Отклонения от номинального напряжения электрических сетей. Отклонения от номинального напряжения электрических сетей Требования к электросети 220

Несоответствие параметров электрической сети пагубно влияет на работу электрооборудования. В быту чаще всего это отображается на сроке службы лампочек (быстрее перегорают), а также работе бытовой техники, в частности, холодильников, телевизоров, микроволновых печей. В этой статье мы рассмотрим допустимое и предельное отклонение напряжения в сети по ГОСТ, а также причины возникновения такой проблемы.

Нормы в соответствии с ГОСТом

Итак, руководствоваться мы будем ГОСТ 29322-92 в актуальной редакции (за 2014 год), согласно которому предельное отклонение (как положительное, так и отрицательное) в России не должно превышать отметку в 10% от номинального. Итого получаем такие значения:

• для сети 230в – от 207 до 253 Вольта;
• для сети 400в – от 360 до 440 Вольт.

Что касается допустимого отклонения напряжения у потребителей, в ГОСТе указано, что данную величину в точках общего подключения устанавливает непосредственно сетевая организация, которая в свою очередь должна удовлетворять нормы, указанные в настоящих стандартах.

Помимо этого хотелось бы отметить, что при нормальном режиме работы сети допустимое отклонение напряжения на зажимах электрических двигателей находится в диапазоне от -5 до +10%, а других аппаратов не больше, чем 5%. В то же время после возникновения аварийного режима допускается понизить нагрузку не больше, чем на 5%.

Кстати, хотелось бы дополнительно отметить, что на источнике питания в электросетях 0,4 кВ согласно нормам отклонение не должно превышать отметку в 5%, собственно, как и у самих потребителей. Итого, 5% на источнике + 5% у потребителей, имеем 10% предельно допустимого.

Немаловажно знать о причинах возникновения отклонения напряжений. Так вот основной причиной считается сезонное или суточное изменение электрической нагрузки самих потребителей. К примеру, в зимнее время все резко включают обогреватели, в результате чего параметры электросети заметно падают. О том, мы рассказывали в соответствующей статье!

Негативное влияние отклонения параметров

Чтобы вы понимали всю опасность отклонения напряжения в сети, предоставляем к прочтению следующие факты:

1. Когда значение понижается ниже нормы, значительно снижается срок службы используемого электрооборудования и в то же время повышается вероятность возникновения аварии. Помимо этого, в технологических установках увеличивается длительность самого производственного процесса, что влечет за собой увеличение показателей себестоимости продукции.
2. В бытовой сети, как мы уже говорили, отклонения напряжения сокращает срок службы лампочек. При повышении напряжения на 10% срок эксплуатации обычных лампочек сокращается в 4 раза. В свою очередь энергосберегающие лампы при снижении напряжения на 10% начинают мерцать, что также негативно влияет на продолжительность их работы. Об остальных вы можете узнать из нашей статьи.
3. Что касается электрических приводов, то из-за снижения напряжения увеличивается потребляемый двигателем тока. В свою очередь это уменьшает срок службы двигателя. Если же напряжение будет даже на незначительных казалось бы 1% выше нормы, реактивная мощность, которую потребляет электродвигатель, может увеличиться до 7%.

(IEC 60038:2009, MOD)

Издание официальное

Стандарт и форм 2015

Предисловие

Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Всероссийский научноисследовательский институт сертификации» (ОАО «ВНИИС»)

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 сентября 2014 г. Ыэ 70-П)

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 ноября 2014 г. № 1745-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 29322-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 октября 2015 г.

5 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту IEC 60038:2009 IEC standard voltages (Напряжения стандартные). При этом дополнительные и измененные положения, учитывающие потребности национальной экономики указанных выше государств, выделены в тексте курсивом, а также вертикальной линией, расположенной на полях этого текста.

Международный стандарт разработан Международной электротехнической комиссией (IEC).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования международного стандарта в связи с особенностями построения межгосударственной системы стандартизации.

Перевод с английского языка (ел).

Степень соответствия - модифицированная (MOD)

6 ВЗАМЕН ГОСТ 29322-92

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты». а текст изменении и поправок - е ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандарт и кформ. 2015

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Введение

Настоящий стандарт устанавливает номинальные напряжения для электрических систем, сетей, цепей и оборудования переменного и постоянного тока, которые применяют в странах - членах Международной электротехнической комиссии.

Настоящий стандарт по построению, последовательности изложения требований, нумерации разделов и подразделов полностью соответствует стандарту IEC 60038:2009. По сравнению со стандартом IEC 60038:2009 настоящий стандарт дополнен обновленными ссылками на международные стандарты и определениями терминов.

Наименьшее используемое напряжение в Таблице А.1 Приложения А настоящего стандарта определено для максимального падения напряжения между вводом в электроустановку пользователя и электрооборудованием, которое равно 4 %. Такое максимальное падение напряжения в электрических цепях электроустановки было указано в ранее действовавшем стандарте - 8 Таблице G.52.1 действующего в настоящее время стандарта для электроустановок, подключаемых к электрическим сетям общего пользования, установлены иные значения максимального падения напряжения:

для электрических светильников - 3 %: для других электроприемников - 5 %.

