Характер нагрузки потребителя электрической энергии виды

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

От электрических сетей в сельских районах обычно питается большое число разнообразных потребителей электрической энергии, под которыми понимают приемник или группу приемников электрической энергии, объединенных технологическим процессом и размещенных на определенной территории. Приемником электрической энергии (электроприемником), в свою очередь, называют аппарат, агрегат или механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в энергию другого вида.

В сельских районах находятся следующие потребители электрической энергии:

• жилые дома рабочих и служащих в населенных пунктах, фермерские хозяйства;
• больницы, школы, клубы, магазины, пекарни, прачечные и другие предприятия, обслуживающие население;
• производственные потребители хозяйств (животноводческие фермы, зерноочистительные пункты, теплицы, хранилища сельскохозяйственной продукции, мельницы, гаражи, котельные и т. п.);
• предприятия агропромышленного комплекса, хлебоприемные пункты, предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции (молокозаводы, консервные заводы, мясокомбинаты и т. п.);
• прочие потребители, в числе которых могут быть промышленные предприятия.

В особую группу должны быть выделены крупные предприятия по производству сельскохозяйственной продукции на промышленной основе, в первую очередь животноводческие комплексы, птицефабрики и тепличные комбинаты. Схемы их электроснабжения отличаются от типовых схем в районах рассредоточенной нагрузки сельскохозяйственных потребителей и приближаются к соответствующим схемам для промышленных предприятий.

Для проектирования электрических линий, подстанций и станций необходимо знать нагрузки отдельных электроприемников и их групп.

Электрическая нагрузка в сельском хозяйстве, как и в других отраслях народного хозяйства, — величина непрерывно изменяющаяся: одни потребители включаются, другие отключаются. Мощность, потребляемая включенными электроприемниками, например электродвигателями, также уменьшается или увеличивается с изменением загрузки приводимых в действие рабочих машин. Кроме того, с течением времени общая электрическая нагрузка непрерывно увеличивается, так как растет степень электрификация сельскохозяйственного производства и быта сельского населения.

Эти изменения, как правило, носят случайный характер, однако они подчиняются вероятностным законам, которые могут быть установлены с той большей точностью, чем больше опытных данных было использовано при их определении.

Таким образом, обстоятельное изучение электрических нагрузок в сельском хозяйстве — сложная самостоятельная задача. В данном курсе эту задачу рассматривают частично и сводят в первую очередь к определению расчетных нагрузок, т. е. наибольших значений полной мощности на вводе к потребителю или в электрической сети за промежуток времени 0,5 ч в конце расчетного периода. Различают дневной Sa и вечерний SB максимум нагрузок потребителя или группы потребителей.

За расчетный период принимают время, истекшее с момента ввода установки в эксплуатацию до достижения нагрузкой расчетного значения. В сельских электроустановках продолжительность такого периода принимают равной 5. 10 годам. Необходимо также знать коэффициент мощности расчетных нагрузок.

Для распространенных в сельском хозяйстве электроприемников показатели нагрузки определяют по нормативам, приведенным далее. При составлении типовых проектов и определении нагрузок, данные по которым отсутствуют в типовой методике, используют реальные графики электрической нагрузки.

Графиком нагрузки называют зависимость активной Р, реактивной Q или полной S мощности нагрузки от времени. Графики нагрузки могут быть суточными и годовыми.

В большинстве случаев в разные периоды года суточные графики нагрузки отличаются один относительно другого. Особенно значительно изменяется в средних и северных широтах осветительная нагрузка вследствие изменения продолжительности светового дня. При расчетах часто ограничиваются двумя характерными суточными графиками для зимнего (рис. 3.1, а) и летнего (рис. 3.1,6) дней. Годовой график (рис. 3.2, а) — это изменение по месяцам года максимальной получасовой нагрузки. Он характеризует колебания расчетной мощности объекта в течение года.

Для практических целей удобен годовой график нагрузки по продолжительности (рис. 3.2, б). На этом графике по оси абсцисс откладывают время (в году 8760 ч), а по оси ординат — минимальную нагрузку, которая соответствует этому времени. Годовой график по продолжительности составляют на основе суточных графиков за все дни года.

С достаточной точностью годовой график по продолжительности можно построить, пользуясь суточными графиками только для двух дней в году — зимнего и летнего. Делают это следующим образом. На рисунке 3.3, а показан суточный график нагрузки зимнего, а на рисунке 3.3, б — летнего дней. Проводят на графиках пунктирные прямые, соответствующие нагрузкам Р1 Р2. Р12. Для каждого суточного графика можно определить, сколько часов действует данная (или большая) нагрузка Р;.

Если теперь предположить, что сельские потребители в среднем в течение года работают 200 дней по зимнему и 165 дней по летнему графикам, то продолжительность действия нагрузок Р1 Р2, . Р12 и больших их в течение года находят так:

Откладывая соответствующие точки в системе координат Р, t и соединяя их, получаем годовой график по продолжительности (рис. 3.3, в). На этом графике Рср — средняя годовая мощность, которая равна количеству энергии W, переданной за год (т. е. площади годового графика по продолжительности), деленной на полное число часов в году — 8760.

По графикам нагрузки объекта можно найти все параметры, необходимые для проектирования системы электроснабжения.

Для определения расчетной нагрузки на графике берут участок, где в течение не менее получаса мощность наибольшая. В тех случаях, когда максимум нагрузки на графике длится менее получаса, эквивалентная мощность

Для того чтобы найти расчетную нагрузку, выраженную полной мощностью Sэкв, необходимо знать коэффициент мощности нагрузки cos Фэкв в период ее максимума:

Расчетную нагрузку определяют в дневное и вечернее время отдельно.

