Качество электроэнергии в стандартах и реалиях в условиях модернизации, цифровизации силовых сетей и электроэнергетики в целом. Так что такое качество электроэнергии с точек зрения электросетевой компании, потребителя и производителя силового оборудования?
С конца 80-х годов прошлого века термин «качество электроэнергии» стал одним из самых популярных в области электроэнергетики, однако несмотря на буквально кардинальные изменения в характере нагрузке и, соответственно, требований к условиям стабильной работы оборудования, устройств, систем, и в устаревшей, и в новой версиях целевого стандартов определения этого термина продолжают оставаться довольно «размытыми».
Так, качество электроэнергии определено в табл. 1 ГОСТ 23875-88 в п.1, как «степень соответствия параметров электрической энергии их установленным значениям», а в п. 20 табл. 1 ГОСТ Р 54130-2010 для определения используется та же «степень соответствия», но «характеристик электрической энергии в данной точке электрической системы» и «совокупности нормированных значений показателей качества». Вместе с тем:
- с начала века, а особенно в «эпоху цифровизации» электроэнергетики (и экономики в целом) в потребительских силовых сетях все в больших объемах используется нагрузочное оборудование, устройства, системы нового поколения с микропроцессорными контроллерами и силовыми электронными устройствами, которые не только более чувствительны к изменениям параметров электросети, но и негативно влияют на их стабильность;
- применение высокоэффективных приводов двигателей с регулируемой частотой вращения, преобразователей энергии, энергосберегающего освещения и даже шунтирующих конденсаторов или конденсаторных установок для коррекции коэффициента мощности, активных фильтров гармоник (АФГ) приводит к повышению уровня гармонических искажений в энергосистемах;
- не вызывает сомнение трансмиссия и гармоник, и реактивной энергии между потребительскими сетями, обслуживаемыми одним поставщиком, т.е. проблемы качества электроэнергии становятся общими, хотя, по сути, пока «разделенными» между Абонентами и электросетевой компанией;
- при «цифровизации» автоматизируются целые процессы и эффективная работа оборудования, средств и органов контроля/управления становится все более зависимой от параметров электроэнергии;
- в последнее десятилетие в мире и нашей стране значительно повысился интерес к распределенной генерации, т.е. к «рассредоточенной» выработке электроэнергии, в том числе ветровыми, солнечными электростанциями, но такие системы имеют свои особенности по поддержанию стабильности и выводу параметров электроэнергии на «нормированные значения показателей качества»;
- сама концепция качества электроэнергии de facto разная у электросетевой компании и Абонентов, подключенных к ее распределительной сети.
Так что такое качество электроэнергии?
Если рассматривать «качество электроэнергии» с точки зрения:
- производителя электрооборудования, устройств, то это установленные значения некоторых параметров, при которых производитель гарантирует стабильную и эффективную работу своей продукции;
- электросетевой компании, то это удержание формализованных в ГОСТ 32144—2013 параметров в пределах допусков отклонений в точке общего присоединения Абонента;
- Абонентов и особенно владельцев промышленных объектов то это бесперебойность производственно-технологических процессов, что обеспечивает выпуск продукции не только планируемых объемов, но и заявленного качества.
В конечном счете электроэнергия вместе с оборудованием используется именно Абонентом, а значит прерогативой в определении качества может и должна быть концепция потребителя. Т.е. (упрощенно) в силовой сети объекта не должно быть любых проблем с электропитанием, проявляющихся в изменении напряжения, тока или частоты – изменении, которое приводит к выходу из строя или неправильной работе оборудования, устройств, систем Абонента.
Вместе с тем, реальным источником таких проблемных изменений сегодня могут быть, как электросетевая компания, так и «смежные» по распределительной сети Абоненты и/или сам Абонент и в целом этим можно объяснить исключение из нового стандарта ГОСТ 32144—2013 табл. А1 приложения А ГОСТ 13109-97, где были определены «наиболее вероятные виновники ухудшения» (параметров) качества электроэнергии. Так, например:
- коммутация емкостных устройств коррекции коэффициента мощности, которые распространены и в распределительной, и абонентских сетях, может вызывать переходные перенапряжения, нарушающие работу производственного оборудования;
- создает немалые, и часто пока не устраняемые проблемы трансмиссия гармоник из силовой сети Абонента в другие потребительские сети, где ухудшается качество электроэнергии, но отнюдь не по «собственной вине»;
- кратковременная остановка оборудования в одном месте силовой сети объекта, часто приводит к кратковременному провисанию напряжения во всей энергосистеме, что может привести к отключению привода с регулируемой скоростью или другого оборудования, устройств, чувствительных к перепадам напряжения.
Кроме того, нельзя исключать и проблемы, обусловленные неисправностями компонентов системы управления, а также сбоями работы программного обеспечения, поскольку разработчики программ для микропроцессоров тех же ПЛК (программируемых логических контроллеров) зачастую имеют недостаточно полные знания о том, как работают энергосистемы, а значит по факту не способны учесть все возможные причины изменений параметров качества электроэнергии.
Безусловно, Абоненту можно провести энергоаудит, провести измерения и сделать анализ основных параметров, влияющих на качество электроэнергии в его силовой сети, но будут ли эти замеры соответствовать интересам Абонента, ведь «опорной» точкой анализов в этой ситуации будет стандарт, который в большей степени ориентирован на поставщика, а не потребителя электроэнергии.
В следующем материале цикла будут рассмотрены некоторые важные процессы и параметры силовой сети, исследование которых необходимо для решения проблем с качеством электроэнергии концепции именно Абонента-потребителя.
