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.

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 напряжения
    Пример 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 напряжения
    Пример 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.

  • 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)
    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.

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.

Список использованной литературы

  • Сибикин Ю.Д. «Основы электроснабжения объектов» 2015
  • Сафонов Д. Г., Лютаревич А.Г., Долингер С. Ю., Бирюков С. В. «Влияние отклонения напряжения на потери мощности в электрооборудовании электрических сетей и потребителей» 2013
  • Ананичева С.С., Алексеев А.А., Мызин А.Л. «Качество электроэнергии регулирование напряжения и частоты в энергосистемах» 2012

Комментарии и отзывы (6)

  1. Сергей

    У меня проблема. Я работаю но гос предприятии,я низковольтник и в моём ведении системы ОПС охранно пожарная сигнализация, так вот проблема в том что на разных объектах нашего предприятия в разных точках, выходит из строя блоки питания а именно линии осуществляющие заряд аккумуляторных батарей — это в последнее время. До этого выходили из строя блоки БЗС — Блок защиты сетевой, как раз для этих целей. но в силу того, что предохранители слишком часто выгорали, я решил заменить их на самовосстанавливающиеся предохранители — это помогло приблизительно на 1 год. С недавнего времени и они вместе с БЗС выгорели и взорвались. замерив в разных местах напряжение питания оно оказалось = 245 вольт и это не при скачках, а на постоянной основе. Подскажите, как доказать главному энергетику, что поставщик электроэнергии должен снизить данный параметр, или он должен устранить у себя все возможные неисправности. Опираться на какие нормативные документы?

  2. Дмитрий

    2 раза ко мне приходили электрики из управляющей компании по моему вызову в том что у меня в квартире установлена защита от перенапряжения 185-245 она срабатывала 2 раза они покрутились по этажам сходили в щитовую дома но в подстанцию им не попасть нет допуска говорили что передадут в ярэнерго но увы до сих пор все тоже .

  3. Юрий

    Все верно, если Вы живете в частном доме. А если в квартире то о-о-о-чень много вопросов к управляющей компании, которая отвечает за состояние внутридомовых сетей.

  4. Анатолий

    ГОСТ 13109-97 устарел, заменен на ГОСТ Р54149-2010. В старом госте принят был номинал 230 В, а в новом снова 220 В. Как это понимать? Будем бегать туда-сюда? И всё-таки могу я предъявить претензии снабжающей организации, если у меня напряжение падает длительно (часами) до 185-190 В (без нагрузки)?

    1. Макаров Дмитрий

      Увы, оспаривать изменение норм в ГОСТе не в наших силах. Но все, что касается падения напряжения в вашем доме вполне можно исправить при помощи обращения в соответствующие инстанции. Давайте разберем все по полочкам.

      Во-первых, вы, как потребитель, имеете полное право получать электрическую энергию установленного качества. Поэтому все нарушения нормального режима работы в сети вы должны фиксировать при помощи обращения в электроснабжающую организацию.

      Первый шаг – это звонок диспетчеру или на горячую линию, где вашу жалобу зафиксируют и запустят установленный алгоритм. Это значит, что вы ни в коем разе не звоните местному электрику и не оббиваете пороги в участках с упрашиваниями прийти и посмотреть, что у вас не в порядке. Они могут придумывать какие угодно причины, чтобы ничего не делать.

      После получения официальной заявки электроснабжающая организация обязана выполнить контрольные замеры на выходе трансформатора, у вас дома и выяснить причину низкого уровня напряжения. Естественно, что все неполадки, выявленные от трансформатора до ввода в ваш дом, считаются их проблемой, поэтому и устранять они их будут за свой счет.

      Если электроснабжающая организация не отреагировала на вашу заявку вам необходимо обратиться в органы местного самоуправления с соответствующей жалобой. После чего должна производиться регулировка напряжения с письменным ответом в ваш адрес.

      В случае если из-за низкого качества электроэнергии пострадали ваши бытовые приборы, вы имеете право обратиться в суд за компенсацией от электроснабжающей организации. Но при этом вы должны вызвать сотрудника РЭСа, который составит соответствующий акт поломки.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *