Гост 13109 97 нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

Энергосбережение

Более сорока лет единственным в стране нормативным документом, устанавливающим в России как номенклатуру показателей качества электрической энергии (КЭ) и нормы КЭ, так и основополагающие требования к контролю, методам и средствам измерений показателей КЭ, является стандарт ГОСТ 13109 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» (последовательно в редакциях 1967, 1987 и 1997 гг.).
С 2013 года в действие вступит новый стандарт - ГОСТ Р 54149-2010. Подробнее о его основных положениях и отличиях от ныне действующего документа - в материале одного из разработчиков стандарта Владимира Васильевича Никифорова.

НОВЫЙ СТАНДАРТ ПО КАЧЕСТВУ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Основные положения и отличия от ГОСТ 13109-97

Владимир Никифоров, заместитель генерального директора, научный руководитель ООО «ЛИНВИТ», г. Москва

Значение ГОСТ 13109 для организации работ по обеспечению КЭ бесспорно, особенно в последнее десятилетие, когда появились новые средства измерения показателей КЭ (ПКЭ), основанные на требованиях ГОСТ 13109-97 и детализированных методах измерения и обработки результатов измерений в РД 153-34.0-15.501-00 «Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Часть 1. Контроль качества электрической энергии». В немалой степени этому способствовало введение обязательной сертификации электроэнергии, обусловившее резкое повышение спроса на средства измерения КЭ и методы организации контроля и управления КЭ.

Однако в 2000-е годы произошли структурные изменения в электроэнергетике, осуществлен переход к рыночным отношениям. Принят ряд законодательных и нормативно-правовых актов, в том числе Федеральный закон «Об электроэнергетике» от 26.03.2003 № 35-ФЗ, Федеральный закон от 26.03.2003 № 36 ФЗ «Об особенностях функционирования электроэнергетики в переходный период», Постановления Правительства РФ от 27.12.2004 № 861 и от 31.08.2006 № 530, в которых установлена необходимость обеспечения КЭ субъектами электроэнергетики в рамках своей ответственности.

Кроме того, в последние годы Международной электротехнической комиссией (МЭК) опубликованы новые стандарты, устанавливающие положения, относящиеся к номенклатуре показателей КЭ, методам и средствам измерения КЭ: МЭК 61000-4-30: 2008, МЭК 61000-4-7: 2002 с Изменением 1: 2008 . В связи с этим в РФ были введены в действие гармонизированные с международными стандартами ГОСТ Р 51317.4.30-2008 и 51317.4.7-2008 . Таким образом, у нас впервые появились специальные стандарты по методам измерения и требованиям к средствам измерения КЭ, которые, однако, существенно отличаются от ГОСТ 13109-97. В сентябре 2010 г. был утвержден европейский стандарт, устанавливающий нормы КЭ, применяемые в странах ЕС, - ЕН 50160: 2010 .

Наконец, масштабные испытания электрической энергии, проведенные в последние пять лет в распределительных сетях в различных регионах в рамках периодического контроля КЭ и сертификационных испытаний, выявили некоторые недостатки ГОСТ 13109-97, требующие исправления. К ним, в частности, относится неучет отличий требований к КЭ в локальных изолированных системах электроснабжения общего назначения от требований к КЭ в системах электроснабжения общего назначения, присоединенных к Единой энергетической системе России, ответственности потребителей за обеспечение КЭ, сложности обеспечения нормативных требований к отклонениям напряжения на зажимах конечных электроприемников.
Эти факты и обстоятельства обусловили необходимость коренного пересмотра ГОСТ 13109-97, по сути, разработки нового стандарта по КЭ.

Цель разработки

Целью разработки стандарта было введение в действие в РФ нового нормативного документа по требованиям к КЭ, отвечающего рыночным отношениям в электроэнергетике и экономике страны, учитывающего рекомендации и положения международных стандартов и новых национальных стандартов по методам и средствам измерения и оценки показателей КЭ, а также сближение структуры и положений данного стандарта с европейским стандартом ЕН 50160: 2010.

Новый стандарт по КЭ ГОСТ Р 54149-2010 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» разработан ООО «ЛИНВИТ» и Техническим комитетом по стандартизации ТК 30 «Электромагнитная совместимость технических средств» в рамках Программы национальной стандартизации, утвержденной в 2009 году Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии, предусматривающей пересмотр ГОСТ 13109-97.

Приказом Росстандарта ввод в действие ГОСТ Р 54149-2010 определен с 01.01.2013 с одновременным прекращением действия ГОСТ 13109-97.

Разработчики ГОСТ Р 54149-2010 ставили перед собой задачу сохранения преемственности с ГОСТ 13109 с учетом ряда основных нормативных положений ЕН 50160: 2010.

Структура нового ГОСТа

Основные отличия ГОСТ Р 54149-2010 от действующего ГОСТ 13109-97 относятся к:

• области применения стандарта;
• его структуре и содержанию;
• терминам и их определениям;
• определениям и нормированию ПКЭ;
• ответственности за КЭ сетевых организаций и потребителей;
• учету требований к КЭ в изолированных системах электроснабжения;
• требованиям к контролю и измерениям ПКЭ.

Структуру и содержание ГОСТ Р 54149-2010 определяют следующие разделы:

• Область применения.
• Нормативные ссылки.
• Термины и определения.
• Показатели и нормы качества электрической энергии.
• Справочные приложения (статистические данные).

