Качество электрической энергии: основные проблемы и их причины

Проблема качества электроэнергии

· Значительные мощности нелинейных, несимметричных и резкопеременных, ударных нагрузок электрических железных дорог переменного тока приводит к существенному увеличению уровня электромагнитных помех в электрической сети предприятий и энергосистем с трансформаторной связью с тяговой нагрузкой. Эти помехи неблагоприятно влияют на силовые электроустановки, системы автоматики, телемеханики, связи, релейной защиты; приводят к снижению надёжности электроснабжения; увеличению потерь электроэнергии; ухудшению качества и уменьшению количества выпускаемой продукции. Эти обстоятельства создают проблему электромагнитной совместимость (ЭМС) тягового потребителя электровоза, системы тягового электроснабжения и потребителей электроэнергии других электрических сетей с трансформаторной связью с тяговой нагрузкой;

Под ЭМС электровоза и системы тягового электроснабжения понимают способность другого электрооборудования функционировать в этой же электромагнитной среде.

Проблемы электромагнитной совместимости электрической тяги переменного тока:

· Проблема ЭМС электрической тяги с потребителями системы внешнего электроснабжения;

· Проблема ЭМС электрической тяги с нетяговыми потребителями при питании от тяговых шин подстанции 27,5 кВ по системе электроснабжения ДПР 25 кВ и ПР 25 кВ (устройства связи, автоблокировки, нетяговые потребителями);

· Проблема ЭМС электрической тяги с районными нетранспортными потребителями по системе электроснабжения 10(35) кВ от третьей обмотки тягового трансформатора.

· Биоэлектромагнитная совместимость с работниками железной дороги.

Повышение качества электроэнергии и снижения её потерь являются составляющими проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Повышение качества электроэнергии экономит не только ТЭР, но и экономит материальные ресурсы, которые при низком качестве электроэнергии тратятся на бракуемую и утилизируемую продукцию.

Особенность электроэнергии как специфической промышленной продукции.

· Электроэнергия это полуфабрикат промышленной продукции непосредственно не потребляется, но используется при создании всех видов продукции. Поэтому качество электроэнергии оказывает влияние на качество и экономические показатели при производстве промышленной продукции;

· Электроэнергия как товар визуально не воспринимается и качество электроэнергии проявляется через качество работы оборудования и устройств, потребляющих электроэнергию;

· Электроэнергия неразрывна во времени процесса её производства и потребления. В каждый момент времени производится столько электроэнергии, сколько её потребляется. Электроэнергия не может складироваться, отбраковываться и потребляется при любом её качестве;

· Качество электроэнергии на месте её производства и в месте её потребления может значительно отличаться и зависит от процесса потребления и от потребителя;

· Транспортировка электроэнергии к потребителю производится за счёт расхода части самой электроэнергии. Поэтому потери электроэнергии неизбежны и задача состоит в снижении их до экономического обоснованного уровня.

Задача повышения качества электроэнергии и компенсации реактивной мощности имеют межотраслевой характер и должны осуществляться в основном в сетях электропотребителей. Технические средства повышения качества электроэнергии содержат в основном реактивные элементы (ёмкости и индуктивности) и влияют на баланс реактивной мощности сети.

Задачи компенсации реактивной мощности и повышения качества электроэнергии целесообразно решать комплексно.

7.2.3. Показатели качества электроэнергии (ПКЭ) и способы их вычисления по ГОСТ 13109 – 97.

Область применения.

ГОСТ 13109-97 качества электроэнергии относится к электрической энергии в области электромагнитной совместимости технических средств.

ГОСТ 13109-97 “Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения” устанавливает показатели и нормы качества электроэнергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети различных потребителей электрической энергии или приемники электрической энергии (точка общего присоединения). ГОСТ 13109-97 является межгосударственным стандартом и действует в Российской Федерации с 01.01.1999г.

Нормы КЭ настоящего стандарта, являются уровнями электромагнитной совместимости (ЭМС) 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 КЭ настоящего стандарта 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;

– на время ликвидации последствий, вызванных исключительными погодными условиями и непредвиденными обстоятельствами.

Нормы КЭ настоящего стандарта подлежат включению в технические условия на присоединение потребителей электрической энергии и в договоры на электроснабжение потребителей электрической энергии.

Нормы стандарта применяют при проектировании, при эксплуатации электрических сетей, при установлении уровней помехоустойчивости приемников электрической энергии и уровней кондуктивных электромагнитных помех, вносимых этими приемниками.

Нормы КЭ отраслевых стандартов и нормативных документов не должны быть ниже норм КЭ настоящего стандарта в точках общего присоединения.

2.Показатели качества электроэнергии (ПКЭ):

Стандарт устанавливает показатели и нормы качества электроэнергии в электрических сетях общего назначения переменного трёхфазного и однофазного тока частотой 50Гц:

· на выводах приёмника электроэнергии;

· в точках общего присоединения приёмников электроэнергии.

Показателями КЭ являются:

· Установившееся отклонение напряжения δUУ, %;

· Размах изменения напряжения δUt, %;

· Доза фликера Рt, %;

· Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кu,%;

· Коэффициент n–ой гармонической составляющей напряжения Ku (n), %;

· Коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности К2u, %;

· Коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности Кu, %;

· Отклонение частоты ∆f, Гц;

· Длительность провала напряжения ∆tп, %;

· Импульсное напряжение Uимп,%;

· Коэффициент временного перенапряжения КперU, %.

При определении значений некоторых ПКЭ используют следующие вспомогательные параметры электрической энергии:

· Частота повторения изменений напряжения Fδut, %;

· Интервал между изменениями напряжения ∆t i, i+1;

· Глубина провала напряжения δUп, %;

· Частость появления провалов напряжения Fп, %;

· Длительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды ∆tимп 0,5,с ;

· Длительность временного перенапряжения ∆перU, мин.

3. Свойства электрической энергии, показатели и наиболее вероятные виновники ухудшения КЭ.

