ГОСТ 30804.4.30-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии.
ГОСТ 30804.4.30-2013
(IEC 61000-4-30:2008)
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Power quality measurement methods
МКС 33.100.99
Дата введения 2014-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерным обществом "Научно-испытательный центр "САМТЭС" и Техническим комитетом по стандартизации ТК 30 "Электромагнитная совместимость технических средств" на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 25 марта 2013 г. N 55-П)
За принятие проголосовали:
|
|
|
Краткое наименование страны по | Код страны по | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Казахстан | KZ
| Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизия | KG | Кыргызстандарт |
Молдова | MD | Молдова-Стандарт |
Россия | RU | Росстандарт |
Узбекистан | UZ | Узстандарт |
. ИУС N 7-2019
4 межгосударственный стандарт ГОСТ 30804.4.30-2013 (IEC 61000-4-30:2008) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.
5 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту IEC 61000-4-30:2008* "Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-30. Техника испытаний и измерений. Методы измерений качества электрической энергии" ("Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-30: Testing and measurement techniques - Power quality measurement methods", MOD) путем изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными (подразделы 4.2 и 4.3); путем изменения фраз, слов, которые выделены в тексте курсивом**.
Международный стандарт IEC 61000-4-30:2008 разработан Подкомитетом 77 А "Низкочастотные электромагнитные явления" Технического комитета МЭК ТК 77 "Электромагнитная совместимость".
IEC 61000-4-30:2008 (второе издание) отменяет и заменяет собой первое издание IEC 61000-4-30:2003.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования международного стандарта для приведения в соответствие с (подраздел 3.6).
Сведения о соответствии ссылочных межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном .
_______________
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
7 ИЗДАНИЕ (май 2020 г.) с (ИУС N 7-2019)
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"
Введение к IEC 61000-4-30:2008
Настоящий стандарт IEC входит в состав стандартов серии IEC 61000, публикуемых по вопросам электромагнитной совместимости в соответствии со следующей структурой:
- часть 1. Основы:
общее рассмотрение (введение, фундаментальные принципы), определения, терминология;
- часть 2. Электромагнитная обстановка:
описание электромагнитной обстановки, классификация электромагнитной обстановки, уровни электромагнитной совместимости;
- часть 3. Нормы:
нормы помехоэмиссии, нормы помехоустойчивости (в случаях, если они не являются предметом рассмотрения техническими комитетами (ТК), разрабатывающими стандарты на продукцию);
- часть 4. Методы испытаний и измерений:
методы испытаний, методы измерений;
- часть 5. Руководства по установке и помехоподавлению:
руководства по установке, методы и устройства помехоподавления;
- часть 9. Разное.
Каждая часть подразделяется на разделы, которые могут быть опубликованы как международные стандарты, либо как технические условия или технические отчеты.
Данные стандарты, технические условия и технические отчеты будут опубликованы с указанием номера части, за которым следует дефис, а затем номер раздела (например, 61000-6-1).
Основными изменениями IEC 61000-4-30:2008 по отношению к IEC 61000-4-30:2003 являются:
- введение в текст уточнений и корректировок, касающихся классов А и В характеристик процесса измерений;
- введение нового класса S характеристик процесса измерений, предназначенного для применения в приборах наблюдения за качеством электрической энергии;
- введение нового приложения, содержащего рекомендации по измерительным приборам.
Настоящий стандарт является частью 4-30 стандартов серии IEC 61000.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы измерений показателей качества электрической энергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения переменного тока частотой 50/60 Гц и порядок оценки результатов измерений.
Настоящий стандарт применяют при измерениях показателей КЭ в электрических сетях:
- систем электроснабжения общего назначения, присоединенных к Единой энергетической системе;
- изолированных систем электроснабжения общего назначения;
- систем электроснабжения промышленных предприятий и других объектов народного хозяйства, не относящихся к системам общего назначения, а также в электрических сетях, находящихся в собственности потребителей электрической энергии, подключенных к указанным системам электроснабжения.
Методы измерений изложены применительно к отдельным показателям КЭ для получения достоверных и повторяемых результатов независимо от средств измерений, используемых в соответствии с этими методами.
