Приложение В
(справочное)
Измерения показателей качества электрической энергии — руководство по проведению
В.1 Измерения показателей КЭ при выполнении условий договоров
В.1.1 Введение
Приведенные в настоящем подразделе материалы представляют собой рекомендации по измерениям показателей КЭ при выполнении условий договоров. В них изложены факторы, которые следует учитывать сторонам договорных отношений.
Примечание — В настоящем разделе обсуждаются способы оценки показателей КЭ, относящихся к напряжению.
При включения вопросов обеспечения КЭ в текст договора следует учитывать рекомендации, приведенные в В.1.2. При проведении измерений показателей КЭ с целью проверки соответствия условиям договора следует учитывать рекомендации, приведенные в В.1.3.
В.1.2 Общее рассмотрение
Условия договора, относящиеся к КЭ, должны быть выполнимы одной стороной и приемлемы для другой. В качестве отправной точки при установлении вопросов КЭ в договоре должен быть указан стандарт, устанавливающий нормы КЭ (см. ГОСТ 13109). Следует учитывать сведения об ожидаемых и фактических значениях показателей КЭ в электрических сетях, приведенные в стандартах МЭК, например [14] — [17].
Для того чтобы результаты измерений показателей КЭ были представительными при нормальных условиях работы системы электроснабжения, следует при анализе результатов измерений не принимать во внимание (но не исключать полностью) данные, полученные в интервалы времени, когда питающая сеть являлась объектом воздействий, вызванных:
— исключительными погодными условиями;
— влиянием третьей стороны;
— действиями органов власти;
— обстоятельствами непреодолимой силы.
Договор должен устанавливать, следует ли при оценке соответствия результатов измерений требованиям договора исключать результаты измерений, маркированные, как указано в основной части стандарта (см. 4.7). Если маркированные данные исключают, то результаты измерений каждого показателя КЭ будут, как правило, взаимно независимыми, и значение каждого показателя можно будет непосредственно сравнить со значением, установленным в договоре. Если маркированные данные не исключают, то результаты измерений будут, как правило, в большей степени характеризовать непосредственное влияние КЭ на функционирование восприимчивых нагрузок, но при этом будет более сложно или даже невозможно сравнить результаты измерений с любым договорным значением.
Примечание — Маркирование результатов измерений указывает на то, что измерения могли быть подвержены влиянию помех, и что одна помеха могла стать причиной изменения нескольких показателей КЭ.
Если проведение измерений показателей КЭ считается необходимым для оценки соответствия электроснабжения условиям договора, то на сторону договора, которая считает измерения необходимыми, должна быть возложена ответственность за их организацию (если не проводится непрерывный мониторинг КЭ). Однако это не должно препятствовать тому, чтобы в договоре была специально определена сторона, проводящая измерения. Могут также потребоваться консультации с третьей стороной.
В договоре следует указать, какие финансовые затраты, связанные с проведением измерений, должны нести стороны договора. Финансовые затраты могут зависеть от результатов измерений.
Условия договора должны устанавливать сроки действия договора, интервал времени измерений, показатели КЭ, подлежащие измерениям, и места размещения СИ. При выборе интервалов времени измерений и номенклатуры показателей КЭ см. в качестве примера В.1.3.
Способ подключения СИ (например фаза — нейтраль или фаза — фаза) должен соответствовать виду электрической сети или быть выбран на основе согласованного решения сторон, что должно быть указано в договоре.
В договоре следует указать применяемые методы измерений и значения неопределенности измерений, как установлено в основной части настоящего стандарта.
В договоре следует установить метод определения компенсации при нарушении одной из сторон условий договора.
Договор может содержать положения о порядке разрешения споров, связанных с оценкой результатов измерений.
Договор может содержать информацию о порядке доступа к данным и их конфиденциальности, так как сторона, анализирующая данные и оценивающая соответствие договору, может не быть стороной, проводящей измерения показателей КЭ.
В.1.3 Специальные вопросы
В.1.3.1 Общие положения
Качество электрической энергии оценивают сравнением результатов измерений показателей КЭ с нормами КЭ (договорными значениями), указанными в договоре. Нормы КЭ в настоящем стандарте не установлены.