Свойства электрической энергииПоказатели КЭВиновники ухудшения КЭ
1.Отклонение напряжения (рис. А1)Установившееся отклонение напряжения δUУЭнергоснабжающая организация
2.Колебания напряжения (рис. А1)· Размах изменения напряжения δUt; · Доза фликера Рt;Потребитель с переменной нагрузкой
3.Несинусоидальность напряжения (рис. А2)· Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кu; · Коэффициент n – ой гармонической составляющей напряжения Ku (n);Потребитель с нелинейной нагрузкой
4.Несимметрия трёхфазной системы напряжения· Коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности К2u; · Коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности Кu;Потребитель с несимметричной нагрузкой
5. Отклонение частоты· Отклонение частоты ∆f;Энергоснабжающая организация
6. Провал напряжения (рисунок А.1)· Длительность провала напряжения ∆tп;Энергоснабжающая организация
7.Импульс напряжения (рис. А.3)Импульсное напряжение UимпЭнергоснабжающая организация
8. Временное перенапряжение (рис.А.1)Коэффициент временного перенапряжения КперUЭнергоснабжающая организация

Последнее изменение этой страницы: 2016-12-14; Нарушение авторского права страницы

ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

магистрант, кафедра аппаратного, программного и математического обеспечения вычислительных систем, Московский технологический университет,

Электроэнергия является неотъемлемой потребностью общества 24 часа в сутки. Без электроэнергии не работают бытовые устройства в доме, помимо этого наступает темнота – при которой сложно что-либо делать. Коммунальные службы работают в круглосуточном режиме, чтобы в каждом доме был свет, и надо отметить каждый гражданин оплачивает свои квитанции за электроэнергию каждый месяц – весьма приличная сумма.

Живя в городе – можно не волноваться, службы своевременно отреагируют на поломку оборудования для подачи электропитания и оперативно устранят причину неисправности, однако даже в крупных мегаполисах качество электроэнергии не всегда идеально. А кроме этого, помимо городов, есть районы, села, деревни – в которых частые перебои и низкое качество электроэнергии являются нормой.

Электрическая энергия как товар используется во всех сферах человеческой деятельности, обладает набором специфических свойств и непосредственно участвует в создании других видов продуктов, влияющих на их качество. Концепция качества электроэнергии отличается от концепции качества других видов продукции. Каждый электрический потребитель предназначен для работы с определенными параметрами электрической энергии: частотой, номинальным напряжением, током. Поэтому для нормальной работы необходимо обеспечить требуемое значение качества электроэнергии. Таким образом, качество электрической энергии определяется совокупностью ее характеристик, при которой электрические потребители могут нормально работать и выполнять функции. Поэтому измерения параметров сети имеют большое значение для оценки качества электроэнергии. Термин хорошее качество электроэнергии может использоваться для описания источника, который всегда: доступен, напряжение и частота лежат в пределах нормы, имеет чистую синусоидальную форму без лишних шумов.

При проблемах с качеством электроэнергии может возникать множество разных явлений. Каждое из этих явлений происходит при определенных обстоятельствах и имеет различные пути решения, которые могут улучшить качество электричества и как следствие характеристик оборудования. При оценке электромагнитной среды и решении проблем, связанных с электромагнитной совместимостью, можно использовать метод виртуальной симуляции, который позволит быстро определить рациональные пути решения. Потребители электроэнергии производятся в расчете на длительную работу по времени с номинальными электрическими параметрами – частотой, напряжением и током сети, при которых они имеют самые высокие технические и экономические параметры.

При передаче электроэнергии от станций потребителям качество ухудшается, поскольку в сетях возникают потери напряжения, в зависимости от длины или качества монтажа линии. В результате остаточных эффектов от удара молнии могут возникать короткие импульсы высокого напряжения, которые способны выводить различную технику из строя. Несбалансированность фазовой нагрузки вызывает асимметрию напряжений трехфазного питания, что сказывается на избыточном нагреве трансформаторов. Наличие преобразовательных устройств приводит к несинусоидальным напряжениям, а изменение нагрузки при отключении и подключении потребителей вызывает колебания частоты и напряжения. Эти причины, а также ряд других факторов приводят к отклонению параметров качества электрической энергии от нормализованных значений, что влияет на работу электрических приборов.

Качество электроэнергии напрямую связано с экономикой производства, поскольку отклонения показателей качества от номинала приводят к снижению эффективности, коэффициента мощности, производительности, срока службы и других показателей потребителей электроэнергии. Еще одним отражением качества электроэнергии является ее влияние на сам предмет производства, на качество продукции. Действительно, отклонение показателей качества электроэнергии от номинального приводит непосредственно к разрушению технологических процессов (обработка, прокат, гальванизация, нагрев). Качество электрической энергии также связано с некоторыми социальными проблемами. Например, неприемлемые отклонения напряжения в сетях освещения приводят к уменьшению освещенности, которое влияет на зрительные органы человека.

Появление более высокой гармоники в сетях электропитания вызывает не только нарушение радио- и телевизионного оборудования, но при определенных условиях оно влияет на здоровье людей. Наличие более высоких гармоник, приводит к высокочастотным вибрациям рабочего инструмента. Систематическое воздействие общих вибраций, характеризующихся высоким уровнем виброскорости, приводит к вибрационной болезни [1, с. 54], которая приводит к различным нарушениям функций организма.

Рассмотрим, как влияет отклонение параметров качества электроэнергии от работы электрических потребителей. Отклонения и колебания напряжения в электрических сетях, вызванные регулярным изменением электрических нагрузок, приводят к изменению уровня освещения, увеличению удельного потребления энергии, изменению технологических процессов, увеличению стоимости производства, браку и прочим негативным последствиям, которые снижают экономическую эффективность производства. Фактором, из-за которого происходят искажение напряжения и тока в энергосистеме, являются нелинейные потребители, которые используют ток несинусоидального типа. Среди таких источников стоит выделить электродвигатели с системой управления инвертором, системы плавного пуска для двигателей, выпрямители управляемого и неконтролируемого типа, источники питания, электротермическое оборудование – лазеры, дуговые и индукционные печи с высокочастотными, сварочными аппаратами, СВЧ-устройствами, и т. д.

Основное внимание заслуживает группа электротермического оборудования, так как для их мощности используются мощные силовые полупроводниковые элементы, печные трансформаторы. Это оборудование может создавать и усиливать отрицательные эффекты в электрической сети, а именно асимметрию и несинусоидальное напряжение. Моделирование установок и электрических аппаратов с добавлением функционала, ответственного за эффекты, вводимые в сеть и имеющие отрицательный эффект, может на этапе проектирования дать достаточно точную оценку эффективной работы задействованного электрооборудования.

Электрические сети административных зданий, построенные в 60 – 90 годах прошлого века, не были рассчитаны на текущие нагрузки. Широкое использование современного офисного оборудования может привести к их перегрузке. Замена электрических комплектующих в таких зданиях может потребовать значительные материальные затраты. Необходимо рассматривать возможность замены старого оборудования на современную энергоэффективную оргтехнику. Как правило, персональные компьютеры включаются в течение всего рабочего дня, а некоторые устройства (например, серверы) работают круглосуточно. Очевидно, что широкое использование энергосберегающих устройств с нелинейными характеристиками может привести к увеличению гармонических искажений токов и напряжений. Поэтому меры по экономии энергии и повышению энергоэффективности должны включать меры, направленные на поддержание качества электроэнергии и надежности электроснабжения. Наибольший эффект достигается за счет использования специальных компенсирующих устройств – активных и пассивных гармонических фильтров. Традиционными средствами подавления высших гармоник в сетях электропитания являются пассивные гармонические фильтры (ПФГ). Пассивные фильтры производятся с использованием традиционных хорошо зарекомендовавших себя технологий. Их основными преимуществами являются простота и экономичность. ПФГ не только фильтрует высшие гармоники, но и компенсирует реактивную мощность основной гармоники. Недостатком пассивных фильтров является то, что они являются статическими устройствами. Эффективность ПФГ уменьшается при изменении гармонического состава токов и напряжений, а также при изменении режима работы сети.