Требования в настоящем стандарте набраны прямым шрифтом, примечания набраны мелким прямым шрифтом. Обновленные ссылки, а также дополнительные и измененные положения выделены в тексте курсивом.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

НАПРЯЖЕНИЯ СТАНДАРТНЫЕ

Standard voltages

Дата введения - 2015-10-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется:

На электрические системы переменного тока номинальным напряжением более 100 В и стандартной частотой 50 Гц или 60 Гц, используемые для передачи, распределения и потребления электроэнергии, и электрооборудование, применяемое в таких системах:

На тяговые системы переменного и постоянного тока:

На электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением менее 120 6 и частотой (как правило, но не только) 50 или 60 Гц, электрооборудование постоянного тока с номинальным напряжением менее 750 8. К такому оборудованию относятся батареи (из элементов или аккумуляторов), другие источники питания переменного или постоянного тока, электрическое оборудование (включая промышленное и коммуникационное) и бытовые электроприборы.

Настоящий стандарт не распространяется на напряжения, используемые для получения и передачи сигналов или при измерениях. Стандарт не распространяется на стандартные напряжения компонентов или частей, применяемых в электрических устройствах или электрооборудовании.

Настоящий стандарт устанавливает значения стандартного напряжения, которые предназначены для применения в качестве:

Предпочтительных значений для номинального напряжения электрических систем питания:

Эталонных значений для электрооборудования и проектируемых электрических систем.

Примечания

1 Две главные причины привели к значениям, установленным в настоящем стандарте:

Значения номинального напряжения (или иаивысшего напряжения для электрооборудования), установленные в настоящем стандарте, главным образом основаны на историческом развитии электрических систем питания во всем мире, так как эти значения оказалось наиболее распространенными и получили всемирное признание:

Диапазоны напряжений, указанные в настоящем стандарте, были признаны самыми подходящими в качестве основы для разработки и испытания электрического оборудования и систем.

2 Однако определение надлежащих значений для испытаний, условий испытаний и критериев приемки является задачей систем стандартов и стандартов на изделия.

2 Термины и определения

8 настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями. Для напряжений переменного тока ниже указаны действующие значения.

номинальное напряжение системы (nominal system voltage): Соответствующее приближенное значение напряжения, применяемое для обозначения или идентификации системы.

[ раздел 601-01. статья 21]_

Издание официальное

2.5 напряжение литания (supply voltage): Напряжение между фазами или напряжение между фазой и нейтралью на зажимах питания.

2.4 зажимы литания (supply terminals): Точка в передающей или распределительной электрической сети, обозначенная как таковая и определенная договором, в которой участники договора обмениваются электрической энергией.

Примечание - Эквивалентное определение: напряжение между линиями или напряжение между линией и нейтралью на зажимах гмтания.

2.6 диапазон напряжения питания (supply voltage range): Диапазон напряжения на зажимах питания.

2.7 используемое напряжение (utilization voltage): Напряжение между фазами или напряжение между фазой и нейтралью в штепсельных розетках или в точках фиксированных электроустановок, к которым должны быть присоединены электролриемники.

Примечание - Эквивалентное определение: напряжение между линиями или напряжение между линией и нейтралью в штепсельных розетках или в точках фиксированных электроустановок, к которым должны быть присоединены электролриемники.

2.8 диапазон используемого напряжения (utilization voltage range): Диапазон напряжения в штепсельных розетках или в точках фиксированных электроустановок, к которым должны быть присоединены электролриемники.

Примечание - В некоторых стандартах на электрооборудование (например, в IEC 60335-1 и IEC 60071 ). термин «диапазон напряжения» имеет другое значение.

2.9 наибольшее напряжение для электрооборудования (highest voltage for equipment): Наибольшее напряжение, для которого электрооборудование охарактеризовано относительно:

a) изоляции:

b) других характеристик, которые могут быть связаны с этим наибольшим напряжением в соответствующих рекомендациях для электрооборудования.

Примечание - Электрооборудование можно использовать только в электрических системах, имеющих наибольшее напряжение, которое меньшее или равно его наибольшему напряжению для электрооборудования.

3 Стандартные напряжения

3.1 Системы и электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением от 100 до 1000 В включительно

Номинальное напряжение системы переменного тока в диапазоне от 100 до 1000 В следует выбирать из значении, приведенных в Таблице 1.

Таблица 1 - Системы и электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением от 100 до 1000 В включительно

8 Таблице 1 трехфазные четырех проводные системы и однофазные трехлроводные системы включают однофазные электрические цепи, присоединенные к этим системам.

Меньшие значения в первой и второй колонках являются напряжениями между фазой и нейтралью, большие значения - напряжениями между фазами. Если указано одно значение, оно относится к трехфазным трехпроводным системам и устанавливает напряжение между фазами. Меньшее значение в третьей колонке является напряжением между фазой и нейтралью, большее значение - напряжение между фазными проводниками.