Методы измерений установлены для проведения измерений на местах эксплуатации электрооборудования.
Состав измеряемых показателей КЭ ограничен явлениями, относящимися к напряжению, представляющими собой кондуктивные электромагнитные помехи в системах электроснабжения.
В настоящем стандарте рассмотрены показатели КЭ, относящиеся к: частоте в системе электроснабжения (далее - частота); значению напряжения системы электроснабжения (далее - напряжение); фликеру; провалам напряжения и перенапряжениям; прерываниям напряжения; переходным процессам напряжения; несимметрии напряжений; гармоникам и интергармоникам напряжения; сигналам, передаваемым по электрическим сетям; быстрым изменениям напряжения; установившемуся отклонению напряжения в системах электроснабжения 50 Гц.
В зависимости от целей измерений могут быть проведены измерения всех показателей из указанного выше перечня либо их части.
Примечание - Сведения о показателях КЭ, относящихся к току, приведены в приложении А, подразделы А.3, А.5.
В межгосударственных стандартах, устанавливающих нормы КЭ в системах электроснабжения различного назначения, может быть установлен иной состав показателей КЭ.
Настоящий стандарт устанавливает методы измерений и требования к характеристикам средств измерений показателей КЭ (далее СИ), но не устанавливает пороговые значения показателей КЭ (нормы КЭ). Влияние преобразователей, включаемых между электрической сетью и СИ, детально не рассматривается.
Требования к точности измерений показателей КЭ в настоящем стандарте основаны на оценивании неопределенности измерений. Допускается при разработке нормативных документов, определяющих в соответствии с настоящим стандартом требования к СИ, методы их испытаний и поверки, устанавливать границы допустимой погрешности СИ.
В настоящем стандарте указываются меры предосторожности при подключении СИ к линиям под напряжением.
Примечание - Рекомендации по учету влияния преобразователей приведены в [1].
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
_______________
_______________
(IEC 61000-4-7:2009) Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств
(IEC 60050-161:1990) Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения
** (IEC 61000-3-3:2008) Совместимость технических средств электромагнитная. Ограничения изменений напряжения, колебаний напряжения и фликера в низковольтных системах электроснабжения общего назначения. Технические средства с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе), подключаемые к электрической сети при несоблюдении определенных условий подключения. Нормы и методы испытаний
** (IEC 61000-3-11:2000) Совместимость технических средств электромагнитная. Колебания напряжения и фликер, вызываемые техническим средствами с потребляемым током не более 75 А (в одной фазе), подключаемыми к низковольтным системам электроснабжения при определенных условиях. Нормы и методы испытаний
** Совместимость технических средств электромагнитная. Требования к аппаратуре для измерения параметров индустриальных радиопомех и помехоустойчивости и методы измерений. Часть 4-2. Неопределенности, статистика и моделирование норм. Неопределенность измерений, вызываемая измерительной аппаратурой
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по , **, **, [2], [3], а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 канал (channel): Индивидуальный тракт передачи измерительной информации в средстве измерений.
Примечание - "Канал" и "фаза" не одно и то же. Канал напряжения определяется разностью потенциалов между двумя проводниками. Понятие "фаза" относится к отдельному проводнику. В многофазных системах канал может быть между двумя фазами, или между фазой и нейтралью, или между фазой и землей, или между нейтралью и землей.
Примечания
2 Международная шкала координированного времени устанавливается Международным комитетом мер и весов и Международной службой вращения Земли.
3.5 пороговое значение провала напряжения (dip threshold): Значение напряжения, устанавливаемое для определения начала и конца провала напряжения.
3.6 маркированные данные (flagged data): Термин, применяемый для обозначения результатов измерений показателей КЭ и результатов объединения измеренных значений показателей на временных интервалах, в пределах которых имели место прерывания, провалы напряжения или перенапряжения.
В настоящем стандарте для обозначения результатов измерений показателей КЭ и результатов объединения измеренных значений в условиях воздействия прерываний, провалов напряжения и перенапряжения вместо термина "сигнализация флагами" ("flagging") в соответствии с [4] применен термин "маркирование".