В отношении каждого из показателей КЭ в договор могут быть включены следующие сведения: договорное значение (значения) показателя (ей) КЭ, продолжительность времени измерений, длительность временных интервалов при оценке значений показателей КЭ, возможные специальные процедуры, относящиеся к применению маркированных результатов измерений.
Значения многих показателей КЭ (относящихся к напряжению, гармоникам, дозе фликера) могут быть разными в будничные и выходные дни. Продолжительность измерений для оценки этих показателей должна быть не менее одной недели (или нескольких недель).
В.1.3.2 Частота
Продолжительность измерений: минимальный интервал времени измерений для оценки — одна неделя.
Методы оценки основаны на использовании значений частоты на 10-секундных интервалах времени измерения.
Предлагаются следующие методы оценки:
— расчет числа или процентной доли значений частоты в течение времени измерений, которые выходят за верхний или нижний предельные значения, установленные в договоре;
— сравнение значений частоты, в максимальной степени отклоняющихся от номинального значения, с верхним и/или нижним предельными значениями, установленными в договоре (продолжительность измерений в данном случае может отличаться от указанного выше минимального значения);
— сравнение значений частоты (в герцах), определенных с вероятностью 95% (или с иной вероятностью) за один или несколько недельных интервалов времени измерений с верхним и/или нижним предельными значениями, установленными в договоре;
— расчет числа последовательных значений частоты, которые выходят за верхний и/или нижний предельные значения, установленные в договоре;
— сравнение значений, полученных усреднением значений частоты, отклоняющихся от номинального значения, на интервале времени измерений, с предельными значениями, установленными в договоре.
Могут быть применены другие методы оценки, согласованные сторонами договора.
В.1.3.3 Значение напряжения
Продолжительность измерений: минимальный интервал времени измерений для оценки — одна неделя.
Методы оценки основаны на использовании значений напряжения на 10-минутных интервалах времени измерений.
Предлагаются следующие методы оценки:
— расчет числа или процентной доли значений напряжения в течение времени измерений, которые выходят за верхний или нижний предельные значения, установленные в договоре;
— сравнение значений напряжения, в максимальной степени отклоняющихся от номинального значения, с верхним и/или нижним предельными значениями, установленными в договоре (продолжительность измерений в данном случае может отличаться от указанного выше минимального значения);
— сравнение значений напряжения (в вольтах), определенных с вероятностью 95% (или с иной вероятностью) за один или несколько недельных интервалов времени измерений с верхним и/или нижним предельными значениями, установленными в договоре;
— расчет числа последовательных значений напряжения, которые выходят за верхний и/или нижний предельные значения, установленные в договоре.
Могут быть применены другие методы оценки, согласованные сторонами договора.
В.1.3.4 Доза фликера
Продолжительность измерений: минимальный интервал времени измерений для оценки — одна неделя.
Методы оценки основаны на использовании значений кратковременной дозы фликера Pst (10-минутный интервал времени измерений) и длительной дозы фликера Plt (интервал времени измерения 2 ч).
Предлагаются следующие методы оценки:
— расчет числа или процентной доли значений дозы фликера в течение времени измерений, которые выходят за предельные значения, установленные в договоре;
— сравнение значений Pst, определенных с вероятностью 99% (или с иной вероятностью), или значений Plt, определенных с вероятностью 95% (или с иной вероятностью) за один или несколько недельных интервалов времени измерений с предельными значениями, установленными в договоре.
Могут быть применены другие методы оценки, согласованные сторонами договора.
В.1.3.5 Провалы напряжения и перенапряжения
Продолжительность измерений: минимальный интервал времени измерений для оценки — один год.
Методы оценки основаны на установлении сторонами договора значения входного напряжения Udin.
Примечание — Для абонентов низковольтных систем электроснабжения входное напряжение Udin обычно равно номинальному напряжению системы. Для абонентов систем электроснабжения среднего и высокого напряжения входное напряжение Udin может отличаться от номинального напряжения.
Стороны договора должны согласовать:
— пороговые значения провала напряжения и перенапряжения;
— методы объединения результатов измерений по времени;
— методы объединения результатов измерения в различных местах установки СИ, если измерение проводят более чем в одном месте;
— содержание протоколов испытаний, например, в части таблиц остаточного напряжения и длительности провалов напряжения и перенапряжений;
— другие требования, относящиеся к методам оценки, представляющие интерес.