Разделы о методах расчетов и измерений показателей КЭ, о требованиях к соответствующим средствам измерений, методам контроля КЭ в системах электроснабжения, содержащиеся в ГОСТ 13109-97, в настоящем стандарте отсутствуют. Они содержатся в указанных выше специальных национальных стандартах ГОСТ Р 51317.4.30-2008 и ГОСТ Р 51317.4.7-2008.

Таким образом, структура ГОСТ Р 54149-2010 приведена в соответствие с общепринятой международной практикой: требования к КЭ - в одних стандартах, методы измерения и требования к средствам измерения, отвечающим этим методам, - в других. В этом смысле новый стандарт по структуре сближен с ЕН 50160: 2010.

Область применения ГОСТ Р 54149-2010: настоящий стандарт устанавливает показатели и нормы КЭ в точках передачи электроэнергии пользователям сетей низкого, среднего и высокого напряжения систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц.

Это требование существенно отличает новый стандарт от ГОСТ 13109-97, в котором нормы КЭ отнесены к точкам общего присоединения (за исключением установившегося отклонения напряжения), и более отвечает условиям рыночной экономики. Именно в точках передачи происходит обращение электроэнергии в соответствии с договором на поставку или на услуги по передаче электроэнергии установленного качества, ответственность за которое несет сетевая организация. Положение стандарта согласуется с ФЗ «Об электроэнергетике» и Постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 № 861. К тем же пунктам отнесены нормы КЭ, установленные в европейском стандарте ЕН 50160: 2010.

Нормы установившегося отклонения напряжения в ГОСТ 13109-97 отнесены к выводам электроприемников, которые присоединены, как правило, к сетям потребителей, на которые не распространяется сфера ответственности сетевой компании. ГОСТ Р 54149-2010 обязывает потребителя на своей стороне обеспечить условия, при которых отклонения напряжения питания на выводах электроприемников не превышают установленных для них допустимых значений, если выполняются требования настоящего стандарта к КЭ в точке передачи электрической энергии. То есть на потребителей также возлагается ответственность за обеспечение требуемого КЭ. Это согласуется с требованиями, чтобы поставщики электроэнергии несли ответственность за обеспечение КЭ, поставляемой потребителям, а изготовители электроустановок и электротехнического оборудования и потребители, приобретающие его, несли ответственность за то, чтобы указанные оборудование и установки при вводе в эксплуатацию не создавали недопустимых кондуктивных электромагнитных помех в сетях питания.

Нормы КЭ в ГОСТ Р 54149-2010 установлены как для электрических сетей систем электроснабжения общего назначения, присоединенных к Единой энергетической системе России, так и для изолированных систем электроснабжения общего назначения. В требованиях ГОСТ 13109-97 различий норм для показателей КЭ в указанных системах электроснабжения не установлено, что приводило, например, к невозможности обеспечения установленных норм по отклонениям частоты в электрических сетях, питаемых от автономных источников переменного тока (например, дизельных генераторов), для которых эти нормы оказываются неоправданно жесткими.

В отличие от ГОСТ 13109-97, нормы КЭ, установленные в новом стандарте, не рассматриваются в качестве уровней электромагнитной совместимости (ЭМС) для кондуктивных электромагнитных помех в системах электроснабжения общего назначения. Требования к уровням ЭМС технических средств - предмет отдельных нормативных документов.

Термины и определения

В раздел «Термины и определения» включены некоторые новые термины и уточнены прежние с учетом отношений участников рынка электроэнергии. В частности:

Сетевая организация - организация, владеющая на праве собственности или на ином установленном федеральными законами основании объектами электросетевого хозяйства, с использованием которых оказывающая услуги по передаче электрической энергии и осуществляющая в установленном порядке технологическое присоединение энергопринимающих устройств (энергетических установок) юридических и физическихиц к сетям, а также осуществляющая право заключения договоров об оказании услуг по передаче электроэнергии с использованием объектов электросетевого хозяйства, принадлежащих другим собственникам и иным законным владельцам;

пользователь электрической сети – сторона, получающая электрическую энергию от электрической сети либо передающая электрическую энергию в электрическую сеть. К пользователям электрических сетей относят сетевые организации и иных владельцев электрических сетей, потребителей электрической энергии, а также генерирующие организации;

потребитель электрической энергии – юридическое или физическое лицо, осуществляющее пользование электрической энергией (мощностью) на основании заключенного договора;

точка передачи электрической энергии – точка электрической сети, находящаяся на линии раздела объектов электроэнергетики между владельцами по признаку собственности или владения на ином предусмотренном федеральными законами основании, определенная в процессе технологического присоединения;

согласованное напряжение электропитания U с – напряжение, отличающееся от стандартного номинального напряжения сети по ГОСТ 29322 , согласованное для конкретного пользователя электрической сети при технологическом присоединении в качестве напряжения электропитания;

качество электрической энергии – степень соответствия характеристик электрической энергии в данной точке электрической системы совокупности нормированных показателей КЭ;

маркированные данные – термин, применяемый для обозначения результатов измерений показателей КЭ и результатов их усреднения на временных интервалах, в пределах которых имели место прерывания, провалы напряжения или перенапряжения. При оценке соответствия электрической энергии нормам КЭ, установленным в настоящем стандарте, маркированные данные не учитывают.

Характеристики электроэнергии

Изменения характеристик электрической энергии, относящиеся к частоте, значениям, форме напряжения и симметрии напряжений в трехфазных системах электроснабжения, разделены в стандарте на две категории:

• продолжительные изменения характеристик напряжения;
• случайные события.