По годовому графику нагрузки объекта по продолжительности (рис. 3.4) можно определить время использования максимальной нагрузки Т как основание прямоугольника, равновеликого по площади фигуре ABCD, высота которого равна расчетной максимальной нагрузке. Очевидно,что время

Зная расчетную нагрузку и время использования максимальной нагрузки, легко найти энергию, потребляемую объектом в течение года:

Этот параметр необходимо знать при выполнении технико-экономических расчетов.

Очевидно, что чем больше значение Т, тем лучше используют электроснабжающую установку. В пределе при нагрузке, неизменной в течение всего года и равной расчетной, Т= 8760 ч. В сельском хозяйстве нагрузка в течение суток и года сильно меняется и обычно значение T находится в пределах от 900 до 3400 ч.

Для всякого потребителя электроэнергии характерна его установленная (или номинальная) мощность Sy„, указанная в паспорте электрической лампы, электродвигателя или другой установки. Учитывают также присоединенную мощность, т. е. мощность, которую потребляет из сети электроприемник при его полной загрузке. Для всех электроприемников, кроме электродвигателей, присоединенная мощность Snp равна установленной Руст.

При большом числе электроприемников они обычно одновременно не работают. Поэтому расчетную мощность на вводе в помещения определяют как арифметическую сумму присоединенных мощностей электроприемников, умноженную на коэффициент одновременности ка < 1. Коэффициентом одновременности называют отношение расчетной нагрузки группы из нескольких электроприемников к сумме их максимальных нагрузок.

При использовании точных способов определения нагрузок требуются значительное количество исходных данных и большой объем вычислительной работы. Поэтому на практике широко применяют приближенные методы, с помощью которых можно сравнительно быстро находить нужные значения с погрешностью, обычно не превышающей ±10 %. Следует отметить, что для многих задач большая точность и не требуется, так как средний интервал между ближайшими стандартными сечениями проводов или ступенями мощности трансформаторов более чем в 2 раза превышает ±10%.

На основании статистической обработки большого опытного материала разработаны методические указания по расчету электрических нагрузок в сетях 0,38. 110 кВ сельскохозяйственного назначения, а также программы для использования при расчетах на электронно-вычислительных машинах. Далее изложены основные теоретические положения и результаты этой методики.

Порядок заполнения заявок на технологическое присоединение

В заявке, направляемой заявителем (за исключением лиц, указанных в пунктах 12 – 14 Постановления от 27 декабря 2004 г. №861 «Об утверждении правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии . » (далее Правил)), должны быть в зависимости от конкретных условий указаны следующие сведения:

а) реквизиты заявителя (для юридических лиц — полное наименование и номер записи в Едином государственном реестре юридических лиц, для индивидуальных предпринимателей — номер записи в Едином государственном реестре индивидуальных предпринимателей и дата ее внесения в реестр, для физических лиц — фамилия, имя, отчество, серия, номер и дата выдачи паспорта или иного документа, удостоверяющего личность в соответствии с законодательством Российской Федерации);

б) наименование и место нахождения энергопринимающих устройств, которые необходимо присоединить к электрическим сетям сетевой организации;

в) место нахождения заявителя;

г) запрашиваемая максимальная мощность энергопринимающих устройств и их технические характеристики, количество, мощность генераторов и присоединяемых к сети трансформаторов;

д) количество точек присоединения с указанием технических параметров элементов энергопринимающих устройств;

ж) заявляемый характер нагрузки (для генераторов — возможная скорость набора или снижения нагрузки) и наличие нагрузок, искажающих форму кривой электрического тока и вызывающих несимметрию напряжения в точках присоединения;

з) величина и обоснование величины технологического минимума (для генераторов), технологической и аварийной брони (для потребителей электрической энергии);

з(1)) необходимость наличия технологической и (или) аварийной брони, определяемой в соответствии с требованиями пункта 14(2) настоящих Правил;

и) сроки проектирования и поэтапного введения в эксплуатацию энергопринимающих устройств (в том числе по этапам и очередям);

к) планируемое распределение максимальной мощности, сроков ввода, набора нагрузки и сведения о категории надежности электроснабжения при вводе энергопринимающих устройств по этапам и очередям;

л) наименование организации — субъекта розничного рынка, с которым заявитель намеревается заключить договор, обеспечивающий продажу электрической энергии (мощности) на розничном рынке, с указанием соответствующего вида договора в отношении энергопринимающих устройств, технологическое присоединение которых осуществляется, для передачи сетевой организацией такому субъекту в порядке, предусмотренном настоящими Правилами, копии договора и иных документов заявителя, предусмотренных пунктом 34 Основных положений функционирования розничных рынков электрической энергии (указывается в случае отсутствия заключенного договора энергоснабжения (купли-продажи (поставки) электрической энергии (мощности)) в отношении энергопринимающих устройств, технологическое присоединение которых осуществляется).

