أسباب انخفاض جودة الطاقة الكهربائية. لن يتم حل مشكلة جودة الطاقة من تلقاء نفسها.

تعتبر الطاقة الكهربائية من أكثر السلع شيوعاً في عمليات البيع والشراء. وفي الوقت نفسه، للطاقة الكهربائية خصائص خاصة:

التزامن الزمني لعمليات الإنتاج والنقل والتوزيع والاستهلاك؛

إن اعتماد الخصائص النوعية للطاقة الكهربائية ليس فقط على عمليات الإنتاج والنقل والتوزيع، بل أيضاً على عمليات الاستهلاك.

أي أن الكهرباء هي إحدى السلع القليلة التي يمكن أن تعتمد جودتها بشكل مباشر على المستهلك. ومع ذلك، تخضع الكهرباء كمنتج للمتطلبات ذات الصلة للقانون المدني للاتحاد الروسي، والقانون الاتحادي "بشأن حماية حقوق المستهلك"، وما إلى ذلك. يتم تحديد معايير جودة الطاقة الكهربائية من خلال المعايير المشتركة بين الولايات والوثائق الحاكمة، على الرغم من أن عددًا من خصائص الطاقة الكهربائية يمكن أن تشكل تهديدات مباشرة لسلامة الحياة والصحة والناس (الجدول 4.1). لذلك، يُنصح بتنظيم معايير جودة الطاقة من خلال لوائح فنية خاصة على مستوى القانون الفيدرالي.

الجدول 4.1.

أضرار المستهلك في حالة انتهاك معايير جودة الطاقة

هناك أسباب أخرى لزيادة وضع معايير جودة الطاقة. بعض منهم:

تعد معايير جودة الكهرباء إلزامية للامتثال لها في جميع أوضاع تشغيل أنظمة إمداد الطاقة للأغراض العامة، باستثناء الأوضاع الناجمة عن القوة القاهرة.

تخضع معايير GOST 13109-97 للتضمين في الشروط الفنية (TU) للاتصال وفي عقود إمداد الطاقة.

قد تكون متطلبات جودة الكهرباء في المواصفات الفنية وعقود إمداد الطاقة للمستهلكين الذين يشكلون مصدر تدهور جودة الكهرباء أكثر صرامة من معايير GOST 13109-97.

يجب تطبيق معايير جودة الطاقة الكهربائية عند تصميم وتشغيل الشبكات الكهربائية، وتحديد مستويات الحصانة من الضوضاء وانبعاث الضوضاء من المعدات التقنية.

تعتبر معايير جودة الطاقة التي وضعتها GOST 13109-97 إلزامية لأنظمة إمداد الطاقة لمستهلكي الكهرباء إذا لم تكن هناك لوائح صناعية لهذه الأنظمة.

4.2. تأثير جودة الطاقة على عمل المستهلكين وتكاليف الطاقة والموارد

في الممارسة العملية، لوحظت انحرافات في معلمات الطاقة الكهربائية الموردة للمستهلكين عن القيم الموحدة المطلوبة. تؤثر هذه الانحرافات سلبًا على عمل المستهلكين وتؤدي إلى خسائر غير منتجة في الطاقة والموارد المادية. قد تكون أسباب تدهور جودة الطاقة:

دوائر قصيرة في شبكة التوزيع.

حوادث في الشبكة الكهربائية.

التوزيع غير المتكافئ لحمل المستهلك عبر المراحل الفردية؛

تفعيل معدات الحماية والأتمتة؛

الاضطرابات الكهرومغناطيسية واضطرابات الشبكة (العمليات العابرة) المرتبطة بتشغيل وإيقاف وتشغيل مستهلكي الكهرباء الأقوياء، وما إلى ذلك.

ترتبط مؤشرات جودة الطاقة الكهربائية بالتغيرات في الجهد، وكذلك بشروط توفير الأحمال في شبكة ثلاثية الطور ويجب أن تمتثل لمتطلبات GOST 13109-97 (2002).

دعونا نفكر في تأثير بعض مؤشرات الجودة على عمل المستهلكين.

انحراف الجهد عن القيمة الاسمية.تحدث انحرافات الجهد عن القيمة الاسمية بسبب التغيرات اليومية والموسمية والتكنولوجية في الحمل الكهربائي للمستهلكين، والتغيرات في قوة الأجهزة التعويضية، وتنظيم الجهد في محطات مولدات الطاقة والمحولات في المحطات الفرعية لنظام الطاقة، وكذلك التغييرات في دوائر ومعلمات الشبكات الكهربائية.

وفقًا لـ GOST 13109-97 (2002)، يتم تحديد انحرافات الجهد العادية والحد الأقصى المسموح بها عند أطراف مستقبلات الطاقة الكهربائية، والتي تصل إلى ±5 و±10% من قيمة الجهد الاسمي.

بادئ ذي بدء، يتأثر المستهلكون بانحراف الجهد المستمر. عندما ينخفض ​​الجهد بالنسبة إلى قيمته الاسمية، ينخفض ​​التدفق الضوئي من المصابيح المتوهجة، وتنخفض الإضاءة في الغرفة وفي أماكن العمل. وبالتالي، فإن انخفاض الجهد بنسبة 10٪ يؤدي إلى انخفاض في إضاءة سطح العمل بمعدل 40٪، مما يؤدي إلى انخفاض في إنتاجية العمل وزيادة التعب للموظفين. تؤدي زيادة الجهد الكهربائي للمصابيح المتوهجة بنسبة 10% أيضًا إلى تقليل مدة خدمتها وتتسبب في إضاءة مفرطة لأسطح العمل، مما يؤثر سلبًا على إدراك المعلومات من الشاشات والأجهزة الرقمية. مصابيح الفلورسنت التي تعمل بتفريغ الغاز ضمن النطاق المحدد لتغيرات الجهد لا تغير خرج الضوء بشكل كبير، ولكن زيادة الجهد بنسبة 10-15% تؤدي إلى انخفاض حاد في عمر الخدمة، وانخفاض الجهد بنسبة 20% يسبب فشل اشتعال المصباح.

يؤدي انحراف الجهد عن القيمة الاسمية إلى تغيير في المعلمات التقنية للمحرك الكهربائي. يساهم انخفاض الجهد عند مدخلات المحركات غير المتزامنة في تغيير الخصائص الميكانيكية مثل عزم الدوران الكهرومغناطيسي وسرعة الدوران (الانزلاق). وفي الوقت نفسه، ينخفض ​​أداء الآلية، وعندما ينخفض ​​الجهد إلى مستوى يتجاوز فيه عزم الدوران الميكانيكي على عمود المحرك عزم الدوران الكهرومغناطيسي، يصبح تشغيل المحرك مستحيلاً. لقد ثبت أنه عندما ينخفض ​​الجهد بنسبة 15% من القيمة الاسمية، فإن عزم الدوران الكهرومغناطيسي للمحرك غير المتزامن ينخفض ​​إلى 72%، وفي حالة انخفاض الجهد، يمكن للمحرك أن يتوقف تمامًا. عندما ينخفض ​​الجهد عند مدخل المحرك الكهربائي بنفس استهلاك الطاقة، يزداد استهلاك التيار ويحدث تسخين إضافي لملفات المحرك، مما يؤدي إلى انخفاض عمر الخدمة. عندما يعمل المحرك بجهد كهربائي قدره 0.9، يقل عمر الخدمة بمقدار النصف تقريبًا.

تؤدي زيادة الجهد عند مدخل المحرك الكهربائي إلى زيادة استهلاك الطاقة التفاعلية. في المتوسط، لكل نسبة زيادة في الجهد، يزيد استهلاك الطاقة التفاعلية بنسبة 3٪ للمحركات ذات القدرة 20-100 كيلوواط وبنسبة 5-7٪ للمحركات ذات الطاقة المنخفضة.

إن استخدام الطاقة الكهربائية في التركيبات الحرارية الكهربائية مع انحرافات الجهد يغير العملية التكنولوجية وتكلفة المنتجات المصنعة. يتناسب توليد الحرارة في الأنظمة الكهروحرارية مع الجهد المطبق على الطاقة الثانية، لذلك مع انحراف الجهد حتى 5%، يمكن أن يتغير الأداء بنسبة 10-20%.

يرتبط تشغيل محطات التحليل الكهربائي بجهد منخفض بانخفاض إنتاجيتها واستهلاك إضافي لأنظمة الأقطاب الكهربائية وزيادة في استهلاك الطاقة المحدد وتكلفة المنتجات التي يتم الحصول عليها أثناء عملية التحليل الكهربائي.

ويؤدي انخفاض الجهد بنسبة 5% من القيمة الاسمية، على سبيل المثال، إلى انخفاض بنسبة 8% في إنتاج الكلور والصودا الكاوية. زيادة الجهد أكثر من 1.05 شيتسبب الاسم في ارتفاع درجة حرارة غير مقبولة لحمامات التحليل الكهربائي.

تقلبات الجهد.تحدث تقلبات الجهد بسبب التغير المتغير الحاد في الحمل على جزء من الشبكة الكهربائية، على سبيل المثال، بسبب تضمين محرك غير متزامن بتردد عالٍ لبدء التشغيل الحالي، والمنشآت التكنولوجية ذات وضع التشغيل المتغير بسرعة، مصحوبة بالزيادات في الطاقة النشطة والتفاعلية، مثل تشغيل مصانع الدرفلة العكسية، وأفران صناعة الصلب القوسي، وآلات اللحام، وما إلى ذلك.

غالبًا ما تنعكس تقلبات الجهد في مصادر الضوء. تبدأ العين البشرية في إدراك التقلبات في خرج الضوء الناتج عن تقلبات الجهد. تؤثر التقلبات في جهد الشبكة سلبًا على الإدراك البصري للأشياء والمعلومات الرسومية والنصية. في هذه الحالة، يعتمد حدوث تأثيرات الوميض (الوميض الخفيف) على حدود تغير الجهد وتردد التذبذب، والذي يرتبط بتدهور ظروف العمل وانخفاض الإنتاجية وإرهاق العمال.

تؤثر تقلبات الجهد سلبًا على تشغيل المحولات عالية التردد والمحركات المتزامنة وجودة تشغيل أجهزة التسخين التعريفي. عندما يتغير جهد الشبكة، يمكن إنتاج منتجات معيبة في صناعات النسيج والورق. تؤدي التقلبات في تردد محركات أجهزة اللف والثقب إلى انقطاع الخيوط والورق، وإلى إنتاج منتجات ذات سماكات مختلفة.

قد تؤدي تقلبات الجهد إلى خلل في أنظمة الحماية والتحكم الآلي. عندما يتغير الجهد ويتقلب بنسبة تزيد عن 15%، يمكن إيقاف تشغيل المشغلات المغناطيسية.