Продолжительные изменения характеристик напряжения электропитания представляют собой длительные отклонения характеристик напряжения от номинальных значений и обусловлены в основном изменениями нагрузки или влиянием нелинейных нагрузок. К ним относятся: отклонение частоты, медленные изменения напряжения, колебания напряжения и фликер, несинусоидальность напряжения, несимметрия напряжений в трехфазных системах, напряжения сигналов, передаваемых по сетям. Применительно к продолжительным изменениям характеристик напряжения электропитания в настоящем стандарте установлены показатели и нормы КЭ.

Случайные события представляют собой внезапные и значительные изменения формы напряжения, приводящие к отклонению его параметров от номинальных. Они, как правило, вызываются непредсказуемыми событиями, к которым относятся прерывания и провалы напряжения, перенапряжения, импульсные напряжения.

Показатели КЭ

Определения ряда показателей КЭ в настоящем стандарте отличаются от применяемых в ГОСТ 13109-97.

Так, показатели КЭ, относящиеся к отклонениям напряжения, определены как значения отрицательного и положительного отклонения напряжения электропитания от номинального/согласованного действующего значения напряжения, включая гармоники, интергармоники, информационные сигналы в электрических сетях и т.д., что соответствует международным стандартам и соответственно ГОСТ Р 51317.4.30-2008:

δU (–) = [(U 0 – U m(–)) / U 0 ] · 100;
δU (+) = [(U m(+) – U 0) / U 0 ] · 100,

где U m(–) , U m(+) – значения напряжения электропитания, меньшие U 0 и большие U 0 соответственно, усредненные в интервале времени 10 мин в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.30, подраздел 5.12;
U 0 – напряжение, равное стандартному номинальному напряжению U nom или согласованному напряжению U с.

Для указанных выше показателей КЭ установлены следующие нормы: положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электроэнергии не должны превышать 10% номинального или согласованного значения напряжения в течение 100% времени интервала в одну неделю.

В ГОСТ 13109-97 установившееся отклонение напряжения рассчитывается с учетом только 1-й гармоники напряжения U (1) :

δU = (U (1) – U nom) / U nom

и характеризуется нормально допустимыми и предельно допустимыми значениями на выводах электроприемников, равными соответственно ±5 и ±10%.

Нормы (численные значения) для допустимых отклонений частоты в синхронизированных системах электроснабжения те же, что и в ГОСТ 13109-97: ±0,2 Гц в течение 95% времени интервала в одну неделю и ±0,4 Гц в течение 100% времени интервала в одну неделю.

Нормы для допустимых отклонений частоты в изолированных системах электроснабжения с автономными генераторными установками, не подключенных к синхронизированным системам передачи электрической энергии, менее жесткие: ±1 Гц в течение 95 % времени интервала в одну неделю и ±5 Гц в течение 100% времени интервала в одну неделю.

Показателями КЭ, относящимися к гармоническим составляющим напряжения, являются:

• значения коэффициентов гармонических составляющих напряжения до 40-го порядка К U(n) в процентах напряжения основной гармонической составляющей U 1 в точке передачи электроэнергии;
• значение суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения (отношения среднеквадратического значения суммы всех гармонических составляющих до 40-го порядка к среднеквадратическому значению основной составляющей) K U , % в точке передачи электроэнергии.

Нормы (численные значения) показателей КЭ, относящиеся к несинусоидальности и несимметрии напряжений, в настоящем стандарте сохранены без изменений теми же, что и в ГОСТ 13109-97, но показатели КЭ, относящиеся к несинусоидальности напряжений, измеряются и оцениваются с учетом влияния не только высших гармоник, но и групп близко расположенных комбинационных (интергармонических) составляющих в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.7-2008, подразделы 3.2, 3.3.

С учетом требований ГОСТ Р 51317.4.30-2008 к классам и средствам измерений показателей КЭ настоящий стандарт устанавливает нормы показателей КЭ в виде значений, измеренных на едином интервале времени измерений класса А, равном 10 периодам напряжения сети 50 Гц (0,2 с) с усреднением на каждом интервале времени 10 мин в течение недели.

По требованиям ГОСТ 13109-97 показатели КЭ должны измеряться на основном интервале времени от 0,1 до 0,5 с с усреднением на интервале времени 3 с или 1 мин (для отклонений напряжения) в течение каждых 24 часов недельного цикла.

Таким образом, расчетный интервал времени измерений показателей КЭ для оценки соответствия их требованиям нового стандарта – 1 неделя, а не 24 часа, как требовал ГОСТ 13109-97.

РОССИЙСКИЙ И ЕВРОПЕЙСКИЙ СТАНДАРТЫ

Основные отличия ГОСТ Р 54149-2010 от европейского стандарта ЕН 50160: 2010 состоят в требованиях к ряду ПКЭ: в EN 50160 отсутствуют предельно допускаемые значения для части показателей КЭ, важный для наших сетей показатель – коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности, введены менее жесткие по сравнению с ГОСТ Р 54149-2010 требования к отклонениям частоты и напряжения, необоснованные для российских сетей, неполные данные к показателям КЭ в сетях высокого напряжения и др.

Требования европейского стандарта рассчитаны на применение в электрических сетях стран, имеющих иные требования к проектированию электрических сетей и иной по сравнению с российским уровень состояния этих сетей.

