Анализ качества электрической энергии в системе электроснабжения c преобладающей импульсной нагрузкой
Ключевые слова:
качество электрической энергии, система электроснабжения, оценка фактического вклада, несинусоидальность, импульсная нагрузка
Аннотация
Несинусоидальность напряжения в электрических сетях является актуальной проблемой, обусловленной широким использованием электронной техники как в энергоснабжающих организациях, так и у потребителей электроэнергии. Статья посвящена исследованию несинусоидальности в системе электроснабжения 0,4 кВ административно-производственного здания при питании нагрузки с импульсными преобразователями. Измерения на вводе системы электроснабжения и на присоединении потребителя выявили систематические отклонения коэффициентов гармонических составляющих напряжения 3-го и 9-го порядков от нормально допустимых значений, регламентированных ГОСТ 32144-2013. Получена корреляционная зависимость между гармонической составляющей напряжения и полной мощностью основной частоты. Выполнена оценка фактического долевого вклада питающей электрической сети и нагрузки потребителя в искажение синусоиды напряжения. Установлено, что на вводе системы электроснабжения нагрузка увеличивает искажение по 3-й и снижает по 9-й гармоническим составляющим напряжения. Измерения проведены специализированными микропроцессорными устройствами BINOM3, обеспечивающими класс А характеристик процесса измерений по параметрам и показателям качества электрической энергии.
Литература
1. ГОСТ 32144-2013. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2013, 16 с.
2. Карташев И.И. и др. Управление качеством электроэнергии / под ред. Ю.В. Шарова. М.: Издательский дом МЭИ, 2017, 347 с.
3. Коверникова Л.И. и др. Качество электрической энергии: современное состояние, проблемы и предложения по их решению / под ред. Н.И. Воропая. Новосибирск: Наука, 2017, 219 с.
4. Симуткин М.Г. Разработка методов оценки влияния нелинейных электроприемников на режимы работы оборудования распределительных сетей: дис. … канд. техн. наук. М., 2014, 163 с.
5. Наумов И.В. Устройство для снижения потерь в электрических сетях с нелинейно-несимметричной нагрузкой. – Электричество, 2023, № 6, с. 57–66.
6. Солуянов Ю.И. и др. Актуализация удельных электрических нагрузок многоквартирных жилых домов Москвы и Московской области. – Электричество, 2023, № 7, с. 52–65.
7. Абрамов Б.И. и др. Инструментальные исследования качества электроэнергии на нефтепромыслах в условиях широкого применения частотно-регулируемых приводов. – Нефтяное хозяйство, 2016, № 1, c. 90–92.
8. Жеребцов А.Л., Чуйков В.Ю., Шомов П.А. Необходимость внедрения системы мониторинга качества электрической энергии на компрессорных станциях магистрального газопровода. – Вестник ИГЭУ, 2015, вып. 3, с. 28–33.
9. Большаков О.В. Об энергии искажений в электрических сетях. – Автоматизация и IT в энергетике, 2014, № 16 (65), с. 26–30.
10. Коверникова Л.И. Активные мощности гармоник в узлах присоединения нелинейных нагрузок к сети высокого напряжения. – Электричество, 2017, № 3, с. 12–20.
11. Куликов А.Л. и др. Выборочный контроль показателей качества электроэнергии в распределительных сетях с большой долей генерации на основе возобновляемых источников энергии. – Электричество, 2022, № 7, с. 11–23.
12. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов. М.: ЭНАС, 2017, 456 с.
13. Дворкин Д.В. и др. Проблемы вклада потребителя в искажение качества электроэнергии. – Электричество, 2017, № 7, с. 12–18.
14. Счетчики – измерители показателей качества электрической энергии многофункциональные «BINOM3»: Руководство по эксплуатации ТЛАС.411152.002 РЭ. СПб.: ЗАО «ТИМ-Р», 2023, 126 с.
15. Popov M.G. et al. Digital Technologies of Control and Monitoring of Power Supply System Modesat MEI Power Station. – 2nd International Youth Scientific and Technical Conference on Relay Protection and Automation, 2019, DOI:10.1109/RPA47751. 2019.8958074.
16. Vanin V. et al. About Influence of Non-Sinusoidal Currents and Voltages on the Amount of the Electric Energy. – MATEC Web of Conferences, 2018, 245 (35), DOI:10.1051/matecconf/201824506009.
17. Freytsis E.M. et al. Training and Experimental Power Plant Power Quality Research Using Digital Technologies. – Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, 2022, рр. 629–632, DOI: DOI:10.1109/ElConRus54750.2022.9755508.
#
1. GОSТ 32144-2013. Normy kachestva elektricheskoy energii v sistemah elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya (Power Quality Limits in the Public Power Supply Systems). M.: Standartinform, 2013, 16 p.
2. Kartashev I.I. et al. Upravlenie kachestvom elektroenergii (Power Quality Management) / By Ed. Yu.V. Sharov. М.: Izdatel'skiy dom MEI, 2017, 347 p.