Графики электрических нагрузок

1. Общие положения

Электрическая нагрузка отдельных потребителей, а, следовательно, и суммарная их нагрузка, определяющая режим работы электростанций в энергосистеме, непрерывно меняется. Принято отражать этот факт графиком нагрузки, т. е. диаграммой изменения мощности (тока) электроустановки во времени.
По виду фиксируемого параметра различают графики активной Р, реактивной Q, полной (кажущейся) S мощностей и тока I электроустановки. Как правило, графики отражают изменение нагрузки за определенный период времени. По этому признаку их подразделяют на суточные (24 ч), сезонные, годовые и т. п.
По месту изучения или элементу энергосистемы, к которому они относятся, графики можно разделить на следующие группы:
1) графики нагрузки потребителей, определяемые на шинах подстанций;
2) сетевые графики нагрузки — на шинах районных и узловых подстанций;
3) графики нагрузки энергосистемы, характеризующие результирующую нагрузку энергосистемы;
4) графики нагрузки электростанций.
Графики нагрузки используют для анализа работы электроустановок, для проектирования системы электроснабжения, для составления прогнозов электропотребления, планирования ремонтов оборудования, а также в процессе эксплуатации для ведения нормального режима работы.

2. Суточные графики нагрузки потребителей

Фактический график нагрузки может быть получен с помощью регистрирующих приборов, которые фиксируют изменения соответствующего параметра во времени. Перспективный график нагрузки потребителей определяется в процессе проектирования. Для его построения надо располагать прежде всего сведениями об установленной мощности электроприемников, под которой понимают их суммарную номинальную мощность. Для активной нагрузки
Руст = ΣРном, Вт
Присоединенная мощность на шинах подстанции потребителей:
Рпр = ΣРном / (ηср.потр*ηср.сети)
где ηср.потр и ηср.сети— соответственно средние КПД электроустановок потребителей и местной сети при номинальной нагрузке.
В практике эксплуатации обычно действительная нагрузка потребителей меньше суммарной установленной мощности. Это обстоятельство учитывается коэффициентами одновременности ko и загрузки kз. Тогда выражение для максимальной нагрузки потребителя будет иметь вид:
РМАХ = kСпр*ΣРном, Вт
где kСпр — коэффициент спроса для рассматриваемой группы потребителей.
Коэффициенты спроса определяются на основании опыта эксплуатации однотипных потребителей и приводятся в справочной литературе. Средние значения коэффициентов спроса для некоторых промышленных потребителей приведены в табл. 1. Приведенное выше значение максимальной нагрузки является наибольшим в году и соответствует обычно периоду зимнего максимума нагрузки.
Кроме РМАХ, для построения графика необходимо знать характер изменения нагрузки потребителя во времени, который при проектировании обычно определяется по типовым графикам. Типовой график нагрузки строится по результатам исследования аналогичных действующих потребителей и приводится в справочной литературе в виде, показанном на рис. 1.а.
Для удобства расчетов график выполняется ступенчатым. Наибольшая возможная за сутки нагрузка принимается за 100%, а остальные ступени графика показывают относительное значение нагрузки для данного времени суток.
При известном Рмах можно перевести типовой график в график нагрузки данного потребителя, используя соотношение для каждой ступени графика:

где п, % — ордината соответствующей ступени типового графика, %.
На рис. 1.б показан график потребителя электроэнергии, полученной из типового (рис. 1.а) при РМАХ = 20 МВт.
Обычно для каждого потребителя дается несколько суточных графиков, которые характеризуют его работу в разное время года и в разные дни недели. Это — типовые графики зимних и летних суток для рабочих дней, график выходного дня и т. д. Основным является обычно зимний суточный график рабочего дня. Его максимальная нагрузка РМАХ принимается за 100%, и ординаты всех остальных графиков задаются в процентах именно этого значения (рис. 2.).
Таблица 1. Коэффициент спроса kcnp

Среднее значение коэффициента спроса kСпр

Черная металлургия:
доменный цех
мартеновский цех
установка непрерывной разливки стали
прокатные станы
машиностроение

Электрическая энергия и особенности ее производства и потребления

Электрическая энергия занимает главные позиции в промышленном оборудовании и бытовой технике благодаря таким свойствам, как возможность быстрого и эффективного преобразования в другие формы (механическую, тепловую, химическую, световую), а также экономичной транспортировки, т.е. передачи на большие расстояния. Указанные свойства привели к широкому использованию электроэнергии в промышленном производстве, электрических и электронных средствах автоматизации, а также в многочисленных бытовых приборах.

На пути от производства до использования электрическая энергия претерпевает ряд преобразований. Совокупность оборудования, осуществляющего превращение энергетических ресурсов в доступную потребителю электроэнергию, называют электроэнергетической системой. В процессе создания и использования электроэнергии можно выделить ряд стадий:

• • производство, т.е. преобразование в электрическую других форм энергии (механической, химической, тепловой);
• • изменение параметров электроэнергии для обеспечения передачи на расстояние;
• • транспорт (передача в пространстве);
• • преобразование значений токов и напряжений к уровням пользователей и распределение между потребителями;
• • использование в промышленных и бытовых установках и приборах.

Созданы и эксплуатируются различные типы электроэнергетических систем (рис. 23.1).

В соответствии с организацией производства и обеспечения энергией пользователей можно выделить индивидуальные (децентрализованные) и общие (централизованные) электроэнергетические системы.

Индивидуальное электроснабжение предусматривает наличие собственного источника и генератора электроэнергии для каждого потребителя. Оно имеет разное назначение — от обеспечения электроэнергией отдельного прибора или потребителя до резервных систем электроснабжения важных объектов. Мощности подобных электросетей лежат в весьма широких пределах. Используемые источники энергии также отличаются многообразием. В таких системах нашли применение разные виды возобновляемых источников. Основные трудности создания и эксплуатации индивидуальных электросетей заключаются в обеспечении стабильности и надежности их функционирования при изменении нагрузки и вариации параметров источников.