Напряжения, превышающие 230/400 В. предназначены для применения в тяжелой промышленности и в больших торговых предприятиях.

При нормальных условиях оперирования напряжение питания не должно отличаться от номинального напряжения системы больше чем на ±10 %.

Диапазон используемого напряжения зависит от изменения напряжения на зажимах питания и падения напряжения, которое может быть в потребительской электроустановке, например - е электроустановке здания. Для получения дополнительной информации см. . Этот диапазон используемого напряжения следует учитывать техническим комитетам по стандартизации.

Примечание - Наибольшие и наименьшие значения напряжения на зажимах питания и на зажимах электроприемника приведены в Приложении А для информации. Они могут быть рассчитаны, как указано выше и по .

3.2 Тяговые системы постоянного и переменного тока

Напряжения тяговых систем постоянного или переменного тока следует выбирать из значений, приведенных в Таблице 2.

Таблица2 - Тяговые системы постоянного и переменного тока*"

Напрасен не, В_ Номинальная частота для

м Значения, указанные о скобках, считается нопредлоч тигельным и значениями Эти значения не рекомендуется гспольэоаать для новых систем, сооружаемых е будущем. В частности, для одиофазимх систем переменного тока юминапьиое напряжение 62SO В следует использовать только тогда, когда местные условия не позволяют применить номинальное напряжение 25000 В.

Значения, указанные е таблице, являются значениями, принятыми Международным комитетом по оборудованию тпектричесхоё тяти и техническим комитетом 9 МЭК «Электрическое оборудование и системы для железных дрог*.

* В некоторых европейских странах это напряжение может достигать 4000 в. Электрическое оборудование траислортнмх:редс«е. участвующих о международном сообщении с этими странами, должно выдерживать это максимальное значение «апряяеиия е течение коротких промежутков времени до S мин.

3 3 Системы трехфазиые и электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением свыше 1 до 35 кВ включительно

Напряжения для трехфазной системы переменного тока с номинальным напряжением свыше 1 до 35 кВ включительно следует выбирать из значений, приведенных в Таблице 3.

Таблица 3 - Системы трехфазные и электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением свыше 1 до 35 кВ включительно - "

2 в нормальной системе ряда I наибольшее и наименьшее напряжения не отличаются бопее чем на НО У> приблизительно) от номинального напряжения системы. В нормальной системе ряда II наибольшее напряжение не отличается более чем на «5 %. а наименьшее напряжение более чем на - 10 % от номинального напряжения системы

*" Эти системы обычно представляют собой трехлроеодиые системы, если не указано иначе. Указанные значения являются напряжениями между фазами.

Значения, указанные а скобках, считаются нелред почти тельными значениями. Эти значения не рекомендуется «слользоаать для новых систем, сооружаемых а будущем.

** Эти значения не следует применять для новых систем распределения общего назначения.

^ Эти системы обычно представляют собой четырехпроеодные системы, а указанные значения являются напряжениями между фазами Напряжение между фазой и нейтралью равно указанному значению, деленному на 1,73.

41 Унификация этик значений на рассмотрении

“ Значения 22.9 кВ для номинальното напряжения и 24.2 или 25.8 кВ для наибольшего напряжения для злоктрооборудояамия также используют а некоторых странах

3.4 Системы трехфазиые и электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением свыше 35 до 230 кВ включительно

Напряжения для трехфазной системы переменного тока с номинальным напряжением свыше 35 кВ до 230 кВ включительно следует выбирать из значений, приведенных в Таблице 4.

Таблица 4 - Системы трехфазиые и электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением свыше 35 до 230 кВ включительно*

Выше приведены два рода номинальных напряжений системы. В любой стране рекомендуется применять только один из двух рядов.

8 любой стране в качестве наибольшего напряжения для электрооборудования рекомендуется применять только одно значение из следующих групп:

123 или 145 кВ;

245 или 300 кВ (см. таблицу 5) или 362 кВ (см. Таблицу 5).

3.5 Системы трехфазные переменного тока с наибольшим напряжением для электрооборудования свыше 245 кВ

Наибольшее напряжение для электрооборудования для трехфазной системы переменного тока, превышающее 245 кВ, следует выбирать из значений, приведенных в Таблице 5.

Таблица 5 - Системы трехфазные переменного тока с наибольшим напряжением для электрооборудования более 245 кВ* :

Наибольшее напряжение дпя электрооборудования, кв

" 3качения, уиммиые о скобках, считаются иелродпочтительиыми качениями. Эти значения не рекомендуется использовать дпя новых:ис?ем. сооружаемых в будущем. Значения являются напряжениями между фазами.

" Применяют также значение 526 кв.

Применяют также значение 7в5 кВ. Значения напряжения, используемые три испытаниях электрооборудования, должны быть такими, хоторые установила IEC для 765 кВ.

