 

или

 

другие

;

 

–

система

 

сбора

: 

любая

 

с

 

возможностью

 

записи

 

данных

, 

резервирования

 

данных

 

и

 

настрой

-

ки

 

анализа

 

отклонений

, 

а

 

также

 

с

 

возможностью

 

прописывания

 

математических

 

операций

 

(

для

 

расчета

, 

анализа

 

отклонений

 

и

 

т

.

п

.); 

в

 

данной

 

системе

 

должна

 

быть

 

предусмотрена

 

возможность

 

подключения

 

различных

 

приборов

 

учета

  (

максимально

 

широкой

 

линейки

 

моделей

 

различных

 

производителей

);

 

–

периодичность

 

измерений

:

 

а

) 

по

 

наступлению

 

события

  (

отклонение

 

по

 

параметрам

 

несимметрии

 

и

 

напряжений

, 

а

 

также

 

отклонение

 

по

 

параметрам

 

токов

 

или

 

отключение

); 

б

) 

периодически

 

по

 

запросу

; 

в

) 

периодически

 

в

 

интервал

 

времени

, 

не

 

приводящий

 

к

 

сбою

 

опроса

 

по

 

учету

 

электроэнергии

 — 1 

раз

 

в

 

неделю

: 

в

 

часы

 

максимума

 

и

 

минимума

 

нагрузок

 

в

 

будние

 

дни

 

и

 

в

 

часы

 

максимума

 

и

 

минимума

 

нагрузок

 

в

 

выходные

 

дни

 (

периодичность

 

выбирается

 

исходя

 

из

 

возможностей

 

системы

 

и

 

каналов

 

связи

);

 

–

оператор

 

системы

 (

центр

 

сбора

 

данных

): 

компания

, 

которая

 

может

 

осуществлять

 

регу

-

лирование

 

напряжения

 

в

 

распределительной

 

сети

, 

к

 

которой

 

подключены

 

данные

 

потреби

-

тели

 (

электросетевая

 

компания

);

 

–

юридическое

 

применение

 

результатов

 

системы

:

 

нет

;

Рис

. 2. 

Векторная

 

диаграмма

, 

характеризующая

 

не

 

сим

 

мет

-

рию

 

фазных

 

напряжений

 

из

-

за

 

влияния

 

нулевой

 

последователь

-

ности

296

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

 

–

наличие

 

возможности

 

удаленного

 

программирования

 

СИ

 

для

 

расчета

 

и

 

передачи

 

основных

 

и

 

дополнительных

 

рассчитываемых

 

показателей

  (

в

 

зависимости

 

от

 

возможно

-

стей

 

процессора

 

и

 

других

 

компонентов

 

СИ

).

Результаты

 

использования

 

системы

: 

выявление

 

установившихся

 

отклонений

 

напряжения

 

и

 

предварительный

 

анализ

 

причин

 

их

 

появления

 

с

 

учетом

 

коэффициентов

 

несимметрии

 (

рас

-

четы

 

приведены

 

в

 

разделе

 1) 

и

 

анализа

 

токовых

 

нагрузок

 

и

 

реактивной

 

мощности

; 

определе

-

ние

 

отношения

 

активной

 

и

 

реактивной

 

мощности

; 

определение

 

длительности

 

отключений

 

и

 

их

 

частоты

.

Данная

 

система

 

дает

 

хорошую

 

эффективность

 

для

 

выявления

 95% 

возможных

 

нарушений

 

КЭ

 

потребителей

 0,4 (0,23/0,22) 

кВ

 

в

 

сельской

 

местности

.

В

 

случае

 

если

 

мероприятия

 

по

 

симметрированию

 

нагрузок

, 

регулированию

 

напряжения

 

и

 

регулированию

 

лимитов

 

по

 

максимальной

 

мощности

, 

а

 

также

 

мероприятия

 

по

 

проверке

 

кон

-

туров

 

заземления

 

не

 

дают

 

результатов

 

по

 

улучшению

 

КЭ

, 

то

 

необходимы

 

решения

 

с

 

заменой

 

оборудования

 

и

/

или

 

с

 

реконструкцией

 

сети

. 