Читайте также:  Солнечная станция для частного дома: типы панелей, как правильно подобрать и смонтировать оборудование

Другим недостатком является возможность резонанса токов в параллельном колебательном контуре, образованном фильтром и индуктивностью сети питания, на частотах, близких к частотам высших гармоник. Альтернативой пассивным устройствам являются активные гармонические фильтры (АФГ). АФГ представляет собой коммутируемое устройство, которое может одновременно выполнять несколько функций: подавление высших гармоник, коррекция коэффициента мощности, уменьшение колебаний. В качестве переключаемых элементов в активных фильтрах используются мощные МОП-транзисторы или биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT. Следует отметить, что силовые гармонические фильтры не имеют ничего общего с активными RC-фильтрами, используемыми в телекоммуникационных системах для обработки сигналов. Важным преимуществом активных фильтров является то, что они являются подстраивающимися устройствами, характеристики которых различаются в зависимости от режима работы сети и характеристик нагрузки. Однако широкое использование АФГ ограничено их сложностью и высокой стоимостью.

Наиболее перспективным направлением, обеспечивающим улучшение характеристик при относительно низкой стоимости, является разработка гибридных фильтрующих устройств, которые представляют собой комбинацию пассивных и активных фильтров. Гибридные фильтры намного дешевле активных и в то же время обладают преимуществами последних. Активный фильтр в гибридной системе часто рассматривается как средство регулирования характеристик пассивного фильтра.

Список литературы:

  1. Арустамов Э.А. Безопасность жизнедеятельности. Учебник. М.: Издат. дом. “Дашков и К”, 2006. – 476 с
  2. Висящев А.Н. Качество электрической энергии и электромагнитная совместимость в электроэнергетических системах Ч. 1: учеб. пособие. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 1997. – 187 с.
  3. Куско А., Томпсон М. Качество энергии в электрических сетях: пер. с англ. М.: Додэка-ХХ1, 2008. – 336 с.

Качество электрической энергии и способы его повышения

Электроэнергия является товаром передаваемым и потребляемым практически мгновенно. Поэтому к качеству электроэнергии (КЭ) предъявляются повышенные требования, знание истинных параметров КЭ критически важны. Показатели качества электроэнергии представляют собой совокупность напряжения, частоты, форму синусоиды электротока, составляет совместимость этих параметров, характеризующих электромагнитную среду.

Рис №1 Таблица параметров качества электрической энергии

Большинство явлений, влияющих на качество электрической сети, происходит из-за особенностей совместимости электроприемников и электросети.

Требования к качеству электрической энергии состоят в нормировании показаний величины напряжения.

Параметры величин закреплены в Государственном стандарте качества электрической энергии. Существующие до недавнего времени нормы в ГОСТ 13109 за 1997 год изменены на ГОСТ 32144-2013, определены следующие требования: отклонения в показаниях напряжения для передачи электрической энергии в узлах не должны быть выше 10% от предельной величины напряжения за участок времени в течении 1 недели.

Ущерб при уменьшении качества электрической энергии

Виды ущерба при ухудшении КЭ делится на электромагнитный и технологический.

Электромагнитный ущерб:

  1. Неэффективность генерирующих процессов, большие потери при передаче и использовании энергии.
  2. Снижения времени эксплуатации оборудования, преждевременный его выход из строя, из-за нарушения режимов работы и износа изоляции.
  3. Преждевременный износ и выход из строя средств РЗАиГ.

Технологический ущерб:

  1. Понижение производительности технологических процессов.
  2. Прекращение выполнения производственных работ, влекущее значительные затраты на восстановление.
  3. Выход из строя оборудования.
  4. Брак получаемой продукции.

Примеры порчи электрооборудования при несоответствии параметров качества электроэнергии:

  1. Понижение напряжения на 10% время эксплуатации асинхронного двигателя уменьшается в 2 раза.
  2. Несимметрия напряжения в 2% срок эксплуатации АД снижается на 10% СТД – на 16,2%, силовых трансформаторов на 4%.
  3. Несинусоидальное напряжение влечет увеличение токов утечки в кабельной изоляции на 43%.

Снижение сроков службы оборудования влияет на надежность электроснабжающей системы.

Кто отвечает за качество электрической энергии?

Проблема КЭ очень серьезна, что стала синонимом «электромагнитной безопасности», потому как отвечает за безотказную работу технических средств и выполнение технических процессов, отвечающих за безопасность на транспорте в энергетике, и в других областях хозяйствования, нарушение которых может привести к человеческим жертвам, существенному экономическому ущербу, нанесение вреда окружающей среде.

Источником электромагнитных помех может оказаться сам потребитель, использующий электрическое оборудование с нелинейными характеристиками. Такие устройства используют токи высших гармоник, токи обратной и нулевой последовательности, вызывающие нарушения синусоидальности и симметричности падений. Даже в том случае если сетевая организация может обеспечить абсолютное соблюдение синусоидальности и симметричности напряжения питания, значение напряжение в узле общего присоединения пользователя будет искаженно.

Городские сети являются самыми «грязными» источниками искажений электрической сети и включают:

  1. Статические преобразователи (выпрямители, тиристорные регуляторы напряжения, стабилизаторы и т. д.).
  2. Импульсные источники питания (компьютеры, офисная техника, серверные станции рекламная светодиодная, плазменная, и ЖК-аппаратура).
  3. Газоразрядные осветительные устройства (90% от всех светильников).
  4. Сварочные аппараты (ЖКХ, строительство и т. д.).
  5. Частотный электропривод переменного тока (ЖКХ, большие офисные центры).
  6. Специальное медицинское оборудование.

Важно : Установка интеллектуальных ИБП, особенность ИБП заключается в том, что они могут устранить несколько сетевых помех, это: исчезновение, провалы, всплески, а также высокий и низкий уровень напряжения, переходные процессы, ЭМ- и РЧ-помехи, искажение частоты и синусоидальности, но такое действие, возможно, только при наличии корректора коэффициента мощности и активными фильтрами (кондиционерами) высших гармоник. ИБП являются источниками искажения электрической энергии, которые влияют на соседние потребители, не имеющие в своем составе ИБП.

Электросетевая компания является виновником нарушения качества электрической энергии и ее показателей, в случае приобретения и поставки линейным потребителям, некачественной электроэнергии.

