ГОСТ 13109-97: "Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения"

Межгосударственный стандарт ГОСТ 13109-97
"Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения"
(введен в действие постановлением Госстандарта РФ от 28 августа 1998 г. N 338)

Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment.quality limits in public electrical systems

Дата введения 1999-01-01.

Взамен ГОСТ 13109-87

1. Область применения

2. Нормативные ссылки

3. Определения, обозначения и сокращения

4. Показатели КЭ

5. Нормы КЭ

6. Оценка соответствия показателей КЭ установленным нормам в условиях

эксплуатации

7. Требования к погрешности измерений показателей КЭ

8. Требования к интервалам усреднения результатов измерений

показателей КЭ

Приложение А. Свойства электрической энергии, показатели и наиболее

вероятные виновники ухудшения КЭ

Приложение Б. Способы расчета и методики определения показателей КЭ и

вспомогательных параметров

Приложение В. Аналитические методы оценки соответствия колебаний

напряжения с формой, отличной от меандра, установленным

нормам

Приложение Г. Характеристики провалов напряжения в электрических сетях

напряжением 6-10 кВ

Приложение Д. Значения напряжений грозовых и коммутационных импульсов,

а также коэффициентов временных перенапряжений в точках

общего присоединения

Приложение Е. Контроль КЭ и основные требования к цифровым средствам

измерений

1 Область применения

Стандарт устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии, или приемники электрической энергии (точки общего присоединения).

Нормы КЭ, устанавливаемые настоящим стандартом, являются уровнями электромагнитной совместимости для кондуктивных электромагнитных помех в системах электроснабжения общего назначения. При соблюдении указанных норм обеспечивается электромагнитная совместимость электрических сетей систем электроснабжения общего назначения и электрических сетей потребителей электрической энергии (приемников электрической энергии).

Нормы, установленные настоящим стандартом, являются обязательными во всех режимах работы систем электроснабжения общего назначения, кроме режимов, обусловленных:

- исключительными погодными условиями и стихийными бедствиями (ураган, наводнение, землетрясение и т.п.);

- непредвиденными ситуациями, вызванными действиями стороны, не являющейся энергоснабжающей организацией и потребителем электроэнергии (пожар, взрыв, военные действия и т.п.);

- условиями, регламентированными государственными органами управления, а также связанных с ликвидацией последствий, вызванных исключительными погодными условиями и непредвиденными обстоятельствами.

Нормы, установленные настоящим стандартом, подлежат включению в технические условия на присоединение потребителей электрической энергии и в договоры на пользование электрической энергией между электроснабжающими организациями и потребителями электрической энергии.

При этом для обеспечения норм стандарта в точках общего присоединения допускается устанавливать в технических условиях на присоединение потребителей, являющихся виновниками ухудшения КЭ, и в договорах на пользование электрической энергией с такими потребителями более жесткие нормы (с меньшими диапазонами изменения соответствующих показателей КЭ), чем установлены в настоящем стандарте.

По согласованию между энергоснабжающей организацией и потребителями допускается устанавливать в указанных технических условиях и договорах требования к показателям КЭ, для которых в настоящем стандарте нормы не установлены.

Нормы, установленные настоящим стандартом, применяют при проектировании и эксплуатации электрических сетей, а также при установлении уровней помехоустойчивости приемников электрической энергии и уровней кондуктивных электромагнитных помех, вносимых этими приемниками.

Нормы КЭ в электрических сетях, находящихся в собственности потребителей электрической энергии, регламентируемые отраслевыми стандартами и иными нормативными документами, не должны быть ниже норм КЭ, установленных настоящим стандартом в точках общего присоединения. При отсутствии указанных отраслевых стандартов и иных нормативных документов нормы настоящего стандарта являются обязательными для электрических сетей потребителей электрической энергии.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 721-77 Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В

ГОСТ 19431-84 Энергетика и электрификация. Термины и определения

ГОСТ 21128-83 Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения до 1000 В

ГОСТ 30372-95 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения

3 Определения, обозначения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применяют термины, приведенные в ГОСТ 19431, ГОСТ 30372, а также следующие:

- система электроснабжения общего назначения - совокупность электроустановок и электрических устройств энергоснабжающей организации, предназначенных для обеспечения электрической энергией различных потребителей (приемников электрической энергии);