Результаты

 

измерений

 

могут

 

быть

 

подтверждены

 

приборами

 

в

 

соответствии

 

с

 

ГОСТ

 32144-2013 (

в

 

действующей

 

редакции

).

Как

 

временное

 

решение

 

до

 

реконструкции

 

может

 

быть

 

произведена

 

установка

 

бустеров

 

(

стабилизаторов

 

напряжения

) 

или

 

элементов

, 

уменьшающих

 

сопротивление

 

нулевой

 

после

-

довательности

. 

В

 

настоящий

 

момент

 

ПАО

  «

МРСК

 

Северо

-

Запада

» 

проводит

 

периодический

 

мониторинг

 

в

 

вышеописанных

 

точках

 

контроля

, 

а

 

также

 

в

 

некоторых

 

точках

 

осуществляется

 

мониторинг

 

с

 

использованием

 

приборов

 

учета

 (

выборочные

 

точки

).

На

 

рисунке

 3 

изображено

 

схематичное

 

присоединение

 

частного

 

дома

 

к

 

сети

. 

Линия  380 В

на балансе 

сетевой 

компании или 
управляющей 

компании

Щиток с автоматом 

на границе 

балансовой 

принадлежности

Подключаемый 

участок

Линия 380 В 

на балансе 

у потребителя

Щит со счетчиком 

и автоматом

Ввод в здание

Рис

. 3. 

Особенности

 

присоединения

 

частного

 

дома

 

к

 

сети

297

УЧЕТ

 

И

 

КАЧЕСТВО

 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Необходимо

 

отметить

, 

что

 

в

 

интересах

 

потребителя

, 

сам

 

потребитель

 

или

 

организация

, 

об

-

служивающая

 

общедомовые

 

сети

, 

при

 

обнаружении

 

единичных

 

фактов

 

нарушения

 

КЭ

, 

долж

-

ны

 

проверить

 

их

 

на

 

соответствие

 

нормам

 

проектирования

 (

ПУЭ

 

и

 

т

.

п

.) 

для

 

исключения

 

причин

 

нарушений

, 

которые

 

могут

 

быть

 

в

 

собственной

 

сети

.

В

 

случае

 

если

 

электрические

 

сети

 

поселения

 

обслуживает

 

управляющая

 

компания

 (

това

-

рищество

), 

она

 

должна

 

принять

 

меры

 

по

 

устранению

 

несоответствий

 

в

 

обслуживаемых

 

сетях

 

(

в

 

том

 

числе

 

при

 

появлении

 

массовых

 

жалоб

 

на

 

КЭ

): 

произвести

 

выравнивание

 

нагрузки

, 

а

 

так

-

же

 

мероприятия

 

по

 

проверке

 

контактных

 

соединений

 

нулевого

 

проводника

 

и

 

увеличение

 

его

 

сечения

, 

проверить

 

места

 

соединения

 

проводов

 

и

 

величины

 

токов

 

срабатывания

 

автоматов

 — 

нет

 

ли

 

превышения

 

данных

 

токов

 

над

 

мощностью

, 

которая

 

выделена

 

для

 

данного

 

потреби

-

теля

. 

Для

 

реализации

 

данных

 

мероприятий

 (

в

 

моменты

, 

когда

 

это

 

целесообразно

) 

требуются

 

обязательные

 

для

 

исполнения

 

законодательные

 

нормы

.

Как

 

показала

 

практика

, 

большое

 

количество

 

нарушений

 

происходит

 

из

-

за

 

проблем

 

в

 

собст

-

венных

 

сетях

 

потребителя

, 

к

 

которым

 

электросетевые

 

организации

 

не

 

имеют

 

никакого

 

отноше

-

ния

 

и

 

их

 

не

 

обслуживают

. 

То

 

есть

 

в

 

первую

 

очередь

 

надо

 

проверить

 

свои

 

сети

. 

Далее

 

необхо

-

димо

 

проверить

 — 

не

 

превышается

 

ли

 

максимальная

 

мощность

 

потребления

, 

есть

 

ли

 

договор

 

электроснабжения

. 

