Разработка автоматизированной системы выявления объектов, оказывающих негативное влияние на качество электроэнергии

В современном мире электрическая энергия является товарной продукцией. Поэтому электрическая энергия должна должна обладать соответствующим качеством, представляющим собой степень соответствия определенных характеристик электроэнергии в точках передачи электрической энергии пользователям электрических сетей разных классов напряжения. В настоящее время проблема качества электроэнергии выходит на новый, более высокий уровень. Это происходит вследствие изменений, происходящих как в электроэнергетике, так и в электрических сетях потребителей. Появление новых электроприемников с нелинейными характеристиками, в том числе и различными электронными преобразователями; возрастающее применение цифровых устройств; бурное развитие нетрадиционной энергетики, а также внедрение установок распределенной генерации сопровождается снижением качества электроэнергии. Известны оценки ущерба от низкого качества электроэнергии, поэтому обеспечение контроля качества электроэнергии и выявление объектов, негативно влияющих на качество электроэнергии, является важной задачей, стоящей как перед электроэнергетическими предприятиями, так и перед потребителями электроэнергии. Эта задача усложняется тем, что согласно ГОСТ 32144-2013 измерение определенных характеристик электроэнергии или показателей качества электроэнергии должно производиться в точке передачи электрической энергии от системы электроснабжения потребителю. Приборы, выпускающиеся промышленностью для измерений значений показателей качества электроэнергии, позволяют определить величины показателей качества электроэнергии. Но применение данных приборов не позволяет определить, почему же происходит нарушение качества электроэнергии, какой именно объект снижает качество электроэнергии и где он находится – в системе электроснабжения или же в составе потребителя. К точке передачи электрической энергии в общем случае могут быть подключенными несколько потребителей, и для всех них численные значения характеристик электроэнергии или показатели качества электроэнергии будут одинаковыми. Но при этом влияние каждого из потребителей на снижение качества электроэнергии, например, возникновением несимметрии напряжений в трехфазной системе, может быть различным. В действующих системах электроснабжения к точкам передачи электрической энергии, например, секциям шин напряжением 0,4 кВ трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ, в общем случае могут подключаться несколько потребителей электрической энергии. Данные потребители и сети системы электроснабжения являются потенциальными источниками несимметрии напряжений в той или иной мере, но при этом значения показателей качества электроэнергии в точках передачи для них будут одинаковыми. Эта ситуация служит основанием для возникновения взаимных претензий потребителей и энергоснабжающих организаций друг к другу, но при этом настоящая причина возникновения несимметрии напряжений и возможного нарушения качества электроэнергии остается неясной. Важность проблемы контроля качества электроэнергии подтверждается принятием Электроэнергетического Совета СНГ "Методики контроля качества электрической энергии, перемещаемой по межгосударственным линиям электропередачи, и определения источника нарушений (искажений) показателей качества электрической энергии". Таким образом, выявление объектов, создающих нарушения качества электроэнергии, и определение их хотя бы примерного расположения – в системах электроснабжения или в составе потребителей представляет собой актуальную задачу, как с технической, так и с экономической точки зрения, что, безусловно, подчеркивает актуальность темы данной работы. Сегодня в электроэнергетике быстрыми темпами происходит внедрение информационно-измерительных комплексов и приборов, обеспечивающих сбор, обработку, хранение и передачу данных по режимам работы, как систем электроснабжения, так и потребителей электроэнергии, например, цифровые счетчики электроэнергии. Такие комплексы и приборы, так же как и специализированные приборы измерения показателей качества электроэнергии, не позволяют в полной мере осуществлять локализацию объектов, вызывающих нарушения качества электроэнергии. Показатели качества электроэнергии установлены для напряжения. Чтобы определить, хотя бы приближенно, расположение объекта, снижающего качество электроэнергии, необходимо иметь дополнительную информацию, в простейшем случае о токах и фазах токов относительно напряжения в точке передачи электрической энергии. Наличие такой информации уже позволит судить, где же происходит нарушение качества электроэнергии – в системе электроснабжения или же в электрических сетях потребителей. Для измерения качества электроэнергии и поиска объектов, снижающих качество электроэнергии, в случае выхода показателей качества электроэнергии из установленных пределов, необходимо использовать специальный аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий не только измерение показателей качества электроэнергии, но и при необходимости определение хотя бы и приближенно, местоположения объектов, создающих нарушения качества электроэнергии. Таким образом, определение слабых мест в системах электроснабжения и электрических сетях потребителей с точки зрения обеспечения качества электроэнергии является важной задачей, как с технической точки зрения, так и с экономической, что подчеркивает актуальность данной работы.