Kvalita elektriny: hlavné problémy a ich príčiny

Historicky technický rozvoj úzko súvisí s využívaním elektrickej energie. Široké prijatie informačných technológií, výkonovej elektroniky, pohonov s premenlivou rýchlosťou a energeticky úsporného osvetlenia v 21. storočí zmenilo povahu elektrických záťaží. Tieto záťaže sa stali obeťami aj vinníkmi problémov s kvalitou elektrickej energie.

Právny základ

Doteraz vo svete neexistuje striktná všeobecne akceptovaná definícia tohto pojmu. Najuniverzálnejšiu navrhol Poradný výbor pre elektromagnetickú kompatibilitu IEC a znie takto: „Kvalita napájania je súbor parametrov, ktoré charakterizujú vlastnosti procesu dodávania energie užívateľovi za normálnych prevádzkových podmienok, ktoré určujú spojitosť zdroja a indikátorov napätia (hodnota, asymetria, frekvencia, priebeh, fáza) ". Vo svojom najširšom zmysle sa tento výraz vzťahuje na súbor obmedzení predajcu, ktorý zaisťuje zákazníkov, že zariadenie bude fungovať bez straty výkonu alebo poškodenia.

Vzhľadom na vstup Ruska do WTO musia všetky požiadavky na tovar, vrátane elektriny, spĺňať požiadavky medzinárodnej normy. Od júla 2014 sa stal GOST 321444–2013 jediným dokumentom, ktorý definuje požiadavky na kvalitu elektrickej energie na území Ruskej federácie. V jeho preambule sa uvádza, že dokument zohľadňuje požiadavky európskej regionálnej normy EN 50160-2010.

Vlastnosti elektriny

Elektrina je najuniverzálnejšia a najprispôsobivejšia forma energie. Používa sa na transformáciu do iných foriem: teplo, svetlo, pohyb, elektromagnetické a akustické vibrácie atď. Táto vlastnosť elektriny je základom pre moderné telekomunikácie, dopravu, priemysel a informačné technológie.

Elektrina sa dodáva spotrebiteľom ako tovar s ukazovateľmi, ktoré určujú jej vhodnosť a užitočnosť. Dá sa povedať, že päť parametrov ho definuje ako produkt.:

1. Amplitúda.
2. Frekvencia.
3. Tvar signálu.
4. Fázová symetria.
5. Kontinuita.

Pri použití elektriny je žiaduce, aby striedavé napätie malo konštantnú frekvenciu, malo sínusovú vlnovú dĺžku a konštantnú fázu. V praxi existuje veľa faktorov, ktoré spôsobujú nestabilitu týchto parametrov. Hlavným dôvodom, ktorý vedie k zmene ukazovateľov kvality elektrickej energie, je samotná skutočnosť, že produkt je používaný zákazníkom. Tým sa odlišuje od bežných produktov.

Príčiny a dôsledky

Vyššia moc môže vážne poškodiť prevádzku elektrických sietí. Ak neberieme do úvahy prírodné katastrofy, poveternostné podmienky, politickú nestabilitu či úmyselné škody, tak hlavné dôvody ovplyvňujúce kvalitu, možno rozdeliť do dvoch kategórií:

1. Problémy s dodávateľmi.
2. Problémy súvisiace so zaťažením.

Oddelenie medzi nimi nie je úplné, pretože poruchy zariadenia v jednom systéme môžu poškodiť alebo zničiť druhý. Napríklad oblúk v továrenskej peci môže pri zapnutí spôsobiť krátkodobý pokles napätia u susedných používateľov. Najčastejšie problémy spojené špecificky s výrobou a prenosom elektriny spotrebiteľom sú spôsobené najmä búrkami, poruchami zariadení, poruchami distribučnej siete, údržbovými prácami a prepínanie.