Если

 

потребитель

 

получает

 

питание

 

по

 

третьей

 

категории

 

электроснабже

-

ния

, 

необходимо

 

помнить

, 

что

 

в

 

сетях

 

бывают

 

отключения

 

плановые

 (

для

 

производства

 

ремон

-

тов

 

и

 

обслуживания

 

сетей

), 

а

 

также

 

аварийные

, 

и

 

при

 

электроснабжении

 

по

 

соответствующей

 

категории

 

они

 

допускаются

 

и

 

не

 

являются

 

нарушением

. 

Возможно

 

также

 

питание

 

по

 

первой

 

или

 

особой

 

категории

 

электроснабжения

, 

где

 

перерыв

 

в

 

электроснабжении

 

не

 

допускается

, 

но

 

такой

 

вариант

 

электроснабжения

 

дорог

 

и

 

применяется

 

для

 

ответственных

 

потребителей

  

(

например

, 

для

 

централизованного

 

водоснабжения

, 

жизненно

 

важных

 

объектов

 

и

 

т

.

п

.).

По

 

итогам

 

мониторинга

 

КЭ

 

выявлено

, 

что

 

одно

 

из

 

массовых

 

несоответствий

 

ПКЭ

 (

отклоне

-

ние

 

установившегося

 

напряжения

) 

в

 

сельской

 

местности

 

связано

 

с

 

превышением

 

коэффици

-

ента

 

несимметрии

 

по

 

нулевой

 

последовательности

 

в

 

сетях

 

с

 

трансформаторами

 Y/Y0. 

В

 

связи

 

с

 

этим

 

применение

 

трансформаторов

 

с

 

группой

 

соединения

 Y/Y0 

в

 

сетях

 6–10 

кВ

 

нецелесоо

-

бразно

 

и

 

следует

 

осуществлять

 

их

 

замену

 

на

 

трансформаторы

 

с

 

низким

 

сопротивлением

 

ну

-

левой

 

последовательности

 (

существуют

 

различные

 

варианты

 

для

 

конкретной

 

конфигурации

 

сети

). 

В

 

настоящий

 

момент

 

в

 

энергосистеме

 

невозможно

 

единовременно

 

за

 

счет

 

существу

-

ющих

 

тарифных

 

источников

 

перестроить

 

конфигурацию

 

распределительной

 

сети

, 

сложив

-

шуюся

 

в

 

советском

 

периоде

. 

Поэтапная

 

замена

 

наиболее

 

загруженных

 

трансформаторов

 

на

 

трансформаторы

 

с

 

низким

 

сопротивлением

 

нулевой

 

последовательности

 

ведется

 

ежегодно

.

Мониторинг

 

КЭ

 

потребителей

 

с

 

заявленной

 

мощностью

 

при

 

технологическом

 

присоединении

 

более

 670 

кВт

, 

у

 

которых

 

есть

 

искажающие

 

КЭ

 

электроприемники

, 

и

 

потребителей

 

с

 

заявленной

 

мощностью

 

более

 5 

МВт

. 

Входной

 

контроль

 

КЭ

 (

электроэнергии

, 

поступающей

 

в

 

энергосистему

), 

мониторинг

 

КЭ

 

транзитных

 

ВЛ

, 

подстанций

 110 

кВ

 

и

 

выше

 

мощностью

 

более

 10 

МВт

 

Для

 

экономически

 

эффективного

 

мониторинга

 

КЭ

 

приведенных

 

групп

 

потребителей

 

электро

-

энергии

 

и

 

участков

 

электрической

 

сети

, 

имеющих

 

системное

 

значение

, 

необходимо

 

осуществ

-

лять

 

мониторинг

 

КЭ

 

средствами

 

измерений

, 

соответствующих

 

ГОСТ

 32144-2013 [1], 

с

 

осцилло

-

графированием

 

случайных

 

событий

, 

определением

 

направлений

 

и

 

величин

 

мощности

 

гармоник

, 

определением

 

их

 

отношения

 

к

 

гармонике

 

основной

 

частоты

, 

инструментами

 

анализа

 

характера

 

298

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

нагрузки

 

и

 

направления

 

искажений

, 

анализа

 

сдвига

 

углов

 

тока

 

и

 

напряжения

, 

анализа

 

реактив

-

ной

 

мощности

 

и

 

происхождения

 

случайных

 

событий

, 

в

 

том

 

числе

 

событий

 

менее

 200 

мс

.