3. Kovernikova L.I. et al. Kachestvo elektricheskoy energii: sovremennoe sostoyanie, problemy i predlozheniya po ikh resheniyu (The Power Quality: Current State, Problems and Suggestions for Their Solution) / By Ed. N.I. Voropay. Novosibirsk: Nauka, 2017, 219 p.
4. Simutkin М.G. Razrabotka metodov otsenki vliyaniya nelineynykh elektropriemnikov na rezhimy raboty oborudovaniya rasprede-litel'nykh setey: dis. … kand. tekhn. nauk (Development of Methods for Assessing the Influence of Nonlinear Electrical Receivers on the Operating Modes of Distribution Networks Equipment: Dis. ... Cand. Sci. (Eng.)). М., 2014, 163 p.
5. Naumov I.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2023, No. 6, pp. 57–66.
6. Soluyanov Yu.I. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2023, No. 7, pp. 52–65.
7. Abramov B.I. et al. Neftyanoe hozyaystvo – in Russ. (Oil Industry), 2016, No. 1, pp. 90–92.
8. Zherebtsov A.L., Chuykov V.Yu., Shomov P.А. Vestnik IGEU. – in Russ. (IGEU Bulletin), 2015, iss. 3, pp. 28–33.
9. Bol'shakov О.V. Avtomatizatsiya i IT v energetike – in Russ. (Automation and IT in the Power Industry), 2014, No. 16 (65), pp. 26–30.
10. Kovernikova L.I. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2017, No. 3, pp. 12–20.
11. Kulikov А.L. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2022, No. 7, pp. 11–23.
12. Zhelezko Yu.S. Poteri elektroehnergii. Reaktivnaya moshch-nost'. Kachestvo elektroehnergii: Rukovodstvo dlya prakticheskikh raschetov (Loss of Electricity. Reactive Power. Power Quality: A Guide for Practical Calculations). М.: ENAS, 2017, 456 p.
13. Dvorkin D.V. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2017, No. 7, pp. 12–18.
14. Schetchiki – izmeriteli pokazateley kachestva elektricheskoy energii mnogofunktsional'nye «BINOM3»: Rukovodstvo po ekspluatatsii (Multifunctional Electric Energy Quality Meters "BINOM3": Operation Manual) ТLАS.411152.002 RE. SPb.: ZАО «ТIМ-R», 2023, 126 p.
15. Popov M.G. et al. Digital Technologies of Control and Monitoring of Power Supply System Modesat MEI Power Station. – 2nd Internatio-nal Youth Scientific and Technical Conference on Relay Protection and Automation, 2019, DOI:10.1109/RPA47751.2019.8958074.
16. Vanin V. et al. About Influence of Non-Sinusoidal Currents and Voltages on the Amount of the Electric Energy. – MATEC Web of Conferences, 2018, 245 (35), DOI:10.1051/matecconf/201824506009.
17. Freytsis E.M. et al. Training and Experimental Power Plant Power Quality Research Using Digital Technologies. – Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, 2022, рр. 629–632, DOI: DOI:10.1109/ElConRus54750.2022.9755508.
2. Карташев И.И. и др. Управление качеством электроэнергии / под ред. Ю.В. Шарова. М.: Издательский дом МЭИ, 2017, 347 с.
3. Коверникова Л.И. и др. Качество электрической энергии: современное состояние, проблемы и предложения по их решению / под ред. Н.И. Воропая. Новосибирск: Наука, 2017, 219 с.
4. Симуткин М.Г. Разработка методов оценки влияния нелинейных электроприемников на режимы работы оборудования распределительных сетей: дис. … канд. техн. наук. М., 2014, 163 с.
5. Наумов И.В. Устройство для снижения потерь в электрических сетях с нелинейно-несимметричной нагрузкой. – Электричество, 2023, № 6, с. 57–66.
6. Солуянов Ю.И. и др. Актуализация удельных электрических нагрузок многоквартирных жилых домов Москвы и Московской области. – Электричество, 2023, № 7, с. 52–65.
7. Абрамов Б.И. и др. Инструментальные исследования качества электроэнергии на нефтепромыслах в условиях широкого применения частотно-регулируемых приводов. – Нефтяное хозяйство, 2016, № 1, c. 90–92.
8. Жеребцов А.Л., Чуйков В.Ю., Шомов П.А. Необходимость внедрения системы мониторинга качества электрической энергии на компрессорных станциях магистрального газопровода. – Вестник ИГЭУ, 2015, вып. 3, с. 28–33.
9. Большаков О.В. Об энергии искажений в электрических сетях. – Автоматизация и IT в энергетике, 2014, № 16 (65), с. 26–30.
10. Коверникова Л.И. Активные мощности гармоник в узлах присоединения нелинейных нагрузок к сети высокого напряжения. – Электричество, 2017, № 3, с. 12–20.