В.1.3.6 Прерывания напряжения
Продолжительность измерений: минимальный интервал времени измерений для оценки — один год.
Методы оценки: стороны договора должны согласовать значение длительности, определяющей границу между «кратковременными» и «длительными» прерываниями напряжения. Предлагается проводить расчет числа «кратковременных» прерываний напряжения и полной продолжительности «длительных» прерываний напряжения в течение интервала времени измерения. Могут быть применены другие методы оценки, согласованные сторонами договора.
Прерывания напряжения, о которых абонента информируют заранее (например, не менее чем за 24 ч), могут рассматриваться как плановые отключения и не приниматься в расчет.
В.1.3.7 Несимметрия напряжений
Продолжительность измерений: минимальный интервал времени измерений для оценки — одна неделя.
Методы оценки основаны на использовании значений несимметрии напряжений на интервалах времени измерения 10 мин и/или 2 ч.
Предлагаются следующие методы оценки для каждого из двух значений:
— расчет числа или процентной доли значений несимметрии в течение времени измерений, которые выходят за предельные значения, установленные в договоре;
— сравнение значений несимметрии, в максимальной степени отклоняющихся от номинального значения, с предельными значениями, установленными в договоре (продолжительность измерений в данном случае может отличаться от указанного выше минимального значения и быть равной, например, одному году);
— сравнение значений несимметрии (в процентах), определенных с вероятностью 95% (или с иной вероятностью) за один или несколько недельных интервалов времени измерений с предельными значениями, установленными в договоре.
Могут быть применены другие методы оценки, согласованные сторонами договора.
В.1.3.8 Гармоники напряжения
Продолжительность измерений: минимальный интервал времени измерений для оценки — одна неделя при использовании значений, полученных на 10-минутных интервалах времени. Кроме того, ежедневная оценка, по крайней мере в течение одной недели, при использовании значений, полученных на интервалах времени 3 с (150/180 периодов).
Методы оценки основаны на использовании значений на интервалах времени 3 с (150/180 периодов) и/или 10 мин.
Договорные значения (нормы КЭ) могут быть в соответствии с соглашением между сторонами установлены для отдельных гармоник, для групп гармоник в конкретной полосе частот или других групп, например, четных и нечетных гармоник.
Предлагаются следующие методы оценки для любых значений:
— расчет числа или процентной доли значений в течение времени измерений, которые выходят за предельные значения, установленные в договоре;
— сравнение максимальных значений с предельными значениями, установленными в договоре (продолжительность измерений в данном случае может отличаться от указанного выше минимального значения и быть равной, например, одному году);
— сравнение значений (в процентах), измеренных на интервалах времени 10 мин, определенных с вероятностью 95% (или с иной вероятностью) за один или несколько недельных интервалов времени измерений и/или значений, измеренных на интервалах времени 150/180 периодов, определенных с вероятностью 95% (или с иной вероятностью) за каждые сутки, с предельными значениями, установленными в договоре.
Могут быть применены другие методы оценки, согласованные сторонами договора.
В.1.3.9 Интергармоники напряжения
Продолжительность измерений: минимальный интервал времени измерений для оценки — одна неделя при использовании значений, измеренных на 10-минутных интервалах времени. Кроме того, ежедневная оценка, по крайней мере в течение одной недели, при использовании значений, измеренных на интервалах времени 3 с (150/180 периодов).
Методы оценки основаны на использовании значений на интервалах времени 3 с (150/180 периодов) и/или 10 мин.
Договорные значения (нормы КЭ) могут быть в соответствии с соглашением между сторонами установлены для групп интергармоник в конкретной полосе частот или других групп.
Предлагаются следующие методы оценки для любых значений:
— расчет числа или процентной доли значений в течение времени измерений, которые выходят за предельные значения, установленные в договоре;
— сравнение максимальных значений с предельными значениями, установленными в договоре (продолжительность измерений в данном случае может отличаться от указанного выше минимального значения и быть равной, например, одному году);
— сравнение значений (в процентах), измеренных на интервалах времени 10 мин, определенных с вероятностью 95% (или с иной вероятностью) за один или несколько недельных интервалов времени измерений, и/или значений, измеренных на интервалах времени 150/180 периодов, определенных с вероятностью 95% (или с иной вероятностью) за каждые сутки, с предельными значениями, установленными в договоре.
