СТАТИСТИЧЕСКАЯ  ОЦЕНКА  КАЧЕСТВА  ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ  ЭНЕРГИИ

Лютаревич  Александр  Геннадьевич

канд.  техн.  наук,  доцент 
Омского  государственного  технического  университета,

РФ,  г.  Омск

E-mail: 

Панкрац  Татьяна  Владимировна

магистрант  группы  ЭЭм-153,  
Омский  государственный  технический  университет,

РФ,  г.  Омск

E-mail: 

Бодимер  Виктория  Андреевна

магистрант  группы  ЭЭм-153, 
Омский  государственный  технический  университет,

РФ,  г.  Омск

E-mail: 

Юркова  Ирина  Сергеевна

магистрант  группы  ЭЭм-154, 
Омский  государственный  технический  университет,

РФ,  г.  Омск

Великий  Иван  Владиславович

аспирант, 
Омский  государственный  технический  университет,

РФ,  г.  Омск

STATISTICAL  ASSESSMENT  QUALITY  OF  ELECTRIC  ENERGY

Lyutarevich  Alexander

candidate  of  Technical  Sciences,  assistant  professor 
Omsk  State  Technical  University, 
Russia,  Omsk

Pankrats  Tatiana

undergraduate  of  EEm-153  group, 
Omsk  State  Technical  University, 
Russia,  Omsk

Bodimer  Victoria

undergraduate  of  EEm-153  group, 
Omsk  State  Technical  University, 
Russia,  Omsk

Yurkova  Irina

undergraduate  of  EEm-154  group, 
Omsk  State  Technical  University, 
Russia,  Omsk

Velikii  Ivan

graduate  student, 
Omsk  state  technical  university, 
Russia,  Omsk

АННОТАЦИЯ

Статистика  о  производстве  и  потреблении  энергетических  ресурсов  является  основополагающей  для  принятия  взвешенных  решений  в  области  энергетики.  В  результате  анализа  получены  выводы  о  том,  что  у  всех  групп  электроприёмников  закон  распределения  близок  к  нормальному,  а  построенные  диаграммы  размахов  дают  возможность  использовать  их  для  визуальной  оценки  разницы  между  результатами  экспериментов  по  каждой  из  исследуемых  групп  потребителей  электрической  энергии.

Результаты  работы  можно  использовать  для  выявления  закономерностей  между  характером  нагрузок  и  качеством  электрической  энергии,  а  также  его  прогнозирования.

ABSTRACT

The  statistics  about  production  and  consumption  of  energy  resources  is  fundamental  for  adoption  of  the  weighed  strategic  decisions  in  the  field  of  powerengineering.  As  a  result  of  the  analysis  of  pilot  studies  it  is  possible  to  draw  a  conclusion  that  at  all  groups  of  electroreceivers  the  law  of  distribution  is  close  to  normal,  and  the  constructed  charts  of  scopes  give  the  chance  to  use  them  for  a  visual  assessment  of  the  difference  between  results  of  experiments  on  each  of  the  studied  groups  of  consumers  of  electric  energy. 

Thus,  the  results  of  work  can  be  used  for  detection  of  regularities  between  character  of  loadings  and  quality  of  electric  energy,  as  well  ass  its  forecasting. 

Ключевые  слова:  мониторинг;  статистика;  решения;  качество;  обеспечение.

Keywords:  monitoring;  statistig;  decisions;  quality;  provision.

Корректная  статистическая  информация  об  основных  параметрах  электроэнергии  необходима  не  только  для  мониторинга  энергетической  ситуации,  но  и  для  оценки  вклада  в  качество  электроэнергии  при  подключении  новых  потребителей  в  точках  общего  присоединения.  Статистические  данные  о  показателях  качества  электроэнергии  —  являются  основополагающими  для  принятия  взвешенных  решений  в  области  энергетики.  Поэтому  важной  задачей  является  статистическая  оценка  качества  электроэнергии  в  точках  общего  присоединения  и  непосредственно  на  зажимах  электроприемников.

Статистическую  оценку  качества  электрической  энергии  будем  проводить  по  группам  потребителей  на  основе  данных,  полученных  Испытательной  лабораторией  по  качеству  электроэнергии  Омского  государственного  технического  университета.

Бытовые  потребители  (условно  назовем  их  потребителями  1  группы)

Многоквартирные  дома,  а  также  объекты  индивидуального  жилищного  строительства  насыщены  большим  количеством  различных  электроприёмников,  которые  условно  можно  разделить  на  две  группы:  электроприемники  жилых  помещений  и  электроприемники  общедомовых  нужд.

К  электроприёмникам  жилых  помещений  можно  отнести  осветительные  приборы  и  бытовые  электроприемники,  функциональное  назначение  которых  предполагает  использование  электроэнергии,  для  личных  и  домашних  нужд.