Примечание - Маркирование данных позволяет принять меры, исключающие учет единственного события более чем один раз для различных показателей КЭ. Маркирование предоставляет дополнительную информацию об измерении или объединении измеренных значений показателей КЭ. Маркированные данные не подлежат удалению из состава хранимых данных. В ряде случаев маркированные данные могут не учитываться при дальнейшем анализе, в других случаях сведения о том, что данные маркированы, могут иметь большое значение. Если в стандартах, устанавливающих нормы КЭ, не изложены правила оценки маркированных данных, порядок их применения устанавливает пользователь СИ, заявитель испытаний или испытательная лаборатория.
3.7 фликер (flicker): Ощущение неустойчивости зрительного восприятия, вызванное световым источником, яркость или спектральный состав которого изменяются во времени.
3.8 основная составляющая (fundamental component): составляющая напряжения, частота которой равна основной частоте.
3.9 основная частота (fundamental frequency): Частота в спектре, полученном путем преобразования Фурье функции времени, относительно которой рассматриваются все частоты спектра.
В случае возможного риска неопределенности при определении основной частоты данная частота должна быть определена с учетом числа полюсов и скорости вращения синхронного генератора (генераторов), питающего систему электроснабжения.
3.10 гармоническая составляющая (harmonic component): Любая из составляющих на частоте гармоники.
Значение гармонической составляющей обычно выражается среднеквадратичным значением. Для краткости вместо термина "гармоническая составляющая" допускается применение термина "гармоника".
3.11 частота гармоники (harmonic frequency): Частота, кратная основной частоте.
Примечание - Отношение частоты гармоники к основной частоте называют "порядком гармоники".
3.12 влияющая величина (influence quantity): Любая величина, которая может оказать влияние на рабочие характеристики СИ.
Примечание - Влияющая величина обычно является внешним фактором, воздействующим на СИ.
3.13 интергармоническая составляющая (interharmonic component): Составляющая на частоте интергармоники.
Значение интергармонической составляющей обычно выражается среднеквадратичным значением. Для краткости вместо термина "интергармоническая составляющая" допускается применение термина "интергармоника".
3.14 частота интергармоники (interharmonic frequency): Частота, которая не является целым кратным основной частоте.
Примечания
1 Аналогично понятию "порядок гармоники" под "порядком интергармоники" понимают отношение частоты интергармоники к основной частоте. Это отношение не выражается целым числом (рекомендуемое условное обозначение m).
2 Если m<1, допускается применение термина "субгармоническая частота".
3.15 прерывание напряжения (interruption): Уменьшение напряжения в конкретной точке электрической системы ниже порогового значения прерывания напряжения.
3.16 пороговое значение прерывания напряжения (interruption threshold): Значение напряжения, устанавливаемое для определения начала и конца прерывания напряжения.
3.17 неопределенность измерений (measurement uncertainty): Параметр, связанный с результатом измерений и характеризующий рассеяние значений, которые могли бы быть обоснованно приписаны измеряемой величине.
Примечание - В качестве примера вычисления неопределенности измерений см. .
3.19 положительное отклонение напряжения (overdeviation): Разность между измеренным и номинальным значениями напряжения в случае, когда измеренное значение больше номинального значения.
3.20 качество электрической энергии (power quality) КЭ: Степень соответствия характеристик электрической энергии в данной точке электрической системы совокупности нормированных показателей КЭ.
Примечание - Показатели КЭ в некоторых случаях определяют электромагнитную совместимость электрической сети при передаче электрической энергии и приемников электрической энергии, подключенных к данной сети.
3.21 устройство для отсчета текущего времени, внутренние часы (real-time clock, RTC): Прибор для отсчета текущего времени, являющийся частью конструкции СИ, используемый при применении методов измерений показателей КЭ, установленных в настоящем стандарте.
Примечание - Взаимосвязь между текущим временем СИ и временем "Национальной шкалы координированного времени Российской Федерации UTC (SU)" (см. 3.2) установлена в 4.6.
3.22 среднеквадратическое значение (root-mean-square value, r.m.s.): Корень квадратный из среднего арифметического значения квадратов мгновенных значений величины, измеренных в течение установленного интервала времени и в установленной полосе частот.