Могут быть применены другие методы оценки, согласованные сторонами договора.
В.1.3.10 Напряжения сигналов в электрических сетях
Продолжительность измерений: минимальный интервал времени измерений для оценки — одна неделя.
Предлагаются следующие методы оценки для любых значений:
— расчет числа или процентной доли значений в течение времени измерений, которые выходят за предельные значения, установленные в договоре;
— сравнение максимальных значений с предельными значениями, установленными в договоре (продолжительность измерений в данном случае может отличаться от указанного выше минимального значения и быть равной, например, одной неделе).
В.2 Проведение статистических наблюдений
В.2.1.1 Общие положения
В настоящем подразделе приведены рекомендации по организации и проведению статистических наблюдений (обследований) КЭ (включая непрерывный мониторинг).
При проведении статистических наблюдений (обследований) КЭ в интересах потребителя задача состоит в том, чтобы обеспечить потребителя сведениями о соответствии показателей качества электрической энергии, получаемой потребителем, совокупности индексов КЭ, признанных сторонами договора. Эти индексы КЭ могут основываться на требованиях стандартов, регламентирующих нормы КЭ, или устанавливаться для конкретной электрической установки или конкретного образца оборудования.
При проведении обследований КЭ в интересах поставщика электрической энергии задача состоит в оценке существующего уровня КЭ (например, для подключения новой нагрузки).
Настоящий подраздел объясняет цель статистических наблюдений КЭ и содержит некоторые рекомендации. На основе обработки большого числа измеренных значений показателей КЭ проводится вычисление индексов КЭ для конкретной точки электрической сети или сети в целом, используемых в качестве исходных величин, позволяющих:
— проверить соответствие условиям договора (см. В.1);
— контролировать изменение показателей КЭ в течение продолжительного периода времени;
— сравнивать различные электрические сети в один и тот же период времени.
В.2.2 Анализ
Для статистического анализа должны применяться однородные данные, полученные в один и тот же интервал времени измерений в результате одних и тех же измерений в одной и той же электрической сети и т.д.
Статистический анализ основывается на классификации измеренных значений.
Для каждого отдельного показателя КЭ необходимо установить «область нормальных изменений» и решить, включать или не включать в эту область маркированные данные (см. 4.7). Область нормальных изменений затем разделяют на классы одинаковой ширины. Выбранное число классов определяет величину доверительного интервала. Приемлемым считают число классов, равное 100. Классы должны оставаться постоянными в течение интервала времени измерений (один день, одна неделя, один год и т.д.). В пределах области нормальных изменений устанавливают последовательность классов от наиболее низкого до самого высокого значения. Рассчитывают число измеренных значений показателя КЭ в пределах каждого класса. Эти расчеты могут быть использованы для определения интегральных кривых, которые, в свою очередь, могут быть использованы для определения процентных отношений.
Для определения доверительного интервала используют формулы статистики при заданной доверительной вероятности, например 95%. Если число статистических значений невелико, следует соблюдать осторожность при определении доверительного интервала.
В.2.3 Индексы КЭ
В.2.3.1 Характеристики отдельной точки электросети
Отдельная точка измерения в зависимости от конкретных показателей КЭ может характеризоваться индексами КЭ двух видов:
— статистическим индексом (например, процентным отношением) для максимальных или средних значений в течение времени измерений (см. [16] для гармоник, [17] для фликера и [18] для несимметрии напряжений);
— подсчетом событий нарушения КЭ в табличной форме.
Примеры индексов КЭ для различных показателей КЭ приведены в В.1.3.
В.2.3.2 Характеристики сети в целом
Сеть в целом представляет собой совокупность отдельных точек, классифицируемых по типу сети или потребителей. Для получения общих результатов могут быть определены весовые коэффициенты. Весовые коэффициенты могут применяться и к статистическим индексам и событиям ухудшения КЭ.
В.2.4 Цели проведения мониторинга КЭ
Мониторинг КЭ необходим для того, чтобы получать информацию об электромагнитных явлениях в конкретной точке электрической сети. Цель мониторинга может быть простой, например заключаться в проверке состояния непрерывного регулирования напряжения в точке подачи электрической энергии, или более сложной, например заключаться в проведении анализа гармонических токов, протекающих в распределительной электрической сети.