- электрическая сеть общего назначения - электрическая сеть энергоснабжающей организации, предназначенная для передачи электрической энергии различным потребителям (приемникам электрической энергии);

- центр питания - распределительное устройство генераторного напряжения электростанции или распределительное устройство вторичного напряжения понизительной подстанции энергосистемы, к которым присоединены распределительные сети данного района;

- точка общего присоединения - точка электрической сети общего назначения, электрически ближайшая к сетям рассматриваемого потребителя электрической энергии (входным устройствам рассматриваемого приемника электрической энергии), к которой присоединены или могут быть присоединены электрические сети других потребителей (входные устройства других приемников);

- потребитель электрической энергии - юридическое или физическое лицо, осуществляющее пользование электрической энергией (мощностью);

- кондуктивная электромагнитная помеха в системе энергоснабжения - электромагнитная помеха, распространяющаяся по элементам электрической сети;

- уровень электромагнитной совместимости в системе энергоснабжения - регламентированный уровень кондуктивной электромагнитной помехи, используемый в качестве эталонного для координации между допустимым уровнем помех, вносимым техническими средствами энергоснабжающей организации и потребителей электрической энергии, и уровнем помех, воспринимаемым техническими средствами без нарушения их нормального функционирования;

- огибающая среднеквадратичных значений напряжения - ступенчатая временная функция, образованная среднеквадратичными значениями напряжения, дискретно определенными на каждом полупериоде напряжения основной частоты;

- фликер - субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети, питающей эти источники;

- доза фликера - мера восприимчивости человека к воздействию фликера за установленный промежуток времени;

- время восприятия фликера - минимальное время для субъективного восприятия человеком фликера, вызванного колебаниями напряжения определенной формы;

- частота повторения изменений напряжения - число одиночных изменений напряжения в единицу времени;

- длительность изменения напряжения - интервал времени от начала одиночного изменения напряжения до его конечного значения;

- провал напряжения - внезапное понижение напряжения в точке электрической сети ниже 0,9 U_ном, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня через промежуток времени от десяти миллисекунд до нескольких десятков секунд;

- длительность провала напряжения - интервал времени между начальным моментом провала напряжения и моментом восстановления напряжения до первоначального или близкого к нему уровня;

- частость появления провалов напряжения - число провалов напряжения определенной глубины и длительности за определенный промежуток времени по отношению в общему числу провалов за этот же промежуток времени;

- импульс напряжения - резкое изменение напряжения в точке электрической сети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд;

- амплитуда импульса - максимальное мгновенное значение импульса напряжения;

- длительность импульса - интервал времени между начальным моментом импульса напряжения и моментом восстановления мгновенного значения напряжения до первоначального или близкого к нему уровня;

- временное перенапряжение - повышение напряжения в точке электрической сети выше 1,1 U_ном продолжительностью более 10 мс, возникающее в системах электроснабжения при коммутациях или коротких замыканиях;

- коэффициент временного перенапряжения - величина, равная отношению максимального значения огибающей амплитудных значений напряжения за время существования временного перенапряжения к амплитуде номинального напряжения сети;

- длительность временного перенапряжения - интервал времени между начальным моментом возникновения временного перенапряжения и моментом его исчезновения.

3.2 В настоящем стандарте применяют следующие обозначения:

дельта U - установившееся отклонение напряжения;

y

дельта U - размах изменения напряжения;

t

Р - доза фликера;

t

Р - кратковременная доза фликера;

St

P - длительная доза фликера;

Lt

K - коэффициент искажения синусоидальности кривой междуфазного

U (фазного) напряжения;

K - коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения;

U(n)

K - коэффициент несимметрии напряжений по обратной

2U последовательности;

K - коэффициент несимметрии напряжений по нулевой

0U последовательности;

Дельта f - отклонение частоты;

Дельта t - длительность провала напряжения;

п

U - импульсное напряжение;

имп

K - коэффициент временного перенапряжения;

перU

U - действующее значение междуфазного (фазного) напряжения

(1)i основной частоты в i-ом наблюдении;

U , U , U - действующие значения междуфазных

AB(1)i BC(1)i CA(1)i напряжений основной частоты в i-ом

наблюдении;

U - действующее значение междуфазного (фазного) напряжения

1(1)i прямой последовательности основной частоты в i-ом

наблюдении;

U - усредненное значение напряжения;

y

N - число наблюдений;

U - номинальное междуфазное (фазное) напряжение;