Рис. 23.1. Виды электроэнергетических систем

Централизованные энергетические системы предназначены для обеспечения электроэнергией пользователей значительной по площади территориальной зоны. Эти системы могут представлять собой местные (локальные) электросети или строиться по принципу глобального обеспечения электроэнергией огромных территорий.

Основным требованием к системе электроснабжения является высокая надежность постоянного обеспечения электроэнергией потребителей при заданных внешних воздействиях и условиях эксплуатации. Сложности реализации сформулированной цели связаны с одной из главных особенностей электрической энергии, состоящей в совпадении во времени процессов ее производства, передачи и потребления. Это обусловлено отсутствием достаточно мощных накопителей (аккумуляторов) электрической энергии.

Химические аккумуляторы применяются только в системах индивидуального электроснабжения в качестве резервного электропитания. Существуют разработки гидроаккумулирующих станций, в которых излишки электроэнергии используются для пополнения запаса воды в специальном бассейне. Такие станции занимают значительные площади, и их применение является скорее исключением, чем правилом.

Потребление электроэнергии, определяющее характер и значение нагрузки, весьма неравномерно и зависит от времени и местоположения пользователя. Вариант решения проблемы непрерывного снабжения электроэнергией пользователей посредством производства такого количества, которое перекрывает максимальные значения, наряду с явной экономической нецелесообразностью наталкивается на серьезные технические трудности, обусловленные необходимостью расходования излишков производимой энергии в интервалы снижения потребления.

С целью исключения подобных режимов в рамках энергосистемы необходимо осуществлять управление в структуре производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии (рис. 23.2).

Процесс генерации, передачи и потребления электроэнергии и в рамках энергосистемы осуществляется с помощью единого управления производством, передачей, распределением и использованием электрической энергии множеством потребителей Щ. Пд-. Автоматические системы управления энергетическими системами должны обладать высокой точностью и быстродействием. Качество управления во многом зависит от описания объектов, т.е. электрических станций, совокупности различных преобразователей и нагрузки.

Получение электроэнергии из энергоносителей осуществляют предприятия, называемые электрическими станциями. Из всех

Рис. 23.2. Общая структура электроэнергетической системы

возможных энергетических ресурсов, которые эффективно используются в глобальных системах, преобладают гидроэнергия рек, химическая энергия органического топлива и ядерная энергия.

Наибольшее распространение получили тепловые электрические станции (ТЭС), использующие энергию органических видов топлива: нефти, газа, угля, торфа. В процессе функционирования ТЭС происходит ряд преобразований химической энергии топлива в электрическую энергию. Энергия сжигаемого в котле (парогенераторе) топлива переходит в тепловую энергию водяного пара, который с помощью турбины вращает вал электромеханического генератора. Каждая ступень преобразования энергии вносит свои потери в общий КПД, результирующее значение которого составляет примерно 30%. Прошедший турбину пар обладает тепловой энергией, которая используется потребителем. Таким образом, совместно с электрической ТЭС вырабатывает тепловую энергию. Преимущество тепловых станций заключается в возможности их построения в непосредственной близости к потребителям электрической и тепловой энергии. Очевидно, что для обеспечения работы ТЭС требуется транспортировка топлива к месту выработки электроэнергии.

Высокой технической эффективностью преобразования энергии обладают гидроэлектрические станции (ГЭС), у которых КПД приближается к 90%. Работа ГЭС основана на использовании есте- ственных энергетических ресурсов рек (механической энергии движущихся водных потоков). Для концентрации энергии в месте установления электростанции на реке сооружаются плотина и водохранилище, создающие постоянный напор воды, который обеспечивает вращение вала турбины. Выработанную электроэнергию необходимо преобразовать (трансформировать) в форму, пригодную для доставки потребителю.

На атомных электростанциях (АЭС) в ядерном реакторе происходит цепная реакция деления ядер топлива для осуществления процесса превращение ядерной энергии в тепловую. Деление ядра сопровождается образованием осколков и испусканием свободных нейтронов, которые должны обладать достаточной энергией для поддержания реакции деления. Критическая масса требуемого в реакторе топлива составляет примерно 50 кг для чистого урана. В активную зону ядерного реактора загружается ядерное топливо в виде стержней, называемых тепловыделяющими элементами (твелами), и замедлитель нейтронов (например, графит). Через активную зону проходит теплоноситель (вода). Активная зона окружена отражающим материалом (свинец), нс дающим нейтронам вылетать за ее пределы. Вода, нагретая в активной зоне, из реактора поступает в парогенератор, где отдает полученное в активной зоне тепло воде второго контура. Охлажденная в парогенераторе вода первого контура возвращается в активную зону, создавая замкнутый цикл. Нагретая вода второго контура (превращенная в пар) используется для вращения вала паровой турбины, механическую энергию которого генератор преобразует в электрическую. Такой тип атомного реактора с двухконтурной системой циркуляции воды носит название водно-водяного реактора (ВВР). Для осуществления биологической защиты он окружен бетонным кожухом.

В качестве окончательного устройства промышленного производства электрической энергии применяют электрические машины, т.е. электромеханические преобразователи механического вращения вала в электрическое напряжение. На станциях электрическая энергия вырабатывается генераторами с номинальным напряжением 10—15 кВ. Выработанную электроэнергию необходимо доставить потребителю. Мощности и расстояния, на которые целесообразно транспортировать энергию с допустимым уровнем потерь, зависят от напряжения в линии электропередачи. Можно показать, что передачу электроэнергии на большие расстояния целесообразно осуществлять при высоких уровнях напряжений. Если в первом приближении предположить, что потери мощности в линии определяются сопротивлением линии г, то относительные потери можно оценить как АР/Р

rl/U. Таким образом, производящая часть электроэнергетической системы содержит электростанцию и преобразователь (трансформатор) напряжения.

