Электроэнергетика оказывается на пороге серьезных структурных изменений, аналогичных тем, которые произошли во время второй промышленной революции охватывающей конец XIX и начало XX века. Современные изменения вызваны политическими инструментами, которые используются в настоящее время и рассматриваются различными структурами. Именно сейчас заказать импортозамещение в части управления качеством электрооборудования считается правильным решением.
Многие приборы мониторинга электрической сети, датчики, индикаторы, устройства телемеханики и т.п. должны изготавливаться на собственной элементной базе. Большинство прогнозов по производству, передаче и сбыту электроэнергии основано на оценке картины экономической эффективности.
Необходимость применения собственной элементной базы в системах управления качеством электрооборудования связана с энергобезопасностью.
Искажения и помехи тока
В последние годы разработка силовых электронных компонентов привела к очень быстрому распространению нелинейных, изменяющихся во времени нагрузок, распространяясь от маломощных бытовых приборов до промышленных приложений малой и высокой мощности. В линейном токе появились новые стационарные помехи, такие как гармонические и межгармонические составляющие, а также переходные помехи, вызывающие ряд явлений, начиная от увеличения потерь и падений напряжения и заканчивая электромагнитными помехами как на других нагрузках, так и в системах связи.
Общая мощность таких искажающих нагрузок, подключенных к питающей сети, может быть сопоставима с мощностью системы питания и поэтому напряжение питания также искажается гармоническими и межгармоническими составляющими. Стабильность тока нарушается провалами, выпуклостями, неравномерностью не синусоидального вида.
Линейная, не зависящая от времени нагрузка вынуждена потреблять искаженный ток: в системе освещения может появиться некоторое мерцание, в электронном устройстве управления могут возникнуть помехи и так далее.
Электрическая сеть в настоящее время ведет себя как ‘здоровый носитель’ помех, вызванных нагрузкой: проблемы ‘качества загрузки’, наряду с проблемами ‘качества подачи’ влияют на качество электроэнергии в целом.
Для улучшения качества электроэнергии необходимы системы управления с дистанционным и автоматическим управлением.
Управление качеством электроэнергии
Первым, очевидным, хотя и непростым шагом на пути к улучшению качества электроэнергии является определение индексов качества электроэнергии. Эти индексы способны количественно оценить отклонение исходя из идеальной контрольной ситуации, количественно оценить вредные последствия этого отклонения и определить источник, вызывающий эти вредные последствия. Вполне естественным путем представляется распространение индексов качества электроэнергии таких как коэффициент мощности и общий коэффициент искажений, вместе с обсуждением их пределов при сохранении синусоидальных условий.
Использование распределенных измерительных систем связано с требованиями синхронизации между различными удаленными блоками поставщиков электроэнергии.
Внедрение системы управления с дистанционным и автоматическим управляют гармониками помогает определять характеристики напряжения, подаваемого сетями общего пользования.
Следует учитывать, что, когда напряжение питания искажено (и, возможно, несбалансированно в трехфазных системах), потребитель может не нести полной ответственности за гармонические и несбалансированные компоненты тока, протекающие в его нагрузках.
При установлении допустимых пределов возникают этические и юридические вопросы, помимо технических, поскольку в первую очередь должен быть обнаружен источник, ответственный за введение помех.
Более того, одно и то же количество помех, создаваемых нагрузкой, может по-разному влиять на качество электроэнергии и зависимость от короткого замыкания.
Основной проблемой, когда речь идет о ‘качестве электричества’, является не только ограничение количества вносимых помех, но и обнаружение источника или источников, вводящих помехи, и количественная оценка влияния таких помех на качество электроэнергии.
Выводы
Соображения, изложенные выше, позволяют сделать несколько выводов о существующих достижениях и будущих тенденциях в области мониторинга качества электроэнергии.
Теоретическая база достаточно широка, что позволяет проводить хороший анализ качества электроэнергии при наличии оборудования.
Самые последние разработки электрооборудования ориентированы на использование показателей, полученных в результате многоточечных измерений, выполненных в различных измерительных секциях электрической системы.
Имеющиеся в настоящее время цифровые приборы, включая электронные преобразователи напряжения и тока нового поколения, датчики, переключатели, индикаторы, регуляторы разработаны и могут быть адаптированы.