Э любом географическом регионе в качестве наибольшего напряжения для электрооборудования рекомендуется применять только одно значение из следующих групп:

245 (см. Таблицу 4) или 300 или 362 к8:

362 или 420 кВ:

420 или 550 кВ:

1100 или 1200 кВ.

Примечание - Термин «географический регион» может указать одну страну, группу стран, которые соглашаются принять один и тот же уровень напряжения, или часть очень большой страны.

3.6 Электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением менее 120 В и постоянного тока с номинальным напряжением менее 750 В

Номинальное напряжение менее 120 и 750 В для электрооборудования соответственно переменного и постоянного тока следует выбирать из значений, приведенных в Таблице 6.

Таблица 6 - Электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением менее 120 в и постоянного тока с номинальным напряжением менее 750 В

Примечания

1 Поскольку напряжение элементов или аккумуляторов менее 2.4 В и выбор типа применяемою >пемента или аккумулятора для различных областей использования основан на иных критериях, чем етс чапряжоние. эти напряжения не указаны в табпиие Соответствующие технические комитеты IEC могут гстанаоливвть тилы элементов или аккумуляторов и соответствующие напряжения для конкретных трименений.

2 По техническим и экономическим причинам для специфических областей применения могут тотребоваться другие напряжения.

Приложение А

(справочное)

Наибольшие и наименьшие значения напряжения на зажимах питания и электроприемников для систем переменного тока с номинальным напряжением от 100 до 1000 В включительно

В Таблице А.1 указаны наибольшие и наименьшие значения напряжения на зажимах питания и электроприемников. Их можно рассчитать по данным Таблицы 1 Раздела 4 настоящего стандарта и указаниям, приведенным в .

Примечания

1 Значения в Таблице А.1 основаны на примечании к разделу 525 . в котором указано: «При отсутствии других соображений, рекомендуется, чтобы на практике падение напряжения между вводом в электроустановку пользователя и электрооборудованием было не более 4 % от номинального напряжения электроустаиовкив. Раздел 525 находится на рассмотрении. В будущем значения для наименьшего используемого напряжения могут быть изменены в соответствии с пересмотром .

2 Стандарт заменен стандартом . в Таблице С. 52.1 Приложения G которого для электроустановок, подключаемых к электрическим сетям общего пользования, установлены следующие максимальные падения напряжения: для электрических светильников - 3 96. для других эпектропроеммиков - 5%.

Таблица А.1 - Наибольшие и наименьшие значения напряжения на зажимах питания и электроприемников для систем переменного тока с номинальным напряжением от 100 до 1000 В включительно

* Значение 230/400 В является результатом эволюции систем 220/360 В и 240/415 В. «вторые завершили использовать в Европе и во многих других странах. Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих лор продолжают применять.

м Значение 400/690 В валяется результатом эволюции системы 380/660 В. которую завершили использовать о Европе и во

ниогмх других странах. Однако систему 380/660 В до сих пор продолжают применять.

“ Значение 200 или 220 В также используют о некоторых странах.

Значения 100/200 В также используют о некоторых странах а системах с частотой SO или 60 Гц.

(1] IEC 60050-601:1995

(2] IEC 60335-1:2013

(4] IEC 60050-826:2004

(5J ГОСТ 30331.1-2013 (6] IEC 60364-5-52:2009

· 100; (2)

δU (+) = [(U m (+) – U n ) / U o ] · 100; (3)

где U m (−) , U m (+) – значения напряжения электропитания, меньшие U о и большие U о соответственно, измеренные в интервале времени 10 мин в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.30, подраздел 5.12; U o – напряжение, равное стандартному номинальному напряжению U nom или напряжениюсогласно договорным условиям U с .

В электрических сетях низкого напряжения стандартное номинальное напряжение электропитания U nom равно 220 В (между фазным и нейтральным проводниками для однофазных и четырехпроводных трехфазных систем) и 380 В (между фазными проводниками для трех- и четырехпроводных трехфазных систем) 1, 2) .

1) С переходом низковольтных сетей на напряжения по ГОСТ 29322 стандартное напряжение U nom будет равно 230 В (между фазным и нейтральным проводниками), 400 В (между фазными проводниками).

2) Нормы отрицательного и положительного отклонений напряжения электропитания должны быть по отдельности уточнены для обеспечения перехода низковольтных электрических сетей на напряжения по ГОСТ 29322.

В электрических сетях среднего и высокого напряжений вместо значения номинального напряжения электропитания принимают напряжение электропитания U с согласно договорным условиям.

Для указанных выше показателей КЭ установлены следующие нормы: положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10 % номинального (или согласно договорным условиям) значения напряжения в течение 100 % времени интервала в одну неделю.

П р и м е ч а н и е – Установленные нормы медленных изменений напряжения электропитания относятся к 1008 интервалам времени измерений по 10 минут каждый.

Допустимые значения положительного и отрицательного отклонений напряжения в точках общего присоединения должны быть установлены сетевой организацией с учетом необходимости выполнения норм настоящего стандарта в точках передачи электрической энергии.