Для проведения мониторинга КЭ, в основном, могут быть следующие основания:
1) необходимость устранения повреждений, вызывающих ухудшение КЭ, путем выявления несовместимостей между системой электроснабжения и ТС, входящими в состав электрических установок;
2) необходимость оценки КЭ, то есть электромагнитной обстановки в конкретной точке для совершенствования методов регулирования или проведения мероприятий по улучшению КЭ;
3) планирование подключения новых ТС, то есть анализ качества функционирования ТС после подключения нового оборудования, а также обоснование требований к устройствам обеспечения КЭ, планируемым к подключению внутри электроустановки.
В любом случае при организации мониторинга КЭ наиболее важно четкое понимание целей мониторинга. От целей мониторинга зависят номенклатура показателей КЭ, подлежащих измерению, продолжительность мониторинга и пороговые значения, с которыми будут сравниваться измеренные значения показателей КЭ.
В.2.5 Экономические аспекты мониторинга КЭ
На стоимость и общую экономическую эффективность измерений (мониторинга) влияют несколько факторов, в том числе стоимость:
— применения СИ;
— применения измерительных преобразователей;
— монтажа СИ в местах измерения, включая доступ для подключения;
— обслуживания;
— передачи данных;
— управления данными (создание баз данных и т.д.);
— обработки и анализа данных, а также продолжительность обследования.
Из этого перечня стоимость применения собственно СИ редко является наиболее затратным фактором. На подстанциях и в электрических сетях поставщиков электрической энергии стоимость монтажа и обслуживания СИ обычно значительно доминируют над стоимостью применения СИ. Если рассматривается длительный процесс измерений, то начинают доминировать стоимость передачи и анализа данных. Следовательно, при организации мониторинга КЭ целесообразно применять СИ, которые легко устанавливать, иметь достаточно возможностей для связи и передачи данных и проводить сбор данных в форме, которая упрощает задачи анализа (например, в стандартизованном формате).
При оценке стоимости измерительного процесса длительность обследования обычно можно рассматривать в качестве множителя. Данное положение применимо к измерениям с целью оценки соответствия КЭ требованиям, установленным в стандарте, устанавливающем нормы КЭ, например, ЕН 50160 [7] (см. также ГОСТ 13109). Требования стандартов, касающихся продолжительности обследования, должны быть выполнены. Если длительность измерений в стандарте точно не установлена, продолжительность измерений следует минимизировать с учетом конкретной ситуации при условии получения достаточной информации для соответствующего проведения оценки. Факторы, которые следует учитывать при выборе продолжительности измерений, включают в себя:
— отнесение нагрузок потребителя к применяемым в жилых, коммерческих и производственных зонах;
— основания для проведения мониторинга КЭ (см. выше);
— изменчивость нагрузок и временные рамки, в пределах которых эта изменчивость должна быть изучена.
Перед организацией постоянной системы мониторинга КЭ следует оценить преимущества постоянного наблюдения. Прямые материальные выгоды при непрерывном мониторинге, в частности, включают в себя:
— возможность идентификации неисправного оборудования до его полного выхода из строя (например, переключателей трансформаторов и батарей конденсаторов);
— уменьшение времени восстановления систем (за счет выявления неисправностей);
— возможность проверки соответствия условиям договоров;
— определение условий подключения нового оборудования.
Следует также учитывать возможность связи с потребителем для улучшения его отношений с поставщиком.
В.3 Места проведения и виды наблюдений
В.3.1 Места проведения мониторинга КЭ
Выбор мест для установки СИ зависит от цели обследования. Если цель проведения мониторинга заключается в анализе проблем, связанных с качеством функционирования ТС, подключенных к электрическим сетям, то СИ следует монтировать возможно ближе к нагрузкам. Данное положение применимо при анализе проблем, связанных с качеством функционирования восприимчивых электронных нагрузок (компьютеры, электрические приводы с регулируемой скоростью вращения), и для оборудования электрических распределительных сетей (устройства защитного отключения, конденсаторы). После того как выявлено ухудшение КЭ, возможно перемещение СИ в пределах электрической системы для обнаружения источника помех.