При пересмотре ГОСТ 13109-87 и разработке редакции ГОСТ 13109-1997 года показатели и нормы КЭ подробно анализировались и обсуждались и были обоснованно приняты. В период с ввода ГОСТ 13109-1997 в действие (1999 г.) техническое состояние наших сетей не дает пока оснований для пересмотра норм КЭ в направлении их смягчения и гармонизации с европейскими.

Что же касается структуры и содержания стандарта, общих подходов к нормированию КЭ и требований к методам измерения показателей КЭ, то положения новых отечественного и европейского стандартов достаточно близки.

Утвержденный ГОСТ Р 54149-2010 включен в программу национальной стандартизации Российской Федерации для переоформления его в межгосударственный стандарт организации ЕврАзЭС.

ЛИТЕРАТУРА

1. МЭК 61000-4-30: 2008 Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-30: Testing and measurement techniques – Power quality measurement methods.
2. МЭК 61000-4-7: 2002 Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-7: Testing and measurement techniques – General guide on harmonics and interharmonics measurement and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto.
3. ГОСТ Р 51317.4.30–2008 (МЭК 61000-4-30:2008). Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии.
4. ГОСТ Р 51317.4.7–2008 (МЭК 61000-4-30:2008). Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств.
5. EN 50160:2010 Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks.
6. ГОСТ 29322-92. Стандартные напряжения.

Общие положения

ГОСТ устанавливает 11 основных показателей качества электроэнергии (ПКЭ):

1) отклонение частоты;

2) установившееся отклонение напряжения;

3) размах изменения напряжения;

4) дозу фликера (мерцания или колебания) ;

5) коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения;

б) коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения

7) коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;

8) коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;

9) длительность провала напряжения;

10) импульсное напряжение

11) коэффициент временного перенапряжения. В табл. 2.24. приведены свойства электрической энергии, показатели их характеризующие и наиболее вероятные виновники ухудшения КЭ.

Таблица 2.24. Свойства электрической энергии, показателя и наиболее

вероятные виновники ухудшения КЭ

Свойства электрической энергии	Показатель КЭ	Наиболее вероятные виновники ухудшения КЭ
Отклонение напряжения	Установившееся отклонение напряжения	Энергоснабжающая организация
Колебания напряжения	Размах изменения напряжения Доза фликера	Потребитель с переменной нагрузкой
Несинусоидальность напряжения	Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения	Потребитель с нелинейной нагрузкой
Несимметрия трехфазной системы напряжений	Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности, Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности	Потребитель с несимметричной нагрузкой
Отклонение частоты	Отклонение частоты	Энергоснабжающая организация
Провал напряжения	Длительность провала напряжения	Энергоснабжающая организация
Импульс напряжения	Импульсное напряжение	Энергоснабжающая организация
Временное перенапряжения	Коэффициент временного перенапряжения	Энергоснабжающая организация

Нормально допустимые и предельно допустимые значения в точке общего присоединения к электрическим сетям с разным номинальным напряжением приведены в табл. 2.25.

Таблица 2.25. Требования ГОСТа по ограничению коэффициента искажения синусоидальности (К U)

Нормально допустимые значения коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения приведены в табл. 2.26.

В табл. 2.27. приведены сводные данные по нормам ПКЭ.

Таблица 2. 26 Нормально допустимые значения коэффициентов n-й гармонической составляющей напряжения

Номер гармоники некратной 3, нечетной при, кВ

Номер гармоники кратной 3*, нечетной при, кВ

Номер четной гармоники при, кВ

№ гармоники

№ гармоники

№ гармоники

*Нормально допустимые значения, приведенные для n, равных 3 и 9, относят к однофазным электрическим сетям. В трехфазных трехпроводных электрических сетях эти значения принимают вдвое меньшими приведенных в таблице.

Таблица 2. 27 Нормы качества электрической энергии

Показатель КЭ, ед. измерения
	нормально допустимые	предельно допустимые
Установившееся отклонение напряжения, % Размах изменения напряжения, % Доза фликера, отн. ед: кратковременная длительная Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения, % Коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения, % Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности, % Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности, % Отклонение частоты, Гц Длительность провала напряжения, с Импульсное напряжение, кВ Коэффициент временного перенапряжения, отн. ед.	По таблице 2. 25 По таблице 2. 26	По таблице 2. 25 По таблице 2. 26

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ. СОВМЕСТИМОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ

НОРМЫ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ

ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации в области электромагнитной совместимости технических средств (ТК 30 ЭМС)

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 12-97 от 21 ноября 1997 г.)

3 Стандарт соответствует международным стандартам МЭК 868, МЭК 1000-3-2, МЭК 1000-3-3, МЭК 1000-4-1 и публикациям МЭК 1000-2-1, МЭК 1000-2-2 в части уровней электромагнитной совместимости в системах электроснабжения и методов измерения электромагнитных помех

4 Постановлением Государственного Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 28 августа 1998 г. № 338 межгосударственный стандарт ГОСТ 13109 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 01.01.1999 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 13109-87

ИПК Издательство стандартов, 1998

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Госстандарта России

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 1999-01-01

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Стандарт устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии, или приемники электрической энергии (точки общего присоединения).

Нормы КЭ, устанавливаемые настоящим стандартом, являются уровнями электромагнитной совместимости для кондуктивных электромагнитных помех в системах электроснабжения общего назначения. При соблюдении указанных норм обеспечивается электромагнитная совместимость электрических сетей систем электроснабжения общего назначения и электрических сетей потребителей электрической энергии (приемников электрической энергии).