Примечания
1 Данный метод применяют независимо в каждом канале для получения среднеквадратичных значений в последовательные моменты времени для различных каналов трехфазных систем.
2 Среднеквадратическое значение напряжения, обновляемое для каждого полупериода, используют только при обнаружении и оценке провала напряжения, перенапряжения и прерывания напряжения для класса А характеристик процесса измерения.
3 Среднеквадратическое значение напряжения, обновляемое для каждого полупериода, может быть напряжением "фаза - фаза" или "фаза - нейтраль".
Примечания
2 Среднеквадратическое значение напряжения, обновляемое для каждого периода, используют только при обнаружении и оценке провала напряжения, перенапряжения и прерывания напряжения для класса S характеристик процесса измерения.
3 Среднеквадратическое значение напряжения, обновляемое для каждого периода, может быть напряжением "фаза - фаза" или "фаза - нейтраль".
3.25 область значений влияющих величин (range of influence quantities): Множество значений влияющих величин при изменении отдельной влияющей величины в установленных пределах.
3.26 опорный канал (reference channel): Один из каналов измерения напряжения, выбранный в качестве контрольного при многофазных измерениях.
3.29 пороговое значение перенапряжения (swell threshold): Значение напряжения, устанавливаемое для определения начала и конца перенапряжения.
3.30 объединение по времени (time aggregation): Объединение нескольких последовательных значений конкретного показателя КЭ, измеренных на одинаковых интервалах времени, для получения значения показателя при большем интервале времени.
В настоящем стандарте для обозначения результатов объединения нескольких последовательных значений показателя КЭ, измеренных на одинаковых интервалах времени, вместо термина "собирание" ("aggregation") в соответствии с [4] применен термин "объединение".
Примечание - В настоящем стандарте объединение значений показателей КЭ представляет собой их объединение только по времени.
3.31 отрицательное отклонение напряжения (underdeviation): Абсолютное значение разности между измеренным и номинальным значением напряжения в случае, когда измеренное значение меньше номинального значения.
3.32 провал напряжения (voltage dip): Временное уменьшение напряжения в конкретной точке электрической системы ниже порогового значения.
Примечание - Прерывание напряжения является особым случаем провала напряжения. Отличие прерывания напряжения от провала напряжения может быть установлено последующей обработкой результатов измерений.
3.33 перенапряжение (voltage swell): Временное увеличение напряжения в конкретной точке электрической системы выше порогового значения.
3.34 несимметрия напряжений (voltage unbalance): Состояние системы энергоснабжения трехфазного переменного тока, в которой среднеквадратические значения основных составляющих междуфазных напряжений или углы сдвига фаз между основными составляющими междуфазных напряжений не равны между собой.
Примечания
1 Степень несимметрии обычно выражают отношением напряжений обратной и нулевой последовательностей к напряжению прямой последовательности.
2 В настоящем стандарте несимметрия напряжений рассматривается применительно только к трехфазным системам энергоснабжения.
3.35 установившееся отклонение напряжения: Разность между среднеквадратическим значением напряжения основной частоты в системе электроснабжения, определенным на установленном интервале времени, и номинальным значением напряжения.
3.36 верификация (verification): Подтверждение посредством представления объективных свидетельств того, что установленные требования были выполнены.
Примечание - В настоящем стандарте вместо термина "верификация" в соответствии с [4] применен термин "подтверждение выполнения требований".
3.37 информационные сигналы в электрической сети: Сигналы, создаваемые в электрической сети поставщиком или потребителем электрической энергии, а также другими субъектами хозяйственной деятельности, как правило, на негармонических частотах, для передачи данных, команд управления, оповещения и т.д.
4 Общие положения
4.1 Классы характеристик процесса измерений
Настоящий стандарт устанавливает для каждого измеряемого показателя КЭ три класса характеристик процесса измерения - A, S и В (далее - классы A, S, В). Для каждого класса определены методы измерений и соответствующие требования к характеристикам СИ.
Класс А
Данный класс применяют, если необходимо проведение точных измерений, например, при проверке соответствия стандартам, устанавливающим нормы КЭ, при выполнении условий договоров, предусматривающих возможность разрешения спорных вопросов путем измерений и т.д. Любые измерения показателя КЭ, проведенные двумя различными СИ, соответствующими требованиям класса А, должны при измерении одних и тех же сигналов обеспечивать получение воспроизводимых результатов с установленной для данного показателя неопределенностью.