Контроль за качеством электрической энергии в РФ осуществляет РЭС (районные электросети) Они следят за ПКЭ на границах балансовой принадлежности как у потребителей, так и у источников электрической энергии.

Способы повышения качества электрической энергии

Для управления качеством электрической энергии необходимо внедрять в структуру систем энергоснабжения:

  1. УКРМ (устройств компенсации реактивной мощности), для гарантированной высокопропускной способности электрической сети в обычном и послеаварийном режиме.
  2. Внедрение в работу силовых трансформаторов с наличием РПН (регулировка под нагрузкой), устройство способно регулировать уровень напряжения в сети при его падении при увеличении нагрузки, или при высоком уровне напряжения, без вывода трансформатора в ремонт.
  3. Применение в сети синхронных компенсаторов, рекомендуется их установка на силовых подстанциях в зависимости от баланса реактивной мощности в рассматриваемом узле.
  4. При напряжении до 1000 В и значениях мощности около 100кВт наиболее выгодно использовать асинхронные двигатели, более 300 кВт – рекомендуется применять синхронные машины, при величине напряжении 6 — 10 кВ– асинхронные машины, свыше 400 кВт – синхронные. Так как синхронные двигатели являются источниками реактивной энергии, целесообразно подключение конденсаторных батарей.
  5. Конденсаторных батарей (БСК) совместно с фильтрокомпенсирующими устройствами.
  6. Использование в сети линейных регуляторов или последовательных трансформаторов для регулировки напряжения в отдельных линиях и вторичных обмотках автотрансформаторов.
  7. Применение автотрансформаторов связи сетей различных номинальных напряжений с РПН, расположенным на линейном конце обмотки среднего напряжения, им можно регулировать под нагрузкой коэффициент трансформации.
  8. Для обеспечения КЭ регуляторы РПН должны работать автоматически, характеризуются устойчивостью работы, зоной нечувствительности, точностью регулирования и выдержкой времени.

Компенсирующие устройства помогают решить такие задачи как:

  1. Оптимизация перетоков индуктивной (реактивной) мощности в высоковольтных сетях.
  2. Сведение к минимуму наличия потерь мощности и энергии.
  3. Поддержание статической и динамической устойчивости в узлах повышенной нагрузки.

Контроль качества электрической энергии

Для учета ПКЭ на промышленных предприятиях применяется система АИИС-ПКЭ, которая позволяет привести качество электроэнергии у жестким нормам по ГОСТу, что способствует сокращению срока окупаемости системы до 1-1,5 лет.

АИИС-ПКЭ может быть встроена в систему АИИС КУЭ или создает принципиально новую систему АСУТП

Рис №2 Архитектура построения систем АСУТП в энергетике

Система производит учет электроэнергии и оперативное управление, осуществляет операции по контролю качества электроэнергии, выполняет функции релейной защиты и автоматики, производит осциллографирование аварийных и переходных процессов.

Умный сайт для вашего энергокомплекса

Контроль качества электроэнергии: проблемы и способы их решения

Современное электрооборудование, как правило, развивается в направлении энергосберегающих технологий. Поэтому более современное оборудование, по идее, должно потреблять меньше электроэнергии, а, значит, создавать меньшую нагрузку на кабели и трансформаторы. И каково же бывает удивление потребителей, которые устанавливают устройства, у которых, согласно документации, меньшее энергопотребление, а в итоге и кабеля греются, и трансформаторы преждевременно выходят из строя, чего не было при допотопном оборудовании, потреблявшем в несколько раз больше электроэнергии. Какие существуют проблемы в электрических сетях и как их решить?

Последствия нагрева кабеля

Оболочка изоляции в современных кабелях выполнена главным образом из поливинилхлорида (ПВХ) или из полиэтилена. ПВХ изначально является твердым материалом, для придания ему гибкости добавляются пластификаторы. При нагревании изоляции из ПВХ пластификаторы испаряются, в результате чего материал теряет гибкость. Достаточно небольшого механического воздействия, и изоляция разрушается, значит, кабель становится непригодным для дальнейшей эксплуатации. Полиэтилен сохраняет гибкость даже без пластификаторов, тем не менее, возникает другая проблема. Прочность и гибкость данного материала во многом определяются длинными цепочками молекул. При нагреве без кислорода (что как раз имеет место быть внутри кабеля) происходит так называемая деполимеризация — эти цепочки разветвляются. В итоге изоляция также становится хрупкой, в ней появляются трещины. Если в них попадет влага, это ускорит процесс разрушения полиэтиленовой изоляции.

В общем, перегрев кабеля — не такое уж и безобидное дело. Из-за него сокращается срок службы кабеля, возрастает вероятность аварий на электросети. При этом замена силового кабеля обычно стоит дорого, нужно доводит ситуацию до нее? Для контроля качества электрической сети используйте современные измерительные приборы.

Реактивная мощность

При большом сдвиге по фазе φ между током и напряжением часть энергии впустую перекачивается по проводам, вызывая их нагрев. Это хорошо известное электрикам явление и приблизительно ясно, как с ним бороться — устанавливать корректоры, приближающие значение cos φ к единице. Однако такие корректоры лучше устанавливать в непосредственной близости к нагрузке. Как определить, где возникают проблемы?

Предположим, обнаружен нагрев силового кабеля, к которому подключено множество потребителей. Как понять, где проблемы с реактивной мощностью?

Самое главное, что потребуется для этого — компактный, относительно недорогой прибор, простой в использовании, которым можно «вооружить» бригаду электриков, обслуживающих здание. Следующее требование к измерительному прибору — он должен уметь отслеживать изменение реактивной мощности во времени. Сопоставив всплески реактивной мощности с моментами включения/выключения того или иного оборудования, можно сделать вывод о том, где могут быть проблемы и далее обследовать конкретное устройство, чтобы точно определить, нужен ли корректор.

Портативный анализатор качества электроэнергии Fluke 345

Наилучший вариант для контроля качества электроэнергии — портативный анализатор Fluke 345. Он не займет много места в чемоданчике с инструментами электрика, весит всего 820 г. Контроль за качеством электроэнергии упрощается благодаря наличию встроенных токовых клещей. Питание осуществляется от 6 батареек типа AA, время непрерывной работы достигает 12 ч. Все технические характеристики перечислять здесь не будем, отметим лишь, что прибор способен измерять реактивную мощность вплоть до 1250 Вар, при этом имеется функция автоматического переключения диапазона измерений. Значение cos φ может быть измерено в пределах от -1 до -0,3 и от 0,3 до 1. Возможно изменение не только cos φ, но и коэффициента мощности, а также коэффициента гармоник (об этом мы еще поговорим), что делает Fluke 345 по-настоящему универсальным прибором для контроля качества электроэнергии. А еще в нем имеется встроенный осциллограф и это за вполне вменяемые деньги. Но в том случае, если нужно померить конкретно cos φ в условиях высокочастотных помех, то именно Fluke 345 сделает это с большой точностью благодаря наличию встроенного низкочастотного фильтра.