انحراف تردد جهد التيار المتردد عن القيمة الاسمية.من أهم معلمات النظام الكهربائي التي تضمن توليد واستهلاك كهرباء التيار المتردد هو استقرار تردد الشبكة. يتم تحديد تردد الجهد المتردد في النظام الكهربائي من خلال سرعة دوران المولدات في محطات توليد الطاقة. إذا لم يكن هناك توازن في إنتاج واستهلاك الكهرباء، تبدأ المولدات بالدوران بتردد مختلف، وهو ما ينعكس على تردد الشبكة. وبالتالي، فإن انحراف تردد الشبكة هو مؤشر على مستوى النظام يميز توازن الطاقة في النظام. للتعويض عن التغيرات في التردد والجهد في عقد الشبكة، يجب أن يكون لدى النظام احتياطي من القوى النشطة والتفاعلية، بالإضافة إلى أجهزة التحكم التي تسمح بالحفاظ على انحرافات معلمات التشغيل ضمن القيم الطبيعية. غالبًا ما تكون الانحرافات في تردد الشبكة بمثابة إشارة لزيادة إنتاج الكهرباء عن طريق محطات التوليد وإلقاء جزء من الحمل أثناء الأحمال الزائدة وفي حالة وقوع حوادث مع دوائر قصيرة في النظام. يمكن تحقيق تطبيع التردد نتيجة للالتزام الصارم بتوازن الطاقة المولدة والمستهلكة، باستثناء حالات الطوارئ والتبديل غير المصرح به في محطات الطاقة والمحطات الفرعية.

عندما يتغير التردد، تتغير قوة آلات قطع المعادن والمراوح ومضخات الطرد المركزي. غالبًا ما يؤدي تقليل التردد إلى تغييرات في أداء المعدات، وفي كثير من الأحيان إلى تدهور جودة المنتجات.

عدم تناسق الجهد في نظام ثلاثي الطور مع توزيع غير متساوي للحمل عبر المراحل.يحدث عدم تناسق الجهد بسبب وجود أحمال قوية أحادية الطور، وتوزيع غير متساوي للحمل بين المراحل، وانقطاع أحد أسلاك الطور.

تشير القيم غير المتساوية للجهد والتيار في المراحل عادةً إلى التوزيع غير المتساوي لأحمال المستهلك عبر المراحل الفردية.

تؤدي القيم غير المتماثلة لجهود الطور إلى خسائر إضافية في الشبكات الكهربائية. في الوقت نفسه، يتم تقليل عمر خدمة المحركات غير المتزامنة بشكل كبير بسبب التسخين الحراري الإضافي، ومن المستحسن اختيار محركات ذات قدرة تصنيف أعلى من المطلوبة.

إن عدم تناسق جهود الطور في الآلات الكهربائية التي تعمل بالتيار المتردد يعادل ظهور المجالات المغناطيسية، التي تدور نواقل الحث المغناطيسي فيها في الاتجاه المعاكس بتردد متزامن مضاعف، مما قد يؤدي إلى تعطيل العمليات التكنولوجية.

إذا كان جهد الشبكة التي يتم من خلالها تغذية المحركات المتزامنة غير متوازن، فقد تحدث اهتزازات خطيرة أيضًا. مع عدم التماثل الكبير في جهد الطور، يمكن أن تكون الاهتزازات كبيرة جدًا بحيث يكون هناك خطر تدمير الأساسات التي تم تركيب المحركات عليها وتلف الوصلات الملحومة.

إن عدم تناسق جهد الطور له تأثير ملحوظ على تشغيل محولات الطاقة، مما يؤدي إلى انخفاض في عمر الخدمة. أظهر تحليل تشغيل محولات الطاقة ثلاثية الطور أنه عند الحمل المقدر ومعامل عدم التماثل الحالي بنسبة 10٪، يتم تقليل عمر خدمة عزل المحولات بنسبة 16٪.

منحنى الجهد غير الجيبي تحت الحمل غير الخطي.إن عدم الجيبية لمنحنى الجهد يعادل حدوث مكونات توافقية أعلى في جهد الإمداد. في أغلب الأحيان، يرتبط ظهور التوافقيات الأعلى باتصال المعدات ذات الاعتماد غير الخطي على مقاومة الحمل. تشمل هذه المعدات أجهزة التحويل (المقومات والمحولات والمثبتات)، وأجهزة تفريغ الغاز (مصابيح الفلورسنت)، والمنشآت ذات انقطاع التيار في العملية التكنولوجية (اللحام الكهربائي، وأفران القوس، وما إلى ذلك).

يؤثر منحنى الجهد غير الجيبي على جميع مجموعات المستهلكين. يحدث هذا بسبب التسخين الإضافي لعناصر المستقبلات الكهربائية من التوافقيات الأعلى. تتسبب التوافقيات الأعلى في فقدان طاقة إضافية في المحركات والمحولات، بالإضافة إلى فقدان الحرارة في العزل وكابلات الطاقة والأنظمة التي تستخدم المكثفات الكهربائية، مما يؤدي إلى تفاقم ظروف تشغيل بنوك المكثفات لأجهزة تعويض الطاقة التفاعلية. مع منحنى الجهد غير الجيبية، يحدث تسارع الشيخوخة لعزل الآلات الكهربائية والمحولات والمكثفات والكابلات نتيجة للعمليات الفيزيائية والكيميائية التي لا رجعة فيها والتي تحدث تحت تأثير المجالات عالية التردد، وزيادة تسخين الأجزاء الحاملة للتيار من النوى والعزل.

وبالتالي، فإن انخفاض جودة الكهرباء يؤدي إلى تدهور ظروف العمل، وانخفاض حجم الإنتاج، وفقدان الموارد بسبب تدهور جودة المنتج وانخفاض عمر الخدمة للمعدات، فضلا عن التكاليف الإضافية للطاقة الكهربائية.

يمكن تحديد مؤشرات جودة الطاقة باستخدام أدوات خاصة. ونتيجة لتحليل قراءات هذه الأجهزة، من الممكن في بعض الحالات تحديد المسببين لتدهور جودة الكهرباء، والتي قد تكون تنظيم إمدادات الطاقة، أو المستهلكين ذوي الأحمال المتغيرة أو غير الخطية أو غير المتماثلة.

حاليا، هناك أجهزة لتحسين نوعية الكهرباء. من الممكن تقليل تأثير التوافقيات الأعلى على جهد الإمداد باستخدام مرشحات نشطة خاصة تعمل على قمع التوافقيات الأعلى. لتوزيع الحمل بالتساوي، يتم استخدام أجهزة الموازنة، والتي تشمل العناصر السعوية والاستقرائية.

4.3. التحقق من جودة منشآت الطاقة

كما هو موضح أعلاه، غالبًا ما تعتمد حالة الإنتاج الصناعي ونوعية حياة السكان على جودة تشغيل عناصر محطات الطاقة وأنظمة إمداد الطاقة. تؤثر جودة إمدادات الطاقة بشكل مباشر على كفاءة وموثوقية وسلامة مستهلكي الطاقة.

مهمة تدقيق جودة الطاقة– الحصول على دليل على القيم الفعلية لمعلمات الإخراج (خصائص المستهلك) لمحطة توليد الطاقة وناقل الطاقة ومعدات الطاقة والتحقق من امتثال هذه المعلمات للاحتياجات المعقولة للمستهلكين الصناعيين والمنزليين والتصميم والوثائق الفنية والمعايير المعمول بها واللوائح، فضلا عن المستوى الحالي للتطور التكنولوجي.

توجد معلومات أساسية حول الخصائص التقنية للمعدات الكهربائية في أوراق البيانات الفنية الخاصة بها. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب المعايير من الشركات المصنعة للمعدات تطبيق معلمات التشغيل الاسمية على سطحها.

يمكن عادة استخلاص خصائص أداء المعدات التي يطلبها المستهلكون من وثائق التصميم والتشغيل الخاصة بالمنشأة التي تم تركيب المعدات فيها.

الأمر نفسه ينطبق على أنظمة إمداد الطاقة بشكل عام، والتي يجب أن تكون هناك أيضًا وثيقة متخصصة لها: مخطط إمدادات الطاقة.

لسوء الحظ، غالبًا ما يحدث أنه لا يمكن العثور على الوثائق اللازمة، ويتم طلاء علامات المعدات، والمتطلبات التي تم على أساسها تطوير تصميم محطة توليد الكهرباء لا تتوافق مع المتطلبات الحديثة.

يتم تحديد جودة حامل الطاقة في عقود توريد الطاقة، وكقاعدة عامة، يجب تأكيدها بشهادة أو ضمانها من قبل المورد.

ومع ذلك، فإن كلاهما في بلدنا لا يزالان في المراحل الأولى من التطوير، وفي الممارسة التعاقدية، من المعتاد أن نقتصر على الإشارة فقط إلى خصائص الطاقة الخاصة بحاملة الطاقة.

ولذلك، فإن أحد المصادر الرئيسية لأدلة التدقيق حول الخصائص النوعية لتشغيل محطات الطاقة اليوم هي سجلات التشغيل وقياسات المراقبة التي أجراها المدقق نفسه.

دعونا نلقي نظرة على ميزات تدقيق جودة الطاقة باستخدام مثال أنظمة إمداد الطاقة.

جودة الطاقة الكهربائيةكما هو معروف، يتم تحديده من خلال مدى ملاءمته لضمان الأداء الطبيعي للوسائل التقنية (الكهربائية والإلكترونية والراديو الإلكترونية وغيرها) لمستهلكي الطاقة الكهربائية.

دعونا نؤكد مرة أخرى أن خصوصية الطاقة الكهربائية كمنتج، على وجه الخصوص، تكمن في استمرارية وتزامن عمليتي الإنتاج والاستهلاك، ونتيجة لذلك يمكن أن يحدث تأثير مشوه على جودة الطاقة من خلال كل من أجهزة الاستقبال الكهربائية للمستهلك وإدخالها من الخارج على شكل تداخل كهرومغناطيسي بناء ينتشر عبر الشبكة الكهربائية العامة. في الوقت نفسه، يمكن أن تكون مصادر التشويه في جودة الطاقة الكهربائية هي أجهزة استقبال الطاقة الخاصة ومستقبلات الطاقة للمستهلكين الآخرين، وكذلك المعدات الكهربائية لمحطات الطاقة والشبكات. فيما يتعلق بمصطلحات وتعريفات معايير جودة الطاقة الكهربائية، يجب أن يسترشد مدقق الطاقة بـ GOST 23875-88.