Нормы, установленные настоящим стандартом, являются обязательными во всех режимах работы систем электроснабжения общего назначения, кроме режимов, обусловленных:

Исключительными погодными условиями и стихийными бедствиями (ураган, наводнение, землетрясение и т. п.);

Непредвиденными ситуациями, вызванными действиями стороны, не являющейся энергоснабжающей организацией и потребителем электроэнергии (пожар, взрыв, военные действия и т. п.);

Условиями, регламентированными государственными органами управления, а также связанными с ликвидацией последствий, вызванных исключительными погодными условиями и непредвиденными обстоятельствами.

Нормы, установленные настоящим стандартом, подлежат включению в технические условия на присоединение потребителей электрической энергии и в договоры на пользование электрической энергией между электроснабжающими организациями и потребителями электрической энергии.

При этом для обеспечения норм стандарта в точках общего присоединения допускается устанавливать в технических условиях на присоединение потребителей, являющихся виновниками ухудшения КЭ, и в договора на пользование электрической энергией с такими потребителями более жесткие нормы (с меньшими диапазонами изменения соответствующих показателей КЭ), чем установлены в настоящем стандарте.

По согласованию между энергоснабжающей организацией и потребителями допускается устанавливать в указанных технических условиях и договорах требования к показателям КЭ, для которых в настоящем стандарте нормы не установлены.

Нормы, установленные настоящим стандартом, применяют при проектировании и эксплуатации электрических сетей, а также при установлении уровней помехоустойчивости приемников электрической энергии и уровней кондуктивных электромагнитных помех, вносимых этими приемниками.

Нормы КЭ в электрических сетях, находящихся в собственности потребителей электрической энергии, регламентируемые отраслевыми, стандартами и иными нормативными документами, не должны быть ниже норм КЭ, установленных настоящим стандартом в точках общего присоединения. При отсутствии указанных отраслевых стандартов и иных нормативных документов нормы настоящего стандарта являются обязательными для электрических сетей потребителей электрической энергии.

ГОСТ 721-77 Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В

ГОСТ 19431-84 Энергетика и электрификация. Термины и определения

Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения до 1000 В

ГОСТ 30372-95 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения

3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

3.1 В настоящем стандарте применяют термины, приведенные в ГОСТ 19431, ГОСТ 30372, а также следующие:

Система электроснабжения общего назначения - совокупность электроустановок и электрических устройств энергоснабжающей организации, предназначенных для обеспечения электрической энергией различных потребителей (приемников электрической энергии);

Электрическая сеть общего назначения - электрическая сеть энергоснабжающей организации, предназначенная для передачи электрической энергии различным потребителям (приемникам электрической энергии);

Центр питания - распределительное устройство генераторного напряжения электростанции или распределительное устройство вторичного напряжения понизительной подстанции энергосистемы, к которым присоединены распределительные сети данного района;

Точка общего присоединения - точка электрической сети общего назначения, электрически ближайшая к сетям рассматриваемого потребителя электрической энергии (входным устройствам рассматриваемого приемника электрической энергии), к которой присоединены или могут быть присоединены электрические сети других потребителей (входные устройства других приемников);

Потребитель электрической энергии - юридическое или физическое лицо, осуществляющее пользование электрической энергией (мощностью);

Кондуктивная электромагнитная помеха в системе энергоснабжения - электромагнитная помеха, распространяющаяся по элементам электрической сети;

Уровень электромагнитной совместимости в системе энергоснабжения - регламентированный уровень кондуктивной электромагнитной помехи, используемый в качестве эталонного для координации между допустимым уровнем помех, вносимым техническими средствами энергоснабжающей организации и потребителей электрической энергии, и уровнем помех, воспринимаемым техническими средствами без нарушения их нормального функционирования;

Огибающая среднеквадратичных значений напряжения - ступенчатая временная функция, образованная среднеквадратичными значениями напряжения, дискретно определенными на каждом полупериоде напряжения основной частоты;

Фликер - субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети, питающей эти источники;

Доза фликера - мера восприимчивости человека к воздействию фликера за установленный промежуток времени;

Время восприятия фликера - минимальное время для субъективного восприятия человеком фликера, вызванного колебаниями напряжения определенной формы;

Частота повторения изменений напряжения - число одиночных изменений напряжения в единицу времени;

Длительность изменения напряжения - интервал времени от начала одиночного изменения напряжения до его конечного значения;

Провал напряжения - внезапное понижение напряжения в точке электрической сети ниже 0,9 Uном, которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня через промежуток времени от десяти миллисекунд до нескольких десятков секунд;

Длительность провала напряжения - интервал времени между начальным моментом провала напряжения и моментом восстановления напряжения до первоначального или близкого к нему уровня;

Частость появления провалов напряжения - число провалов напряжения определенной глубины и длительности за определенный промежуток времени по отношению в общему числу провалов за этот же промежуток времени;

Импульс напряжения - резкое изменение напряжения в точке электрической сети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд;

Амплитуда импульса - максимальное мгновенное значение импульса напряжения;

Длительность импульса - интервал времени между начальным моментом импульса напряжения и моментом восстановления мгновенного значения напряжения до первоначального или близкого к нему уровня;

Временное перенапряжение - повышение напряжения в точке электрической сети выше 1,1 Uном продолжительностью более 10 мс, возникающее в системах электроснабжения при коммутациях или коротких замыканиях;

Коэффициент временного перенапряжения - величина, равная отношению максимального значения огибающей амплитудных значений напряжения за время существования временного перенапряжения к амплитуде номинального напряжения сети;

Длительность временного перенапряжения - интервал времени между начальным моментом возникновения временного перенапряжения и моментом его исчезновения.