Электрическое  освещение  жилых  помещений  осуществляется  с  помощью  светильников  общего  и  местного  освещения  с  использование,  как  правило  люминесцентных  и  светодиодных  источников  света  (реже  ламп  накаливания).

Бытовые  электроприемники  по  назначению  разделяются  на  электротермию,  холодильные  установки  и  камеры,  хозяйственные  электроприемники,  а  также  культурно-бытовые  и  санитарно-гигиенические.

К  электроприёмникам  общедомовых  нужд  в  большинстве  случаев  относятся  силовые  электроустановки  и  система  искусственного  освещения.

Система  искусственного  освещения  общедомовых  нужд  осуществляется,  как  правило,  с  помощью  светильников  с  люминесцентными  лампами  и  лампати  накаливания  (реже  светодиодными  светильниками). 

К  силовым  электроустановкам  общедомовых  нужд  относятся  лифты,  электродвигатели  насосов  и  системы  вентиляции  и  др.  [3].

Бюджетные  организации  и  учреждения  (условно  назовем  их  потребителями  2  группы)

К  бюджетным  организациям  и  учреждениям  относятся:  дошкольные  учреждения,  учебные  заведения,  муниципальные  учреждения  управления  и  медицины,  кроме  того,  к  потребителям  данной  группы  можно  отнести  гостиницы,  проектные  и  конструкторские  организации,  учреждения  культуры  и  искусства,  спортивные  комплексы  и  др.

Все  электроприемники  потребителей  второй  группы  можно  разделить  на  две  группы:  силовые  электроприемники  и  система  искусственного  освещения. 

В  основных  помещениях  бюджетных  организаций  и  учреждений  используются,  как  правило,  светодиодные  светильники  и  светильники  с  люминесцентными  лампами.

К  силовым  электроприемникам  потребителей  второй  группы  относятся  механическое  оборудование,  электротермия,  холодильные  машины,  оборудование  подъемно-транспортного  назначения,  санитарно-технические  установки,  системы  приточно-вытяжной  вентиляции  и  кондиционирования  воздуха  и  другие  виды  различного  технологического  оборудования  [3].

Промышленные  предприятия  (условно  назовем  их  потребителями  3  группы)

Электрическая  нагрузка  потребителей  третьей  группы  зависит  от  вида  производства,  режима  рабочего  дня  и  числа  смен.  К  электроприёмникам  промышленных  силовых  установок  предприятий  относятся  электродвигатели  технологических  линий  и  установок,  системы  вентиляции  и  кондиционирования  воздуха  компрессорных  станций,  электроприводы  подъёмно-транспортных  установок  и  другие.  К  электроустановкам  вспомогательных  нужд  можно  отнести  противопожарные  системы,  системы  видеонаблюдения  и  сигнализации  и  т.  п.  Система  освещения  потребителей  третьей  группы,  как  правило,  включает  в  себя  светильники  с  натриевыми,  светодиодными  источниками  и  люминесцентными  лампами  [3].

В  результате  анализа  полученных  Испытательной  лабораторией  по  качеству  электроэнергии  ОмГТУ  экспериментальных  данных  для  исследования  качества  электрической  энергии  можно  сделать  вывод  о  том,  что  наиболее  часто  нарушаемыми  ПКЭ  являются  (рисунок  1):

·     медленные  изменеияе  напряжения;

·     коэффициент  несимметрии  напряжения  по  нулевой  последовательности;

·     коэффициент  искажения  синусоидальности  кривой  напряжения.

Именно  эти  показатели  выбираем  для  дальнейшего  исследования.

Рисунок  1.  Процентное  соотношение  нарушаемых  ПКЭ

Изменения  конфигурации  сети,  мощности  нагрузки  во  времени  являются  причиной  изменения  ПКЭ.  Таким  образом,  параметры  качества  электроэнергии  —  величины  случайные  и  их  обработка  должны  базироваться  на  вероятностно-статистических  методах.  Допустимые  значения  показателей  качества  электроэнергии,  а  также  методы  контроля  определяются  требованиями  действующих  стандартов  [1—2].

Наиболее  полную  характеристику  случайных  величин  дают  законы  их  распределения,  позволяющие  находить  вероятности  появления  тех  или  иных  значений  ПКЭ.

Опыт  эксплуатации  показывает  наличие  суточных,  недельных  и  более  длительных  циклов  изменения  отклонений  напряжения  во  времени.  Статистические  данные  подтверждают,  что  наиболее  точно  закон  распределения  отклонений  напряжения  в  электрических  сетях  может  быть  описан  с  помощью  нормального  закона  распределения,  которым  и  пользуются  в  практике  контроля  КЭ  [4—7].