Для

 

юридического

 

подтверждения

 

факта

 

КЭ

 

можно

 

обойтись

 

СИ

, 

соответствующими

 

ГОСТ

 

32144-2013 [1], 

но

 

для

 

анализа

 

несоотвествий

 

на

 

таких

 

присоединениях

 

необходимы

 

СИ

 

ПКЭ

 

с

 

расширенным

 

функционалом

, 

иначе

 

эти

 

измерения

 

будут

 

только

 

констатацией

 

факта

 

нару

-

шения

, 

без

 

понимания

 

причин

, 

их

 

вызывающих

, 

так

 

как

 

нарушения

 

по

 

установившемуся

 

откло

-

нению

 

напряжения

 

на

 

данных

 

присоединениях

 

бывают

 

редко

 

и

 

характер

 

нарушений

 

смеща

-

ется

 

в

 

сторону

 

более

 

сложных

 

электрических

 

явлений

: 

гармонических

 

и

 

интергармонических

 

составляющих

 

напряжения

, 

тока

, 

мощности

 (

из

-

за

 

нелинейности

 

нагрузки

), 

фликера

, 

генера

-

ции

 

реактивной

 

мощности

, 

качаний

, 

случайных

 

событий

, 

провалов

, 

прерываний

 

и

 

т

.

п

.

Основные

 

характеристики

 (

исходные

 

данные

 

для

 

построения

 

системы

):

 

–

точка

 

контроля

:

 

граница

 

балансовой

 

принадлежности

, 

точка

 

передачи

 (

или

 

точка

, 

прибли

-

женная

 

к

 

ней

);

 

–

параметры

:

 

все

 

параметры

 

по

 

ГОСТ

 32144-2013 (

в

 

действующей

 

редакции

), 

а

 

также

 

осциллографирование

 

при

 

наступлении

 

случайных

 

событий

, 

мощности

 

гармоник

 

тока

 

и

 

напряжения

, 

в

 

том

 

числе

 

по

 

основной

 

частоте

, 

с

 

указанием

 

их

 

направления

, 

углы

 

сдвига

 

между

 

симметричными

 

составляющими

 

тока

 

и

 

напряжения

 (

прямой

, 

обратной

 

и

 

нулевой

 

последовательностей

) 

и

 

другие

 

параметры

, 

возможность

 

их

 

программирования

 

и

 

настрой

-

ки

 (

в

 

зависимости

 

от

 

задачи

);

 

–

каналы

 

связи

:

 

предпочтительно

 

оптика

, 

допускается

 GSM, PLC (

необходима

 

индивиду

-

альная

 

настройка

 

пакета

 

событий

 

и

 

значений

 

для

 

передачи

 

по

 

запросу

 

и

 

автоматическая

 

передача

 

основных

 

и

 

дополнительных

 (

выбранных

) 

событий

 

и

 

их

 

значений

 

при

 

отклонении

 

апертуры

 

контролируемых

 

параметров

, 

возможность

 

выгрузки

 

архивов

 

по

 

запросу

, 

в

 

том

 

числе

 

осциллограмм

);

 

–

система

 

сбора

:

 

с

 

возможностью

 

записи

 

данных

, 

резервирования

 

данных

, 

анализа

 

данных

 

в

 

части

 

определения

 

источника

 

искажений

, 

а

 

также

 

с

 

инструментами

 

анализа

 

и

 

сравне

-

ния

 

осциллограмм

 

в

 

единой

 

временной

 

шкале

; 

должна

 

быть

 

предусмотрена

 

возможность

 

записи

 

пользовательских

 

математических

 

функций

 (

для

 

расчета

 

дополнительных

 

коэффи

-

циентов

 

и

 

анализа

 

данных

), 

также

 

должна

 

быть

 

предусмотрена

 

возможность

 

подключения

 

различных

 

СИ

 

ПКЭ

 (

максимально

 

широкой

 

линейки

 

моделей

 

различных

 

производителей

);

 

–

периодичность

 

измерений

:

 

а

) 

по

 

наступлению

 

события

  (

отклонение

 

или

 

отключение

) 

либо

 

периодическая

 