Читайте также:  Контроллер для светодиодной ленты с пультом: установка и схема подключения


Анализатор качества электроэнергии и работы электродвигателей Fluke 438-II

Зачастую проблемы с большим уровнем реактивной мощности возникают из-за электродвигателей прямого пуска. Измерение их параметров является сложным делом, но появление прибора Fluke 438-II революционно изменило ситуацию. Вычисление механической мощности и КПД без использования механических датчиков, простым подключением к вводным контактам — совсем недавно это казалось фантастикой, теперь это реальность. Информация о двигателе собирается по всем фазам со скоростью до 200000 выборок в секунду. Помимо всего этого прибор собирает данные об активной и реактивной мощности, cos φ и коэффициенте мощности.


Пример зависимости cos φ от коэффициента нагрузки электродвигателя, Pном — номинальная механическая мощность электродвигателя, P – мощность, с которой электродвигатель работает в данный момент времени

Какое отношение имеют механические параметры двигателя к cos φ? Самое прямое. Для каждой модели двигателя существует оптимальное значение нагрузки, при которой этот параметр максимален. Определив механическую мощность электродвигателя, можно понять, насколько он нагружен. Соответственно, определяется необходимость в техобслуживании, а также вырабатываются рекомендации по оптимальному, с точки зрения энергоэффективности, использованию двигателя. И, конечно, полученные данные позволяют правильно выбрать корректор коэффициента мощности, исключающий перегрев кабеля.

Гармоники высших порядков

В последнее время энергетики столкнулись с новой проблемой — значительным отклонением формы тока в энергосистемах от синусоидального, что проявляется как рост уровня гармоник высшего порядка. Существующий ГОСТ ограничивает уровень гармоник тока значением 8%, в исключительных случаях — 12%.

В реальности нормы ГОСТ по гармоникам не всегда соблюдаются, и ситуация только усугубляется. Все больше используется аппаратуры с импульсными блоками питания. Частотные преобразователи для электродвигателей стали обычным делом. Светодиодное освещение из экзотической забавы для технически продвинутых людей стало повседневной реальностью. Светодиодные светильники устанавливают повсюду, при этом, как правило, берут, что подешевле. А разница между дорогим и дешевым светодиодным светильником как раз и заключается в качестве драйвера, в том числе и в уровне гармоник, которые он создает. Большое распространение получили светодиодные лампы-ретрофиты, по размерам соответствующие традиционным источникам света. Ограниченные размеры корпуса таких ламп не позволяют использовать в них качественные драйверы с низким уровнем гармоник.

В добавление к этому недавно появилась новая напасть — майнинг криптовалют. Для этого «энтузиасты-любители» создают «фермы» из сотен обычных персональных компьютеров. В отличие от профессиональных центров обработки данных, здесь не соблюдаются никакие нормы по гармоникам, так как блок питания персонального компьютера изначально рассчитан на то, что в квартире будет эксплуатироваться одно такое устройство, а не сотни. «Фермы» размещают не только в квартирах, но и в подсобных помещениях заводов, а также на технических этажах зданий, нелегально подключая их к электросети. Найти их сложно, но, имея специальные приборы контроля качества электроэнергии, вполне возможно.

Ранее проблему гармоник рассматривали только в контексте электромагнитной совместимости. То есть наличие гармоник тока в сети создает помехи в работе чувствительных электронных приборов, мешает связи, радио- и телевещанию. Но теперь все чаще специалисты обращают внимание на такую проблему, как преждевременный выход из строя силовых кабелей, а также трансформаторов на подстанциях из-за высокого уровня гармоник. Особую опасность представляют третья и кратные ей гармоники. В сбалансированной трехфазной системе без высших гармоник токи в фазных проводах сдвинуты на 120 градусов друг относительно друга, в результате сумма токов в нейтрали равна нулю. Третья и кратные ей гармоники совпадают по фазе, и их токи суммируются в нейтрали. На нейтрали появляется падение напряжения, как будто произошел перекос фаз. При этом возможно возникновение ситуации, когда ток в нейтрали превышает ток в самой нагруженной фазе. При этом проводники нейтрали, как правило, не защищаются от перегрева с помощью защитных автоматов. Все это ведет к нагреву кабелей и их преждевременному выходу из строя.

Конструкция трансформатора рассчитана на строго определенную частоту тока в сети. Появление гармоник ведет за собой потерю на гистерезис и увеличение вихревых токов в сердечнике. Кроме этого, как и в случае с кабелем, высокий уровень гармоник приводит к перегреву обмоток трансформатора.


PITE-3561 – анализатор качества электроэнергии с токовыми клещами в комплекте

Уровень гармоник меняется во времени. Для того, чтобы понять ситуацию, требуется проводить записывать результаты измерений на протяжении значительного промежутка. Это умеет делать анализатор качества электроэнергии PITE-3561. Он наглядно показывает данные по гармоникам с 1 по 50, а данные с 1 по 25 гармоники, как и много других параметров, он способен записывать на протяжении 960 часов (это 40 дней!). Таким образом, PITE-3561 позволяет диагностировать ситуацию, чреватую перегрузкой кабеля.

Как трактовать запись результатов измерений? Во-первых, можно сопоставить заведомо известные моменты включения/выключения оборудования и изменения картины распределения гармоник. А, во-вторых, у каждого вида оборудования есть свой «отпечаток», проявляющийся в определенном соотношении гармоник. Посмотрев на распределение гармоник, опытный специалист может сказать, какой именно тип прибора создает проблемы. Например, так можно выявить, что к сети одновременно подключено большое количество компьютеров, а, значит, не исключено, что где-то на подведомственной вам территории занимаются майнингом криптовалют.


Анализатор параметров качества электрической энергии SONEL PQM-700 с функцией определения K-фактора

Воздействие гармоник на трансформатор является более сложным и многофакторным процессом, чем на кабель. И уже нельзя определить наиболее опасные гармоники, только исходя из их кратности. Для решения проблемы ввели обобщенный параметр под названием K-фактор, показывающий вклад высших гармоник в нагрев трансформатора. Максимально допустимое значение K-фактора является одним из параметров современного трансформатора. Поэтому, если вы беспокоитесь за долговечность трансформаторов, следует воспользоваться другим прибором — SONEL PQM-700, который автоматически вычисляет K-фактор для нагрузки. Важная особенность данного прибора — степень защиты IP65, что позволяет устанавливать его на улице. Защищен прибор и от электромагнитных наводок, так что не бойтесь устанавливать его непосредственно на ЛЭП. А если на улице будет холодно, то прибор продолжит работу благодаря встроенной системе электроподогрева.