3.2 В настоящем стандарте применяют следующие обозначения:

Uy - установившееся отклонение напряжения;

Ut - размах изменения напряжения;

Pt - доза фликера;

PSt - кратковременная доза фликера;

РLt - длительная доза фликера;

КU - коэффициент искажения синусоидальности кривой междуфазного (фазного) напряжения;

КU(n) - коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения;

K2U - коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;

К0U - коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;

F - отклонение частоты;

Tп - длительность провала напряжения;

Uимп - импульсное напряжение;

КперU - коэффициент временного перенапряжения;

U(1)t - действующее значение междуфазного (фазного) напряжения основной частоты в i-ом наблюдении;

UAB(1)i, UBC(1)i, UCA(1)i - действующие значения междуфазных напряжений основной частоты в i-ом наблюдении;

U1 (1)i - действующее значение междуфазного (фазного) напряжения прямой последовательности основной частоты в i-ом наблюдении;

Uy - усредненное значение напряжения;

N- число наблюдений;

Uном - номинальное междуфазное (фазное) напряжение;

Uном. ф - номинальное фазное напряжение;

Uном. мф - номинальной междуфазное напряжение;

Uскв - среднеквадратичное значение напряжения, определяемое на полупериоде напряжения основной частоты;

Ui, Ui+1 - значения следующих один за другим экстремумов или экстремума и горизонтального участка огибающей среднеквадратичных значений напряжения основной частоты;

Uai, Ua i+1 - значения следующих один за другим экстремумов или экстремума и горизонтального участка огибающей амплитудных значений напряжения на каждом полупериоде основной частоты;

Т - интервал времени измерения;

m - число изменений напряжения за время T;

F?? Ut - частота повторения изменений напряжения;

ti, ti+1 - начальные моменты следующих один за другим изменений напряжения;

Ti, i+1 - интервал между смежными изменениями напряжения;

ps - сглаженный уровень фликера;

P1s, P3s, P10s, P50s - сглаженные уровни фликера при интегральной вероятности, равной 1,0; 3,0; 10,0; 50,0 % соответственно;

Tsh - интервал времени измерения кратковременной дозы фликера;

TL - интервал времени измерения длительной дозы фликера;

n - номер гармонической составляющей напряжения;

РStk - кратковременная доза фликера на k-ом интервале времени Tsh в течение длительного периода наблюдения TL;

U(n)i - действующее значение n-ой гармонической составляющей междуфазного (фазного) напряжения в i-ом наблюдении;

KUi - коэффициент искажения синусоидальности кривой междуфазного (фазного) напряжения в i-ом наблюдении;

стр. 1

стр. 2

стр. 3

стр. 4

стр. 5

стр. 6

стр. 7

стр. 8

стр. 9

стр. 10

стр. 11

стр. 12

стр. 13

стр. 14

стр. 15

стр. 16

стр. 17

стр. 18

стр. 19

стр. 20

стр. 21

стр. 22

стр. 23

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

Цена 5 коп.

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва

УДК 621.311:621.332: 006.354 Группа Е02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения ГОСТ

Electrical energy. Requirements for quality of 13109_87

electrical energy in general-purpose electrical networks

Дата введения 01.01.89 Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Стандарт устанавливает требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются приемники или потребители электрической энергии.

Стандарт не устанавливает требования к качеству электрической энергии в электрических сетях: специального назначения (например контактных тяговых, связи); передвижных установок (например поездов, самолетов, судов); автономных систем электроснабжения; временного назначения; присоединенных к передвижным источникам питания.

Термины, применяемые в стандарте, и пояснения к ним приведены в приложении 1.

1. НОМЕНКЛАТУРА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1.1. Показатели качества электрической энергии (ПКЭ) подразделяют на две группы: основные ПКЭ и дополнительные ПКЭ.

Издание официальное

Основные ПКЭ определяют свойства электрической энергии, характеризующие ее качество. Дополнительные ПКЭ представляют собой формы записи основных ПКЭ, используемые в других нормативно-технических документах.

Перепечатка воспрещена © Издательство стандартов, 1988

Примечание. К размахам изменения напряжения, нормируемым настоящим стандартом, относят одиночные изменения напряжения любой формы с частотой повторения более двух раз в минуту (1/60 Гц) и размахи с частотой повторения от двух раз в минуту до одного в час, имеющие среднюю скорость изменения напряжения более 0,1% /с для ламп накаливания и 0,2%/с для остальных электроприемников.

1.3. Дозу колебаний напряжения (ф) в процентах в квадрате вычисляют по формуле

где gf - коэффициент приведения действительных размахов изменений напряжения к эквивалентным, определяемый в соответствии с табл. 2;

@- интервал времени усреднения, равный 10 мин;

S(f,t)-частотный спектр процесса изменения напряжения в момент времени t.

При периодических или близких к периодическим изменениям напряжения допускается вычислять дозу колебаний напряжения (ф) по формуле

Г VgfhUj* dt, (6)

0 f±0

где 6Uf - действующие значения составляющих разложения в ряд Фурье изменений напряжения с размахом 6U t , в соответствии с п. 1.2 приложения 2).

Таблица 3

Частота изменений напряжения, Коэффициент Частота изменений напряжения, Коэффициент

1.4. Коэффициент несинусоидальности кривой напряжения (Каеу) в про-центах вычисляют по формуле

*HCt/=100 V 21 ^(2 Я)/^ном, (7)

где U(n)- действующее значение л-й гармонической составляющей напряжения, В, кВ;

п-порядок гармонической составляющей напряжения;

N - порядок последней из учитываемых гармонических составляющих напряжения.

