Меню

Требования гост для величины установившегося отклонения напряжения

Какое допустимо отклонение напряжения по ГОСТу?

В современной жизни массово используется электрическая энергия, которая доставляется к месту ее потребления (к точкам подсоединения нагрузки) по электрической сети. Параметры этой сети, определяющие качество поставляемой электроэнергии непосредственно у потребителя, нормируются различными стандартами.

В России таким нормативным документом является ГОСТ 32144 в редакции 2013 года, который:

  • заменил используемый ранее межгосударственный (для ряда стран СНГ) стандарт ГОСТ 13109, действовавший с 1999 года;
  • определяет параметры электрической сети общего назначения;
  • распространяется на сети с напряжением до 220 В до 110 кВ.

Общая характеристика документа

Стандарт содержит определения нормируемых параметров, задает их численные значения и допустимые пределы изменений.

Сильная сторона стандарта — его глубина в части перечня нормируемых характеристик.

Все возможные изменения дополнительно классифицируются на продолжительные и случайные. Последнее особенно важно для разработчиков блоков питания электронных устройств различного назначения, так как современная электронная аппаратура весьма чувствительна к различным импульсным помехам.

Самостоятельное значение имеют справочные приложения, содержащие классификацию провалов и кратковременных прерываний подачи электрического тока, что позволяет корректно рассчитать параметры источников бесперебойного питания.

Медленные изменения напряжения

Касательно напряжения наиболее интересных для большинства потребителей бытовых сетей действующий ГОСТ нормирует номинальное

  • 220-вольтовое напряжение однофазной;
  • 380-вольтовое напряжение для трехфазных сетей.

Возможные отклонения от номинальных значений в части так называемых медленных изменений, определяемых рабочими изменениями нагрузки, нормируются в относительной форме (параметр δU на рисунке 1). δU не должно превышать 10% от номинального напряжения. Указывается, что под номинальным понимается напряжение 220 или 380 В, а также любое иное, которое было согласовано с потребителем. Интервал, на котором фиксируется изменение в пределах 10%, установлен равным одной неделе.

Рисунок 1. Допустимые медленные изменения электрического сетевого напряжения

Случай выхода за пределы разрешенного 10-процентного отклонения в большую сторону считается перенапряжением, а в меньшую сторону — провалом, рисунок 2.

Рисунок 2. Отклонения, колебания и провалы напряжения

Быстрые изменения напряжения

В части быстрых изменений, которые:

  • обусловлены скачкообразными изменениями нагрузки при подключении или отключении различных потребителей;
  • имеют продолжительность не свыше одной минуты,

нормирование также происходит в относительной форме. С учетом большей опасности кратковременности скачкообразных изменений величина колебаний напряжения ограничена для них 5%, однако допустимо 10-процентное кратковременное изменение в течение суток без конкретизации числа таких событий. Фактически речь идет о примерно 20-вольтовом отклонении вверх и вниз от привычного всем значения 220 В.

В отличие от медленных изменений, при которых напряжение обычно сохраняет синусоидальную форму, при быстрых возможны значительные отклонения от синусоиды, что требует специального задания величины относительного отклонения, рисунок 3.

Рисунок 3. Форма напряжения при быстрых изменениях

В случае выхода за 10-процентную границу быстрые изменения относятся к перенапряжениям и провалам вне зависимости от длительности нахождения за пределами указанной границы.

Источник



Допустимые нормы отклонения напряжения по ГОСТ

В данной статье речь пойдет о допустимых нормах отклонения напряжения на зажимах электроприемников, согласно ГОСТов, НТП, РД, СП и различных справочников по электроснабжению.

В настоящее время допустимые отклонения напряжения регламентируются следующими нормативными документами:

  • ГОСТ 32144 — 2013 (взамен ГОСТ Р 54149—2010) соответствует европейскому стандарту EN 50160:2010 и принят в таких странах как: Армения, Беларусь, Кыргызстан, Российская Федерация, Таджикистан и Узбекистан.
  • ДСТУ ЕN 50160:2014 (взамен ГОСТ 13109-87) он разработан на основании европейского стандарта EN 50160:2010 и принят в Украине.
  • НТП 99 (взамен СН 357-77) – Нормы технологического проектирования. Проектирование силовых электроустановок промышленных предприятий.
  • РД 34.20.185-94 — Инструкция по проектированию городских электрических сетей.
  • СП 31-110-2003 — Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий.
Читайте также:  Что такое генерирующее напряжение

Согласно ГОСТ 32144 — 2013 пункт 4.2.2 предельно допустимое значение установившегося отклонения на зажимах электроприемников должно быть в пределах ± 10 % от номинала сети.

ГОСТ 32144 — 2013 пункт 4.2.2

Соответственно номинальное напряжение будет находится в пределах:

  • для сети 220 В – от 198 до 242 В;
  • для сети 380 В – от 342 до 418 В;

Диапазон допустимых отклонений напряжения в сети 220 В

Обращаю Ваше внимание, что для нормальной работы электроприемников нормально допустимым показателем отклонения напряжения является ±5%. В ГОСТ 32144 — 2013 об этом ничего не сказано, в отличие от ГОСТ 13109-87 (заменен) таблица 1.

