Качество тока: аспекты оценки и нормирования

Светлана Игоревна Макашева, Павел Сергеевич Пинчуков

Аннотация


Проблемы качества электроэнергии касаются абсолютно всех сфер человеческой деятельности –
от экономики и науки до медицины и искусства, ведь невозможно представить жизнь современного человека без использования электрической энергии. Стандартизация, мониторинг, управление и координация качества электрической энергии крайне важны для обеспечения электромагнитной совместимости в системе электроснабжения и поэтому являются предметом постоянных, непрекращающихся исследований в большинстве стран мира. Для привлечения внимания к проблемам качества тока в различных точках системы электроснабжения проведено исследование степени искажения гармонического состава кривых тока у городских потребителей жилищно-коммунального хозяйства. В статье рассматриваются актуальные аспекты консолидации терминологии и структуры показателей качества электроэнергии. Систематизированы и представлены в виде единой блок-схемы принятые в мировой практике показатели качества электроэнергии. Детально рассмотрены принципы расчёта и оценки степени искажения формы тока и напряжения в соответствии с существующими отечественными и зарубежными нормативными документами. На основе измерений показателей качества электрической энергии, проведенных на существующих объектах городской инфраструктуры, был проведен сравнительный анализ с требованиями стандарта IEEE 519-2014. В результате анализа натурных измерений отмечено неудовлетворительное положение дел в области гармонических искажений кривых тока, выявлены наиболее вероятные причины и описаны последствия низкого качества электрической энергии.


Ключевые слова


электромагнитная совместимость; показатели качества электрической энергии (ПКЭ); качество электрической энергии (КЭ); мониторинг; стандарт; IEEE 519; искажение формы кривой

Полный текст:

PDF

Литература


GOST 32144–2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost` tehnicheskih sredstv elektromagnitnaya. Normy kachestva elektricheskoy energii v sistemah elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya [State Standard electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Power quality limits in the public power supply systems]. Moscow, Standartinform Publ., 2014. 39 p.

Kartashev I.I., Tul'skiy V.N., Hamonov R.G., Sharov Yu.V., Nasyrov R.R. Upravlenie kachestvom elektro-energii: uchebnoe posobie [Power Quality Management]. Moscow, MPEI Publishing House, 2017. 347 p.

Makasheva S.I., Pinchukov P.S. Kachestvo elektricheskoy energii: monitoring, prognoz, upravlenie: monografiya [Power Quality: Monitoring, Forecast, Management: Monograph]. Khabarovsk, FESTU Publ., 2020. 104 p.

Kovernikova L.I., Serkov A.V., Shamonov R.G. [About Power Quality Management in Russia in the Past, Present and Future]. Energeticheskaya politika [Electrical policy], 2018, no. 1, pp. 75–85. (in Russ.)

Kononenko V.Yu., Murachev A.S., Smolencev D.O. [The Tasks of Scientific and Technical Policy in

the Feld of Power Quality at the Present Stage of Digital Economy Development in the Russian Federation]. El-ektroenergiya. Peredacha i raspredelenie [Electricity. Transmission and distribution], 2018, no. 2 (47), pp. 28–31. (in Russ.)

Eberhard A. Power Quality: Monograph, InTech Publ., Rijeka, Croatia, 2011, pp. 3–24.

Ignatova V., Villard D., Hypolite J.-M. Simple Indicators for an Effective Power Quality Monitoring and Analysis. 2015 IEEE 15th International Conference on Environment and Electrical Engineering (EEEIC), 2015, pp. 1104–1108. DOI: 10.1109/EEEIC.2015.7165321

Alsayyed B., El-Sheikh H., Fadoun A. Review of Power Quality Monitoring Systems. IEOM 2015 –

th International Conference on Industrial Engineering and Operations Management, Proceeding, 2015. DOI: 10.1109/IEOM.2015.7093825

Bollen M.H.J. Understanding Power Quality Problems: Voltage Sags and Interruptions. Wiley-IEEE Press, 2000, pp. 1–34.

Demirci T. et al. Nationwide Real-Time Monitoring System for Electrical Quantities and Power Quality of the Electricity Transmission System. IET Generation, Transmission & Distribution, 2011, vol. 5, no. 5, pp. 540–550. DOI: 10.1049/iet-gtd.2010.0483

Manzano-Agugliaro F., Montoya M., García-Cruz A., Montoya F. Power Quality Techniques Research Worldwide: A Review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016. DOI: 10.1016/j.rser.2015.10.091

McGranaghan M.F., Santoso S. Challenges and Trends in Analyses of Electric Power Quality Measure-ment Data. EURASIP J. Adv. Signal Process, 2007, 057985. DOI: 10.1155/2007/57985

BS EN 50160:2000. Voltage Characteristics of Electricity Supplied by Public Distribution Systems. Avail-able at: https://ru.scribd.com/document/371321677/BS-EN-50160-2000 (accessed 25.04.2020).