جودة الطاقة الكهربائية لها تأثير كبير على موثوقية وكفاءة المعدات الكهربائية. يمكن أن يؤدي تدهور CE إلى تلف ممتلكات المستهلكين (فشل المعدات الكهربائية)، وتعطيل تشغيل أجهزة التشغيل الآلي، والميكانيكا عن بعد، والاتصالات، والمعدات الإلكترونية، وزيادة فقدان الكهرباء، والتغيرات غير المنظمة في العملية التكنولوجية، وانخفاض جودة المنتجات، وإنتاجية العمل ، إلخ. في بعض الحالات، يمكن أن يؤثر CE على سلامة حياة الأشخاص وصحتهم.

في كثير من الأحيان، بسبب CE غير المرضية، فإن الاستثمارات في التقنيات الحديثة والمعدات الصناعية التي تتطلب معايير إمدادات الطاقة لا معنى لها.

في كثير من النواحي، يتم تفسير الوضع الحالي مع CE في الشبكات الكهربائية من خلال حقيقة أن صناعة الطاقة الكهربائية الروسية تطورت على طول مسار واسع النطاق لفترة طويلة. بادئ ذي بدء، تم حل مهام توفير الكهرباء للاحتياجات المتزايدة للصناعة والزراعة والخدمات العامة في البلاد، وزيادة موثوقية إمدادات الطاقة، وما إلى ذلك.

في هذه المرحلة من تطور صناعة الطاقة الكهربائية، لم تعتبر منظمات إمدادات الطاقة توفير إمدادات الطاقة للمستهلكين إحدى المهام الرئيسية في العلاقات معهم.

وفي هذا الصدد، لم تولي منظمات إمدادات الطاقة الاهتمام الواجب لإنشاء نظام لإدارة إمدادات الطاقة يباع للمستهلكين، بما في ذلك إنشاء هيكل تنظيمي، وتطوير الوثائق الداخلية، وتنظيم نظام لرصد وتحليل الطاقة الكفاءة، وما إلى ذلك. لم يتم تناول قضايا إمدادات الطاقة في عقود توريد الطاقة والمواصفات الفنية لتوصيل المستهلكين.

حاليًا، الطلب على تدقيق CE يتزايد باستمرار. لا يرغب مستهلكو الكهرباء، سواء الكيانات القانونية أو الأفراد، في تحمل موقف لا تضمن فيه منظمات إمدادات الطاقة جودة الطاقة الموردة.

وفي هذا الصدد، فإن مهمة تدقيق جودة الطاقة لا تقتصر فقط على تحديد درجة امتثال معلمات حامل الطاقة أو معدات الطاقة للمتطلبات المحددة، ولكن أيضًا تطوير مجموعة من التدابير لضمان استقرار الحفاظ على الطاقة. مؤشرات الجودة المطلوبة وحمايتها من التشويه المحتمل.

إن التدقيق المؤهل لنظام إدارة جودة الطاقة الكهربائية سيسمح لمنظمات إمدادات الطاقة بتحسين جودة الطاقة الموردة، وتقليل الخسائر الناجمة عن مطالبات المستهلكين، وزيادة موثوقية إمدادات الطاقة واستقرار الإيرادات.

يُفهم نظام الجودة لمنظمة توريد الطاقة على أنه مجمل الهيكل التنظيمي والأساليب والعمليات والموارد لمنظمة توريد الطاقة، وهو أمر ضروري للإدارة الإدارية لضمان جودة الطاقة الكهربائية الموردة.

يتم إجراء عمليات التدقيق من خلال مراقبة إنتاج الطاقة الكهربائية و/أو نظام الجودة، بالإضافة إلى فحص بروتوكولات المراقبة الدورية أو المستمرة لـ CE.

تتضمن مراقبة جودة الطاقة الكهربائية تقييم مدى امتثال المؤشرات للمعايير المعمول بها وتحديد الجهة المسؤولة عن تدهور هذه المؤشرات.

تم وضع معايير جودة الطاقة الكهربائية في أنظمة إمداد الطاقة للأغراض العامة لمؤشرات CE التالية:

انحراف التردد

انحراف جهد الحالة المستقرة.

عامل تشويه شكل موجة الجهد الجيبي؛

معامل المكون التوافقي n للجهد ؛

عامل عدم تناسق الجهد التسلسلي السلبي؛

عامل عدم تناسق الجهد التسلسلي الصفري.

يعد المؤشران الأولان الأكثر أهمية بالنسبة لمستهلكي الكهرباء، لذلك، مع الأخذ في الاعتبار هذين المؤشرين فقط، تم إنشاء الإجراء الأكثر انتشارًا لإصدار الشهادات الإلزامية للطاقة الكهربائية.

إن تحديد مؤشرات جودة الطاقة الكهربائية مهمة غير تافهة.

معظم العمليات في الشبكات الكهربائية تتدفق بسرعة، ولا يمكن قياس جميع المؤشرات القياسية لجودة الطاقة الكهربائية بشكل مباشر مرة واحدة - بل يجب حسابها، ولا يمكن التوصل إلى الاستنتاج النهائي إلا من خلال النتائج المعالجة إحصائيًا.

لذلك، لتحديد مؤشرات FE، من الضروري إجراء كمية كبيرة من القياسات بسرعة عالية ومعالجة رياضية وإحصائية متزامنة لقيم هذه المعلمات. علاوة على ذلك، فإن أكبر تدفق للقياسات ضروري لتحديد الجهد غير الجيبي. لتحديد جميع التوافقيات حتى الأربعين ضمناً وضمن الأخطاء المسموح بها، من الضروري قياس القيم اللحظية لثلاثة جهود طور إلى طور 256 مرة لكل فترة (3·256·50=38400 في الثانية). ولتحديد الطرف المذنب، يتم قياس القيم اللحظية لتيارات الطور وتحول الطور بين الجهد والتيار في وقت واحد، فقط في هذه الحالة يمكن تحديد من أي جانب وحجم هذا التداخل أو ذاك. تشارك الرياضيات الأكثر تعقيدًا في تقدير تقلبات الجهد. يقوم GOST 13109-97 بتطبيع هذه الظواهر في غلاف الشكل المتعرج (المستطيل)، وتكون تقلبات جهد الشبكة عشوائية.

من الضروري هنا الإشارة إلى الأسباب الأكثر شيوعًا التي تؤدي إلى تفاقم مؤشرات CE:

مسافة المستهلك من مركز الغذاء.

- مقطع عرضي صغير من الأسلاك في الشبكات الخارجية ذات الجهد العالي التي يتم من خلالها إمداد المستهلك بالكهرباء؛

سوء جودة التوصيلات الكهربائية في الشبكة الداخلية للمستهلك؛

تجاوز المستهلكين طاقة أجهزة الاستقبال الكهربائية المتفق عليها مع مؤسسة تزويد الطاقة؛

الاتصال غير المصرح به للمشتركين غير المسجلين لدى مؤسسة إمداد الطاقة؛

استخدام المستهلكين لأجهزة استقبال الكهرباء ذات الأحمال المتغيرة بشكل حاد وتبديل مصادر الطاقة؛

العمليات العابرة في الشبكات الكهربائية بسبب الدوائر القصيرة، وضربات البرق على عناصر الشبكة، وإجراءات حماية التتابع وأنظمة التشغيل الآلي، وتبديل المعدات الكهربائية المختلفة، وانقطاع السلك المحايد في شبكات 0.4 كيلو فولت؛

التصرفات الخاطئة للأفراد والإنذارات الكاذبة لمعدات الحماية والأتمتة؛

نقص أو عدم كفاية تنظيم الجهد المركزي ووسائل تعويض الطاقة التفاعلية.

عند إبداء الرأي حول طرق تحسين CE، فمن المستحسن أن يأخذ المدقق في الاعتبار مدى فعالية التدابير الفنية التالية:

1. إجراء إعادة بناء تدريجية في الأجزاء النائية من شبكة التوزيع جهد 6-10/0.4 كيلوفولت، حيث يكون مستوى الجهد منخفضًا بشكل غير مقبول.

2. زيادة المقطع العرضي لخطوط الكهرباء.

3. الاتصال بنظام إمداد طاقة أكثر قوة؛

4. تنظيم العمل لتحديد المشتركين الذين قاموا بالربط غير المصرح به بشبكة الكهرباء.

5. إعادة التحميل الدورية للأحمال.

6. إمداد الطاقة بأحمال مشوهة قوية من نظام ناقل منفصل.

7. تنفيذ الأنظمة الآلية لقياس الكهرباء التجاري مع التحكم في كفاءة الطاقة أو أنظمة التحكم الآلي في كفاءة الطاقة.

8. إجراء التبديل الموسمي للمستهلكين في محطات المحولات الفرعية.

9. استخدام VFDs أو بادئات التشغيل الناعمة لأجهزة الاستقبال الكهربائية ذات تيارات البدء العالية؛

10.استخدام وحدات المكثفات لتعويض الطاقة التفاعلية في شبكة التوزيع.

بالإضافة إلى ذلك، من المهم إبداء الرأي بشأن عقود توريد الطاقة فيما يتعلق بالتوزيع الواضح لمسؤوليات الأطراف عن الانحرافات غير المقبولة للمؤشرات عن المعايير المعمول بها.

ملحوظة: تمت مناقشة التأثيرات البيئية وقابلية التطبيق والاعتبارات الاقتصادية في القسم 3.6.7

يجب التعبير عن جودة الكهرباء من الناحية الكمية لتقييم شبكة الإمداد. يُطلب من مقدمي الخدمة الحفاظ على الامتثال لخصائص GOST مثل تقلبات الجهد والتردد. اعتمادا على المستهلكين المتصلين، تتغير قيم المؤشرات الرئيسية، والتي، إذا كانت انحرافاتها كبيرة، يمكن أن تؤدي إلى فشل الأجهزة المنزلية.

ما الذي يؤثر على خصائص شبكة إمدادات الطاقة؟

تعتمد جودة الكهرباء على عدد كبير من العوامل التي تغير المؤشرات بما يتجاوز الحدود التي تحددها اللوائح. وبالتالي، قد يكون الجهد مرتفعًا جدًا بسبب وقوع حادث في المحطة الفرعية. تظهر القيم المنخفضة في المساء أو في فصل الصيف، عندما يعود الناس إلى منازلهم ويقومون بتشغيل أجهزة التلفزيون والمواقد الكهربائية وأنظمة الانقسام.

قد تختلف جودة الكهرباء وفقًا لـ GOST قليلاً. في شبكات الإمداد السيئة للغاية، يتعين على المستهلكين استخدام مثبتات الجهد. يُعهد بالتحكم في الخصائص إلى Rospotrebnadzor، والتي يمكن الاتصال بها في حالة ظهور تناقضات.