​Na strane spotrebiteľa sú najbežnejšie záťaže z ťažkých odpaľovacích zariadení a elektrického šumu. Hlavnými zdrojmi problémov sú:

• veľké motory;
• zváracie jednotky;
• lekárske vybavenie, ako je zobrazovanie magnetickou rezonanciou a röntgenové prístroje;
• osvetľovacie predradníky;
• nabíjacie zariadenie;
• neprerušiteľné zdroje napájania.

Najdôležitejším ukazovateľom elektrickej energie pre užívateľa je napäťová spojitosť. Existuje mnoho oblastí ľudskej činnosti, v ktorých je prerušenie dodávky energie spojené s nezvratným dôsledky, napríklad technologické linky pracujúce v nepretržitom cykle, zdravotnícke zariadenia. Pre takýchto spotrebiteľov môže aj krátke prerušenie dodávky elektrickej energie viesť k značným ekonomickým škodám. V iných prípadoch môže nedostatok blízkosti skutočného signálu k ideálu spôsobiť:

• porucha alebo porucha zariadenia;
• prehrievanie strojov (transformátory, motory atď.);
• zníženie životnosti zariadenia;
• poškodenie citlivých zariadení;
• rušenie komunikácie;
• zvyšovanie strát v distribučnej sústave;
• blikajúce osvetlenie.

Staré mechanické zariadenia z minulého storočia sú dostatočne spoľahlivé na to, aby odolali malým zmenám napätia bez ovplyvnenia jeho prevádzky. Technologický pokrok v spotrebnej a priemyselnej elektronike v posledných rokoch vyústil do vznik veľkého parku inteligentných zariadení fungujúcich prostredníctvom striedavých meničov v konštantný.

Tieto zariadenia sú nielen veľmi citlivé na odchýlky parametrov napätia od ideálu, ale samy o sebe sú zdrojom problémov pre ostatné zariadenia, vytvárajúce harmonické v sieti.

Spôsoby, ako zlepšiť kvalitu

Existuje mnoho dostupných metód, ktoré pomáhajú bojovať proti problémom spojeným so zlou kvalitou energie. Najväčšou výzvou pre spotrebiteľov zvyčajne nie je poškodenie fyzického zariadenia, ale znížená produktivita a nákladné prestoje. Podobne ako pri chorobách je oveľa jednoduchšie a lacnejšie chorobe predchádzať, ako ju diagnostikovať a liečiť. Niektoré riešenia, ktoré pomôžu minimalizovať problémy:

1. Inštalácia harmonických filtrov. Filtračné charakteristiky musia byť starostlivo prispôsobené každému špecifickému zariadeniu.
2. Oddelenie citlivých elektronických záťaží. Vyhradené obvody znamenajú oddelené fázové a nulové obvody a samostatné uzemnenie.
3. Obmedzenie počtu zásuviek v okruhu. To minimalizuje pokles napätia a interoperabilitu zariadení.
4. Použitie kovových obrazoviek. Správne uzemnené potrubia poskytujú spoľahlivé tienenie.
5. Vysoko kvalitná ochrana pred bleskom.
6. Inštalácia zariadení na ochranu proti prepätiu. Prepäťová ochrana je jednou z najlacnejších metód ochrany vášho zariadenia.
7. Inštalácia zdroja neprerušiteľného napájania. Nielenže udržiava zariadenie v chode počas výpadkov prúdu, ale chráni aj pred prepätím.

Predbežné dôkladné vyšetrenie porušenia parametrov dodávky energie a identifikácia ich príčin nebude nikdy zbytočná. V zložitých prípadoch sa odporúča odborná technická pomoc.

Dá sa povedať, že v poslednom desaťročí sa problémy s napájaním zo strany spotrebiteľov vyostrili, hoci kvalita systémov sieťového napájania vo svete sa zásadne nezmenila. Zmena spočíva v tom, že moderná spoločnosť sa stala hlavným konzumentom inteligentnej elektroniky. Nové technológie zhoršili problémy s dodávkami energie, ktoré vždy existovali.