На режим работы энергетической системы влияют ее структура и характер нагрузки, зависящие от вида пользователей. Промышленное производство непрерывно потребляет значительное количество электроэнергии в технологических процессах (электролиз, электротермия, обработка материалов, электропривод и т.н.). Сельское хозяйство (животноводство, мелиорация) отличается пиковым характером нагрузок при рассредоточенности потребителей на больших площадях. Электрический транспорт и освещение имеют весьма разветвленную систему энергоснабжения с периодическими колебаниями нагрузки в дневные и ночные часы. Телекоммуникационные системы, характеризуемые не слишком большими индивидуальными мощностями, вносят существенный вклад в потребление вследствие большого количества. Бытовые электроприборы, работающие при низких напряжениях (380/220 В), также создают существенные пиковые нагрузки из-за высокой массовости.

Нарушение баланса между генерируемым и потребляемым количеством электрической энергии приводит в первую очередь к снижению ее качества. С целью выравнивания нагрузок во времени и пространстве используют совокупности электрических сетей, объединяющих различных потребителей. Реализуется также принцип выравнивания нагрузки на различные агрегаты системы производства и потребления. Очевидно, что для правильной работы электроэнергетической системы необходимы контроль количества и качества произведенной электроэнергии и контроль расхода и качества потребляемой приемниками энергии. На основе полученных данных осуществляется управление процессами производства и потребления электроэнергии.

Структура энергосистемы зависит от оптимальных условий передачи, распределения и потребления электроэнергии. Отдельные энергосистемы могут быть объединены в единую электроэнергетическую систему страны или ряда стран. В результате образуется единая система потребителей, в которой могут быть сглажены пиковые нагрузки за счет перетоков энергии.

Контроль качества электрической энергии

5.1 Основные задачи и виды контроля качества электроэнергии

Основными задачами контроля КЭ являются:

В зависимости от целей, решаемых при контроле и анализе КЭ, измерения ПКЭ могут иметь четыре формы:

Диагностический контроль КЭ — основной целью диагностического контроля на границе раздела электрических сетей потребителя и энергоснабжающей организации является обнаружение “виновника” ухудшения КЭ, определение допустимого вклада в нарушение требований стандарта по каждому ПКЭ, включение их в договор энергоснабжения, нормализация КЭ.

Диагностический контроль должен осуществляться при выдаче и проверке выполнения технических условий на присоединение потребителя к электрической сети, при контроле договорных условий на электроснабжение, а также в тех случаях, когда необходимо определить долевой вклад в ухудшение КЭ группы потребителей, присоединенных к общему центру питания. Диагностический контроль должен быть периодическим и предусматривать кратковременные (не более одной недели) измерения ПКЭ. При диагностическом контроле измеряют как нормируемые, так и ненормируемые ПКЭ, а также токи и их гармонические и симметричные составляющие и соответствующие им потоки мощности.

Если результаты диагностического контроля КЭ подтверждают “виновность” потребителя в нарушении норм КЭ, то основной задачей энергоснабжающей организации совместно с потребителем является разработка и оценка возможностей и сроков выполнения мероприятий по нормализации КЭ. На период до реализации этих мероприятий на границе раздела электрических сетей потребителя и энергоснабжающей организации должны применяться оперативный контроль и коммерческий учет КЭ .

На следующих этапах диагностических измерений КЭ контрольными точками должны быть шины районных подстанций, к которым подключены кабельные линии потребителей. Эти точки представляют также интерес для контроля правильности работы устройств РПН трансформаторов, для сбора статистики и фиксации провалов напряжения и временных перенапряжений в электрической сети. Тем самым контролируется работа уже существующих средств обеспечения КЭ: синхронных компенсаторов, батарей статических конденсаторов и трансформаторов с устройствами РПН, обеспечивающих заданные диапазоны отклонений напряжения, а также работа средств защиты и автоматики в электрической сети.

Инспекционный контроль КЭ – осуществляется органами сертификации для получения информации о состоянии сертифицированной электроэнергии в электрических сетях энергоснабжающей организации, о соблюдении условий и правил применения сертификата, с целью подтверждения того, что КЭ в течение времени действия сертификата продолжает соответствовать установленным требованиям.

Оперативный контроль КЭ — необходим в условиях эксплуатации в точках электрической сети, где имеются и в ближайшей перспективе не могут быть устранены искажения напряжения. Оперативный контроль необходим в точках присоединения тяговых подстанций железнодорожного и городского электрифицированного транспорта, подстанций предприятий имеющих ЭП с нелинейными характеристиками. Результаты оперативного контроля должны поступать по каналам связи на диспетчерские пункты электрической сети энергоснабжающей организации и системы электроснабжения промышленного предприятия .

Коммерческий учет ПКЭ – должен осуществлятьсяна границе раздела электрических сетей потребителя и энергоснабжающей организации и по результатам его определяются скидки (надбавки) к тарифам на электроэнергию за ее качество.

Правовой и методической базой обеспечения коммерческого учета КЭ в электрических сетях являются Гражданский кодекс Российской Федерации (ГК РФ), ч.2, ГОСТ 13109 – 97, Инструкция о порядке расчетов за электрическую и тепловую энергию (№449 от 28 декабря 1993г. Минюста РФ) .