قد تعتمد جودة الطاقة على العوامل التالية:

• التقلبات اليومية المرتبطة بالاتصال غير المتساوي للمستهلكين أو بتأثير المد والجزر في المحطات البحرية.
• التغيرات في البيئة الجوية: الرطوبة، وتشكل الجليد على أسلاك الكهرباء.
• التغيرات في الرياح عندما يتم توليد الطاقة عن طريق توربينات الرياح.
• سوف تتآكل جودة الأسلاك بمرور الوقت.

لماذا هناك حاجة إلى الخصائص الرئيسية لشبكة إمدادات الطاقة؟

يتم تحديد القيمة الكمية وأخطاء انحراف المعلمات وفقًا لـ GOST. نوعية الكهرباء محددة في الوثيقة 32144-2013. وكان لا بد من تقنين هذه المؤشرات نظرا لخطر نشوب حريق في الأجهزة الاستهلاكية، فضلا عن تعطيل عمل الأجهزة الكهربائية في المنشآت الحساسة لانخفاض الجهد. أحدث الأجهزة شائعة في المؤسسات الطبية ومراكز الأبحاث والمنشآت العسكرية.

تم تحديث الكهرباء في عام 2013 بسبب تطور سوق الطاقة وظهور الأجهزة الإلكترونية الجديدة. وينبغي اعتبار الكهرباء، كجزء من إمداداتها، منتجا يلبي معايير معينة. إذا انحرفت الخصائص المحددة، فقد يتم تطبيق المسؤولية الإدارية على مقدمي الخدمة. إذا أصيب الأشخاص أو كان من الممكن أن يتعرضوا للإصابة بسبب التقلبات في الجهد الكهربي الوارد، فقد تنشأ مسؤولية جنائية.

ماذا يحدث للمستهلكين عندما ينحرفون عن الأنماط الغذائية العادية؟

تؤثر معلمات جودة الطاقة على وقت تشغيل الأجهزة المتصلة، وغالبًا ما يصبح هذا أمرًا بالغ الأهمية في الإنتاج. إنتاجية الخطوط تتناقص وتزيد، وبالتالي فإن عزم الدوران على عمود المحرك يتناقص عندما تنخفض قيم مؤشرات شبكة الإمداد. يتم تقصير عمر خدمة مصابيح الإضاءة، ويصبح التدفق الضوئي للمصابيح أصغر أو يومض، مما يؤثر على المنتجات المنتجة في البيوت الزجاجية. هناك تأثير كبير على عمليات التفاعلات الكيميائية الحيوية الأخرى.

وفقا لقوانين الفيزياء، فإن انخفاض الجهد مع الحمل المستمر على عمود المحرك يؤدي إلى زيادة سريعة في التيار. وهذا بدوره يؤدي إلى حدوث خلل في مفاتيح الأمان. نتيجة لذلك، يذوب العزل، في أحسن الأحوال، يحترق، في أسوأ الأحوال، تتدهور اللفات المحرك والعناصر الإلكترونية بشكل لا رجعة فيه. في ظل ظروف مماثلة، يبدأ عداد الكهرباء في الدوران بسرعة أعلى. صاحب المبنى يعاني من الخسائر.

معايير تقييم شبكة التوريد

ماذا يحتوي GOST؟ يتم تحديد جودة الكهرباء من خلال خصائص الشبكات ثلاثية الطور والدوائر المنزلية المشتركة بتردد 50 هرتز:

• تحدد القيمة الثابتة لانحراف الجهد قيمة الخاصية التي يمكن للمستهلكين العمل بها دون فشل. يتم ضبط الحد الطبيعي الأدنى من 220 فولت إلى 209 فولت والحد الطبيعي الأعلى إلى 231 فولت.
• نطاق التغير في جهد الدخل هو الفرق بين القيم الفعالة وقيم السعة. يتم إجراء القياسات لكل دورة من فرق المعلمة.
• تنقسم جرعة الوميض إلى جرعة قصيرة المدى، خلال 10 دقائق، وجرعة طويلة المدى، محددة بساعتين. يشير إلى درجة حساسية العين البشرية للضوء الخافت الناتج عن تقلبات إمدادات الطاقة.
• يتم وصف جهد النبض بوقت الاسترداد، والذي له قيم مختلفة اعتمادًا على سبب الطفرة.
• معاملات تقييم جودة شبكة الإمداد: التشوه الجيبي، وقيم الجهد الزائد المؤقتة، والمكونات التوافقية، وعدم تناسق التسلسل العكسي والصفر.
• يتم تحديد الفاصل الزمني لانخفاض الجهد من خلال فترة استرداد المعلمة المحددة وفقًا لـ GOST.
• يؤدي انحراف تردد العرض إلى تلف الأجزاء الكهربائية والموصلات.

انحراف الإدخال الثابت

إنهم يحاولون جعل مؤشرات جودة الكهرباء تتوافق مع التصنيفات المحددة المنصوص عليها في القوانين التشريعية. يتم الانتباه إلى الأخطاء التي تنشأ عند قياس U و f. في حال وجود أخطاء يمكنكم التواصل مع الجهات الإشرافية لمحاسبة مزود الكهرباء.

تتضمن المتطلبات العامة لجودة الطاقة معلمة انحراف جهد الإمداد، والتي تنقسم إلى مجموعتين:

• الوضع العادي، عندما يكون الانحراف ±5%.
• يتم تعيين حد التشغيل المسموح به للتقلبات التي تبلغ ±10%. بالنسبة لشبكة 220 فولت، سيكون الحد الأدنى 198 فولت والحد الأقصى 242 فولت.

يجب أن تتم استعادة الجهد خلال فترة زمنية لا تزيد عن دقيقتين.

نطاق التغييرات في شبكة التوريد

تحتوي معايير جودة الكهرباء على مراقبة لمعلمة مثل التقلبات في مكونات الجهد. إنه يحدد الفرق بين عتبة السعة العلوية والسفلى. وبالنظر إلى أن التفاوتات المسموح بها لانحراف المعلمة عن القيمة المحددة تقع في حدود ±5%، فإن نطاق الوضع الحدي لا يمكن أن يتجاوز ±10%. لا يمكن لشبكة الإمداد بجهد 220 فولت أن تتقلب أكثر أو أقل من 22 فولت، ويعمل 380 فولت بشكل طبيعي ضمن ±38 فولت.

يتم حساب النطاق الناتج لتقلبات الجهد باستخدام التعبير التالي ΔU = U max −U min، في المعايير تتم الإشارة إلى النتائج بنسبة٪ وفقًا للحسابات ΔU = ((U max −U min)/U الاسمي)*100%.

عدم استقرار الإدخال

يتضمن نظام جودة الطاقة قياسات جرعة الوميض. يتم تسجيل هذا المؤشر بواسطة جهاز خاص - مقياس وميض يسجل استجابة التردد والسعة. تتم مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها مع منحنى حساسية الجهاز البصري.

تحدد GOST الحدود المسموح بها لتغيير جرعة الوميض:

• التقلبات قصيرة المدى يجب ألا يكون المؤشر أعلى من 1.38.
• يجب أن تكون التغييرات طويلة المدى ضمن قيمة المعلمة 1.0.

إذا كنا نتحدث عن الحد الأعلى لمؤشر دائرة المصباح المتوهج، فيشترط أن تكون النتيجة ضمن الحدود التالية:

• التقلبات قصيرة المدى - تم ضبط المؤشر على 1.0.
• التغييرات طويلة المدى في المعلمة - 0.74.

تغييرات ملموسة

تتضمن قياسات جودة الطاقة قياسات لمكون مثل نبضات جهد الإمداد. يتم تفسيره من خلال الانخفاضات والارتفاعات الحادة في الكهرباء خلال الفترة المحددة. قد تكون أسباب هذه الظاهرة التبديل المتزامن لعدد كبير من المستهلكين، وتأثير التداخل الكهرومغناطيسي بسبب العواصف الرعدية.

تم تحديد فترات استعادة الجهد التي لا تؤثر على عمل المستهلكين:

• أسباب الاختلافات هي العواصف الرعدية وغيرها من التداخلات الكهرومغناطيسية الطبيعية. فترة الاسترداد لا تزيد عن 15 ميكروثانية.
• إذا ظهرت النبضات بسبب التبديل غير المتكافئ للمستهلكين، فإن الفترة أطول بكثير وتساوي 15 مللي ثانية.

يحدث أكبر عدد من الحوادث في المحطات الفرعية بسبب البرق الذي يضرب المنشأة. يعاني عزل الموصلات على الفور. يمكن أن يصل حجم الجهد الزائد إلى مئات الكيلوفولت. هناك أجهزة وقائية لهذا الغرض، لكنها في بعض الأحيان تفشل ويتم ملاحظة الإمكانات المتبقية. في هذه اللحظات لا يحدث خطأ بسبب قوة العزل.

وقت تسوس الإدخال

يتم وصف المعلمة المقاسة على أنها انخفاض الجهد الذي يقع ضمن حدود ± 0.1U الاسمية على مدى فترة زمنية تبلغ عدة عشرات من المللي ثانية. بالنسبة لشبكة 220 فولت، يُسمح بتغيير المؤشر حتى 22 فولت، إذا كان 380 فولت، فلا يزيد عن 38 فولت. يتم حساب عمق الانخفاض وفقًا للتعبير: ΔU n =(U الاسمي −U min) / يو الاسمية.

يتم حساب مدة الانخفاض وفقًا للتعبير: Δt n =t k −t n، هنا t k هي الفترة التي تمت فيها استعادة الجهد بالفعل، وt n هي نقطة البداية، اللحظة التي حدث فيها انخفاض الجهد.

يتطلب التحكم في جودة الطاقة مراعاة تكرار حالات الفشل، التي تحددها الصيغة: Fn=(m(ΔU n ,Δt n)/M)*100%. هنا:

• يتم تعريف m(ΔU n ,Δt n) على أنه عدد حالات الانخفاض في وقت محدد بعمق ΔU n ومدة Δt n.
• M هو العدد الإجمالي للانخفاضات خلال الفترة المحددة.

لماذا هناك حاجة إلى قيمة الاضمحلال؟

المعلمة، مدة اضمحلال قيمة المدخلات، مطلوبة لتقييم موثوقية الطاقة الموردة من الناحية الكمية. قد يتأثر هذا المؤشر بتكرار الحوادث في المحطة الفرعية بسبب إهمال الموظفين والبرق. نتيجة دراسة الفشل هي التنبؤات بدرجة الفشل في الشبكة قيد النظر.

تتيح لنا الإحصائيات استخلاص استنتاجات تقريبية حول استقرار العرض، حيث يتم تزويد مزود الكهرباء بالبيانات الموصى بها لتنفيذ التدابير الوقائية في المنشآت.