ГОСТ 13109-87 (заменен) таблица 1

Также в действующих нормативных документах приведены следующие формулировки:

РД 34.20.185-94 пункт 5.2.2:

РД 34.20.185-94 пункт 5.2.2

СП 31-110-2003 пункт 7.23:

СП 31-110-2003 пункт 7.23

В справочнике по проектированию электрических сетей и электрооборудования. Ю.Г.Барыбина. 1991г в таблице 2.58, страница 170, приведены допустимые отклонения напряжения на зажимах электроприемников. Данная таблица в полном объеме соответствует таблице, приведенной в нормативном документе СН 357-77 – заменен.

Таблица 2.58 - Допустимые отклонения напряжения на зажимах электроприемников

Сравнение ДСТУ ЕN 50160:2014 и ГОСТ 13109-87

На основе проведенного анализа данных нормативных документов предложены сравнительные таблицы со сроками и нормами основных нормативных документов по качеству электрической энергии, которые могут быть полезными для практического использования этих документов. Выявленные недостатки новых нормативных документов, которые необходимо устранить в их следующих переизданиях.

Таблица 1 - Сравнение ДСТУ ЕN 50160:2014 и ГОСТ 13109-87

Таблица 2 - Сравнение ДСТУ ЕN 50160:2014 и ГОСТ 13109-87

Более подробно о сравнении ДСТУ ЕN 50160:2014 и ГОСТ 13109-87, можно ознакомится в таких материалах как:

  • УДК 621.314 – Порівняльний аналіз основних нормативних документів щодо якості електричної енергії. Трунова І. М., к.т.н., Лебедєва Я. А, д.т.н. В данной статье предлагаются таблицы с терминами и нормами основных нормативных документов по качеству электрической энергии. Выявлены недостатки новых нормативных документов, которые необходимо устранить в их последующем переиздании.
  • УДК 621.312 – Деякі питання щодо застосування ДСТУ ЕN 50160:2014. Трунова І. М., к.т.н., Лебедєва Я. А, д.т.н. В данной статье исследуются противоречия действующих стандартов характеристик напряжения и предлагаются рекомендации по применению ДСТУ EN 50160:2014 в условиях действующего ГОСТ 13109-97.

Все нормативные документы (ГОСТ, НТП, РД, СП, инструкции по проектированию), справочники по электроснабжению и научные статье, которые приводились в данной статье, вы сможете найти в архиве.

Источник

Допустимое отклонение напряжения — нормативные значения, причины

При проектировании электроприборов, в том числе и бытовой техники, учитываются номинальные характеристики сети, от которой они будут работать. Но в системах электроснабжения могут происходить процессы, вызывающие отклонения от номинальных параметров. Допустимое отклонение напряжения в сети, частоты, а также других характеристик, регулируется требованиями ГОСТ 13109-97 (международный стандарт, принятый в России, Республике Беларусь, Украине и в большинстве других стран СНГ). Приведем информацию о допустимых нормах отклонений и вызывающих их причинах.

Читайте также:  Какие устройства работают с использованием явления резонанса напряжений

Нормы напряжения в электросети по ГОСТу

В нормативном документе определено несколько показателей, позволяющих характеризовать качество электроэнергии в точках присоединения (ввод в сети потребителей). Перечислим наиболее значимые параметры и приведем допустимые диапазоны отклонений для каждого из них:

  • Для установившегося отклонения напряжения не более 5,0% от номинала (допустимая норма) при длительном временном промежутке и до 10% для краткосрочной аномалии (предельно допустимая норма). Заметим, что данные показатели должны быть прописаны в договоре о предоставлении услуг, при этом указанные нормы должны отвечать действующим нормам. Например, для бытовых сетей (220 В) быть в пределах 198,0-220,0 В, а для трехфазных (0,40 кВ) – не менее 360,0 В и не более 440 Вольт.
  • Перепады напряжения, такие отклонения характеризуются амплитудой, длительностью и частотой интервалов. Нормально допустимый размах амплитуды не должен превышать 10,0% от нормы. К перепадам также относят дозу фликера (мерцание света в следствии перепадов напряжения, вызывают усталость), это параметр измеряется специальным прибором (фликометром). Допустимая краткосрочная доза – 1,38, длительная – 1. Пример устоявшегося отклонения и колебания напряженияПример устоявшегося отклонения и колебания напряжения
  • Броски и провалы. К первым относятся краткосрочные увеличения амплитуды напряжения, превышающие 1,10 номинала. Под вторым явлением подразумевается уменьшение амплитуды на величину более 0,9 от нормы, с последующим возвращением к нормальным параметрам. Ввиду особенностей природы процессов данные отклонения не нормируются. При частом проявлении рекомендуется установить ограничитель напряжения (для защиты от бросков) и ИБП (при частых провалах).
  • Перенапряжение электрической сети, под данным определением подразумевается превышение номинала на величину более 10% длящееся свыше 10-ти миллисекунд. Примеры перенапряжения и провала (А), бросков (В)Примеры перенапряжения и провала (А), бросков (В)
  • Несимметрия напряжения. Допустимое отклонение коэффициента несимметрии от нормы – 2,0%, предельное – 4,0%.
  • Несинусоидальность напряжения. Определяется путем расчета коэффициента искажения, после чего полученное значение сравнивают с нормативными значениями. Пример нарушения синусоидальности напряженияПример нарушения синусоидальности напряжения
  • Отклонения частоты. Согласно действующим требованиям нормально допустимое отклонение этого параметра 0,20 Гц, предельно допустимое – 0,40 Гц.