Chinese Standard. GB; GB/T; GBT; JB; JB/T; YY; HJ; NB; HG; QC; SL; SN; SH; JJF; JJG; CJ; TB; YD; YS; NY; FZ; JG; QB; SJ; SY; DL; AQ; CB; GY; JC; JR; JT: Product catalog – China National Standards & Indus-try Standards. February 2020. Available at: www.Chinesestandard.net (accessed 25.04.2020).

Savina N.V., Bodrug N.S. [The Problem of Normalizing Electrical Energy Quality While Transferring to In-tellectual Electrical Energy Systems]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Problemy energetiki [Power engi-neering: research, equipment, technology], 2016, no. 5–6, pp. 19–26. (in Russ.)

Bhuvaneswari G., Singh B. Survey of Power Quality Standards and Regulations in India and Abroad. APQI Survey, 2011, p. 13. Available at: http://www.apqi.org (accessed 12.04.2020).

Peterson B., Minnaar U., Koch R., Mostert H., Ragoonanthun R. The Evolution of Power Quality

in Eskom, the Past, the Present and the Future. 7th Southern Africa Regional Conference, Somerset West, 2013. Available at: https://www.researchgate.net/publication/281741345_The_evolution_of_Power_Quality_in_Eskom_ the_Past_the_Present_and_the_Future (accessed 10.04.2020).

Giri A.K., Arya S.R., Maurya R., Babu B.C. Mitigation of Power Quality Problems in PMSG‐based Power Generation System Using Quasi‐Newton–Based Algorithm. Int. Transactions on Electrical Energy System, 2019, vol. 29, iss. 11. DOI: 10.1002/2050-7038.12102

Bushueva O.A., Ivanova N.S., Kovaleva N.N. [Analysis of Foreign and Domestic Power Quality Stan-dards]. Industrial Power Engineering, 2019, no. 3, pp. 38–45. (in Russ.)

Belicyn I.V., Rysev D.V. [Problems of Control and Analysis of Power Quality Indicators and Ways to Solve Them]. Omskiy nauchnyy vestnik [Omsk Scientific Bulletin], 2017, no. 6 (156), pp. 53–57. (in Russ.)

IEEE Draft Guide for Applying Harmonic Limits on Power Systems. IEEE P519.1/D12, July 2012,

pp. 1–124. Available at: https://standards.ieee.org/project/519_1.html (accessed 25.04.2020).

Kocatepe C. et al. Harmonic Effects of Power System Loads: An Experimental Study, 2012. Available at: https://www.intechopen.com/books/power-quality-issues/harmonic-effects-of-power-system-loads-an-experimental-study (accessed 15.04.2020). DOI: 10.5772/53108

Critical PQ phenomena and sources of PQ disturbances in PE rich power systems, 2018. Available at: https://www.h2020-migrate.eu/ (accessed 20.04.2020).

Savina N.V., Bodrug N.S. Development of Electrical Network Model for Control of Power Quality. Bulle-tin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2016, vol. 16, no. 4, pp. 23–31. (in Russ.) DOI: 10.14529/power160403

Terent'ev P.V., Filatov D.A., CHesnokov M.V., Korablev A.A. [Experimental Study of the Influence of Electric Receivers of a Private Housing Stock in Rural Areas on the Level of Distortion of the Sinusoidal Voltage and Current in the Network of 0.38 kV]. Inzhenernyy vestnik Dona [Don's Engineering Bulletin], 2020, no. 1 (61), 12 p. (in Russ.)

Makasheva S., Pinchukov P., Mamaev A., Terleckiy S. Estimate of voltage quality on traction substation buses of 27.5 kV with longitudinal capacitive compensation device. Bulletin of Bryansk State Technical Universi-ty, 2020, pp. 11–20. Available at: https://doi.org/10.30987/1999-8775-2020-3-11-20 (accessed 25.04.2020).

Makasheva S.I. An automated monitoring system as an instrument of lean production of a traction pow-er supply system. Russ. Electr. Engin., 2016, vol. 87, no. 2, pp. 107–109. Available at: https://doi.org/10.3103/S1068371216020139 (accessed 25.04.2020).

Kostinskiy S.S. [Review and Results of Studies of the Harmonic Current Composition of Household Elec-tric Receivers, as well as Methods and Devices for Reducing their Negative Impact on Power Supply Systems]. Industrial Power Engineering, 2018, no. 8, pp. 29–39. (in Russ.)

Rudi D.Yu., Antonov A.I., Vishnyagov M.G., Gorelov S.V., Zubanov D.A., Ruppel' A.A., Ruppel' E.Yu. [Research of Higher Harmonics in Low-Voltage Electrical Networks]. Omskiy nauchnyy vestnik [Omsk Scientific Bulletin], 2018, no. 6 (162), pp. 119–125. (in Russ.) DOI: 10.25206/1813-8225-2018-162-119-125

Silaev M.A., Tulskii V.N., Palis S., Kartashev I.I., Dvorkin D.V. Intermittent current unsymmetry in

an electric grid and its assessment for busbars of traction substations. Russ. Electr. Engin., 2019, vol. 90, no. 1,

pp. 66–72. Available at: https://doi.org/10.3103/S1068371219010140 (accessed 25.04.2020).




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power200403

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.