انحراف التردد

يعد الحفاظ على التردد ضمن حدود معينة مطلبًا ضروريًا للمستهلك. إذا انخفض المؤشر بنسبة 1%، فإن الخسائر تزيد عن 2%. ويتم التعبير عن ذلك في التكاليف الاقتصادية وانخفاض إنتاجية المؤسسات. بالنسبة للشخص العادي، يؤدي هذا إلى ارتفاع مبالغ فواتير الكهرباء.

تعتمد سرعة دوران المحرك غير المتزامن بشكل مباشر على تردد شبكة الإمداد. تتمتع عناصر التسخين بأداء أقل عندما تنخفض المعلمة إلى أقل من 50 هرتز. إذا كانت القيم مرتفعة جدًا، فقد يحدث ضرر للمستهلكين أو الآليات الأخرى غير المصممة لعزم الدوران العالي.

قد يؤثر انحراف التردد على تشغيل الإلكترونيات. وبالتالي، يظهر التداخل على شاشة التلفزيون عندما يتغير المؤشر بمقدار ±0.1 هرتز. بالإضافة إلى العيوب البصرية، يزيد خطر فشل العناصر الدقيقة. إحدى طرق مكافحة الانحرافات في جودة الكهرباء هي إدخال وحدات الطاقة الاحتياطية التي تسمح باستعادة الجهد تلقائيًا على فترات زمنية محددة.

احتمال

للتشغيل العادي لشبكة الإمداد، تم إدخال التحكم في المعاملات التالية:

• منحنى الجهد غير الجيبية. يحدث تشويه الموجة الجيبية بسبب المستهلكين الأقوياء: عناصر التسخين والأفران الحرارية وآلات اللحام. إذا انحرفت هذه المعلمة، فسيتم تقليل عمر خدمة ملفات المحرك، وتعطل تشغيل أتمتة التتابع، وتفشل أنظمة القيادة التي يتحكم فيها الثايرستور.
• الجهد الزائد المؤقت هو تقييم كمي لتغير النبض في كمية الإدخال.
• التوافقي N هو الخاصية الجيبية لخاصية الجهد التي يتم الحصول عليها عند الإدخال. يتم الحصول على القيم المحسوبة من البيانات الجدولية لكل توافقي.
• من المهم أن نأخذ في الاعتبار عدم تناسق كمية المدخلات في التسلسل العكسي أو الصفري للتخلص من حالات توزيع الطور غير المتساوي. تحدث مثل هذه الحالات في كثير من الأحيان عندما تكون شبكة إمداد الطاقة المتصلة بدائرة نجمة أو دلتا معطلة.

أنواع الحماية ضد التغيرات غير المتوقعة في شبكة إمدادات الطاقة

ويجب أن يتم تحسين نوعية الكهرباء ضمن الحدود الزمنية التي يحددها القانون. لكن يحق للمستهلك حماية أجهزته بالوسائل التالية:

• تضمن مثبتات الطاقة الحفاظ على قيمة الإدخال ضمن الحدود المحددة. يتم تحقيق جودة الطاقة حتى مع وجود انحرافات في قيمة المدخلات تزيد عن 35%.
• تم تصميم المصادر للحفاظ على أداء المستهلك لفترة زمنية محددة. يتم تشغيل الأجهزة بواسطة الطاقة المتراكمة في بطاريتها الخاصة. في حالة انقطاع التيار الكهربائي، تكون مصادر الطاقة غير المنقطعة قادرة على الحفاظ على وظائف معدات المكتب بأكمله لعدة ساعات.
• تعمل أجهزة الحماية من زيادة التيار على مبدأ التتابع. بعد أن تتجاوز قيمة الإدخال الحد المحدد، تفتح الدائرة.

يجب الجمع بين جميع أنواع الحماية لضمان الثقة الكاملة في أن المعدات باهظة الثمن ستبقى سليمة أثناء وقوع حادث في محطة فرعية.

دون النظر إلى العمليات العابرة الحتمية الموضحة في الشكل. 10.7، نلاحظ أن الزيادة أو النقصان على المدى الطويل في شبكة الإمداد يؤدي إلى انخفاض في عمر خدمة المحركات ومصادر إمداد الطاقة. التخفيض غير مرغوب فيه بسبب الزيادة الكبيرة في الاستهلاك الحالي وتعطل وفشل الأجهزة الإلكترونية وأجهزة الكمبيوتر. الفقدان الكامل لجهد الإمداد له تأثير سلبي. تحدث الزيادات والانخفاضات قصيرة المدى بسبب عمليات عابرة في النظام الكهربائي، مصحوبة بتداخل عالي التردد يؤدي إلى فشل المعدات الإلكترونية. يمكن أن تؤدي الزيادة المفاجئة إلى فشل المستهلك إذا كانت معدات التبديل وخاصة معدات الحماية لا تلبي متطلبات السرعة والانتقائية.

ما يؤثر على جودة إمدادات الطاقة

إن التشوه طويل المدى لمنحنى الجهد، وخاصة تشويه الجهد الذي له طابع "الشق"، الناجم عن تبديل الثايرستور والثنائيات في مصادر التشوه القوية، له تأثير سلبي على معدات الطاقة الكهربائية وأدوات القياس. وأخطرها تشوهات المنحنى التي تتجاوز الصفر. يمكن أن تتسبب هذه التشوهات في تبديل إضافي للثنائيات الخاصة بمصادر الطاقة منخفضة الطاقة، وتسريع شيخوخة المكثفات، وفشل أجهزة الكمبيوتر والطابعات وغيرها من المعدات.

مشكلة الجودة في الشبكات الكهربائية المنزلية محددة للغاية. في جميع البلدان الصناعية، لا يُسمح بتوصيل الأحمال القوية غير الخطية التي تشوه شكل منحنيات التيار والشبكة الكهربائية إلا في حالة استيفاء متطلبات ضمان جودة الطاقة وتوافر أجهزة التصحيح المناسبة. في هذه الحالة، يجب ألا تتجاوز الطاقة الإجمالية للحمل غير الخطي الذي تم إدخاله حديثًا 3...5% من قوة الحمل الكامل لشركة الطاقة. ولوحظت صورة مختلفة في بلدنا، حيث يتصل هؤلاء المستهلكون بشكل فوضوي للغاية.

إن إصدار الشروط الفنية للاتصال هو أمر رسمي إلى حد كبير بسبب عدم وجود أساليب واضحة وأدوات معتمدة جماعية تسجل "من يقع عليه اللوم". في الوقت نفسه ، لم تنتج الصناعة عمليا الأجهزة اللازمة لتعويض المرشح والموازنة والتحسين متعدد الوظائف وما إلى ذلك.

ونتيجة لذلك، أصبحت الشبكات الكهربائية في روسيا مشبعة بمعدات مشوهة.

في بعض المناطق، تم تشكيل مجمعات الشبكات الكهربائية لأنظمة الطاقة وشبكات التوزيع الاستهلاكية، فريدة من نوعها في قوتها ودرجة تشويه المنحنيات الحالية، مما أدى إلى تفاقم مشكلة تزويد المستهلكين بالكهرباء عالية الجودة بشكل كبير.

لتحديد مدى امتثال قيم مؤشرات جودة الطاقة المقاسة لمعايير المعيار، باستثناء مدة انخفاض الجهد، وجهد النبض، ومعامل الجهد الزائد المؤقت، يتم تحديد فترة زمنية لا تقل عن 24 ساعة للقياس ، المقابلة لفترة الفاتورة. ينبغي اختيار المدة الإجمالية لقياسات PKE مع الأخذ في الاعتبار التضمين الإلزامي لأيام العمل وعطلات نهاية الأسبوع النموذجية لقياس PKE. مدة القياس الإجمالية الموصى بها هي 7 أيام. يجب إجراء مقارنة PCE مع معايير المعيار لكل يوم من المدة الإجمالية للقياسات بشكل منفصل لكل PCE. بالإضافة إلى ذلك، يجب إجراء قياسات نفقات الاستهلاك الشخصي (PCE) بناءً على طلب منظمة إمداد الطاقة أو المستهلك، وكذلك قبل وبعد توصيل مستهلك جديد.

طرق تحسين جودة الطاقة

هناك ثلاث مجموعات رئيسية طرق تحسين جودة الطاقة:

1. ترشيد إمدادات الطاقة، والذي يتكون، على وجه الخصوص، من زيادة طاقة الشبكة وتزويد المستهلكين غير الخطيين بجهد متزايد؛
2. تحسين هيكل 1UR، على سبيل المثال، ضمان الحمل الاسمي للمحركات، وذلك باستخدام دوائر تصحيح متعددة المراحل، بما في ذلك الأجهزة التصحيحية في تكوين المستهلك؛
3. استخدام أجهزة تصحيح الجودة - منظمات لواحد أو أكثر من مؤشرات جودة الطاقة أو معلمات استهلاك الطاقة ذات الصلة.

ومن الناحية الاقتصادية، تعتبر المجموعة الثالثة هي الأكثر تفضيلا، حيث أن تغيير هيكل الشبكة والمستهلكين يؤدي إلى تكاليف كبيرة.

يجب أن يتم تصميم شبكات المستهلك الجديدة مع مراعاة متطلبات الجودة الحديثة، مع التركيز على تطوير منظمات جودة الطاقة بمختلف أنواعها. إن التأثير المستهدف على تغيير نوع واحد من التشوهات يؤدي إلى تأثير غير مباشر على أنواع أخرى من التشوهات. على سبيل المثال، التعويض عن تقلبات الجهد يؤدي إلى انخفاض في المستويات التوافقية ويؤدي إلى تغير في انحرافات الجهد.

الانحرافات بطيئة وتحدث إما بسبب التغيرات في المستوى في مركز الطاقة، أو بسبب الخسائر في عناصر الشبكة (الشكل 10.8). لم يتم استيفاء متطلبات الانحراف لأحدث أجهزة استقبال الطاقة بسبب الخسائر الكبيرة في خط الكابل وفي حافلات الطاقة. إجمالي الخسائر l/c.p، %، يتم تحديدها بالتعبير:

من خلال تحليل الرسم البياني (انظر الشكل 10.8)، يمكننا أن نستنتج أن متطلبات الانحرافات يمكن تلبيتها من خلال التنظيم في مركز الطاقة (gpp، rp) ومن خلال تقليل الخسائر في عناصر الشبكة.

يتم تنفيذ التنظيم عن طريق تغيير نسبة التحويل لمحول العرض. ولهذا الغرض، يتم تجهيز المحولات بوسائل تنظيم الحمل (RPN) أو لديها القدرة على تبديل صنابير فروع التحكم دون إثارة (pbv)، أي فصلها عن الشبكة أثناء تبديل الفروع. تسمح المحولات المزودة بمغير الصنبور عند التحميل بالتنظيم في النطاق من ±10 إلى ±15% بدقة تبلغ 1.25…2.50%. عادةً ما يكون للمحولات ذات pbv نطاق ضبط يبلغ ±5%.