11. Куликов А.Л. и др. Выборочный контроль показателей качества электроэнергии в распределительных сетях с большой долей генерации на основе возобновляемых источников энергии. – Электричество, 2022, № 7, с. 11–23.
12. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов. М.: ЭНАС, 2017, 456 с.
13. Дворкин Д.В. и др. Проблемы вклада потребителя в искажение качества электроэнергии. – Электричество, 2017, № 7, с. 12–18.
14. Счетчики – измерители показателей качества электрической энергии многофункциональные «BINOM3»: Руководство по эксплуатации ТЛАС.411152.002 РЭ. СПб.: ЗАО «ТИМ-Р», 2023, 126 с.
15. Popov M.G. et al. Digital Technologies of Control and Monitoring of Power Supply System Modesat MEI Power Station. – 2nd International Youth Scientific and Technical Conference on Relay Protection and Automation, 2019, DOI:10.1109/RPA47751. 2019.8958074.
16. Vanin V. et al. About Influence of Non-Sinusoidal Currents and Voltages on the Amount of the Electric Energy. – MATEC Web of Conferences, 2018, 245 (35), DOI:10.1051/matecconf/201824506009.
17. Freytsis E.M. et al. Training and Experimental Power Plant Power Quality Research Using Digital Technologies. – Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, 2022, рр. 629–632, DOI: DOI:10.1109/ElConRus54750.2022.9755508.
#
1. GОSТ 32144-2013. Normy kachestva elektricheskoy energii v sistemah elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya (Power Quality Limits in the Public Power Supply Systems). M.: Standartinform, 2013, 16 p.
2. Kartashev I.I. et al. Upravlenie kachestvom elektroenergii (Power Quality Management) / By Ed. Yu.V. Sharov. М.: Izdatel'skiy dom MEI, 2017, 347 p.
3. Kovernikova L.I. et al. Kachestvo elektricheskoy energii: sovremennoe sostoyanie, problemy i predlozheniya po ikh resheniyu (The Power Quality: Current State, Problems and Suggestions for Their Solution) / By Ed. N.I. Voropay. Novosibirsk: Nauka, 2017, 219 p.
4. Simutkin М.G. Razrabotka metodov otsenki vliyaniya nelineynykh elektropriemnikov na rezhimy raboty oborudovaniya rasprede-litel'nykh setey: dis. … kand. tekhn. nauk (Development of Methods for Assessing the Influence of Nonlinear Electrical Receivers on the Operating Modes of Distribution Networks Equipment: Dis. ... Cand. Sci. (Eng.)). М., 2014, 163 p.
5. Naumov I.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2023, No. 6, pp. 57–66.
6. Soluyanov Yu.I. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2023, No. 7, pp. 52–65.
7. Abramov B.I. et al. Neftyanoe hozyaystvo – in Russ. (Oil Industry), 2016, No. 1, pp. 90–92.
8. Zherebtsov A.L., Chuykov V.Yu., Shomov P.А. Vestnik IGEU. – in Russ. (IGEU Bulletin), 2015, iss. 3, pp. 28–33.
9. Bol'shakov О.V. Avtomatizatsiya i IT v energetike – in Russ. (Automation and IT in the Power Industry), 2014, No. 16 (65), pp. 26–30.
10. Kovernikova L.I. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2017, No. 3, pp. 12–20.
11. Kulikov А.L. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2022, No. 7, pp. 11–23.
12. Zhelezko Yu.S. Poteri elektroehnergii. Reaktivnaya moshch-nost'. Kachestvo elektroehnergii: Rukovodstvo dlya prakticheskikh raschetov (Loss of Electricity. Reactive Power. Power Quality: A Guide for Practical Calculations). М.: ENAS, 2017, 456 p.
13. Dvorkin D.V. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2017, No. 7, pp. 12–18.
14. Schetchiki – izmeriteli pokazateley kachestva elektricheskoy energii mnogofunktsional'nye «BINOM3»: Rukovodstvo po ekspluatatsii (Multifunctional Electric Energy Quality Meters "BINOM3": Operation Manual) ТLАS.411152.002 RE. SPb.: ZАО «ТIМ-R», 2023, 126 p.
15. Popov M.G. et al. Digital Technologies of Control and Monitoring of Power Supply System Modesat MEI Power Station. – 2nd Internatio-nal Youth Scientific and Technical Conference on Relay Protection and Automation, 2019, DOI:10.1109/RPA47751.2019.8958074.
16. Vanin V. et al. About Influence of Non-Sinusoidal Currents and Voltages on the Amount of the Electric Energy. – MATEC Web of Conferences, 2018, 245 (35), DOI:10.1051/matecconf/201824506009.
17. Freytsis E.M. et al. Training and Experimental Power Plant Power Quality Research Using Digital Technologies. – Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, 2022, рр. 629–632, DOI: DOI:10.1109/ElConRus54750.2022.9755508.