1) не учитывать гармонические составляющие порядка п>40 и (или) значения которых менее 0,3%;

2) вычислять данный ПКЭ по формуле

* Н с.с/=1°0 У £ ’Uf a) IU { (8)

г П=2

где (7(1) -действующее значение напряжения основной частоты В, кВ.

Примечание. Относительная погрешность определения Каси по формуле (8) по сравнению с формулой (7) численно равна отклонению напряжения 1/(1) ОТ Uном.

1.5. Коэффициент л-й гармонической составляющей напряжения Киы) в* процентах вычисляют по формуле

где U(n) - действующее значение n-й гармонической составляющей напряжения В, кВ.

Допускается вычислять данный ПКЭ по формуле

/С и(я г=100

где U(i) - действующее значение напряжения основной частоты В, кВ.

Примечание. Относительная погрешность определения по формуле (10) по сравнению с формулой (9) численно равна отклонению напряжения

0(\) ОТ Uном*

1.6. Коэффициент обратной последовательности напряжений (К 2 и) в процентах вычисляют по формуле

^2(1)/^ном» 00

где U 2 (d - действующее значение напряжения обратной последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений, В, кВ;

Ubovl - номинальное значение междуфазного напряжения, В, кВ.

Действующее значение напряжения обратной последовательности основной частоты (£/ 2 п>) вычисляют по формуле

СВП) ^АС(1)

где С/вап), Vвспь ^асш - действующие значения междуфазных напряжений основной частоты. В, кВ.

При определении данного ПКЭ допускается:

1) вычислять U2(о по приближенной формуле

^2(1)”®"® [^НБ (1)1* О 3)

где £/ нб ш, Uн мп) - наибольшее и наименьшее действующие значения из трех междуфазных напряжений основной частоты, В, кВ.

Примечание. Относительная погрешность определения Къи с использованием формулы (13) вместо формулы (12) не превышает ±8%;

2) применять при вычислении U20) вместо действующих значений междуфазных напряжений основной частоты действующие значения междуфазных напряжений, определенные с учетом всех гармонических составляющих, если коэффициент несинусоидальности кривой напряжения (в соответствии с требованиями п. 1.4 приложения 2) не превышает 5%;

Кгс;-ЮО ^2(1)/^1(1) О 4)

где Uко - действующее значение напряжения прямой последовательности основной частоты. В, кВ.

Примечание. Относительная погрешность определения Kiu по формуле (14) по сравнению с формулой (11) численно равна отклонению напряжения Uni) от и в ом.

1.7. Коэффициент нулевой последовательности напряжений Ко и трехфазной четырехпроводной системы в процентах вычисляют по формуле

К ои =100 и Щ1) /и а0М "ф, (15)

тде £/о(п-действующее значение нулевой последовательности основной частоты В, кВ;

Uд,ом-ф- номинальное значение фазного напряжения В, кВ.

где Uваш, ^св(1), ^Асп) - действующие значения междуфазных напряжений основной частоты, В, кВ;

C/a(i>, C/b(i> - действующие значения фазных напряжений основной частоты, В, кВ.

При определении данного ПКЭ допускается:

1) вычислять (Jon) по приближенной формуле

£/0(^=0,62 [^нв.ф(1) ^нм. ф(1)1* О 7)

где £/ нб. ф(1) (^нм.ф(1)” наибольшее и наименьшее действующие значе

ния из трех фазных напряжений основной частоты, В, кВ.

и A u^aMUcs-U,)! V 3

Uв np=£VH^c-^i)/ VI «с шг^с+^ва-)/V 3

При наличии в междуфазных напряжениях напряжения обратной последовательности значения С/ НБ# ф(1) и Цш.фш определяют как наибольшее и наименьшее значения из приведенных фазных напряжений (с исключенным напряжением обратной последовательности). Приведенные фазные напряжения определяют по формуле

Примечание. Относительная погрешность определения Кои с использованием формулы (17) вместо формулы (16) не превышает ±10%;

2) применять вместо действующих значений междуфазных и фазных напряжений основной частоты действующие значения напряжений, определенные с учетом всех гармонических составляющих, если коэффициент несинусоидаль-ности кривых напряжения не превышает 5%;

3) вычислять данный ПКЭ по формуле

100 V 3 СГ 0 (1)1(/ Ц}) , (19)

где L/id) - действующее значение напряжения прямой последовательности основной частоты. В, кВ.

Примечание. Относительная погрешность определения Кои по формуле (19) по сравнению с формулой (15) численно равна значению отклонения напряжения £/цп от U nом.

1.8. Отклонение частоты (Л/) в герцах вычисляют по формуле

А /==/-/ном»

где /- значение частоты, Гц;

/ном- номинальное значение частоты, Гц.

1.9. Длительность провала напряжения (А/ п) в секундах (черт. 3) вычисляют по формуле

где / н, /к - начальный и конечный моменты провала напряжения, с.

1.10. Импульсное напряжение в относительных единицах (fit/*ими) в соответствии с черт. 4 вычисляют по формуле

а£Л»имп = Д имп ~. (22)

где Uимп - значение импульсного напряжения. В, кВ.