يمكن تحقيق تقليل الخسائر في خطوط الإمداد أو الكابلات عن طريق تقليل المفاعلة النشطة و (أو). يتم تحقيق تقليل المقاومة عن طريق زيادة المقطع العرضي للأسلاك أو استخدام أجهزة التعويض الطولية (LPDs).

يتكون التعويض السعوي الطولي لمعلمات الخط من التوصيل المتسلسل للمكثفات في قسم الخط، مما يؤدي إلى انخفاض مفاعلتها: Х'л= XL ХC< Хл.

تحدث التقلبات في نظام إمداد الطاقة في مؤسسة صناعية بسبب الزيادات في الطاقة التفاعلية للأحمال. على عكس الانحرافات، تحدث التقلبات بشكل أسرع بكثير. تصل ترددات تكرار التذبذب إلى 10...15 هرتز بمعدلات زيادة الطاقة التفاعلية التي تصل إلى عشرات وحتى مئات الميجافار في الثانية. نطاق تقلب الجهد

من التعبير (10.33) يترتب على ذلك أنه من أجل تقليل bU، من الضروري تقليل Xcs أو تحميل زيادات الطاقة التفاعلية QH، لتقليل مصادر الطاقة التفاعلية سريعة المفعول التي يجب استخدامها والتي يمكن أن توفر معدلات زيادة الطاقة التفاعلية بما يتناسب مع الطبيعة من تغيير الحمل. وفي هذه الحالة يكون الشرط مستوفيا

يؤدي توصيل IRM إلى انخفاض في سعة تذبذبات القدرة التفاعلية الناتجة، ولكنه يزيد من ترددها المكافئ. إذا كانت الاستجابة غير كافية، فإن استخدام IRM يمكن أن يؤدي إلى تفاقم الوضع.

لتقليل تأثير الأحمال المتغيرة بشكل حاد على المستقبلات الكهربائية الحساسة، يتم استخدام طريقة لتقاسم الأحمال، حيث يتم استخدام المفاعلات المزدوجة أو المحولات ثلاثية اللفات أو اللفات المقسمة أو أحمال الطاقة من محولات مختلفة في أغلب الأحيان. يعتمد تأثير استخدام المفاعل المزدوج على أن معامل الحث المتبادل بين ملفات المفاعل المزدوج لا يساوي الصفر، وانخفاض الجهد الذي ينخفض ​​بنسبة 50...60% بسبب الاقتران المغناطيسي يتم تحديد ملفات المفاعل، في كل قسم بواسطة الصيغ:

حيث Km هو معامل الحث المتبادل بين ملفات أقسام المفاعل؛ XL هي المفاعلة الحثية لقسم لف المفاعل.

تتيح لك المحولات ذات الملف المنفصل توصيل حمل متغير بشكل حاد (مصدر للتشويه) بفرع واحد من الملف السفلي وفرع ثابت بالآخر. يتم تحديد العلاقة بين التغييرات في اللفات من خلال التعبير

يتم تحقيق تقليل عدم تناسق الجهد عن طريق تقليل مقاومة الشبكة للتيارات السلبية والصفرية التسلسلية وتقليل قيم التيارات نفسها. وبالنظر إلى أن مقاومة الشبكة الخارجية (المحولات والكابلات والخطوط) هي نفسها بالنسبة للتسلسلات الإيجابية والسلبية، فمن الممكن تقليل هذه المقاومات فقط عن طريق توصيل حمل غير متماثل بمحول منفصل.

المصدر الرئيسي لعدم التماثل هو الأحمال أحادية الطور. عندما تكون النسبة بين طاقة الدائرة القصيرة في عقدة شبكة SK 3 إلى قدرة الحمل أحادية الطور أكبر من 50، فإن معامل التسلسل السلبي عادة لا يتجاوز 2٪، وهو ما يلبي متطلبات GOST.

يمكن تقليل عدم التماثل عن طريق زيادة SK3 في محطات التحميل. يتم تحقيق ذلك، على سبيل المثال، من خلال توصيل الأحمال القوية أحادية الطور من خلال المحول الخاص بها إلى حافلات 110 - 220 كيلو فولت. يتم تقليل عدم التناسق المنهجي في شبكات الجهد المنخفض عن طريق التوزيع العقلاني للأحمال أحادية الطور بين المراحل بحيث تكون مقاومات هذه الأحمال متساوية تقريبًا مع بعضها البعض. إذا لم يكن من الممكن تقليل عدم التماثل باستخدام حلول الدوائر، فسيتم استخدام أجهزة خاصة.

مثل أجهزة الموازنة هذه، يتم استخدام الاتصال غير المتماثل لبنوك المكثفات (الشكل 10.9، أ) أو دوائر موازنة خاصة (الشكل 10.9، ب) للأحمال أحادية الطور.

إذا تغير عدم التماثل وفقا لقانون احتمالي، ولتقليله يتم استخدام بالونات أوتوماتيكية، في الدوائر التي يتم فيها تجميع المكثفات والمفاعلات من عدة مجموعات متوازية صغيرة وتوصيلها حسب التغير في التسلسل الحالي أو العكسي (عيب - خسائر إضافية في المفاعلات). يعتمد عدد من الأجهزة على استخدام المحولات، على سبيل المثال المحولات ذات المجال المغناطيسي الدوار، والتي تمثل حملاً غير متماثل، أو المحولات التي تسمح بتنظيم الجهد الكهربي على مراحل.

كيفية تقليل الجهد غير الجيبية

يتم تحقيق التخفيض غير الجيبي:

• حلول الدوائر: تخصيص الأحمال غير الخطية لنظام ناقل منفصل؛ تشتيت الأحمال عبر وحدات الطاقة المختلفة مع توصيل المحركات الكهربائية بالتوازي معها؛ تجميع المحولات وفقا لمخطط مضاعفة المرحلة؛ توصيل الحمل بنظام ذو طاقة أعلى SK 3؛
• استخدام أجهزة الترشيح: توصيل مرشحات الرنين ذات النطاق الضيق بالتوازي مع الحمل؛ تشغيل أجهزة تعويض المرشح؛ استخدام أجهزة موازنة المرشح. استخدام أجهزة تعويض المرشح التي تحتوي على IRM؛
• استخدام معدات خاصة تتميز بانخفاض مستوى توليد التوافقيات الأعلى: استخدام المحولات "غير المشبعة"؛ استخدام المحولات متعددة الأطوار مع تحسين أداء الطاقة.

أدى تطوير القاعدة الحديثة لإلكترونيات الطاقة وطرق التعديل عالية التردد إلى إنشاء أجهزة تعمل على تحسين جودة الكهرباء - المرشحات النشطة، مقسمة إلى مصادر تسلسلية ومتوازية وتيار وجهد. وأدى ذلك إلى أربع دوائر أساسية (الشكل ١٠.١٠).

يتم استخدام الحث كجهاز تخزين الطاقة في محول المصدر الحالي، ويتم استخدام السعة في محول مصدر الجهد. تظهر الدائرة المكافئة لمرشح طنين القدرة في الشكل. 10.11.

مقاومة المرشح Z عند التردد с تساوي عندما XL = Xc عند التردد с يحدث رنين الجهد، مما يعني أن مقاومة المرشح للمكون التوافقي مع التردد с تساوي 0.

في هذه الحالة، سيتم امتصاص المكونات التوافقية ذات التردد المشترك بواسطة المرشح ولن تخترق الشبكة. يعتمد مبدأ بناء المرشحات الرنانة على هذه الظاهرة.

في الشبكات ذات الأحمال غير الخطية، كقاعدة عامة، تنشأ توافقيات السلسلة القانونية، رقم ترتيبها هو v = 3، 5، 7،... عادة ما تنخفض مستويات التوافقيات ذات رقم الترتيب هذا مع زيادة التردد. لذلك، في الممارسة العملية، يتم استخدام سلاسل من المرشحات المتوازية المضبوطة على التوافقيات الثالث والخامس والسابع والحادي عشر. تسمى هذه الأجهزة مرشحات الرنين ضيقة النطاق. إذا كانت XL وXc هي مقاومة المفاعل وبنك المكثف عند التردد الأساسي، فعندئذ باستخدام التعبير (10.38)، نحصل على

يُطلق على المرشح، الذي، بالإضافة إلى تصفية التوافقيات، طاقة تفاعلية وتعويض فقدان الطاقة والجهد في الشبكة، مرشح التعويض (FKU).

إذا كان الجهاز، بالإضافة إلى تصفية التوافقيات الأعلى، يؤدي وظائف موازنة الجهد، فإن هذا الجهاز يسمى خيوط balun (FSU). من الناحية الهيكلية، تعد وحدات FSU عبارة عن مرشح غير متماثل متصل بشبكة خطية. يتم تحديد اختيار الفولتية الخطية التي تتصل بها دوائر مرشح FSU، وكذلك نسبة الطاقة للمكثفات * المضمنة في مراحل المرشح، من خلال ظروف موازنة الجهد.

وهكذا، تعمل أجهزة مثل PKU وFSU في وقت واحد على عدة مؤشرات (عدم الجيبية، وعدم التماثل، وانحرافات الجهد). تسمى هذه الأجهزة لتحسين جودة الطاقة الكهربائية بأجهزة التحسين متعددة الوظائف (الشكل 10.12). تكمن جدوى تطويرها في حقيقة أن الأحمال المتغيرة بشكل حاد، مثل اللوح، تسبب تشوهًا متزامنًا في عدد من المؤشرات، الأمر الذي يتطلب حلاً شاملاً للمشكلة.

تتضمن فئة هذه الأجهزة مصادر طاقة تفاعلية ثابتة عالية السرعة. وفقًا لمبدأ تنظيم الطاقة التفاعلية، يمكن تقسيمها إلى IRM للتعويض المباشر وغير المباشر. مثل هذه الأجهزة ذات الأداء العالي تقلل من تقلبات الجهد. يضمن التنظيم المرحلي ووجود المرشحات تحقيق التوازن وتقليل المستويات التوافقية الأعلى.