К сожалению, в нашей стране пока нет законодательной базы для того, чтобы принудить потребителей не использовать электрические приборы, ухудшающие качество электрической сети. Но на крупном предприятии или в торговом центре полученные от описанных в этой статье приборов данные позволят выявить источники гармоник и принять правильное решение: вести закупки более дорогого оборудования или же ставить специальные корректоры. А в том случае, когда увещевать бессмысленно, речь идет об арендаторах, остается один путь — устанавливать кабели и трансформаторы с запасом на несинусоидальность потребляемого тока. И здесь опять-таки, современные измерительные приборы для контроля качества электроэнергии и диагностики электросети позволяют точно определить величину коэффициента запаса, чтобы обеспечивалась безопасность при приемлемых затратах.

Если вам нужна профессиональная консультация по анализу качества электроэнергии, просто отправьте нам сообщение!

9 наиболее частых проблем качества электроэнергии (описание, причины и последствия)

Ниже представлены основные проблемы качества электроэнергии наряду с их описанием, причинами и последствиями:

  1. Падение напряжения (или провал)
  2. Кратковременные перебои
  3. Долговременные перебои
  4. Импульсные всплески
  5. Перенапряжение
  6. Гармонические искажения
  7. Колебание напряжения
  8. Шумы
  9. Дисбаланс напряжения

1. Падение напряжения (или провал)

Описание: Падение обычного уровня напряжения от 10% до 90% от обычного действующего напряжения при частоте в сети, в течение 0,5 цикла до 1 минуты.

Причины: Сбои в передающих или распределительных сетях (в большинстве случаев на параллельных линиях). Сбои в установках пользователей. Подключение сильных нагрузок и запуск мощных двигателей.

Последствия: Сбой в работе информационного оборудования, а именно систем управления на основе микропроцессоров (ПК, программируемых логических контроллеров, частотных преобразователей и т.п.), что может привести к остановке рабочего процесса. Размыкание контактов и электромеханических реле. Отключение или потеря производительности электрических вращающихся машин.

2. Кратковременные перебои

Описание: полное прекращение подачи электропитания на период от нескольких миллисекунд до одной или двух секунд.

Причины: в основном из-за открытия и автоматического перезапуска защитных устройств, вплоть до вывода из строя неисправной части сети. Основными причинами сбоев становятся повреждение изоляции, молнии и воспламенение изолятора.

Последствия: отключение защитных устройств, потеря информации и сбои в работе оборудования по обработке данных. Остановка чувствительного оборудования, такого как частотные преобразователи, ПК и программируемые логические контроллеры, в случае если они не подготовлены к подобным ситуациям.

3. Долговременные перебои

Описание: полное отключение электропитания на более чем 1 или 2 секунды.

Причины: поломка оборудования в системе подачи электропитания, штормы и различные объекты: (деревья, машины и т.п.), пожар на линии или на столбах, человеческий фактор, плохая координация или поломка защитного оборудования.

Последствия: прекращение работы всего оборудования.

4. Импульсные всплески

Описание: очень быстрое изменение величины напряжения на период от нескольких микросекунд до нескольких миллисекунд. Данные изменения могут достигать тысяч вольт, даже при низком напряжении.

Причины: Молнии, переключение линий или конденсаторов для компенсации реактивной мощности, отключение сильных нагрузок.

Последствия: поломка компонентов (в частности электронных компонентов) и изоляционных материалов, ошибки процесса обработки данных, потеря данных, электромагнитные помехи.

5. Перенапряжение

Описание: Моментальное повышение напряжения, при частоте сети, вне пределов обычных погрешностей, длительностью более одного цикла и обычно менее нескольких секунд.

Причины: запуск или отключение больших нагрузок, плохо откалиброванные источники энергии, неверно отрегулированные трансформаторы (в основном в течение вне пиковых периодов нагрузки энергосистемы).

Последствия: потеря данных, мерцание освещения и экранов оборудования, остановка или повреждение чувствительного оборудования, если величина напряжения слишком высокая.

6. Гармонические искажения

Описание: Сигналы напряжения или тока несинусоидальной формы. Форма сигнала соответствует сумме разных синусоидальных волн с различными магнитудами и фазами, с частотами, которые кратны частоте электросети.

Причины: классические источники: электрические приборы, работающие выше колена кривой намагничивания (магнитного насыщения), дуговые печи, сварочные аппараты, выпрямители и электродвигатели с щетками.

Современные источники: все нелинейные нагрузки, такие как электронное оборудование, включая частотные преобразователи, импульсные источники питания, оборудование для обработки данных, высокоэффективное освещение.

Последствия: повышенная вероятность возникновения резонанса, нейтральной перегрузки в трехфазных системах, перегрев всех кабелей и оборудования, потеря эффективности электромашин, электромагнитные помехи с системами связи, ошибки в измерениях при использовании счётчиков усреднённых значений, ложного срабатывания или защиты от перегрева.

7. Колебание напряжения

Описание: периодические изменения величины напряжения, с амплитудной модуляцией по сигналу с частотой от 0 до 30 Гц.

Причины: дуговые печи, частый пуск или выключение электрических двигателей (например, для лифтов), колеблющиеся нагрузки.

Последствия: основные последствия характерны для недостаточного напряжения. Самым ощутимым последствием является мерцание освещения или экранов оборудования, производящее впечатление нестабильности зрительного восприятия.

8. Шумы

Описание: наложение высокочастотных сигналов на сигнал частоты энергосистемы.

Причины: Электромагнитные помехи спровоцированные радиоволнами, такими как рассеивание от СВЧ и телевизора, радиация от сварочных аппаратов, дуговых печей и электронного оборудования, может стать причиной неправильного заземления.

Последствия: помехи в работе чувствительного электронного оборудования, обычно не фатального характера. Может стать причиной потери данных или ошибок в обработке данных.

9. Дисбаланс напряжения

Описание: Изменение напряжения в трехфазных системах, в которых три величины напряжения или разности фаз между ними не равные.

Причины: большие однофазные нагрузки (индуктивные печи, тяговые нагрузки), неверное распределение всех однофазных нагрузок тремя фазами системы (может также быть последствиями ошибки).

Последствия: несбалансированные системы становится причиной негативных последствий, которые являются вредными для всех трехфазных нагрузок. В большинстве случаев негативное влияние оказывается на трехфазные электрические машины.

«Чистое» электричество, или Взгляд на перспективы развития систем бесперебойного питания

Свое обсуждение я хочу начать со слов: «Электричество нужно всем!» Далее можно продолжить: «Электричество нужно всегда». И заканчивая мысль: «Многим нужно качественное электричество».

