Контроль качества электроэнергии

4/8-канальная система предназначена для измерения и контроля качества электроэнергии в соответствии с ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Система подключается к персональному компьютеру по шине USB 2.0, интерфейсу Ethernet или радиоканалу Wi-Fi. Программное обеспечение, входящее в комплект поставки ZET 017-Е4/8, позволяет измерять следующие параметры:

• напряжение (фазовое, линейное);
• ток (фазовый);
• фазовый угол между током и напряжением;
• мощность (активная, реактивная, полная по фазам и общая);
• энергия (активная, реактивная, полная по фазам и общая);
• фактор мощности на фазу (PF);
• косинус, связанный с основной гармоникой (cos(fi));
• частота измеряемого напряжения;
• уровни гармоник (остаточное и полное гармоническое содержание для каждой гармоники фазы и тока);
• коэффициенты искажения синусоидальности и гармонических составляющих тока;
• фазовый угол между гармониками тока и напряжения;
• максимальные/минимальные значения фазового напряжения, тока, активной, реактивной и полной мощности.

Система ZET 017-Е4/8 внесена в Госреестр средств измерений.

В системе предусмотрен режим работы в режиме автономного цифрового регистратора с возможностью последующего воспроизведения и анализа записанных сигналов. Соотношение цена/качество делает данную систему поистине уникальной по сравнению с представленными на современном рынке подобными устройствами.

В состав системы входят:

• измерительный модуль ZET 017-Е4/8 на базе станции ZET 017-Т4/8;
• персональный компьютер;
• датчики тока и напряжения;
• программное обеспечение из состава ZETLAB;
• все необходимые кабели, аксессуары и переходники.

Основные технические характеристики:

Напряжение питания	~ 220 В, + 12 В
Диапазон измеряемого напряжения	0…1000 В
Диапазон измеряемого тока	0,01…100 А
Тип подключения	1, 2, 3 фазы (с/без нейтрали)
Измерение гармоник тока и напряжения	до 100

ГОСТ 13109-97 (основные моменты):

Область применения

Стандарт устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии, или приемники электрической энергии (точки общего присоединения).

Нормы КЭ, устанавливаемые настоящим стандартом, являются уровнями электромагнитной совместимости для кондуктивных электромагнитных помех в системах электроснабжения общего назначения. При соблюдении указанных норм обеспечивается электромагнитная совместимость электрических сетей систем электроснабжения общего назначения и электрических сетей потребителей электрической энергии (приемников электрической энергии).

Нормы, установленные настоящим стандартом, применяют при проектировании и эксплуатации электрических сетей, а также при установлении уровней помехоустойчивости приемников электрической энергии и уровней кондуктивных электромагнитных помех, вносимых этими приемниками.

Определения, обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применяют термины:

— система электроснабжения общего назначения — совокупность элеткроустановок и электрических устройств энергоснабжающей организации, предназначенных для обеспечения электрической энергией различных потребителей (приемников электрической энергии);

— электрическая сеть общего назначения — электрическая сеть энергоснабжающей организации, предназначенная для передачи электрической энергии различным потребителям (приемникам электрической энергии);

— центр питания — распределительное устройство генераторного напряжения электростанции или распределительное устройство вторичного напряжения понизительной подстанции энергосистемы, к которым присоединени распределительные сети данного района;

— точка общего присоединения — точка электрической сети общего назначения, электрически ближайшая к сетям рассматриваемого потребителя электрической энергии (входным устройствам рассматриваемого приемника электрической энергии), к которой присоединены или могут быть присоединены электрические сети других потребителей (входные устройства других приемников);

— потребитель электрической энергии — юридическое или физическое лицо, осуществляющее пользование электрической энергией (мощностью);

— кондуктивная электромагнитная помеха в системе энергоснабжения — электромагнитная помеха, распространяющаяся по элементам электрической сети;

— уровень электромагнитной совместимости в системе энергоснабжения — регламентированный уровень кондуктивной электромагнитной помехи, используемый в качестве эталонного для координации между допустимым уровнем помех, вносимым техническими средствами энергоснабжающей организации и потребителей электрической энергии, и уровнем помех, воспринимаемым техническими средствами без нарушения их нормального функционирования;