Место монтажа СИ при проведении мониторинга следует выбирать с учетом затрат и удобств применения при выполнении технических, методических требований и правовых положений. Например, измерения на электрической подстанции в основном являются менее затратными, чем аналогичные измерения на опорах электрической линии вдалеке от подстанции. При проведении мониторинга с целью проверки соответствия условиям договоров место размещения СИ должно быть согласовано сторонами договора. Как правило, в качестве места размещения СИ выбирают точку общего присоединения к электрической сети, определяемую как точка электрической сети, электрически ближайшая к входным устройствам рассматриваемого приемника электрической энергии, к которой присоединены или могут быть присоединены входные устройства других приемников.
В.3.2 Обследование объектов перед проведением мониторинга КЭ
Перед проведением измерений следует собрать сведения об обстановке в системе электроснабжения. Это облегчит целесообразный выбор мест размещения СИ, проведение измерений и анализ их результатов. При обследовании объектов следует учитывать:
— сведения о системе электроснабжения (однолинейные схемы сетей, характеристики трансформаторов, схемы подключения трансформаторов, характеристики сети при коротком замыкании, характеристики и размещение батарей конденсаторов, сведения об ответвлениях сети, данные о нагрузках, заземлении и т.д.);
— изменения, имевшие место в топологии электроустановок (например, в связи с изменениями конденсаторов для улучшения коэффициента мощности, изменениями нагрузок, вводом в эксплуатацию и выводом из эксплуатации трансформаторов и т.д.);
— сведения об известных возмущающих нагрузках, их параметрах и рабочих режимах.
В.3.3 Обследование электроустановки потребителя
При обследовании электроустановки потребителя целесообразно в дополнение к сведениям, указанным выше, собрать информацию о видах и характеристиках применяемого восприимчивого оборудования, а также о времени любых событий, совпадающих с ухудшением качества функционирования оборудования. Эти события должны быть проверены для выявления их совпадений с процессами, имевшими место в электрических установках и электрических сетях.
В.3.4 Обследование электрической сети
Обследование электрической сети требует, чтобы была собрана специфическая информация о сети, включая:
— сведения о защитных устройствах электрической сети и их уставках. Следует учитывать, что если уставки изменяются по какой-либо причине в течение периода обследования, это может оказать воздействие, например, на статистику провалов напряжения. Целесообразно, основываясь на результатах обследования, провести оценку различных сценариев работы устройств защиты;
— сведения о наличии и характеристиках устройств телеуправления, осуществляемого по силовым линиям, которые могут влиять на результаты измерений;
— характеристики нагрузок (например, промышленные нагрузки, в коммерческих зонах, в жилых зонах или смешанные);
— порядок контроля реактивной мощности в электрической сети.
В.4 Соединения и измеряемые величины
В.4.1 Возможности подключения СИ
При подключении СИ необходимо принять решения относительно нескольких вариантов подключения, в том числе:
— для однофазных и трехфазных измерений;
— по схемам «фаза — фаза», «фаза — нейтраль» и «фаза — земля»;
— на стороне низкого и высокого напряжения вблизи трансформатора.
Вариант подключения СИ во многом зависит от целей проведения обследования. Иногда требования к подключению СИ могут быть регламентированы в стандарте, устанавливающем нормы КЭ, соответствие требованиям которого проверяется при обследовании. В любом случае при подключении должны учитываться требования безопасности, правила подключения оборудования, подвергающегося воздействию помех, а также особенности подключения трансформаторов. Как правило, при измерениях показателей КЭ, относящихся к длительным, установившимся явлениям, таким как гармоники и фликер, могут быть проведены однофазные измерения вместо трехфазных. Это возможно потому, что данные явления часто проявляются симметрично в трех фазах. Однако такое предположение следует подтвердить временным проведением трехфазных измерений. Если основной причиной проведения мониторинга является обнаружение провалов и выбросов напряжения, измерения следует проводить во всех фазах электрической сети, к которой подключено техническое средство, подвергаемое воздействию помех.