عند وضع استراتيجية لتحسين جودة الكهرباء في الشبكات الكهربائية وضمان ظروف التوافق الكهرومغناطيسي، ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أن هناك حاجة إلى موارد مادية كبيرة وفترة زمنية طويلة بما فيه الكفاية لتصحيح الوضع. يتطلب تطوير مجموعة كاملة من التدابير إجراء تقييم فني واقتصادي لعواقب انخفاض الجودة، وهو أمر صعب بسبب الظروف التالية:

• يعد تأثير جودة الكهرباء على جودة وكمية المنتجات، وكذلك على عمر خدمة أجهزة الاستقبال الكهربائية، جزءًا لا يتجزأ من ذلك؛ التغييرات في معظم مؤشرات الجودة مع مرور الوقت تكون عشوائية بسبب اعتمادها على أوضاع التشغيل لعدد كبير من أجهزة الاستقبال الكهربائية؛
• غالبًا ما تظهر عواقب انخفاض جودة الطاقة في المنتج النهائي، حيث تتأثر خصائصه النوعية والكمية أيضًا بعوامل أخرى؛
• الافتقار إلى بيانات الإبلاغ التي تسمح بإقامة علاقات السبب والنتيجة بين مؤشرات الجودة الحقيقية، من ناحية، وتشغيل المعدات الكهربائية وجودة المنتجات، من ناحية أخرى؛
• سوء تجهيز الشبكات الكهربائية المنزلية بوسائل قياس مؤشرات جودة الطاقة.

ولكن للتأكد من المطلوب غوست 13109 - 97المؤشرات، من الضروري تنفيذ مجموعة من التدابير التنظيمية والفنية التي تهدف إلى تحديد أسباب ومصادر الانتهاكات وتتكون من قمع فردي ومركزي للتداخل، مما يضمن زيادة مناعة الضوضاء لأجهزة الاستقبال الكهربائية الحساسة للتشويه.

لقد حظيت مشكلة ضمان جودة الطاقة الكهربائية (EQ) في أنظمة الطاقة الكهربائية الروسية دائمًا باهتمام كبير. لقد تم تطوير العديد من الطرق لرسم دوائر مكافئة عامة لأنظمة إمداد الطاقة ذات الأحمال غير الجيبية وغير المتماثلة، مع مراعاة التأثير المتبادل لمستهلكي الطاقة.

ولا يوجد حالياً حل عملي لهذه المشكلة بسبب عدم وجود أدوات رقابة على المستوى التشريعي. حتى الآن، لم توافق البلاد على اللوائح المتعلقة بجودة الطاقة الكهربائية. إن اعتماد الطاقة الكهربائية في روسيا وفقًا لمؤشرين (انحراف الجهد الثابت وانحراف التردد) غير قادر على حل مشكلة ضمان الجودة في شبكات إمداد الطاقة، ولو إلى حد صغير. ومن نواحٍ عديدة، يعد هذا مهمة قسرية ومكلفة لمؤسسات الشبكة، كما أن عدم الدفع من قبل المشتركين يزيد من تعقيد هذه المهمة.

وفي الوقت نفسه، أصبح من الممكن الآن اتخاذ خطوة مهمة نحو ضمان المستوى المطلوب من CE لأنظمة طاقة الشبكة (SES)، مع إنفاق مبالغ ضئيلة من المال من جانب شركات الشبكات. نحن نتحدث عن انتقال تدريجي لمبادئ المصلحة الاقتصادية لجميع الأطراف في توفير كفاءة الطاقة المطلوبة، والتي تتحدد بدرجة تشويه جهد الشبكة الكهربائية بسبب التداخل الذي يحدثه كل من منظمة إمدادات الطاقة والمستهلكين .

النقاط الرئيسية هنا هي:

التطبيق العملي للالتزامات التعاقدية بشأن تقسيم المسؤولية المتبادلة عن كفاءة الطاقة بين موردي الكهرباء والمستهلكين؛

تطوير نظام تدابير الحوافز الاقتصادية أو العقوبات اعتمادا على تأثير موضوع SES على CE في الشبكة؛

تطوير أدوات القياس الفنية وإنتاجها المتسلسل، مما سيسمح بالتنفيذ الفعال للتدابير الاقتصادية المعتمدة؛
- إدخال شهادة إلزامية لجميع المستهلكين ومحطات الطاقة المتصلة والمعاد بناؤها حديثًا وفقًا للمساهمة (الانبعاث) المسموح بها في تشويه الجهد.

لضمان جودة الكهرباء في أنظمة إمدادات الطاقة، من الضروري حل المشاكل الرئيسية:

1. من الضروري تطوير طريقة لتحديد السبب وراء تشوهات PKE والموافقة عليها رسميًا

2. التأكد من استخدام أدوات قياس الكهرباء مع مراقبة جودتها بشكل مستمر في نفس الوقت.

إن نظام الخصومات والعلاوات المعتمد حالياً هو في الأساس نظام حافز، وعلى حد علمنا، لم يتم تطبيقه عملياً بعد. أحد الأسباب الرئيسية لذلك هو عدم وجود أدوات حاليًا لقياس مؤشرات جودة الطاقة (PQI) على فترات زمنية طويلة بما فيه الكفاية (شهر على الأقل) مع مراعاة الكهرباء المستهلكة في نفس الوقت وتحديد السبب وراء التشوهات المدخلة . يجب أن يلعب الاستخدام الواسع النطاق لعداد الطاقة الكهربائية دورًا رئيسيًا في هذه المشكلة، والذي يدفع ثمن الكهرباء المستهلكة (الموردة) اعتمادًا على مؤشرات الجودة الخاصة به. يجب أن يتمتع هذا الجهاز بدقة عالية (الفئة 0.5) وأن يقيس في نفس الوقت القوى النشطة والمتفاعلة (بما في ذلك قوى التشويه) في جميع الأرباع.

وتتجلى جودة الكهرباء من خلال جودة تشغيل كل جهاز استقبال كهربائي. الأجهزة الكهربائية الحديثة، بما في ذلك الأجهزة المنزلية، مجهزة بالضرورة بمصدر طاقة مستقر (ثلاجة، مكيف هواء، غسالة، غسالة صحون، كمبيوتر وتلفزيون)، وهي مصممة لتحقيق الاستقرار في مؤشرات جودة الطاقة الكهربائية من أجل تعظيم عمر الخدمة من الجهاز نفسه . ولكن في حين أنها تشكل مؤشرات مناسبة لتشغيل الأجهزة، فإنها تفسد حتماً منحنيات التيار والجهد في شبكة 220 فولت بسبب توليدها لتوافقيات أعلى. يحدث هذا حتى في وضع الخمول، عندما يكون التلفزيون قيد التشغيل ولكنه لا يعمل.

التوافقيات المتولدة لها تأثير محفز على عدادات الكهرباء، فهي "تسرع" العداد، مما يجبره على العمل ضمن حدود خطأه، ولكن في نطاق المبالغة في تقدير القيم.

لماذا من المهم جدًا أن ينتبه المستهلك إلى فئة الدقة؟ ما هو خطأ العداد الأكثر ربحية للاختيار؟

عند المقارنة، فإن الفرق في قراءات الخطأ بين فئتي الدقة 0.5 و 1.0 للعداد الكهربائي هو 3.0%. تبلغ المدفوعات الزائدة السنوية عن الأخطاء في قياسات الطاقة الكهربائية حوالي 30٪ من تكلفة العداد، وسيغطي هذا الشراء بالكامل تكاليفه خلال ثلاث سنوات.

مع الأخذ في الاعتبار الزيادة المستمرة في تكلفة الطاقة الكهربائية، فإن استخدام عداد بدقة تبلغ 0.5 سيسمح لك بحساب الاستهلاك بدقة وتوفير ميزانيتك.

أفضل حل للمستهلك لاستبدال جهاز إلكتروني لقياس الطاقة الكهربائية هو عداد بدقة تبلغ 0.5.

الأدب

1. غوست 13109-97. الطاقة الكهربائية. التوافق الكهرومغناطيسي للمعدات التقنية. معايير جودة الطاقة الكهربائية في أنظمة إمداد الطاقة للأغراض العامة. – مينسك: الطريق السريع. مجلس المواصفات والمقاييس وإصدار الشهادات، 1998.

2. أردي 153-34.0-15.502-2002. مبادئ توجيهية لرصد وتحليل جودة الطاقة الكهربائية في أنظمة إمدادات الطاقة للأغراض العامة. – م.: Energoservis, 2002.

3. جي.إس. كودرياشيف، أ.ن. تريتياكوف، أ.ن. شباك، رحمت هاليميين // المشاكل الحالية لتشغيل أسطول الآلات والجرارات، والخدمات الفنية، والطاقة والسلامة البيئية في المجمع الصناعي الزراعي. - إيركوتسك: IrGSHA، 2007.

يو دي سي 621.311

لقد قدم لنا تطوير تكنولوجيا أشباه الموصلات مزايا لا تصدق، ولكن يجب أن نأخذ في الاعتبار حقيقة أن الإلكترونيات الدقيقة التي تقوم عليها هذه التكنولوجيا تتطلب إمدادات طاقة عالية الجودة. تؤدي زيادة سرعات التشغيل واستخدام الفولتية المنخفضة والأدنى إلى زيادة الطلب على جودة الطاقة باستمرار.

تشمل مشكلات جودة الطاقة جوانب مختلفة: اضطرابات الجهد (الارتخاء والارتفاعات والتسربات والعابرات)، والتيارات التوافقية، والأسلاك عالية الجودة والتأريض. تشمل أعراض ضعف جودة الطاقة القفل الدوري للمعدات وإعادة تشغيلها، وتلف البيانات، والفشل المبكر للمعدات، وارتفاع درجة حرارة المكونات دون سبب واضح، وما إلى ذلك. يؤدي كل هذا إلى توقف المعدات عن العمل، وانخفاض الإنتاجية، وإزعاج العاملين لديك.

الفحص الأولي عند النقطة التي توجد فيها الأخطاء

تتمثل إحدى طرق تشخيص الأخطاء المتعلقة بجودة الطاقة في التحقق من نقطة تقع في أقرب مكان ممكن من المستهلك الذي يواجه المشكلة. عادةً ما يكون هذا المستهلك جهازًا إلكترونيًا حساسًا لجودة الطاقة ويواجه بعض المشكلات. السبب المحتمل هو ضعف جودة الطاقة، ولكن جزء من وظيفتك هو فصل هذا عن الأسباب المحتملة الأخرى (فشل الأجهزة، فشل البرامج، وما إلى ذلك). مثل المحقق، عليك أن تبدأ بفحص "مسرح الجريمة". يمكن أن يستغرق أسلوب مثل التحقق من المنبع وقتًا طويلاً. يعتمد ذلك على الاهتمام وأخذ قياسات المعلمات الرئيسية.

هناك طريقة بديلة تتمثل في الانتقال من مدخل النظام الكهربائي للمبنى إلى نقطة الخلل باستخدام أداة اختبار ثلاثية الطور. يكون هذا الأسلوب أكثر فعالية إذا كان سبب الخلل في شبكة إمداد الطاقة.