В электрической сети потребителя должны быть обеспечены условия, при которых отклонения напряжения питания на зажимах электроприемников не превышают установленных для них допустимых значений при выполнении требований настоящего стандарта к КЭ в точке передачи электрической энергии.

При оценке соответствия электрической энергии нормам КЭ, относящимся к медленным изменениям напряжения, установленным в настоящем стандарте, должны быть проведены измерения по ГОСТ Р 51317.4.30, подраздел 5.12, класс А, при этом маркированные данные не учитываются.

4.2.3 Колебания напряжения и фликер

Колебания напряжения электропитания (как правило, продолжительностью менее 1 мин), в том числе, одиночные быстрые изменения напряжения, обусловливают возникновение фликера.

Показателями КЭ, относящимися к колебаниям напряжения, являются кратковременная доза фликера P st , измеренная в интервале времени 10 мин, и длитель-

ная доза фликера P lt , измеренная в интервале времени 2 ч, в точке передачи электрической энергии.

Для указанных показателей КЭ установлены следующие нормы:

кратковременная доза фликера P st не должна превышать значения 1, 38 ,

длительная доза фликера P lt не должна превышать значения 1, 0

в течение 100 % времени интервала в одну неделю.

При оценке соответствия электрической энергии нормам КЭ, относящимся к колебаниям напряжения, установленным в настоящем стандарте, должны быть проведены измерения по ГОСТ Р 51317.4.15, при этом маркированные данные не учитываются.

4.2.3.1 Одиночные быстрые изменения напряжения

Одиночные быстрые изменения напряжения вызываются, в основном, резкими изменениями нагрузки в электроустановках потребителей, переключениями в системе либо неисправностями и характеризуются быстрым переходом среднеквадратического значения напряжения от одного установившегося значения к другому.

В электрических сетях низкого напряжения при нормальных рабочих условиях одиночные быстрые изменения напряжения обычно не превышают 5 % U nom , но изменения до 10 % U nom с малой продолжительностью при некоторых обстоятельствах могут происходить несколько раз в день. В электрических сетях среднего напряжения при нормальных рабочих условиях одиночные быстрые изменения напряжения обычно не превышают 4 % U с , но изменения до 6 % U с с малой продолжительностью при некоторых обстоятельствах могут происходить несколько раз в день.

Если напряжение во время изменения пересекает пороговое значение начала провала напряжения или перенапряжения, одиночное быстрое изменение напряжения классифицируется как провал напряжения или перенапряжение.

4.2.4 Несинусоидальность напряжения

4.2.4.1 Гармонические составляющие напряжения

Гармонические составляющие напряжения обусловлены, как правило, нелинейными нагрузками пользователей электрических сетей, подключаемыми к электрическим сетям различного напряжения. Гармонические токи, протекающие в электрических сетях, создают падения гармонических напряжений в полных сопротивлениях электрических сетей. Гармонические токи, полные сопротивления электрических сетей и, следовательно, напряжения гармонических составляющих в точках передачи электрической энергии изменяются во времени.

Показателями КЭ, относящимися к гармоническим составляющим напряжения являются:

До 40-го порядка

U n , % U 1 в точке передачи электрической энергии, где U 1 –напряжение основной гармонической составляющей;

Значение полного коэффициента гармоник напряжения с учетом влияния всех гармоник напряжения до 40-го порядка K U ( n) , % в точке передачи электрической энергии.

а) значения гармонических составляющих напряжения U n , % U 1 , усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать значений, установленных в таблицах 1- 3, в течение 95 % времени интервала в одну неделю;

б) значения гармонических составляющих напряжения U n , % U 1 , усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать значений, установленных в таблицах 1- 3, увеличенных в 1, 5 раза, в течение 100 % времени каждого периода в одну неделю;

в) значения полных коэффициентов гармоник напряжения K U ( n) , усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать значений, установленных в таблице 4, в течение 95 % времени интервала в одну неделю;

г) значения полных коэффициентов гармоник напряжения K U ( n) , усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать значений, установленных в таблице 5, в течение 100 % времени интервала в одну неделю.

Измерения гармонических составляющих напряжения U n должны быть проведены в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.7, класс I, в интервалах времени 10 периодов без промежутков между интервалами с последующим усреднением в интервале времени 10 мин. В качестве результатов измерений в интервалах времени 10 периодов должны быть применены гармонические подгруппы по ГОСТ Р 51317.4.7, подраздел 3.2.

В качестве коэффициентов искажения синусоидальной формы кривой напряжения K U ( n) должны быть применены суммарные коэффициенты гармонических подгрупп по ГОСТ Р 51317.4.7, подраздел 3.3.

Т а б л и ц а 1 – Значения нечетных гармонических составляющих напряжения не кратных трем U n , % U 1 , для электрических сетей низкого, среднего и высокого напряжения

Т а б л и ц а 2 – Значения нечетных гармонических составляющих напряжения, кратных трем U n , % U 1 , для электрических сетей низкого, среднего и высокого напряжения

Т а б л и ц а 3 – Значения четных гармонических составляющих напряжения U n , % U 1 для электрических сетей низкого, среднего и высокого напряжения

Т а б л и ц а 4 – Значения полных коэффициентов гармоник напряжения K U ( n) для электрических сетей низкого, среднего и высокого напряжения [см. 4.2.4.1, перечисление в]

При оценке соответствия электрической энергии нормам КЭ, относящимся к гармоническим составляющим напряжения, установленным в настоящем стандарте, маркированные данные не учитываются.