передача

 

контролируемых

 

данных

 (

периодичность

 

выбирается

 

исходя

 

из

 

возможностей

 

системы

 

и

 

каналов

 

связи

, 

возможен

 

контроль

 

апертур

 

ПКЭ

 

с

 

передачей

 

их

 

значений

); 

б

) 

непрерывная

 

передача

 

данных

 

на

 

сервер

 

с

 

последующей

 

автоматизиро

-

ванной

 

обработкой

;

 

–

оператор

 

системы

 (

центр

 

сбора

 

данных

):

 

компания

, 

которая

 

может

 

осуществлять

 

регу

-

лирование

 

напряжения

, 

изменение

 

режима

 

в

 

сети

 (

электросетевая

 

компания

, 

МРСК

, 

ФСК

, 

СО

 

ЕЭС

); 

система

 

должна

 

строиться

 

по

 

модульному

 

принципу

 

как

 

система

, 

открытая

 

для

 

расширения

 

числа

 

входящих

 

в

 

нее

 

СИ

 

ПКЭ

, 

а

 

также

 

открытая

 

для

 

подключения

 

дополни

-

тельных

 

пользователей

 

на

 

различных

 

уровнях

;

 

–

юридическое

 

применение

 

результатов

 

системы

: 

есть

;

 

–

наличие

 

возможности

 

удаленного

 

программирования

 

СИ

 

для

 

расчета

 

и

 

передачи

 

основных

 

и

 

дополнительных

 

рассчитываемых

 

показателей

  (

в

 

зависимости

 

от

 

возможно

-

стей

 

процессора

 

и

 

других

 

компонентов

 

СИ

).

Результаты

 

применения

: 

выявление

 

всего

 

спектра

 

отклонений

 

с

 

определением

 

вероятного

 

источника

 (

стороны

) 

искажений

 

КЭ

.

299

УЧЕТ

 

И

 

КАЧЕСТВО

 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Пример

.

 

Мониторинг

 

КЭ

 

на

 

границе

 

с

 

искажающими

 

качество

 

электроэнергии

 

потребите

-

лями

 (

потребителями

, 

использующими

 

неполнофазные

 

режимы

 

работы

 

нагрузки

, 

мощные

 

ча

-

стотные

 

преобразователи

, 

выпрямители

 

и

 

прочие

 

предприятия

 

с

 

искажающими

 

электроприем

-

никами

) 

показал

 

необходимость

 

контроля

 

всего

 

спектра

 

ПКЭ

 

с

 

осциллографированием

 

токов

 

и

 

напряжений

 

с

 

разрешением

 

от

 256(512) 

и

 

более

 

точек

 

за

 

период

 

до

 

и

 

после

 

наступления

 

слу

-

чайных

 

событий

 

в

 

пунктах

 

мониторинга

. 

В

 

результате

 

мониторинга

 

были

 

обнаружены

 

гармо

-

нические

 

составляющие

, 

превышающие

 

допустимые

 

нормы

, 

а

 

также

 

быстрые

 

изменения

 

тока

 

и

 

напряжения

, 

для

 

анализа

 

которых

 

необходимы

 

функции

 

осциллографирования

. 

Быстрые

 

из

-

менения

 

влияли

 

на

 

современную

 

автоматику

, 

вызывая

 

ее

 

сбои

 

и

 

отключения

, 

а

 

гармонические

 

составляющие

 

влияли

 

на

 

смежных

 

потребителей

 

и

 

распределительные

 

сети

, 

вызывая

 

допол

-

нительные

 

потери

, 

перегрев

 

оборудования

 

и

 

вероятность

 

резонансов

 

по

 

отдельным

 

гармо

-

никам

. 

Характерные

 

примеры

 c 

результатами

 

исследований

 

качества

 

электрической

 

энергии

 

в

 

точках

 

питания

 

потребителей

 

с

 

нелинейной

 

нагрузкой

 

приводятся

 

в

 

работах

 [2, 3, 4].