Коммерческий учет КЭ должен непрерывно осуществляться в точках учета потребляемой электроэнергии как средство экономического воздействия на виновника ухудшения КЭ. Для этих целей должны применяться приборы, совмещающие в себе функции учета электроэнергии и измерения ее качества. Наличие в одном приборе функций учета электроэнергии и контроля ПКЭ позволит совместить оперативный контроль и коммерческий учет КЭ, при этом могут применяться общие каналы связи и средства обработки, отображения и документирования информации АСКУЭ .

Приборы коммерческого учета КЭ должны регистрировать относительное время превышения нормально и предельно допустимых значений ПКЭ в точке контроля электроэнергии за расчетный период, которые определяют надбавки к тарифам для виновников ухудшения КЭ.

5.2 Требования стандарта к контролю качества электроэнергии

Контроль за соблюдением требований стандарта энергоснабжающими организациями и потребителями электрической энергии должны осуществлять органы надзора и аккредитованные испытательные лаборатории по КЭ.

Контроль КЭ в точках общего присоединения потребителей электрической энергии к системам общего назначения проводят энергоснабжающие организации (точки контроля выбираются в соответствии с нормативными документами). Периодичность измерений ПКЭ:

Потребители электроэнергии, ухудшающие КЭ, должны проводить контроль в точках собственных сетей, ближайших к точкам общего присоединения указанных сетей к электрической сети общего назначения, а также на выводах приемников электрической энергии, искажающих КЭ.

Периодичность контроля КЭ устанавливает потребитель электрической энергии по согласованию с энергоснабжающей организацией.

Контроль КЭ, отпускаемой тяговыми подстанциями переменного тока в электрические сети напряжением 6 – 35 кВ, следует проводить:

5.3 Скидки и надбавки к тарифу за качество электроэнергии

В п.1 ст. 542 ч.2 ГК РФ устанавливается: “качество подаваемой энергоснабжающей организацией энергии должно соответствовать требованиям, установленным государственными стандартами и иными обязательными правилами, или предусмотренным договором энергоснабжения”.

Для обеспечения норм стандарта в точках общего присоединения допускается устанавливать в договорах энергоснабжения с потребителями – “виновниками” ухудшения КЭ, более жесткие нормы (с меньшими диапазонами изменения соответствующих показателей КЭ), чем установлены в стандарте, которые потребители обязаны поддерживать на границе раздела балансовой принадлежности электрических сетей.

В случае нарушения энергоснабжающей организацией требований, предъявляемых к КЭ, абонент вправе доказывать размер ущерба и взыскивать его с энергоснабжающей организации по правилам ст.547 ГК РФ. Вместе с тем, учитывая, что абонент все-таки использовал энергию ненадлежащего качества, он должен оплатить ее, но по соразмерно уменьшенной цене (п.2. ст.542 ГК РФ).

Очевидно, что нарушения могут быть взаимными и по разным ПКЭ. Сторона, виновная в снижении КЭ, определяется в соответствии с Правилами применения скидок и надбавок к тарифам за качество электроэнергии.

Инструкция о порядке расчетов за электрическую и тепловую энергию в разделе 4 “Скидки (надбавки) к тарифу за качество электроэнергии” устанавливает штрафные санкции к виновнику ухудшения КЭ.

Механизм штрафных санкций, установленных Инструкцией распространяется не на все ПКЭ, а на те, численные значения, нормы которых есть в стандарте:

установившееся отклонение напряжения;

Из перечисленных ПКЭ коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения и коэффициенты гармонических составляющих напряжения отражают одно и то же явление – несинусоидальность. Причем отражает все гармоники в сумме, а – каждую из 40 гармоник в отдельности. Поэтому в Инструкции применяют скидки (надбавки) по суммарному воздействию, (коэффициенту ), к тому же надо принять во внимание, что скидки (надбавки) по отдельным ПКЭ складываются. Поэтому показатель в Инструкцию не включен. Не включена в скидки (надбавки) и длительность провала напряжения, так как объем санкций по перечисленным ПКЭ зависит от суммарной продолжительности отпуска электрической энергии пониженного качества за месяц, а в части провалов напряжения нормируется длительность одного провала без нормирования их количества.

Скидки (надбавки) за качество электрической энергии применяются при расчётах со всеми потребителями.

Значение скидки (надбавки) зависит:

Конкретное значение скидки (надбавки) в зависимости от степени нарушения указанных факторов может быть от 0,2 до 10 % тарифа на электроэнергию.

Оплата по тарифу со скидкой (надбавкой) за КЭ производится за весь объем электрической энергии, отпущенной (потребленной) в расчетный период. Если в нарушении виновна энергоснабжающая организация, штрафная санкция реализуется в виде скидки с тарифа, если виновен потребитель, – в виде надбавки.

За недопустимые отклонения напряжения и частоты предусмотрена односторонняя ответственность энергоснабжающей организации. За отклонение напряжения энергоснабжающая организация несет ответственность перед потребителем в случае, если абонент не превышает технических пределов потребления и генерации реактивной мощности .

Ответственность за нарушение норм по четырем остальным ПКЭ возлагается на виновника ухудшения КЭ. Виновник определяется на основе сопоставления включенного в договор допустимого вклада в значение рассматриваемого ПКЭ в точке контроля с фактическим вкладом, определяемым путем измерений.

Характер нагрузки потребителя электрической энергии виды

Передача электрической энергии

Недискриминационный доступ к услугам по передаче электрической энергии предусматривает обеспечение равных условий предоставления указанных услуг их потребителям независимо от организационно-правовой формы и правовых отношений с лицом, оказывающим эти услуги.