Ниже  на  рисунках  представлены  законы  распределения  и  диаграммы  размаха  для  отдельных  групп  потребителей  по  отдельным  параметрам  качества  электроэнергии  (представлена  часть  результатов  исследования).

Рисунок  2.  Отклонение  напряжения  для  потребителей  1  группы

Рисунок  3.  Коэффициент  искажения  синусоидальности  кривой  напряжения  для  потребителей  1  группы

Рисунок  4.  Коэффициент  несимметрии  напряжения  по  нулевой  последовательности  для  потребителей  1  группы

Рисунок  5.  Отклонение  напряжения  для  потребителей  2  группы

Рисунок  6.  Коэффициент  искажения  синусоидальности  кривой  напряжения  для  потребителей  2  группы

Рисунок  7.  Коэффициент  несимметрии  напряжения  по  нулевой  последовательности  для  потребителей  2  группы

Рисунок  8.  Отклонение  напряжения  для  потребителей  3  группы

Рисунок  9.  Коэффициент  искажения  синусоидальности  кривой  напряжения  для  потребителей  3  группы

Рисунок  10.  Коэффициент  несимметрии  напряжения  по  нулевой  последовательности  для  потребителей  3  группы

Размах  для  каждой  группы  электроприёмников  колеблется  в  пределах  указанных  в  таблице  1.

Таблица  1. 

Пределы  размаха  исследуемых  параметров  электроэнергии

В  результате  анализа  экспериментальных  исследований  можно  сделать  вывод  о  том,  что  у  всех  трёх  групп  электроприёмников  закон  распределения  близок  к  нормальному,  а  построенные  диаграммы  размахов  дают  возможность  использовать  их  для  визуальной  оценки  разницы  между  результатами  экспериментов  по  каждой  из  исследуемых  групп  потребителей  электрической  энергии.  Визуально  анализируя  диаграммы  размаха,  можно  получить  представление  об  изменчивости  переменной.

Таким  образом,  результаты  работы  можно  использовать  для  выявления  закономерностей  между  характером  нагрузок  и  качеством  электрической  энергии,  а  также  его  прогнозирования.  Что,  в  последствие,  позволит  развить  теоретическую  базу  исследований  вопросов,  связанных  с  обеспечением  потребителей  электроэнергией  в  необходимом  количестве  и  требуемого  качества.

Список  литературы:

1. ГОСТ  32144–2013  «Электрическая  энергия.  Совместимость  технических  средств  электромагнитная.  Нормы  качества  электрической  энергии  в  системах  электроснабжения  общего  назначения».  —  М.:  Стандартинформ,  2014.  —  16  с.
2. ГОСТ  32145–2013  «Электрическая  энергия.  Совместимость  технических  средств  электромагнитная.  Контроль  качества  электрической  энергии  в  системах  электроснабжения  общего  назначения».  —  М.:  Стандартинформ,  2014.  —  28  с.
3. Грунин  В.К.  Основы  электроснабжения  городов:  учеб.пособие  /  В.К.  Грунин,  В.А.  Ощепков,  Д.С.  Осипов,  А.Г.  Лютаревич,  Д.Г.  Сафонов,  Е.В.  Петрова,  под  общ.  ред.  В.К.  Грунина.  —  Омск:  Изд-во  ОмГТУ,  2012.  —  141  с.
4. Жежеленко  И.В.  Показатели  качества  электроэнергии  и  их  контроль  на  промышленных  предприятиях  /  И.В.  Жежеленко  —  М.:  Энергоатомиздат,  1986.  —  168  с.
5. Карташев  И.И.  Управление  качеством  электроэнергии  /  И.И.  Карташев,  В.Н.  Тульский,  Р.Г.  Шамонов  и  др.  —  М.:  Издательский  дом  МЭИ,  2006,  —  320  с.
6. Лютаревич  А.Г.  Влияние  отклонения  напряжения  на  потери  мощности  в  электрооборудовании  электрических  сетей  и  потребителей  /  А.Г.  Лютаревич,  Д.Г.  Сафонов,  С.Ю.  Долингер,  С.В.  Бирюков  //  Омский  научный  вестник.  —  2013.  —  №  2  (120).  —  C.  203—206.
7. Лютаревич  А.Г.  Оценка  дополнительных  потерь  мощности  от  снижения  качества  электрической  энергии  в  элементах  систем  электроснабжения  /  А.Г.  Лютаревич,  С.Ю.  Долингер,  В.Н.  Горюнов,  Д.Г.  Сафонов,  В.Т.  Черемисин  //  Омский  научный  вестник.  —  2013.  —  №  2  (120).  —  C.  178—183.