Да, современное оборудование, применяющееся в различных сферах деятельности, предъявляет повышенные требования к качеству электроэнергии. Я думаю, актуальность этой проблемы не вызывает сомнений. Ущерб, могущий возникнуть по вине «грязного» электричества (или его отсутствия вообще), может быть несоизмеримо большим, чем затраты на оборудование, обеспечивающее предприятие бесперебойной и «чистой» энергией.

За то, чтобы электричество было «всегда» и «качественное» отвечает система бесперебойного электропитания (СБЭП), организованная на предприятии. При комплексном подходе к организации такой системы обязательными (но не единственными) ее составляющими являются: дизельные генераторные установки (ДГУ) для резервного питания оборудования при длительных отключениях электроэнергии, и источники бесперебойного питания (ИБП), которые можно назвать связующим звеном между ДГУ и нагрузкой. Небольшая фирма может обойтись только ИБП, он по мере ее роста встает вопрос о защите от проблем с электричеством не только единичных компьютеров, но и других систем предприятия. Встает вопрос о построении комплексной системы гарантированного электропитания (КСГЭП)…

Читайте также:  Газогенератор для выработки электроэнергии: поршневые и турбинные модели на природном газе, популярные марки

Хочу отметить, что темой статьи не является рассмотрение принципов построения КСГЭП на предприятии. В данной статье я не буду говорить и о конкретных моделях оборудования, не буду рассматривать классификацию ИБП, достоинства и недостатки того или иного класса — все это сделано без меня. Например, посмотрите информацию по ИБП на этом сайте в разделе «Периферия». Я лишь постараюсь проанализировать сегодняшнюю ситуацию на рынке СБЭП и сделать выводы о возможных перспективах развития этой отрасли. Я предполагаю, что специалистам, читающим мою статью, может быть будут интересны мои рассуждения именно о перспективах развития. Все возражения и замечания прошу высказывать на форуме.

«Электрические проблемы»

«Большая» энергетика сегодня «хромает». Недостаточное финансирование, отключение электроэнергии вследствие неплатежей, физический износ оборудования на электростанциях — все это отрицательно сказывается на качестве электроэнергии, поставляемой потребителю (а иногда она просто не поставляется). Прошло то время, когда за производство, передачу и распределение энергии отвечал владелец электростанции (производитель), который и гарантировал качество энергоснабжения. Т. е. существовала такая связь: производитель-потребитель. Теперь же ситуация следующая: производитель-поставщик-потребитель. Таким образом, потребитель получает возможность выбрать поставщика энергии на выгодных для себя условиях. Этот процесс называют дерегулированием рынка производства электроэнергии. И некоторые высказывают опасения, что в связи с этим неполадки в сетях электропитания станут боле частым явлением. Как раз это и является отличной (вовсе не единственной, но, возможно, основной) предпосылкой для развития индустрии ИБП.

А какие основные проблемы электрических сетей мы имеем?

Провалы напряжения — кратковременные понижения напряжения, которые связаны с резким увеличением нагрузки в сети, например, из-за включения мощных потребителей.

Скачки перенапряжения — кратковременное увеличение напряжения в сети, связанное с отключением мощных потребителей.

Полное отключение напряжения — «исчезновение» напряжения в сети, вызванное различными обстоятельствами: перегрузкой на электростанции, грозовым разрядом, стихийным бедствием.

Высоковольтные импульсы (всплески) — кратковременное особо сильное увеличение напряжения в сети. Образуются в момент включения/выключения электрических нагрузок. Импульсы могут быть вызваны близким грозовым разрядом.

Проблема существует?

Обратимся к результатам конкретных исследований, наблюдений, чтобы увидеть актуальность проблемы.

По результатам исследований, проведенных в США фирмами Bell Labs и IBM, каждый ПК подвергается воздействию 120 нештатных ситуаций с электропитанием в месяц. При этом наблюдаются следующие наиболее часто встречающиеся сбои питания: провалы напряжения, высоковольтные импульсы, полное отключение напряжения и слишком большое напряжение. Это — в США, а в России?

Например, на прошлой конференции СПРЭС-2000 (Состояние и перспективы развития энергетики связи-2000), проходившей в Санкт-Петербурге, Господин Шапоров М.О. (главный энергетик ОАО «Петербургская Телефонная Сеть») привел следующие данные. «За 1999 год суммарное количество времени работы от резервных источников питания на предприятии ОАО ПТС составило 341 час 27 минут. Это 14.5 суток в году, когда внешняя сеть по тем или иным причинам была обесточена, а напряжение на станции было нормальным за счет аккумуляторных батарей». Что могло бы произойти, если бы не было обеспечено бесперебойное электропитание оборудования? Какой материальный ущерб понесла бы компания? К счастью, ответы на эти вопросы не были получены.

Это лишь единичные случаи. Разумеется, известно много других примеров.

Перспективы российских производителей

Почему можно говорить о том, что у российского производителя СБЭП есть будущее? Выше мы рассмотрели типичные проблемы с электропитанием, возникающие на предприятиях. В принципе, проблемы общие для всех стран, но процентное соотношение той или иной проблемы различное для каждой страны. Я упомянул об исследовании, проведенном фирмами Bell Labs и IBM. Результаты исследования следующие. Провалы напряжения встречаются в 85 % случаев; высоковольтные импульсы — 7,4 %; полное отключение напряжения — 4,7%; слишком большое напряжение — 0,7%. В России же проблема электропитания имеет свою специфику, на мой взгляд, далекую от стран Запада. Расскажу лишь об одном исследовании, проведенном сотрудниками фирмы A&T на ряде предприятий России. Исследование, например, показало, что проблема пониженного напряжения не столь доминирует, как в США. Но одна из уникальных проблем, присущих электрическим сетям России (а в большей степени странам СНГ), — это нестабильность частоты. Хотя в России по данным исследования не была замечена частота ниже 49 Гц, но что касается других государств, то там обстановка намного хуже. Например, в Грузии частота сети опускалась до 42 Гц. Чем чревато такое понижение частоты? Хотя это может и не представлять существенной опасности для оборудования с импульсными блоками питания, но гармонические искажения, которые обычно «сопровождают» пониженную частоту могут отрицательно повлиять на работу ИБП. Еще один вид искажения, не рассмотренный Bell Labs, но замеченный сотрудниками A&T — это искажение формы синусоидального напряжения при работе ИБП в перегруженной сети.

Вот тут-то и возникает вопрос: приспособлены ли импортные ИБП к российским электрическим сетям, на электрическую сеть какой страны они ориентированы в первую очередь? Да, несомненно, ведущие зарубежные фирмы стремятся создавать универсальные ИБП, способные работать при любых проблемах с электропитанием. Возможно, они даже стремятся ориентироваться под потребности России. Примером служит компания Elteco, чья продукция адаптирована к российским стандартам. Региональная дилерская сеть этой компании широко развита. В Санкт-Петербурге ее услугами пользуется всем известный «Северо-Западный GSM». Да, такие СБЭП будут идеально работать в российских условиях. Но не увеличивает ли стоимость таких систем то, что они поставляются зарубежными компаниями? У нас в стране никогда не было недостатка в «сильных умах». Российские инженеры способны поднять эту отрасль на должный уровень. Примером тому служит компания NeuHaus, чья продукция пользуется большой популярностью. Я уверен, что у российских производителей СБЭП есть будущее. Мы знаем наши проблемы (читай проблемы наших электросетей) лучше других.