4.2.4.2 Интергармонические составляющие напряжения

Уровень интергармонических составляющих напряжения электропитания увеличивается в связи с применением в электроустановках частотных преобразователей и другого управляющего оборудования.

Допустимые уровни интергармонических составляющих напряжения электропитания находятся на рассмотрении.

4.2.5 Несимметрия напряжений в трехфазных системах

Несимметрия трехфазной системы напряжений обусловлена несимметричными нагрузками потребителей электрической энергии или несимметрией элементов электрической сети.

Показателями КЭ, относящимися к несимметрии напряжений в трехфазных системах, являются коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности K 2 U и коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности K 0 U .

Для указанных показателей КЭ установлены следующие нормы:

Значения коэффициентов несимметрии напряжений по обратной последовательности K 2 U и несимметрии напряжений по нулевой последовательности K 0 U в точке передачи электрической энергии, усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать 2 % в течение 95 % времени интервала в одну неделю;

Значения коэффициентов несимметрии напряжений по обратной последовательности K 2 U и несимметрии напряжений по нулевой последовательности K 0 U в точке передачи электрической энергии, усредненные в интервале времени 10 мин, не должны превышать 4 % в течение 100 % времени интервала в одну неделю.

При оценке соответствия электрической энергии нормам КЭ, относящимся к несимметрии напряжений в трехфазных системах, установленным в настоящем стандарте, должны быть проведены измерения по ГОСТ Р 51317.4.30, подраздел 5.7, класс А, при этом маркированные данные не учитываются.

Допустимые уровни напряжения сигналов, передаваемых по электрическим сетям, и методы оценки соответствия требованиям находятся на рассмотрении.

4.3 Случайные события

4.3.1 Прерывания напряжения

Прерывания напряжения относят к создаваемым преднамеренно, если пользователь электрической сети информирован о предстоящем прерывании напряжения, и к случайным, вызываемым длительными или кратковременными неисправностями, обусловленными, в основном, внешними воздействиями, отказами оборудования или влиянием электромагнитных помех.

Создаваемые преднамеренно прерывания напряжения, как правило, обусловлены проведением запланированных работ в электрических сетях.

Случайные прерывания напряжения подразделяются на длительные (длительность более 3 мин) и кратковременные (длительность не более 3 мин).

Ежегодная частота длительных прерываний напряжения (длительностью более 3 мин) в значительной степени зависит от особенностей системы электроснабжения (в первую очередь, применения кабельных или воздушных линий) и климатических условий. Кратковременные прерывания напряжения наиболее вероятны при их длительности менее нескольких секунд.

В трехфазных системах электроснабжения к прерываниям напряжения относят ситуацию, при которой напряжение меньше 5 % опорного напряжения во всех фазах. Если напряжение меньше 5 % опорного напряжения не во всех фазах, ситуацию рассматривают, как провал напряжения.

Характеристики кратковременных прерываниий напряжения приведены в приложении А.

4.3.2 Провалы напряжения и перенапряжения

4.3.2.1Провалы напряжения

Провалы напряжения обычно происходят из-за неисправностей, происходящих в сетях общего доступа или в электроустановках потребителей.

Провал напряжения, как правило, связан с возникновением и окончанием короткого замыкания или иного резкого возрастания тока в системе или электроустановке, подключенной к электрической сети. В соответствии с требованиями настоящего стандарта провал напряжения рассматривается как двумерная электромагнитная помеха, интенсивность которой определяется как напряжением, так и длительностью.

В трехфазных системах электроснабжения за начало провала напряжения принимают момент, когда напряжение в одной из фаз падает ниже порогового значения начала провала напряжения, за окончание провала напряжения принимают момент, когда напряжение во всех фазах возрастает выше порогового значения окончания провала напряжения.

В контексте требований настоящего стандарта длительность провала напряжения может изменяться от 10 мс до 1 мин.

Пороговое значение начала провала считается равным 90 % опорного напряжения.

4.3.2.2 Перенапряжения

Перенапряжения, как правило, вызываются переключениями и отключениями нагрузки. Перенапряжения могут возникать между фазными проводниками или между фазными и защитным проводниками. В зависимости от устройства заземления короткие замыкания на землю могут также приводить к возникновению перенапряжения между фазными и нейтральным проводниками. В соответствии с требованиями настоящего стандарта перенапряжения рассматриваются как двумерная электромагнитная помеха, интенсивность которой определяется как напряжением, так и длительностью.

В контексте требований настоящего стандарта длительность перенапряжения может изменяться от 10 мс до 1 мин.

Характеристики перенапряжений приведены в приложении А.