2. Дополнительные ПКЭ

2.1. Коэффициент амплитудной модуляции (/(мод) в процентах в соответствии с черт. 5 вычисляют по формуле

^НБ.а~^НМ.а

где Uнв.а, t/нм.а - наибольшая и наименьшая амплитуды модулированного напряжения. В, кВ.

При периодической модуляции напряжения соотношение между размахом изменения напряжения (fit/*) и коэффициентом амплитудной модуляции определяют по формуле

bU t =2 /(мод- (24)

2.2. Коэффициент небаланса междуфазных напряжений (/(неб) в процентах вычисляют по формуле

где U H б* U нм-наибольшее и наименьшее действующие значения из трех междуфазных напряжений. В, кВ.

При коэффициенте несинусоидальности напряжения Кис и (определяемом в соответствии с требованиями п. 1.4 приложения 2), не превышающем 5%-ное соотношение между коэффициентом обратной последовательности (Къи) и коэффициентом небаланса междуфазных напряжений К ке б, определяют по приближенной формуле

К 2и =0,62 /С„ еб. (26)

Пр имечание. Относительная погрешность вычисления Kiu по формуле (26) не превышает ±8%.

2.3. Коэффициент небаланса фазных напряжений (Кнеб.ф) в процентах вычисляют по формуле

^НВ, ф~~^НМ. ф ^ном. ф

где Uнм.ф -наибольшее и наименьшее действующие значения из

трех фазных напряжений. В, кВ;

^ном.ф - номинальное значение фазного напряжения. В, кВ.

При коэффициенте несинусоидальности напряжения Кис и (определяемом в соответствии с требованиями п. 1.4 приложения 2), не превышающем" 5%-ное соотношение между коэффициентом нулевой последовательности напряжений (/(оо) и коэффициентом небаланса фазных напряжений /Снев.Ф, определяют по приближенной формуле

Koir=0.62 К иев. ф. (28)

Примечание. Относительная погрешность вычисления Кои по формуле (28) не превышает ±8%.

3. Вспомогательные параметры электрической энергии

3.1. Частоту изменений напряжения (F), с -1 , мин- 1 , ч~ 1 , вычисляют по формуле

где /и - число изменений напряжения за время Т;

Т - интервал времени измерения, с, мин, ч.

3.2. Интервал времени между изменениями напряжения (At it t+1) в соответствии с черт. 2, с, мин, ч, вычисляют по формуле

где t i+ 1, fi - начальные моменты следующих друг за другом изменений напряжения, с, мин, ч, в соответствии с черт. 2.

Если интервал времени между окончанием одного изменения и началом следующего, происходящего в том же направлении, менее 30 мс, то эти изменения рассматривают как одно в соответствии с черт. 2.

3.3. Глубину провала напряжения (бU a) в процентах в соответствии с черт. 3 вычисляют по формуле

6й г п== .Уноу7-Утт, 100| (31)

где Umin - минимальное действующее значение напряжения в течение провала напряжения. В, кВ.

ТП (ЫГ п, М п) М

3.4. Интенсивность провалов напряжения (т#) в процентах вычисляют по формуле

где т(бС/ п, Д*п) - число провалов глубины 6£/ц и длительности за рассматриваемый интервал времени Г;

М - суммарное число провалов напряжения за рассматриваемый интервал времени Т.

3.5. Длительность импульса напряжения по уровню 0,5 его амплитуды (Д*имп о,б) в микросекундах, миллисекундах в соответствии с черт. 5 вычисляют по формуле

д ^имп о,5“^ к 1

где t Hi t K - моменты времени, соответствующие пересечению кривой импульса напряжения горизонтальной линией, проведенной на половине амплитуды импульса, мкс, мс.

ПРИЛОЖЕНИЕ 9 Обязательное

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПУСТИМОСТИ КОЛЕБАНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Условием допустимости совокупности размахов изменения напряжения, каждый из которых не превышает значений, определяемых в соответствии с черт. 1, является

где Д* д * - минимальный допустимый интервал времени между размахами амплитудой 6Ut, определяемый по нижней шкале черт. 1;

Т- общее время наблюдения размахов.

Пример. За 10 мин в сети зарегистрировано 12 размахов амплитудой 4,8% (первая группа размахов), 30 размахов амплитудой 1,7% (вторая группа) и 100 размахов амплитудой 0,9% (третья группа). Определить допустимость питания от этой сети люминесцентных ламп.

1. По кривой 3 черт. 1 определяем: для 6С/л~4,8% Дг д1 =30 с, для 6С/ #2 = «1,7% Д*д2=1 с, для бШз -0,9% А/дз-0,1 с.

2. Определением по (34) минимальное время, за которое данное количество размахов с указанной амплитудой допустимо:

12*30+30-1+100-0,1 =400 с <600 с.

Вывод. Питание от данной точки сети люминесцентных ламп допустимо.

Допустимые размахи напряжения

F - частота изменений напряжения; М д - интервал времени между размахами

Колебания напряжения

6С/^ П - размах периодических колебаний (7 раз-махов изменения напряжения за время Т п fit/81/^5 - размахи непериодических колебаний

Провал напряжения

Периодическая амплитудная модуляция

1.2. К основным ПКЭ относят: отклонение напряжения б U, размах изменения напряжения bUt, дозу колебаний напряжения ф, коэффициент несинусоидальности кривой напряжения /Свес/, коэффициент п-й гармонической составляющей КиЫ), коэффициент обратной последовательности напряжения /Сги, коэффициент нулевой последовательности напряжений Кои, отклонение частоты Дf, длительность провала напряжения Дt n , импульсное напряжение }