Раз уж мы заговорили о специфике российской энергетики, то отметим еще несколько особенностей.

Формировавшийся годами менталитет российского электрика сложно теперь исправить. Несомненно, крупная компания стремится набрать квалифицированный персонал для обслуживания электрических сетей. Но иногда упускается из виду то, что электрик может быть аcом в своем деле, но ничего не смыслить в том, какие последствия имеет кратковременное отключение питания для компьютерного оборудования. Нет причин сомневаться, что еще не один раз такой электрик вместо того, чтобы обратиться к схеме, начнет «перебирать» все автоматы на щитке, чтобы выяснить, какой же переключатель ответственен за зону, в которой возникла проблема (например, отключился свет). К каким последствиям это может привести, вы, конечно же, понимаете. Рассмотренная проблема называется «человеческим фактором». К сожалению, она имеет место быть на наших предприятиях.

А что можно сказать о стабильности электрических сетей во время начала и окончания отопительного сезона? Задержки с включением отопления или его ранним отключением стали нередки. Если люди замерзают, они включают отопительные приборы — мощные потребители энергии. Наверное, Вам приходилось сталкиваться с ситуацией, когда в морозный осенний вечер в Вашем доме отключалось электричество (и, может быть, не один раз за вечер). На предприятиях обстановка аналогична. Это тоже является спецификой российской энергетики.

На первый взгляд может показаться, что «человеческий» фактор нет необходимости учитывать при проектировании КСГЭП, потому что в ИБП предусмотрена защита от полного исчезновения напряжения. Да, правда — это мелочь, но мелочь, которую нельзя не учитывать.

Перспективы отрасли в целом

Вышесказанное говорит о том, что индустрия ИБП перспективна. Но перспективна в каком направлении? На первый взгляд, может сложиться впечатление, что развитие заторможено по причине того, что некуда совершенствоваться. Современные ИБП с технологией дельта-преобразования имеют высокий КПД, коэффициент мощности близкий к единице, оснащены прекрасной системой самодиагностики. Все, кажется, что не к чему стремиться. Но это не так. И я рассмотрю ниже возможные направления развития индустрии СБЭП.

Конечно, ситуация на рынке СБЭП не та, что была лет 5-10 назад, и производитель вынужден искать свежие идеи, предлагать заказчику что-то новое. Поэтому многие фирмы находят перспективным вести работу в направлении комплексных решений. Одновременно с выпуском новых моделей ИБП, такие фирмы реализуют так называемые проекты «под ключ». Таким образом, часть работы (а может быть и вся) по проектированию КСГЭП ложится на плечи специалистов фирмы, поставляющей оборудование. Именно им надо будет обеспечить совместимость ДГУ и ИБП, осуществлять удаленный мониторинг, гарантийное обслуживание.

Мониторинг

Вообще, мониторинг, и удаленный мониторинг в частности, как раз и является одним из перспективных направлений развития отрасли, на мой взгляд. Ведь создает же Билл Гейтс новые операционные системы Windows. Так и здесь: можно создавать более совершенное программное обеспечение (ПО) для мониторинга состояния ИБП. Например, можно вести разработки в направлении независимости ПО от операционной системы, используемой заказчиком. Примером такого ПО служит JUMP (Java Universal Management Platform), написанное на языке Java для ИБП семейства LanPro швейцарской фирмы IMV. Удаленный мониторинг позволяет специалистам из сервис-центра следить (например, через интернет) за состоянием ИБП. Связь может быть двусторонней: можно «позвонить» и узнать о его состоянии, или же ИБП может сам «позвонить» и сообщить, что у него проблемы. Удаленный мониторинг из сервис-центра является услугой, на которой иногда экономят. Но это вовсе не говорит о том, что предоставление такого сервиса не является перспективным.

Другое перспективное направление — развитие средств мониторинга внешних батарей ИБП. В то время как контроль за состоянием внутренних батарей в современных ИБП находится на высоком уровне, средства мониторинга внешних аккумуляторов можно совершенствовать. Часто единственный контролируемый параметр блока внешних батарей — это выходное напряжение. А оно зависит от напряжения каждой батареи в блоке. Когда результирующее напряжение не в норме, приходится искать неисправный аккумулятор, поочередно замеряя параметры каждого. Поэтому необходимо разрабатывать средства мониторинга, которые позволяли бы следить за каждой батареей в блоке отдельно. Эти средства должны быть независимы от конкретной марки ИБП, так как внешней блок батарей может быть от другого производителя. Мне кажется, что разработки в этом направлении перспективны.

Технические характеристики

Современные ДГУ и ИБП — это устройства с высоким КПД (до 98%, по заявлениям производителей). Они обладают высокой стабильностью выходного напряжения, малым уровнем нелинейных искажений в сети. Форма выходного напряжения практически идеальна: гладкая синусоида.

Но задавались ли мы вопросом: какова цена таких устройств, обладающих всеми характеристиками, как говорится, по максимуму?… Вот еще одно перспективное направление развития: усовершенствование технологии производства, направленное на снижение себестоимости конечной продукции, с сохранением имеющихся технических показателей этой продукции.

Да, созданы ИБП с большим диапазоном входного напряжения (140-276). Но создан ли ИБП у которого диапазон входного напряжения был бы 100-300 В?… (метафора)

Да и можно ли говорить об остановке в развитии, если еще не создан идеальный источник бесперебойного питания, имеющий идеальные характеристики.

Другие направления развития

В мире электроники наблюдаются тенденции к миниатюризации аппаратуры. Я считаю эту тенденцию одним из перспективных направлений в индустрии ИБП. Конечно основным «мешающим» звеном здесь является аккумуляторная батарея ИБП. И в этом направлении также можно развиваться.

Нельзя упускать из виду и эстетическую сторону вопроса. Вряд ли есть особое желание, чтобы за окном стояло нечто похожее на поржавевший »Запорожец», а в офисе рядом с компьютером разместилось что-то вроде старого бабушкиного стабилизатора для телевизора. Поэтому дизайнерское направление тоже может являться перспективным.

Не сомневаюсь, что я не осветил еще много других перспективных направлений в развитии отрасли СБЭП, но уже и этого достаточно, чтобы увидеть, что развитие происходит и будет происходить. И над новыми идеями будут работать умы не только западных инженеров, но и российских.

Добавить комментарий