4.3.2.3 Определение и оценка провалов напряжения и перенапряжений

Оба явления - провалы и перенапряжения - непредсказуемы и в значительной степени случайны. Ежегодная частота возникновения их зависит от типа системы электроснабжения и точки наблюдения. Кроме того, распределение провалов и перенапряжений во времени года может быть крайне неравномерным.

Характеристики провалов напряжения и перенапряжений, а также данные об определении и оценке их приведены в приложении А..

4.3.3 Импульсные напряжения

Импульсные напряжения в точке передачи электрической энергии пользователю электрической сети вызываются, в основном, молниевыми разрядами или процессами коммутации в электрической сети или электроустановке потребителя электрической энергии. Время нарастания импульсных напряжений может изменяться в широких пределах (от значений менее микросекунды до нескольких миллисекунд).

Импульсные напряжения, вызванные молниевыми разрядами, в основном, имеют большие амплитуды, но меньшие значения энергии, чем импульсные напряжения, вызванные коммутационными процессами, характеризующимися, как правило, большей длительностью.

Значения импульсных напряжений в сетях низкого, среднего и высокого напряжения приведены в приложении Б.

Приложение А

(справочное)

Характеристики провалов, прерываний напряжения и перенапряжений в электрических сетях

А.1 Провалы и прерывания напряжения

Провалы и прерывания напряжения классифицируют в соответствии с [ 1 ] (см. таблицу А.1). Цифры, помещаемые в ячейки таблицы, отражают число соответствующих событий.

Т а б л и ц а А.1 – Классификация провалов и прерываний напряжения по остаточному напряжению и длительности

0, 01< Δt п

0, 01< Δt п

0, 02< Δt п

0, 1< Δt п

0, 5< Δt п

1 < Δt п

3 < Δt п

3 < Δt п

3 < Δt п

90 > u ≥ 85

85 > u ≥ 70

70 > u ≥ 40

40 > u ≥ 10

10 > u ≥ 0

Провалы и прерывания напряжения измеряют в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.30 на основе измерений среднеквадратических значений напряжения, обновляемых для каждого полупериода. Параметрами провалов, прерываний напряжения и перенапряжений, являющимися объектами рассмотрения в настоящем стандарте, являются остаточное напряжение (максимальное действующее напряжение для провалов и прерываний) и длительность.

В сетях низкого напряжения, четырехпроводных трехфазных системах учитывают линейные напряжения; в трехпроводных трехфазных системах учитывают фазные напряжения; в случае однофазного подключения учитывают питающее напряжение (фазное или линейное в соответствии с подключением потребителя).

Пороговое напряжение провала и прерывания принимают равным 90 % номинального напряжения.

П р и м е ч а н и е - При измерениях в многофазных системах рекомендуется определять и записывать число фаз, затрагиваемых каждым событием.

Для электрических сетей трехфазных систем следует использовать многофазное сведение данных, которое заключается в определении эквивалентного события, характеризующегося одной длительностью и одним остаточным напряжением. Применяется также сведение по времени, которое состоит в определении эквивалентного события в случае нескольких последовательных событий.

Результаты измерений характеристик провалов и прерываний напряжения, ти-

пичные для электрических сетей европейских стран, приведены в таблицах А.2 и А.3.

Т а б л и ц а А.2 – Результаты измерений характеристик провалов и прерываний напряжения, типичные для кабельных электрических сетей европейских стран

Т а б л и ц а А.3 – Результаты измерений характеристик провалов и прерываний напряжения, типичные для смешанных (кабельных и воздушных) электрических сетей европейских стран

А.2 Перенапряжения

Перенапряжения измеряют в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.30, подраздел 5.4 на основе измерений среднеквадратических значений напряжения, обновляемых для каждого полупериода. Пороговое напряжение перенапряжения принимается равным 110 % номинального напряжения.

В среднем за год в точке присоединения возможны около 30 перенапряжений. При обрыве нулевого проводника в трехфазных электрических сетях напряжением до 1 кВ, работающих с глухо заземленной нейтралью, возникают временные перенапряжения между фазой и землей. Уровень таких перенапряжений при значительной несимметрии фазных нагрузок может достигать значений линейного напряжения, а длительность - нескольких часов.

В системах низкого напряжения, при определенных обстоятельствах, неисправность, произошедшая электрически выше трансформатора, может породить временные перенапряжения на стороне низкого напряжения на время, в течение которого протекает ток, вызванный неисправностью. Такие перенапряжения в общем случае не превышают 1, 5 кВ.

Для систем среднего напряжения ожидаемая величина такого перенапряжения зависит от типа заземления в системе. В системах с жестко заземленной нейтралью или с заземлением нейтрали через сопротивление перенапряжение обычно не превышает 1, 7 U с . В системах с изолированной нейтралью или с заземлением нейтрали через реактор перенапряжение обычно не превышает 2, 0 U с. Тип заземления указывается оператором сети.