В.4.2 Измеряемые показатели КЭ
Номенклатура измеряемых величин зависит, в основном, от целей проведения мониторинга, стандартов, применяемых при оценке соответствия, а также от других факторов. При организации мониторинга необходимо для упорядочения базы данных и экономии пространства данных установить очередность получения измеряемых величин, например, в следующем виде:
а) основные параметры сети (напряжение, ток, мощность и т.д.);
в) провалы и выбросы напряжения;
c) гармоники напряжения;
d) гармоники тока;
e) несимметрия;
f) низкочастотные переходные процессы (переключение конденсаторов);
g) фликер;
h) интергармоники напряжения и тока;
i) сигналы, передаваемые по электрическим сетям.
Данная очередность приведена в качестве примера, действительная очередность будет определяться целями и задачами конкретных измерений. Если очередность получения данных установлена и с ее учетом проведен выбор СИ, рекомендуется, чтобы была использована вся информация, получаемая от СИ. Проще исключить некоторые сведения после проведенного мониторинга, чем получить необходимые значения позже, если они не были измерены непосредственно. Как правило, единственными вопросами, влияющими на это решение, будут объем памяти СИ и влияние стоимости/времени передачи данных.
В.4.3 Мониторинг показателей КЭ, относящихся к току
Как правило, потребитель несет ответственность за ток, который принадлежащее ему техническое средство получает из системы электроснабжения или инжектирует в систему электроснабжения, а поставщик электрической энергии несет ответственность за напряжение электропитания. Данное положение следует использовать в качестве основы при решении вопросов, относящихся к измерениям тока.
Измерения тока играют важную роль для оценки эмиссии помех в электрические сети, однако при измерениях гармонических токов достаточно сложным является точное определение углов фазового сдвига.
Измерения токов могут быть неоценимы при определении источников/причин ухудшения КЭ, так как результаты этих измерений могут помочь определить, находится ли СИ в положении «вверх по течению» или «вниз по течению». Это особенно справедливо в отношении провалов напряжения.
В.5 Выбор пороговых значений и продолжительности мониторинга
В.5.1 Пороговые значения при мониторинге КЭ
Пороговые значения при мониторинге могут быть определены, исходя из статистических индексов, с которыми сравнивают результаты измерений, или из требований к ТС, подключенным к электрическим сетям. В этой связи следует еще раз отметить необходимость обсуждения оснований для проведения мониторинга. Следует учитывать различия между пороговыми значениями при обнаружении помехи, определении характеристик события ухудшения КЭ, проведении расчетов, статистическом анализе.
Рекомендуется, чтобы пороговые значения при измерениях были выбраны настолько жестко, насколько это осуществимо (при исключении ложных срабатываний). Более широкие пороговые значения могут быть эффективно введены при обработке полученных результатов измерений. Однако потерянные из-за неправильно выбранных пороговых значений данные не могут быть восстановлены.
При измерениях в нерегулярной части электрической сети следует использовать пороговые значения на скользящей основе. Например, СИ, развернутые на распределительных электрических линиях, с регулированием напряжения трансформаторами с ответвлениями и батареями конденсаторов, могут использовать фиксированные пороговые значения. Однако при установке СИ в передающих системах или других частях электрических сетей, не имеющих прямого регулирования напряжения, следует использовать скользящие опорные значения.
В.5.2 Продолжительность мониторинга КЭ
Продолжительность мониторинга должна быть определена с учетом оснований для проведения обследования КЭ. Например, если результаты измерений сравнивают с индексами КЭ, продолжительность мониторинга определяется требованиями к расчетам этих индексов.
Часто полезно сравнить результаты измерений КЭ, полученные в различные моменты времени, например, результаты текущего и прошлого года. Если сравнения такого вида целесообразны, мониторинг может быть непрерывным. Минимальная продолжительность мониторинга может быть установлены в стандартах, устанавливающих нормы КЭ. В любом случае измерения таких событий ухудшения КЭ, как провалы и выбросы напряжения, требуют длительного периода измерений (месяцы) для получения данных, необходимых для значимой оценки. Более редкие события ухудшения КЭ, такие как прерывания напряжения, могут требовать еще более длительных периодов наблюдения. В противоположность этому измерения гармоник и других установившихся процессов позволяют получить значимую информацию за сравнительно короткий период времени (минимум одна неделя). Для измерений с целью проверки соответствия требованиям стандарта, устанавливающего нормы КЭ, продолжительность измерений должна быть установлена в данном стандарте (см., например, ГОСТ 13109). Вопрос о том, необходим ли непрерывный мониторинг для проверки соответствия требованиям стандарта, устанавливающего нормы КЭ, должен быть решен в каждом конкретном случае.
