Предельно допустимое отклонение частоты гост 13109 97. Термины и определения

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;

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

МЭК 61000-4-30: 2008 Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-30: Testing and measurement techniques – Power quality measurement methods.
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.
ГОСТ Р 51317.4.30–2008 (МЭК 61000-4-30:2008). Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии.
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.
EN 50160:2010 Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks.
ГОСТ 29322-92. Стандартные напряжения.

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 }