Как и для любого другого продукта, качество для электрической энергии имеет большое значение. Особенно в настоящее время, учитывая мировую тенденцию по качественному изменению нагрузки.
Контроль качества электрической энергии базируется на следующих стандартах:
1. Стандарты на методы измерений параметров качества электроэнергии (ПКЭ)
2. Стандарт на качество электрической энергии (КЭ)
3. Стандарт по организации и проведению контроля КЭ, включая форму отчетов.
В 1997 году вышел стандарт ГОСТ 13109-97, который определил основные показатели качества электрической энергии, их нормативные значения, времена усреднения и отчетный период. В 2000 и в 2002 году были выпущены 2 документа РД 153-34.0-15.501-00 и РД 153-34.0-15.502-2002 – «Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения», которые определили процедуры выполнения измерений, обработки и представления результатов.
Именно эти документы стали основой контроля качества электроэнергии в России и СНГ. Это был один из первых в мире стандартов КЭ. Эти документы явились базой для разработки и производства многих современных приборов анализа КЭ для рынка РФ и СНГ.
Время не стоит на месте, в мире был принят стандарт IEC 61000-4-30, который определил требования на алгоритмы и методики измерения показателей качества электроэнергии. В то же время в Европе был разработан стандарт EN50160, который определяет основные ПКЭ, а также их нормативные значения. Таким образом, в Европе была создана необходимая база стандартов для контроля КЭ (качество электроэнергии).
Рис. 1 – Этапы создания системы контроля КЭ в России
IEC 61000-4-30 фактический стал основным международным стандартом, который упорядочил методику измерений, требуемые точности, интервалы интеграции и алгоритмы вычисления параметров. В результате данный стандарт стал ориентиром для многих производителей измерительных приборов в мире.
В 2008 году на базе международного стандарта IEC 61000-4-30 был принят и вышел России ГОСТ 51317.4.30-2008. Также на базе международных стандартов были приняты в России ГОСТ 51317.4.7-2008 (методы измерения гармоник и интергармоник) и ранее - ГОСТ 51317.4.15-99 (измерение фликера).
В 2008 году на смену РД 153-34.0-15.501-00 и РД 153-34.0-15.502-2002 пришел ГОСТ Р 53333-2008, устанавливающий основные положения по организации и проведению контроля качества электроэнергии, который в том числе описывал формы протоколов измерений. В результате в РФ появился набор стандартов, которые должны были стать базой для работающей системы контроля КЭ.
Однако часть положений ранее принятого ГОСТ 13109-97 не согласовывалась с ГОСТ 51317.4.30-2008. Возникла необходимость разработки нового стандарта КЭ и новых форм отчета, согласованных с принятыми в России ГОСТ 51317.4.30-2008 и ГОСТ 51317.4.7-2008.
Новый стандарт КЭ ГОСТ Р 54149-2010 был разработан и должен быть введен в действие с 01.01.2013. Он был разработан с учетом положений принятых стандартов ГОСТ 51317.4.30-2008, ГОСТ 51317.4.7-2008 и европейского стандарта EN50160, а также специфических требований к электрическим сетям в России.
В данной статье мы даем краткое сравнение между ГОСТ 13109-97 и ГОСТ Р 54149-2010. Выделим некоторые из основных отличий между старым и новым стандартом.
1. Согласно ГОСТ Р 54149-2010 все измерения должны быть проведены согласно ГОСТ 51317.4.30-2008. Это принципиальное отличие от старого стандарта, и именно оно позволяет выстроить единую систему требований к построению системы контроля качества электрической энергии.
2. В новом стандарте есть отличия по времени интеграции показателей качества электроэнергии. Время интеграции ПКЭ согласовано с ГОСТ 51317.4.30-2008 и составляет:
• Частота - время интеграции 10 секунд, вместо 20 секунд в ГОСТ 13109-97
• Медленные отклонения напряжения – время интеграции 10 минут, вместо 1 минуты в ГОСТ 13109-97, важно отметить, что в старом стандарте данный ПКЭ назывался - установившиеся отклонения напряжения.
• Фликер – нет изменений по времени интеграции между старым и новым стандартом, 10 минут для кратковременного и 2 часа для длительного фликера.
• Несимметрия напряжений - время интеграции 10 минут вместо 3 секунд в старом стандарте.
• Гармонические составляющие напряжения - время интеграции 10 минут вместо 3 секунд в старом стандарте.
3. В новом ГОСТ Р 54149-2010 введены новые категории событий:
• Прерывания напряжения (кратковременные – до 3 минут, длительные – более 3 минут, как в EN50160).
• Интергармонические составляющие напряжения
4. В протоколе измерения ПКЭ разработанном на основе ГОСТ Р 54149-2010 добавлены таблицы классификации провалов напряжения, прерываний напряжения и перенапряжений.
5. Гармонические составляющие напряжения должны измеряться в соответствии с ГОСТ 51317.4.7-2008, который был разработан на основе международного стандарта IEC 61000-4-7 (включая использование при измерении гармонических подгрупп).
6. В соответствии с ГОСТ 51317.4.30-2008 непосредственно в сам ГОСТ Р 54149-2010 введено понятие маркирования данных следующих категорий событий:
- отклонение частоты
- медленные отклонения напряжения
- фликер
- несимметрия напряжений
- гармонические составляющие напряжения
При этом маркированные данные не должны учитываться при подготовке протоколов измерений. Маркирование данных позволяет не фиксировать одно и то же событие КЭ в нескольких категориях одновременно. Это очень важное положение, которое ранее было упомянуто только в РД 153-34.0-15.501-00, а теперь в явном виде введено в стандарт КЭ.
7. В новом стандарте для медленных отклонений напряжения убраны режимы наименьших и наибольших нагрузок. Кроме того ранее для данного ПКЭ в старом стандарте существовали нормально допустимые и предельно допустимые значения: ±5 и ±10%, а выход за данные пределы фиксировался показателями Т1 и Т2. Теперь в протоколе указываются только предельно допустимые значения и время Т2. Сами пределы теперь определяются границами ±10% от номинального напряжения.
Безусловно, переход на новый стандарт КЭ приведет к необходимости модернизации парка приборов КЭ, обучению специалистов, все это потребует значительных затрат времени и денег. Однако это необходимый шаг на пути создания работающей системы по контролю качества электроэнергии в России.
Уже сейчас на рынке РФ появляются приборы, аттестованные по классу А стандарта ГОСТ 51317.4.30-2008. Только приборы данного класса могут быть использованы для проверки соответствия стандартам, выполнения договоров и разрешения спорных ситуаций.
Прибор SATEC ЕМ720 - это первый прибор прошедший проверку во ВНИИМС г. Москва и получивший сертификат на соответствие классу А.