— огибающая средневкадратичных значений напряжения — ступенчатая временная функция, образованная средневкадратичными значениями напряжения, дискретно определенными на каждом полупериоде напряжения основной частоты;

— фликер — субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в электричской сети, питающей эти источники;

— доза фликера — степень восприимчивости человека к воздействию фликера за установленный промежуток времени;

— время восприятия фликера — минимальное время для субъективного восприятия человеком фликера, вызванного колебаниями напряжения определенной формы;

— частота повторения изменений напряжения — число одиночных изменений напряжения в единицу времени;

— длительность изменения напряжения — интервал времени от начала одиночного изменения напряжения до его конечного значения;

— провал напряжения — внезапное понижение напряжения в точке электрической сети ниже 0,9 Uном, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня через промежуток времени от десяти миллисекунд до несколькох десятков секунд;

— длительность провала напряжения — интервал времени между начальным моментом провала напряжения и моментом восстановления напряжения до первоначального или близкого к нему уровня;

— частость появления провалов напряжения — часло провалов напряжения определенной глубины и длительности за определенный промежуток времени по отношению к общему числу провалов за этот же промежуток времени;

— импульс напряжения — резкое изменение напряжения в точке электрической сети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких секунд;

— амплитуда импульса — максимальное мгновенное значение импульса напряжения;

— длительность импульса — интервал времени между начальным моментом импульса напряжения и моментом восстановления мгновенного значения напряжения до первоначального или близкого к нему уровня;

— временное перенапряжение — повышение напряжения в точке электрической сети выше 1,1 Uном продолжительностью более 10 мс, возникающее в системах электроснабжения при коммутациях или коротких замыканиях;

— коэффициент временного перенапряжения — величина, равная отношению максимального значения огибающей амплитудных значений напряжения за время существования временного перенапряжения к амплитуде номинального напряжения в сети;

— длительность временного перенапряжения — интервал времени между начальным моментом возникновения временного перенапряжения и моментом его исчезновения.

Показатели КЭ

Показателями КЭ являются:

• установившееся отклонение напряжения;
• размах изменения напряжения;
• доза фликера;
• коэффициент искажения синусоидальной кривой напряжения;
• коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения;
• коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
• коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;
• отклонение частоты;
• длительность провала напряжения;
• импульсное напряжение;
• коэффициент временного перенапряжения.

При определении значений некоторых показателей КЭ используют следующие вспомогательные параметры электрической энергии:

• частоту повторения изменений напряжения;
• интервал между изменениями напряжения;
• глубину провала напряжения;
• частость появления провалов напряжения;
• длительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды;
• длительность временного перенапряжения.

Нормы КЭ

• отклонение напряжения;
• колебания напряжения;
• несинусоидальность напряжения;
• несимметрия напряжения;
• отклонение частоты;
• провал напряжения;
• импульс напряжения;
• временное перенапряжение.

Свойства электрической энергии, показатели и наиболее вероятные виновники ухудшения КЭ

Свойства электрической энергии	Показатель КЭ	Наиболее вероятные виновники ухудшения КЭ
Отклонение напряжения (рисунок 1)	Установившееся отклонение напряжения	Энергоснабжающая организация
Колебания напряжения (рисунок 1)	Размах изменения напряжения Доза фликера	Потребитель с переменной нагрузкой
Несинусоидальность напряжения (рисунок 2)	Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения	Потребитель с нелинейной нагрузкой
Несимметрия трехфазной системы напряжений	Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности	Потребитель с несимметричной нагрузкой
Отклонение частоты	Отклонение частоты	Энергоснабжающая организация
Провал напряжения (рисунок 1)	Длительность провала напряжения	Энергоснабжающая организация
Импульс напряжения (рисунок 3)	Импульсное напряжение	Энергоснабжающая организация
Временное перенапряжение (рисунок 1)	Коэффициент временного перенапряжения	Энергоснабжающая организация