ном

U - номинальное фазное напряжение;

ном.ф

U - номинальное междуфазное напряжение;

ном.мф

U - среднеквадратичное значение напряжения, определяемое на

скв полупериоде напряжения основной частоты;

U , U - значения следующих один за другим экстремумов или

i i+1 экстремума и горизонтального участка огибающей

среднеквадратичных значений напряжения основной частоты;

U , U - значения следующих один за другим экстремумов или

ai ai+1 экстремума и горизонтального участка огибающей

амплитудных значений напряжения на каждом полупериоде

основной частоты;

Т - интервал времени измерения;

m - число изменений напряжения за время Т;

F - частота повторения изменений напряжения;

дельта Ut

t , t - начальные моменты следующих один за другим изменений

i i+1 напряжения;

дельта t , - интервал между смежными изменениями напряжения;

i i+1

P - сглаженный уровень фликера;

s

Р , Р , p , p - сглаженные уровни фликера при

1s 3s 10s 50s интегральной вероятности, равной 1,0; 3,0;

10,0; 50,0% соответственно;

T - интервал времени измерения кратковременной дозы фликера;

sh

T - интервал времени измерения длительной дозы фликера;

L

n - номер гармонической составляющей напряжения;

P - кратковременная доза фликера на k-ом интервале времени T в

Stk sh

течение длительного периода наблюдения T ;

L

U - действующее значение n-ой гармонической составляющей

(n)i междуфазного (фазного) напряжения в i-ом наблюдении;

K - коэффициент искажения синусоидальности кривой междуфазного

Ui (фазного) напряжения в i-ом наблюдении;

K - коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения в

U(n)i i-ом наблюдении;

Т - интервал времени усреднения наблюдений при измерении

vs коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения;

U - действующее значение напряжения обратной последовательности

2(1)i основной частоты трехфазной системы напряжений в i-ом

наблюдении;

K - коэффициент несимметрии напряжений по обратной

2Ui последовательности в i-ом наблюдении;

U , U - наибольшее и наименьшее действующие значения из

нб(1)i нм(1)i трех междуфазных напряжений основной частоты в

i-ом наблюдении;

U - действующее значение напряжения нулевой последовательности

0(1)i основной частоты трехфазной системы напряжений в i-ом

наблюдении;

K - коэффициент несимметрии напряжений по нулевой

0Ui последовательности в i-ом наблюдении;

U , U - наибольшее и наименьшее из трех действующих

нб ф(1)i нм ф(1)i значений фазных напряжений основной частоты в

i-ом наблюдении;

f - номинальное значение частоты;

ном

t - начальный момент времени резкого спада огибающей

н среднеквадратичных значений напряжения;

t - конечный момент времени восстановления среднеквадратичного

к значения напряжения;

дельта U - глубина провала напряжения;

п

М - общее число провалов напряжения за период времени наблюдения Т;

m(дельта U , Дельта t ) - число провалов напряжения глубиной

п п

дельта U и длительностью Дельта t за

п п

рассматриваемый период времени наблюдения

Т;

F - частость появления провалов напряжения;

п

t , t - моменты времени, соответствующие пересечению кривой

н0,5 к0,5 импульса напряжения горизонтальной линией,

проведенной на половине амплитуды импульса;

U - амплитудное значение напряжения;

a

U - максимальное амплитудное значение напряжения.

a max

3.3 В настоящем стандарте применяют следующие сокращения:

КЭ - качество электрической энергии;

ЦП - центр питания;

РП - распределительная подстанция;

ТП - трансформаторная подстанция;

АПВ - автоматическое повторное включение;

АВР - автоматическое включение резерва;

ВЛ - воздушная линия;

КЛ - кабельная линия;

Тр - трансформатор.

4 Показатели КЭ

4.1 Показателями КЭ являются:

- установившееся отклонение напряжения дельта U_y;

- размах изменения напряжения дельта U_t;

- доза фликера Р_t;

- коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения К_U,

- коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения К_U(n),

- коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности K_2U,

- коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности К_0U,

- отклонение частоты Дельта_f;

- длительность провала напряжения Дельта t_п;

- импульсное напряжение U_имп;

- коэффициент временного перенапряжения K_пер U.

Свойства электрической энергии, графические пояснения этих свойств, показатели КЭ, а также наиболее вероятные виновники ухудшения КЭ приведены в приложении А.