Потребителями услуг по передаче электрической энергии являются лица, владеющие на праве собственности или на ином законном основании энергопринимающими устройствами и (или) объектами электроэнергетики, технологически присоединенные в установленном порядке к электрической сети (в том числе опосредованно) субъекты оптового рынка электрической энергии, осуществляющие экспорт (импорт) электрической энергии, а также энергосбытовые организации и гарантирующие поставщики в интересах обслуживаемых ими потребителей электрической энергии.

Услуги по передаче электрической энергии — комплекс организационно и технологически связанных действий, обеспечивающих передачу электрической энергии через технические устройства электрических сетей в соответствии с техническими регламентами. Услуги по передаче электрической энергии предоставляются сетевой организацией на основании договора о возмездном оказании услуг по передаче электрической энергии.

Технологическое присоединение — это процедура присоединения энергопринимающих устройств (энергетических установок) потребителя к электрическим сетям сетевой организации, необходимая юридическим и физическим лицам, желающим получить возможность энергоснабжения: вновь построенных объектов; объектов уже подключенных к электрической сети, но нуждающихся в увеличении потребляемой мощности, а также объектов, ранее присоединенных, в отношении которых изменяются категория надежности, виды производственной деятельности, не влекущие пересмотр величины присоединенной мощности, но изменяющие схему внешнего электроснабжения таких энергопринимающих устройств.

Процедура технологического присоединения включает в себя комплекс мероприятий:

— Подача заявки на технологическое присоединение (Заявка может быть подана в сетевую организацию заявителем лично, либо через уполномоченного представителя (на основании доверенности), направлена письмом, также на адрес электронной почты: tek.ooo@inbox.ru, кроме того посредством данного официального сайта через сервис личного кабинета (необходимо пройти процедуру регистрации на сайте);

В заявке, направляемой заявителем, должны быть в зависимости от конкретных условий указаны следующие сведения:
а) реквизиты заявителя (для юридических лиц — полное наименование и номер записи в Едином государственном реестре юридических лиц, для индивидуальных предпринимателей — номер записи в Едином государственном реестре индивидуальных предпринимателей и дата ее внесения в реестр, для физических лиц — фамилия, имя, отчество, серия, номер и дата выдачи паспорта или иного документа, удостоверяющего личность в соответствии с законодательством Российской Федерации);
б) наименование и место нахождения энергопринимающих устройств, которые необходимо присоединить к электрическим сетям сетевой организации;
в) место нахождения заявителя;
г) запрашиваемая максимальная мощность энергопринимающих устройств и их технические характеристики, количество, мощность генераторов и присоединяемых к сети трансформаторов;
д) количество точек присоединения с указанием технических параметров элементов энергопринимающих устройств;
е) заявляемая категория надежности энергопринимающих устройств;
ж) заявляемый характер нагрузки и наличие нагрузок, искажающих форму кривой электрического тока и вызывающих несимметрию напряжения в точках присоединения;
з) величина и обоснование величины технологического минимума (для генераторов), технологической и аварийной брони (для потребителей электрической энергии);
з.1) необходимость наличия технологической и (или) аварийной брони, определяемой в соответствии с законодательством РФ;
и) сроки проектирования и поэтапного введения в эксплуатацию энергопринимающих устройств (в том числе по этапам и очередям);
к) планируемое распределение максимальной мощности, сроков ввода, набора нагрузки и сведения о категории надежности электроснабжения при вводе энергопринимающих устройств по этапам и очередям;
л) наименование субъекта розничного рынка, с которым заявитель намеревается заключить договор, обеспечивающий продажу электрической энергии (мощности) на розничном рынке, и вид такого договора (договор энергоснабжения или купли-продажи (поставки) электрической энергии (мощности)). В случае наличия у заявителя договора, обеспечивающего продажу электрической энергии (мощности) на розничном рынке, в рамках которого заявителем предполагается осуществление энергоснабжения энергопринимающих устройств, в отношении которых подается заявка, в заявке указываются наименование субъекта розничного рынка, номер и дата указанного договора.

— Заключение договора об осуществлении технологического присоединения;
— Выполнение сторонами договора мероприятий, предусмотренных договором;
— Получение разрешения уполномоченного федерального органа исполнительной власти по технологическому надзору на допуск в эксплуатацию объектов заявителя;
— Фактическое присоединение энергопринимающих устройств потребителя к электрической сети сетевой организации;
— Составление акта о технологическом присоединении и акта разграничения балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности.

Типовые формы документов для технологического присоединения к электрическим сетям ООО «ТЭК»

Активная, реактивная, неактивная и полная мощность электрического тока

Активная, реактивная, неактивная и полная мощность электрического тока

Мощность
Мощность определяется работой, совершаемой в одну секунду (характеризует насколько быстро совершается работа).
Электрическая мощность есть расход электрической энергии в одну секунду.
Электрическая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.
Протекание тока в электрической цепи сопровождается потреблением электроэнергии от источников, скорость потребления энергии характеризуется мощностью.
Работой электрического тока называют превращение его энергии в какую-либо другую энергию, например в тепловую, световую, механическую. Работоспособность тока оценивается по его мощности, обозначаемой буквой P, в международной системе W.
Мгновенная мощность — произведение мгновенных значений напряжения U и силы тока I на участке электрической цепи.
P=U*I
В большинстве случаев речь идет о некой усредненной мощности, которая получается интегрированием (похоже на вычисление площади) мгновенной мощности в течение периода.
Чаще всего речь идет о мощности потребляемой устройством, а для источников энергии указывается их выходная мощность — мощность которую они могут отдать потребителю (нагрузке).