Основные причины возникновения отклонения напряжения в сети

Теперь рассмотрим, что могло вызвать изменение характеристик сети:

  • Установившиеся отклонения напряжения связывают со следующими причинами:
  1. Увеличение величины нагрузки из-за подключения одного или нескольких мощных потребителей. Характерный пример – сезонное увеличение нагрузки на энергосистемы ввиду подключения обогревательного оборудования, а также суточные пики.
  2. Увеличение числа потребителей без модернизации энергосистемы.
  3. Обрыв или недостаточное качество контакта нулевого кабеля в трехфазных системах.

При ситуациях, описанных в первом пункте, поставщик нормализует напряжение, используя специальные средства регулирования. В остальных случаях производятся ремонтные работы.

Конструкция ограничителя перенапряжения (ОПН)

  • Причина перепадов напряжения связана с потребителями электрической энергии, с резко изменяющейся нагрузкой (как правило, при этом изменяется и реактивная мощность). В качестве примера можно привести металлургические предприятия, оборудованные дуговыми печами. Подобный эффект можно наблюдать при работе сварочного электрооборудования или поршневых компрессорных установок.
  • Причины минимального напряжения (провалы) в большинстве случаев связаны с КЗ, которые могут возникнуть в сети дома, на линиях ввода или ЛЭП. Длительность провалов варьируется от миллисекунд до секунд, при этом напряжение может уменьшаться до 90% от нормы. Наиболее чувствительна к таким изменениям электроника, нормализовать ее работу можно при помощи ИБП.
  • Возникновение импульсных напряжений может быть вызвано коммутационными процессами, ударом молнии в ВЛ, а также другими причинами. При этом величина импульса может многократно превышать стандартное напряжение в квартире по ГОСТу. Естественно, что существенное увеличение максимальных значений этого параметра приведет к выходу из строя подключенного к сети оборудования, чтобы не допустить этого, следует использовать ограничитель перенапряжения. Принцип работы этого защитного устройства и схему установки можно найти на нашем сайте. Конструкция ограничителя перенапряжения (ОПН)
  • При кратковременных перенапряжениях уровень отклонений значительно ниже, чем при бросках, но, тем не менее, это может стать причиной выхода из строя оборудования, включенного в розетки. ОПН в этом случае не спасет, но поможет реле напряжения, которое произведет защитное отключение и после нормализации ситуации восстановит подключение. Пределы изменения срабатывания (диапазон регулирования) можно задать самостоятельно или использовать настройки по умолчанию. Что касается причин, вызывающих перенапряжение, то они связаны с коммутационными процессами и КЗ.
  • Несимметрия происходит вследствие перекоса нагрузки между фазами. Ситуация исправляется путем транспозиции питающих линий.
  • Нарушение синусоидальности возникает в тех случаях, когда к энергосистеме подключается мощное оборудование, для которого характерна нелинейная ВАХ. В качестве такового можно привести промышленные преобразователи напряжения с тиристорными элементами.
  • Частота сети напрямую связана с равновесием активных мощностей источника и потребителя. Если происходит дисбаланс, связанный с недостаточной мощностью генераторов, наблюдается снижение частоты в энергосистеме до тех пор, пока не будет установлено новое равновесие. Соответственно, при избыточных мощностях, происходит обратный процесс, вызывающий повышение частоты.
Читайте также:  Все формулы падения напряжения

Последствия отклонения от стандартов

Отклонение от номинальных напряжений может вызвать много нежелательных последствий, начиная от сбоев в работе бытовой техники и заканчивая нарушениями производственных техпроцессов и созданием аварийных ситуаций. Приведем несколько примеров:

  • Долгосрочные отклонения напряжения сверх установленной нормы приводят к снижению срока эксплуатации электрооборудования.
  • Броски с большой вероятностью могут вывести из строя электронные приборы и другую технику, подключенную к сети.
  • При провалах происходят сбои в работе вычислительных мощностей, что увеличивает риски потери информации.
  • Перекос фаз приводит к критическому повышению напряжения, что вызовет, в лучшем случае, срабатывание защиты в оборудовании, а в худшем – полностью выведет его из строя.
  • Изменение частоты моментально отразится на скорости вращения асинхронных двигателей, а также приведет к снижению активной мощности. Помимо отклонения приведут к изменению ЭДС генераторов, что вызовет лавинный процесс.

Мы привели только несколько примеров, но и их вполне достаточно, чтобы стало понятно насколько важно придерживаться норм, указанных в настоящих стандартах и ПУЭ.

Источник