4.2 При определении значений некоторых показателей КЭ используют следующие вспомогательные параметры электрической энергии:

- частоту повторения изменений напряжения F_дельта Ut;

- интервал между изменениями напряжения Дельта t_i, i+1;

- глубину провала напряжения дельта U_п;

- частость появления провалов напряжения F_п;

- длительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды Дельта t_имп0,5;

- длительность временного перенапряжения Дельта t_пер U.

4.3 Способы расчета и методики определения показателей КЭ и вспомогательных параметров приведены в приложении Б.

5 Нормы КЭ

5.1 Установлены два вида норм КЭ: нормально допустимые и предельно допустимые.

Оценка соответствия показателей КЭ указанным нормам проводится в течение расчетного периода, равного 24 ч, в соответствии с требованиями раздела 6.

5.2 Отклонение напряжения

Отклонение напряжения характеризуется показателем установившегося отклонения напряжения, для которого установлены следующие нормы:

- нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения дельта U_y на выводах приемников электрической энергии равны соответственно +-5 и +-10% от номинального напряжения электрической сети по ГОСТ 721 и ГОСТ 21128 (номинальное напряжение);

- нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения в точках общего присоединения потребителей электрической энергии к электрическим сетям напряжением 0,38 кВ и более должны быть установлены в договорах на пользование электрической энергией между энергоснабжающей организацией и потребителем с учетом необходимости выполнения норм настоящего стандарта на выводах приемников электрической энергии. Определение указанных нормально допустимых и предельно допустимых значений проводят в соответствии с нормативными документами, утвержденными в установленном порядке.

5.3 Колебания напряжения

Колебания напряжения характеризуются следующими показателями:

- размахом изменения напряжения;

- дозой фликера.

Нормы приведенных показателей установлены в 5.3.1-5.3.5.

5.3.1 Предельно допустимые значения размаха изменения напряжения дельта U_t в точках общего присоединения к электрическим сетям при колебаниях напряжения, огибающая которых имеет форму меандра (см. рисунок Б.1), в зависимости от частоты повторения изменений напряжения F_дельта Ut или интервала между изменениями напряжения Дельта t_i, i+1 равны значениям, определяемым по кривой 1 рисунка 1, а для потребителей электрической энергии, располагающих лампами накаливания, в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, - равны значениям, определяемым по кривой 2 рисунка 1. Перечень помещений с разрядами работ, требующих значительного зрительного напряжения, устанавливают в нормативных документах, утверждаемых в установленном порядке.

"Рис. 1 Предельно допускаемые размахи изменений напряжения в зависимости от частоты повторения изменений напряжения за минуту для колебаний напряжения, имеющих форму меандра"

Методы оценки соответствия размахов изменений напряжения нормам, установленным в 5.3.1, при колебаниях напряжения с формой, отличающейся от меандра, приведены в приложении В.

5.3.2 Предельно допустимое значение суммы установившегося отклонения напряжения дельта U_y и размаха изменений напряжения дельта U_t в точках присоединения к электрическим сетям напряжением 0,38 кВ равно +-10% от номинального напряжения.

5.3.3 Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера P_St при колебаниях напряжения с формой, отличающейся от меандра, равно 1,38, а для длительной дозы фликера P_Lt при тех же колебаниях напряжения равно 1,0.

Кратковременную дозу фликера определяют на интервале времени наблюдения, равном 10 мин. Длительную дозу фликера определяют на интервале времени наблюдения, равном 2 ч.

5.3.4 Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера P_St в точках общего присоединения потребителей электрической энергии, располагающих лампами накаливания в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, при колебаниях напряжения с формой, отличающейся от меандра, равно 1,0, а для длительной дозы фликера P_Lt в этих же точках равно 0,74.

5.3.5 Метод расчета кратковременных и длительных доз фликера для колебаний напряжения с формой, отличающейся от меандра, приведен в приложении В.

5.4 Несинусоидальность напряжения

Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими показателями:

- коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения;

- коэффициентом n-ой гармонической составляющей напряжения.

Нормы приведенных показателей установлены в 5.4.1, 5.4.2.

5.4.1 Нормально допустимые и предельно допустимые значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с разным номинальным напряжением приведены в таблице 1.

5.4.2 Нормально допустимые значения коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с разным номинальным напряжением U_ном приведены в таблице 2.

Таблица 1 - Значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения

В процентах