Проблема низкого качества электроэнергии и способы её решения

Анонс: Объективные и субъективные причины, обуславливающие проблемы низкого качества электроэнергии в системах электроснабжения. Способы повышения качества электроэнергии.

Все причины проблемы низкого качества электроэнергии можно условно разделить на:

объективные, прежде всего обусловленные интенсивным ростом объема сложной по характеру нагрузки – нелинейной, знакопеременной, с быстрым, часто скачкообразным изменением параметров и активной генерацией гармонических и интергармонических возмущений.

Во многом это следствие прогресса, причем не только развития технологий и оборудования для производственных процессов, но и развития инфраструктуры объектов, цифровизации администрирования, контроля, обработки данных и пр. Так, предприятие с достаточно простым производственно-технологическим процессом и оборудованием, не оказывающим существенное влияние на баланс мощности, несимметрию, отклонение напряжения, частоты, в инфраструктуре может иметь сложные нагрузки инженерно-технического обеспечения и административное подразделение с нелинейной нагрузкой информационных систем, вызывающих критическое ухудшение параметров качества электроснабжения.

Вносит свой вклад в плохое качество электроэнергии и снижение уровня технической обеспеченности лабораторий, служб, инженеров-электриков, ответственных за замеры, анализ, испытания, проверку показателей качества системы электроснабжения, определенных действующими нормативно-правовыми актами, в том числе ГОСТ 32144-2013 (см. более детально о показателях и нормах качества электроэнергии по действующему ГОСТ 32144-2013 в этом материале);

субъективные, которые совокупно формируют:

- законодательные и исполнительные власти страны. Так, сравнительно прогрессивная госпрограмма «Энергосбережение и повышение энергоэффективности на период до 2020 г.» 2010 года с конкретизацией мероприятий по снижению и рациональной компенсации доли реактивной мощности потребителей, постановлением Правительства РФ от 15.04.2014 года N 321 трансформировалась в программу «Энергоэффективность и развитие энергетики», а постановлением от 28.03.2019 г. № 335 – в госпрограмму «Развитие энергетики», где блок по энергосбережению стал подпрограммой и из него были исключены мероприятия по компенсации реактивной мощности. Вместе с тем, компенсация реактивной мощности в потребительских сетях признана и отечественными и зарубежными экспертами одним из наиболее действенных способов повышения качества электроэнергии, энергосбережения и энергоэффективности (см. таблицу ниже).

- владельцы объектов – абоненты и субабоненты электросетевых компаний, которые игнорируют безусловные выгоды повышения качества электроэнергии и энергосбережения. Отчасти владельцев промышленных и непромышленных объектов можно понять, ведь на текущий момент скидки и надбавки к тарифам на электроэнергию за потребление и генерацию реактивной мощности не действуют, что регламентировано Постановлением Правительства РФ от 29 декабря 2011 года N 1178 «О ценообразовании в области регулируемых цен (тарифов) в электроэнергетике» (с изменениями на 29 мая 2019 года) и Приказом Федеральной службы по тарифам от 6 августа 2004 года N 20-э/2 «Об утверждении Методических указаний по расчету регулируемых тарифов и цен на электрическую (тепловую) энергию на розничном (потребительском) рынке (с изменениями на 29 марта 2018 года) (редакция, действующая с 28 апреля 2018 года)».

Вместе с тем, прямая:

• финансовая выгода от мероприятий по компенсации реактивной мощности есть практически всегда и ее можно просчитать по методике, представленной в этом материале;
• техническая выгода от мероприятий по повышению качества электроэнергии безусловная, ведь надежность и долговечность оборудования, устройств, приборов во многом зависит от их режима работы.

Способы повышения качества электроэнергии.

Для разработки и реализации проекта повышения качества электроэнергии в системе электроснабжения объекта необходимо выявить ключевые причины, обуславливающие ухудшение сетевых параметров, а на требуемом уровне такие работы может выполнить только профильный инженер-электрик во время энергоаудита сети.

Одним из наиболее значимых маркеров проекта качества электроэнергии является колебание и отклонение напряжения, снижение негатива которого можно добиться через:

• мероприятия по ограничению пусковых и рабочих токов асинхронных электродвигателей;
• мероприятия по снижению реактивного сопротивления основных приемников с резкопеременными ударными загрузками, в том числе сварочного оборудования, индукционных печей и пр.;
• мероприятия по селекции и равномерному распределению нагрузок сходного характера;
• мероприятия по компенсации реактивной мощности комбинированными способом с интеграцией компенсирующих конденсаторов, установок, конденсаторных батарей максимально близко к основной нагрузке;
• мероприятия по блокированию засорения сети гармониками высшего порядка с помощью пассивных и/или активных фильтров гармоник, в том числе в рамках комплектных установок коррекции коэффициента мощности.