ومع ذلك، استنادا إلى العديد من عمليات التدقيق، فقد تم التوصل إلى أن أسباب الغالبية العظمى من مشاكل جودة الطاقة تقع في المصانع (المباني). عادة، يتم العثور على أفضل جودة للطاقة عند مدخل النظام الكهربائي للمبنى (نقطة الاتصال بمصدر طاقة المرافق). أثناء تحركها عبر نظام التوزيع، تنخفض جودة الطاقة تدريجيًا. ويرجع ذلك إلى المشاكل التي تنشأ من المستهلكين الموجودين في المبنى. والحقيقة البارزة الأخرى هي أن 75% من جميع مشكلات جودة الطاقة تتعلق بالأسلاك والتأريض!

لهذا السبب، تعتقد العديد من وكالات جودة الطاقة أن عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها يجب أن تبدأ بالنظام الكهربائي للمبنى ثم، إذا لزم الأمر، استخدام أدوات المراقبة عند نقطة توصيل المرافق. يوجد أدناه إجراء لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها يستند إلى نهج تصاعدي لمساعدتك في إنجاز المهمة.

المرحلة الأولى

إذا كنت تعمل في هذا العمل أو المبنى، فمن المحتمل أن تكون لديك فكرة واضحة عن مخطط النظام الكهربائي، ولكن لتسهيل عملك وعمل الآخرين، يوصى برسم المخطط على الورق. إذا كنت جديدًا في موقع العمل، فيجب عليك الحصول على أحدث مخطط للنظام الكهربائي الذي يوضح الأحمال الجديدة والتغييرات الأخيرة التي تم إجراؤها على النظام. لما هذا؟ الأنظمة الكهربائية ليست ثابتة، حيث يتم إجراء تغييرات بمرور الوقت، وغالبًا ما تكون غير مخطط لها وخطيرة جدًا. بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أن بعض الأخطاء محلية بطبيعتها، إلا أن هناك العديد من المشكلات الناجمة عن التفاعلات بين أجزاء مختلفة من النظام. مهمتك هي اكتشاف بيانات التفاعل في النظام.

ومع ذلك، فمن الصحيح أيضًا أن الشركات التي تواجه معظم المشكلات تميل إلى أن تكون أقل احتمالية للاحتفاظ بسجلات دقيقة لتغييرات النظام. يكسب العديد من الاستشاريين أتعابهم عن طريق تحديث الوثائق التي يتلقونها لتعكس الحالة الفعلية للنظام الكهربائي. وبالتالي، فإن القاعدة الأولى تبدو بسيطة للغاية: حاول الحصول على الوثائق الأكثر اكتمالا، ولكن لا تفترض أنها متاحة.

2. التجول في الموقع

في بعض الأحيان يسمح لك الفحص البصري بالعثور على علامات الأعطال:

· محول ارتفاع درجة الحرارة

· تغير لون الأسلاك أو التوصيلات بسبب ارتفاع درجة الحرارة

· أسلاك تمديد متعددة موصولة بمأخذ كهربائي واحد

· يتم وضع أسلاك الإشارة في نفس القناة مع كابلات الطاقة

· وصلات محايدة للأرض غير مرغوب فيها في لوحات التوزيع المتوسطة.

· أسلاك أرضية متصلة بأنابيب تنتهي بالهواء.

كحد أدنى، ستكتسب فهمًا للتخطيط وحالة الأسلاك وأنواع المستهلكين المستخدمين في الموقع.

3. تحدث إلى الموظفين الذين يواجهون مشاكل مع المعدات وسجل وقت حدوث المشاكل

تحدث إلى الأشخاص الذين يعملون على المعدات التي بها مشكلات. سوف تتلقى وصفًا للمشكلة وربما أدلة غير متوقعة لحلها. يوصى أيضًا بتسجيل وقت حدوث الخلل وأعراضه. هذا مهم بشكل خاص للمشاكل ذات الطبيعة الدورية. يجب أن نحاول العثور على نوع من النظام الذي سيساعد في إنشاء اتصال بين حدوث عطل وحدث متزامن في جزء آخر من النظام. عادةً، يجب أن تكون مسؤولية الحفاظ على سجل الأخطاء على عاتق المشغل الذي يعمل حول المعدات التي تعاني من الأخطاء.

قائمة أسباب تدهور جودة الطاقة

من مرافق الطاقة إلى مأخذ التيار الكهربائي

برق

يمكن أن يكون البرق مدمرًا للغاية بدون حماية كافية من زيادة التيار. أثناء حدوث صاعقة بعيدة، يمكن أن يحدث انخفاض في الجهد ويمكن ملاحظة الجهد المنخفض في شبكة إمداد الطاقة. عندما يضرب البرق مكان قريب، يحدث ارتفاع في الجهد وزيادة الجهد. ولكن، وفقا للفطرة السليمة، فإن البرق هو مجرد ظاهرة طبيعية، ولا ينتمي إلى فئة المشاكل التي يخلقها الناس لأنفسهم.

التعثر المتكرر لقواطع الدائرة في شبكة المرافق

يتسبب في انخفاضات وانقطاع التيار الكهربائي على المدى القصير، ولكنه أفضل من انقطاع التيار الكهربائي على المدى الطويل.

تبديل المكثفات في شبكة المرافق

يسبب انحرافات مفاجئة في الجهد (تتجلى في شكل تذبذبات عابرة على خط منحنى الجهد). إذا كان بنك المكثفات يقع بالقرب من المنشأة، فيمكن أن ينتشر العابرون في جميع أنحاء النظام الكهربائي للمبنى.

المباني التجارية الشاهقة غير مجهزة بمحولات توزيع ذات سعة كافية

إن محاولة توفير المال في الحالات غير المناسبة عن طريق تركيب محولات توزيع 208 فولت في المباني التي يزيد ارتفاعها عن 20 طابقًا لا تؤدي بأي حال من الأحوال إلى تحسين جودة الطاقة.

مجموعات المولدات غير مناسبة للأحمال التوافقية

يؤثر تشويه الجهد الزائد على دوائر التحكم الإلكترونية. إذا كان هناك مستهلكون في النظام مجهزون بمحولات بمقومات أشباه الموصلات، فقد يؤثر تشويه الجهد على دوائر تصحيح التردد.

استخدام مكثفات تصحيح معامل القدرة دون توفير التعويض التوافقي

التوافقيات والمكثفات غير متوافقة مع بعضها البعض. وجود مثل هذه المكثفات يتطلب التدخل الفوري.

بدء التيارات من المحركات الكهربائية ذات عزم الدوران العالي باستخدام البدء المباشر

يتسبب في انخفاض الجهد عندما يكون الحمل ثقيلًا جدًا أو تكون مقاومة مصدر الطاقة مرتفعة جدًا. سيساعد استخدام بدء تشغيل المحرك خطوة بخطوة في حل المشكلات.

أسلاك محايدة ذات مقطع عرضي غير كافي في لوحة التوزيع

في وجود التوافقي الثالث، قد يكون هناك تيار على الأسلاك المحايدة، وقيمته تساوي أو أكبر من التيار في سلك الطور. يؤدي عدم كفاية المقطع العرضي للأسلاك المحايدة إلى ارتفاع درجة حرارتها، ويزيد من خطر نشوب حريق ويزيد من جهد الأرض المحايدة.

يمكن أن يسبب قضيب الأرض المعزول أخطاء أرضية.

مشكلة شائعة في ماكينات CNC.

يتم تركيب طابعات الليزر وآلات النسخ في نفس الدائرة بحيث يكون المستهلكون حساسين لجودة الطاقة

انخفاضات الجهد الدورية والعابرة التي لا مفر منها أثناء التبديل.

توصيل غير صحيح للمقابس الكهربائية (يتم الخلط بين التوصيلات المحايدة والأرضية)

من الصعب تصديق ذلك، ولكن هناك عدد غير قليل من هذه الحالات. وفي هذه الحالة، فإن حدوث تيارات عكسية في سلك التأريض والتداخل على "الأرض" أمر لا مفر منه.

كابلات البيانات مع كل طرف متصل بوصلة أرضية مختلفة

يؤدي هذا إلى إنشاء جهد كهربائي بين غلاف الجهاز وموصل كابل البيانات.

تدخل عالي التردد

الأسلوب الأكثر فعالية لتأريض التداخل عالي التردد هو استخدام شبكة مرجعية للإشارة (إس آر جي).

الطبقات

قضبان أرضية معزولة (انظر أدناه)

إنها شديدة الخطورة لأن الأرض موصل ذو مقاومة عالية، مما لن يسمح بتيار تعثر كافٍ للوصول إلى قاطع الدائرة. يؤدي هذا أيضًا إلى إنشاء دوائر قصيرة عبر الأرض (بعد كل شيء، يجب أن يعود كل إلكترون إلى حيث بدأ). أحد الأسرار العظيمة لمستشاري جودة الطاقة هو حقيقة أن بعض الشركات المصنعة للمعدات قد تصر على إلغاء الضمان على أجهزتها إذا لم يتم تركيب قضيب أرضي معزول.

اتصالات غير مقبولة بين محايد والأرض

تأكد من حدوث تيارات عكسية حتمية في حلقة التأريض. هذه مشكلة ليس فقط جودة إمدادات الطاقة، ولكن أيضا إمدادات المياه. تسبب التيارات المنتشرة على الأرض تآكل أنابيب المياه.

معايير السلامة الدولية لمعدات القياس

*خصائص أجهزة الفئةالقط الرابع لم يتم تعريفها بعد في المعيار.

معيار اللجنة الانتخابية المستقلة 61010 يتطلب حماية متزايدة من الجهد الزائد العابر. يمكن أن يتسبب العابرون في حدوث انحناء داخل جهاز غير محمي. في حالة حدوث وميض قوسي في منطقة عالية الجهد، مثل خط طاقة ثلاثي الطور، فقد يحدث قوس خطير. هناك خطر حدوث إصابة شخصية خطيرة وتلف الجهاز.

اختبار وشهادة مستقلة

يمكن للمصنعين التصديق بشكل مستقل على الامتثال للمعياراللجنة الانتخابية المستقلة 61010، ومع ذلك، فإن عملية إصدار الشهادات تمثل تحديات واضحة للمستخدمين النهائيين. ستضمن شهادة المختبرات المستقلة أن الأجهزة تلبي المتطلباتاللجنة الانتخابية المستقلة.

انظر إلى الرمز والرقم التسلسلي لعلامة مختبر الاختبار المستقل:ماي، وكالة الفضاء الكندية، تي؟ الخامس، فد ، إلخ. على سبيل المثال،أول 3111 يعني الامتثال للمعيارإيك 61010.