Уровень напряжения - одни из критериев качества электроснабжения. Каждый из бытовых электроприборов рассчитан на продолжительную нормальную работу при условии питания его от напряжения, находящегося в пределах допустимых значений. В данной статье рассмотрим вопрос о том, какое напряжение в бытовой сети является оптимальным для работы электроприборов.

Уровень напряжения в электрической сети

Прежде всего, следует отметить, что на уровень напряжения в электрической сети влияет множество различных факторов. Электричество от источника - электростанции к конечному потребителю, в частности в жилые дома, приходит, пройдя несколько этапов преобразования. На первом этапе напряжение повышается для передачи его на большие расстояния, по энергосистеме. По мере приближения к конечному потребителю, электричество проходит несколько этапов преобразования напряжения до значений, используемых в быту.

Фиксированное значения напряжения в различных участках энергосистемы невозможно обеспечить, так как в энергетической системе постоянно происходят различные процессы: увеличивается или снижается нагрузка, соответственно изменяется и количество вырабатываемой электроэнергии на электростанциях, возникают аварийные ситуации на различных участках электрической сети, которые в той или иной мере влияют на уровни напряжения. Поэтому на каждом этапе преобразования электроэнергии осуществляется регулировка уровня напряжения, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.

Основной задачей регулировки напряжения обеспечить уровень напряжения на тех или иных участках электрической сети в пределах допустимых значений. То же самое касается конечного этапа, который обеспечивает понижение напряжения величины, используемой в быту - 220/380 В.

В наиболее часто используемой для электроснабжения потребителей однофазной электрической сети напряжением 220 В нормально допустимые отклонения напряжения находятся в пределах +/- 5 %. То есть диапазон напряжения 209-231 В является нормальным, может быть постоянным, соблюдение напряжения сети в пределах данных значений является одним из критериев качественного электроснабжения.

Но, как и упоминалось выше, в электрической сети могут возникать аварийные режимы работы, которые могут влиять на уровни напряжения в электрической сети. В связи с этим существует еще одна норма - предельно допустимые отклонения напряжения, которые составляют +/- 10 % или 198-242 В.

Данные отклонения напряжения допускаются на незначительное время, как правило, на время ликвидации аварийной ситуации в электрической сети или на время оперативных переключений, в процессе которых происходит временное изменение значений напряжения электросети.

Выше приведены общие нормы напряжения электрической сети. Что касается бытовых электроприборов, то в большинстве случаев они проектируются для нормальной работы в диапазоне предельно допустимых отклонений напряжения, то есть 198-242 В. При этом электроприборы не должны выходить из строя в случае непродолжительного превышения напряжения выше 242 В.

Если рассматривать диапазоны допустимых напряжений в паспортах бытовых электроприборов, то можно выделить две группы электроприборов. К первой группе можно отнести те электроприборы, которые меньше всего подвержены перепадам напряжения - это электрический чайник, электропечь, бойлер, электрический обогреватель и другие электроприборы, в которых основным конструктивным элементом является тепловой нагревательный элемент.

Ко второй группе можно отнести электроприборы, которые наиболее подвержены перепадам напряжения - это, прежде всего, компьютерная техника, блоки питания различной техники, аудио- и видеотехника и различные дорогостоящие электроприборы, конструктивно имеющие электронные схемы, преобразователи.

В паспорте электроприборов первой группы в большинстве случаев можно увидеть рекомендуемое рабочее напряжение 230 В. По сути данные электроприборы будут работать и при более низком напряжении, но при этом они будут работать менее эффективно.

Электроприборы второй группы, как более подверженные к перепадам напряжений, проектируется с учетом работы в широких диапазонах. Часто диапазоны рабочих напряжений выходят ниже предельно допустимых. Например, аудио- видеоаппаратуры, зарядное устройство мобильного телефона рассчитано для работы в пределах 100-240 В.

Отдельно следует выделить бытовые приборы, конструктивно имеющие электродвигатель, насос или компрессор. Перечисленные элементы рассчитаны для работы при номинальном напряжении, как правило, это 220-230 В.

В случае понижения напряжения в электрической сети увеличивается ток нагрузки в электродвигателе (насосе, компрессоре), что в свою очередь приводит к перегреву его обмоток и снижению срока службы изоляции. В данном случае, чем ниже напряжение в электрической сети, тем меньше срок службы данных электроприборов, в частности их конструктивных элементов - электродвигателей (насосов, компрессоров).

Учитывая диапазоны допустимого напряжения всех электроприборов, используемых в быту, можно сделать вывод, что наиболее оптимальным напряжением в электрической сети является напряжение величиной 230 В. При таком значении напряжения будут нормально работать электроприборы с электродвигателями, а также электроприборы, конструктивно имеющие электронные схемы и преобразователи.

Рассматривая вопрос о том, какое напряжение в бытовой сети оптимальное для работы электроприборов, следует учитывать, что важен не только уровень напряжения, но и его стабильность.

Под стабильностью подразумевается отсутствие скачков напряжения, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Перепады напряжения негативно влияют на работу электроприборов и, в конечном счете, могут привести к выходу их из строя.