Активная мощность
Активная мощность — среднее значение мгновенной мощности за период.
Мощность цепи имеющей только активные сопротивления (нагрузку) называется активной мощностью.
Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную-только ту которая не вернется в источник).
Активная мощность характеризует необратимый (безвозвратный) расход энергии тока.

Необратимый расход энергии (активная мощность) может уйти как на потери (нагрев проводов и изоляторов), так и на пользу: полезный нагрев, преобразование в другие виды энергии (совершение работы), излучение радиопередатчика, передача в другую цепь и т.п.
При однофазном синусоидальном токе и напряжении (тот ток, который мы можем получить дома из электрической розетки, подключив к ней лампу накаливания):
P=U*I*cos &#966, где &#966 — угол сдвига фаз между током и напряжением, cos &#966 — коэффициент мощности — показывает какую долю полной мощности составляет активная мощность.
Единица активной мощности — Вт (ватт); международное W.

В цепях постоянного тока значение мгновенной и средней мощности за промежуток времени совпадают, понятие реактивной мощности отсутствует. В цепях переменного тока так происходит, если нагрузка чисто активная (электронагреватель, утюг, лампа накаливания). При такой нагрузке напряжения и фаза тока совпадают и почти вся мощность передается в нагрузку.

Реактивная мощность (Q)
Физический смысл реактивной мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду. Она характеризует реактивную энергию — энергию не расходующуюся безвозвратно, а лишь временно запасающуюся в магнитном поле. Реактивная мощность характеризует энергию, совершающую колебания между источником и реактивным (индуктивным и/или емкостным) участком цепи без ее преобразования.
Измеряется вольт-амперами реактивными (вар или международное: var).

Q=U*I*sin &#966, где &#966 — угол сдвига фаз между током и напряжением,

Если нагрузка индуктивная (трансформаторы, электродвигатели, дроссели, электромагниты), ток отстает по фазе от напряжения, если нагрузка емкостная (различные электронные устройства — конденсатор как накопитель энергии в импульсном блоке питания), то ток по фазе опережает напряжение. Поскольку ток и напряжение не совпадают по фазе (реактивная нагрузка), то в нагрузку (потребителю) передается только часть мощности (полной мощности), которая могла бы быть передана в нагрузку, если бы сдвиг фаз был равен нулю (активная нагрузка).

Часть полной мощности, которую удалось передать в нагрузку за период переменного тока, называется активной мощностью. Она равна произведению действующих значений тока и напряжения на косинус угла сдвига фаз между ними (cos φ ).
Мощность, которая не была передана в нагрузку, а привела к потерям на нагрев и излучение, называется реактивной мощностью. Она равна произведению действующих значений тока и напряжения на синус угла сдвига фаз между ними (sin &#966 ).

Несмотря на то, что реактивная энергия переносится от источника к реактивной нагрузке и обратно (дважды за период, каждую четверть периода меняя направление), реактивный ток вызывает дополнительные потери энергии в активном сопротивлении проводов, соответственно энергии от источника берется больше, чем возвращается (потери не вернутся обратно в источник), следовательно генератор (трансформатор, источник бесперебойного питания и т.п.) следует брать большей мощности, а провода большего сечения.
В радиотехнике реактивная мощность может быть полезной (например колебательные контура).

Крупные предприятия генерируют большие реактивные токи, которые отрицательно сказываются на функционировании энергосистемы. По этой причине, для них проводится учет как активной, так и реактивной составляющей мощности. Для уменьшения генерации реактивных токов на предприятиях применяют установки компенсации реактивной мощности.

Неактивная мощность (пассивная мощность, N) — это мощность нелинейных искажений тока, равная корню квадратному из разности квадратов полной и активной мощностей в цепи переменного тока.
В цепи с синусоидальным напряжением неактивная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов реактивной мощности и мощностей высших гармоник тока.
При отсутствии высших гармоник неактивная мощность равна модулю реактивной мощности.
Под мощностью гармоники тока понимается произведение действующего значения силы тока данной гармоники на действующее значение напряжения.
Наличие нелинейных искажений тока в цепи означает нарушение пропорциональности между мгновенными значениями напряжения и силы тока, вызванное нелинейностью нагрузки, например когда нагрузка имеет импульсный характер.
При нелинейной нагрузке увеличивается кажущаяся (полная) мощность в цепи за счёт мощности нелинейных искажений тока, которая не принимает участия в совершении работы.
Мощность нелинейных искажений не является активной и включает в себя как реактивную мощность, так и мощность прочих искажений тока.
Неактивная мощность состоит из составляющих (например мощность искажения)
Данная физическая величина имеет размерность мощности, поэтому в качестве единицы измерения неактивной мощности можно использовать В∙А (вольт-ампер) или вар (вольт-ампер реактивный).

Полная мощность
Полная мощность (S) равна напряжению умноженному на ток, соответственно измеряется в Вольт-амперах (ВА, или международное VA).
При линейной нагрузке полная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной мощности.
При нелинейной нагрузке (например импульсные блоки питания без корректора коэффициента мощности) полная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов активной и неактивной мощности.

Практической единицей измерения электрической энергии является киловатт-час (кВт*ч), т.е. работа совершаемая при неизменной мощности (1 кВт) в течение 1 часа. Внесистемная единица измерения количества произведенной или потреблённой энергии, а также выполненной работы. Используется преимущественно для измерения потребления электроэнергии в быту и производстве, для измерения выработки электроэнергии в электроэнергетике.

Счетчик в квартире считает активную мощность.