Потребители

, 

генерирующие

 

в

 

сеть

 

гармонические

 

искажения

, 

должны

 

за

 

свой

 

счет

 

ста

-

вить

 

фильтрокомпенсирующие

 

устройства

 

или

 

отказаться

 

от

 

искажающих

 

КЭ

 

электроприем

-

никовесли

 

генерируемые

 

ими

 

искажения

 

поступают

 

в

 

сеть

 

со

 

значениями

 

выше

 

допустимых

 

уровней

, 

поскольку

 

эти

 

искажения

 

отрицательно

 

влияют

 

на

 

режим

 

работы

 

и

 

уменьшает

 

срок

 

службы

 

оборудования

, 

увеличивают

 

потери

 

электроэнергии

 

у

 

других

 

субъектов

 

энергетики

 (

в

 

том

 

числе

 

сетевой

 

организации

). 

Как

 

альтернатива

 - 

возможно

 

введение

 

механизма

 

тариф

-

ных

 

надбавок

 

за

 

искажение

 

КЭ

 

в

 

пользу

 

сетевой

 

организации

 

с

 

целевым

 

использованием

 

средств

 — 

на

 

устранение

 

несоответствий

 

КЭ

. 

В

 

данном

 

случае

 

требуются

 

законодательные

 

нормы

 

в

 

части

 

пользования

 

электроэнергией

 

для

 

потребителей

, 

а

 

также

 

для

 

производителей

 

электрооборудования

.

Важно

 

также

 

понимать

, 

что

 

КЭ

 

можно

 

оценить

, 

если

 

услуга

 

оказывается

 

и

 

в

 

сети

 

есть

 

на

-

пряжение

, 

если

 

напряжение

 

отсутствует

 — 

надо

 

говорить

 

о

 

надежности

 

в

 

соответствии

 

с

 

кате

-

горией

 

электроснабжения

.

Обработка

 

результатов

 

измерений

 

при

 

расчете

 

ПКЭ

Измерение

 

ПКЭ

 

осуществляется

 

на

 

основе

 

выборки

 

мгновенных

 

значений

 

тока

 

и

 

напряжения

 

и

 

расчета

 

среднеквадратических

 

значений

 

в

 

течение

 

регламентированных

 

стандартами

 

ин

-

тервалов

 

времени

. 

В

 

качестве

 

основного

 

интервала

 

времени

 

при

 

измерении

 

ПКЭ

, 

за

 

исклю

-

чением

 

параметров

 

случайных

 

событий

, 

принято

 10 

периодов

 

основной

 

частоты

 (

в

 

системах

 

электроснабжения

 

частотой

 50 

Гц

, ~200 

мс

). 

Для

 

обнаружения

 

и

 

оценки

 

случайных

 

событий

 

среднеквадратические

 

значения

 

напряжения

 

вычисляются

 

в

 

течение

 

полупериода

 

основной

 

частоты

 (~10 

мс

).

Для

 

получения

 

значений

 

ПКЭ

 

на

 

больших

 

интервалах

 

осуществляется

 

усреднение

 (

объе

-

динение

) 

результатов

 

измерений

, 

полученных

 

на

 

основных

 

интервалах

 

времени

. 

Усредненное

 

значение

 

равно

 

корню

 

квадратному

 

из

 

среднеарифметического

 

значения

 

квадратов

 

входных

 

величин

. 

В

 

типовых

 

конфигурационных

 

настройках

 

приборов

 

установлены

 

интервалы

 

усред

-

нения

 

для

 

ПКЭ

 

в

 

соответствии

 

с

 

ГОСТ

 30804.4.30 [5]. 

и

 

ГОСТ

 30804.4.7 [6]. 

Для

 

анализа

 

интер

-

валы

 

усреднения

 

должны

 

иметь

 

возможность

 

изменения

 

пользователем

, 

а

 

также

 

должна

 

быть

 

предусмотрена

 

возможность

 

введения

 

дополнительных

 

интервалов

 

усреднения

. 

Статистическая

 

обработка

 

результатов

 

измерений

 

ПКЭ

 

осуществляется

 

в

 

течение

 

периода

 

наблюдений

, 

который

, 

согласно

 

ГОСТ

 33073 [7], 

составляет

 1 

неделю

 

и

 

может

 

быть

 

изменен

 

пользователем

 

в

 

конфигурационных

 

настройках

 

прибора

. 

Для

 

статистической

 

обработки

 

все