В.6 Статистический анализ результатов измерений
В.6.1 Общие положения
Для обработки результатов измерений должен быть применен статистический анализ. В зависимости от целей измерений и номенклатуры измеряемых показателей КЭ могут быть выбраны различные методы анализа, в том числе основанные на:
— подсчете числа событий, при которых превышается установленное пороговое значение;
— группировании большого числа результатов измерений, проведенных в одинаковых условиях, с их приведением к одному или нескольким значениям. В качестве таких значений могут применяться: максимальные, средние и минимальные значения, а также значения, соответствующие вероятности 99% и 95%. Во многих случаях целесообразно применение значений, соответствующих вероятности 95%.
В.6.2 Индексы КЭ
Перед проведением измерений необходимо выбрать применяемые статистические индексы КЭ, с которыми будут сравниваться результаты измерений. Эти сведения будут полезны для определения продолжительности измерений, пороговых значений и порядка статистической обработки результатов измерений. При отсутствии стандарта, устанавливающего индексы КЭ, необходим выбор комплекта индексов для конкретных измерений. В документах, указанных в библиографии, приведены ссылки на ряд работ, проведенных по вопросам вычисления статистических индексов КЭ.
В.7 Измерение показателей КЭ для устранения технических проблем
В.7.1 Общие положения
Устранение повреждений, вызывающих ухудшение КЭ, проводят, в основном, в связи с эксплуатационными происшествиями или проблемами. Поэтому часто желательно получить результаты как можно быстрее, в отличие от их получения для проверки выполнения условий договоров или архивного применения. Тем не менее, необходимость быстрой диагностики не должна приводить к необдуманным или необоснованным выводам.
Обычно первичные (не объединенные) результаты измерений являются наиболее пригодными при отыскании и устранении повреждений, так как позволяют проводить любую последующую обработку данных, например построение графических характеристик (сигнатур) КЭ. Для того, чтобы минимизировать объем сведений, сохраняемых и обрабатываемых при отыскании повреждения, целесообразно фиксировать и выдавать только те данные, которые были получены СИ непосредственно перед событием, во время и после события (например, провала напряжения или переходного процесса).
В.7.2 Графические характеристики КЭ
Графические характеристики (сигнатуры) КЭ представляют собой графические представления событий нарушения КЭ, часто сопровождаемые краткими таблицами числовых характеристик.
Наиболее общей формой графической характеристики является временная осциллограмма напряжения и тока. Могут быть полезны также другие формы сигнатур, такие как спектрограммы, отражающие гармонический состав, интегральные распределения вероятности и т.д. Шкала времени для представления графических характеристик КЭ может меняться от 100 мкс до 30 дней. Шкалу времени для представления события нарушения КЭ определяют с использованием СИ на основе характеристик и длительности события.
В большинстве случаев считают, что графические характеристики КЭ должны представлять сигнал перед, во время и после события нарушения КЭ. Обычно отображение сигнала перед событием должно занимать четвертую часть графика.
Графические характеристики КЭ являются полезными при отыскании и устранении повреждений во всей электрической сети, включая установки потребителей. Обычно графические характеристики используют, чтобы идентифицировать и определить источник события нарушения КЭ и принять соответствующее решение.
С использованием графической характеристики провала напряжения эксперт может, например, определить, что причиной ухудшения КЭ является пуск мощного двигателя в конкретном месте размещения, и принять соответствующее решение. Хотя приведенный пример относится к провалу напряжения, в справочной литературе приведены типовые графические характеристики для сотен различных событий нарушения КЭ, вызванных: включениями устройств компенсации реактивной мощности, молниевыми разрядами, неисправностями в электрических сетях и установках потребителей, ослаблением контактов, искрением контактов, излучениями радиопередатчиков, одновременным подключением электронных устройств и двигателей к одной сети и т.д.
Хотя идентификация события нарушения КЭ возможна на основе только графической характеристики напряжения, наличие графических характеристик тока существенно повышает возможности и точность оценки события. Более того, графические характеристики тока помогают определить направление к источнику нарушения КЭ.
|