Класс S
Данный класс применяют при проведении обследований и оценке КЭ с использованием статистических методов, в том числе при ограниченной номенклатуре показателей. Хотя интервалы времени измерений показателей КЭ для классов S и А одинаковы, требования к характеристикам процесса измерения класса S снижены.
Класс В
Данный класс установлен для того, чтобы избежать признания СИ многих существующих типов устаревшими.
Примечание - Класс В не рекомендован для вновь разрабатываемых СИ. В следующем издании настоящего стандарта класс В может быть исключен.
Области значений влияющих величин при определении соответствия каждому классу установлены в 6.1. Класс устанавливают с учетом применения конкретного СИ.
Примечания
1 Изготовитель СИ должен указать влияющие величины, не установленные в настоящем стандарте, которые могут ухудшить характеристики СИ. Рекомендации по этому вопросу приведены в [1].
2 СИ может быть изготовлено для измерения всех показателей КЭ, указанных в настоящем стандарте (стандарте, устанавливающем нормы КЭ в системах электроснабжения различного назначения), или их части, и должно предпочтительно соответствовать одному и тому же классу при измерении различных показателей.
4 Для классов приняты следующие обозначения: A ("advanced") - "повышенного типа"; S ("survey") - "для наблюдений". Класс В ("basic") - "начальный", не рекомендован для СИ новых типов, так как может быть исключен в следующем издании настоящего стандарта.
4.2 Организация измерений
Измерение электрической величины может проводиться при непосредственном подключении СИ в точке сети, что, в основном, имеет место в низковольтных электрических системах, или с использованием измерительного преобразователя.
Полная измерительная цепь показана на .
СИ, предназначенное для измерения показателей КЭ, может включать в себя все элементы, входящие в полную измерительную цепь (см. ), или их часть.
В нормативной части настоящего стандарта измерительные преобразователи и связанные с ними неопределенности измерений не рассматриваются.
Описание и характеристики измерительных преобразователей приведены в приложении А, подраздел А.3.
4.3 Измеряемые электрические величины
Измерения в системах электроснабжения однофазного и трехфазного переменного тока могут в зависимости от задач проводиться между фазными проводами и нейтральным проводом ("фаза - нейтраль"), между фазными проводами ("фаза - фаза") или между нейтральным проводом и проводом защитного заземления.
Настоящий стандарт не устанавливает порядок выбора электрических величин, подлежащих измерениям.
Методы измерений, установленные в настоящем стандарте, предусматривают проведение независимых измерений в каждом канале, за исключением измерений несимметрии напряжений, которые проводятся только в трехфазных системах электроснабжения.
Мгновенные междуфазные значения напряжения могут быть измерены непосредственно или получены из мгновенных фазных "фаза - нейтраль" значений напряжения.
Измерения тока могут проводиться в каждом проводе электрической сети, включая нейтральный провод и провод защитного заземления.
Примечание - В ряде случаев целесообразно проводить одновременные измерения тока и напряжения и связывать результаты измерений тока в одном проводе с результатами измерений напряжения между этим проводом и опорным проводом, например проводом защитного заземления или нейтральным проводом.
4.4 Объединение результатов измерений по времени
Применяют следующий порядок объединения результатов измерений показателей КЭ по времени.
Класс А
В качестве основного интервала времени при измерениях показателей КЭ, характеризующихся среднеквадратическим значением (относящихся к напряжению, гармоникам и интергармоникам, несимметрии напряжений, установившемуся отклонению напряжения в системах электроснабжения 50 Гц), должен быть принят интервал длительностью 10 периодов для систем электроснабжения частотой 50 Гц или 12 периодов для систем электроснабжения частотой 60 Гц.
Измерения на основных интервалах времени 10/12 периодов должны синхронизироваться с текущим временем при каждой 10-минутной отметке текущего времени внутренних часов СИ (см. ).
Неопределенность этого измерения включают в неопределенность измерения каждого показателя КЭ, указываемую в протоколе измерений.
Результаты измерений на основных интервалах времени затем объединяют для получения значений показателей КЭ для трех различных увеличенных интервалов времени (далее - объединенные интервалы):
- 3 с (150 периодов для систем электроснабжения частотой 50 Гц или 180 периодов для систем частотой 60 Гц);
- 10 мин;
- 2 ч.
|
 |
Рисунок 1 - Полная измерительная цепь
Примечания
1 В ряде случаев могут быть применены другие объединенные интервалы, например 1 мин. При их использовании метод объединения результатов измерений должен соответствовать установленному в настоящем стандарте. Например, метод объединения результатов измерений на интервале времени 1 мин должен быть аналогичен методу объединения на интервале 10 мин.
2 Рекомендации по применению объединенных результатов измерений приведены в приложении В, подразделы В.1, В.2.
Класс S
Основной и объединенные интервалы времени должны быть такими же, как для класса А. Синхронизацию результатов измерений на основных интервалах времени 10/12 периодов с текущим временем проводят в соответствии с рисунками и .
Класс В
Число и длительности объединенных временных интервалов устанавливает изготовитель СИ.
4.5 Алгоритм объединения результатов измерений
4.5.1 Требования
За значение величины на объединенном интервале времени принимают значение, равное корню квадратному из среднеарифметического значения квадратов входных величин.
Примечание - При измерениях дозы фликера применяют иной алгоритм объединения результатов измерений (см. [5]).
|
 |
i, j, k - номера основных интервалов времени при измерениях показателей КЭ
Рисунок 2 - Синхронизация объединенных интервалов для класса А
|
 |
i, j, k - номера основных интервалов времени при измерениях показателей КЭ
Рисунок 3 - Синхронизация объединенных интервалов для класса S: измерение показателей КЭ, для которых пропуски недопустимы
4.5.2 Объединение на интервале времени 150/180 периодов
Класс А
Значение величины на объединенном интервале времени 3 с (150/180 периодов) получают объединением пятнадцати результатов измерений на основных интервалах времени (10/12 периодов). Пропуски между интервалами времени 10/12 периодов не допускаются.
Объединенные интервалы времени 3 с (150/180 периодов) синхронизируют с текущим временем при каждой 10-минутной отметке текущего времени, как показано на .
В момент 10-минутной отметки текущего времени начинается новый интервал 150/180 периодов и вместе с тем завершается предыдущий интервал 150/180 периодов. В результате возникает перекрытие между двумя интервалами 150/180 периодов (перекрытие 2 на ).
Класс S
Значение величины на интервале времени 150/180 периодов получают объединением результатов измерений на основных интервалах времени 10/12 периодов. Синхронизация при каждой 10-минутной отметке текущего времени возможна, но не является обязательной (см. ). Пропуски отдельных интервалов 10/12 периодов при измерениях показателей КЭ допустимы при измерениях гармоник, интергармоник, сигналов в электрических сетях и несимметрии. При этом в течение каждого объединенного интервала 150/180 периодов должны быть использованы не менее трех результатов измерений на основных интервалах 10/12 периодов, причем каждые 50/60 периодов должен быть использован по меньшей мере один результат измерений на интервале 10/12 периодов (см. ). При измерениях других показателей КЭ значение величины на объединенном интервале времени 150/180 периодов получают объединением пятнадцати результатов измерений на интервалах времени 10/12 периодов, полученных без пропусков.
Класс В
Метод объединения результатов измерений устанавливает изготовитель СИ.
4.5.3 Объединение на интервале времени 10 мин
Класс А
Объединенное значение величины на интервале времени 10 мин должно быть связано с текущим временем (включать метку текущего времени). Метка времени должна указывать время окончания 10-минутного интервала. Значение величины на объединенном интервале времени 10 мин получают объединением результатов измерений на основных интервалах времени 10/12 периодов. Пропуски между интервалами времени 10/12 периодов не допускаются. Каждый 10-минутный интервал начинается в момент 10-минутной отметки текущего времени. 10-минутные отметки текущего времени используются также для синхронизации основных интервалов 10/12 периодов и объединенных интервалов 150/180 периодов (см. ).
Последний основной интервал (интервалы) времени (10/12 периодов), входящий в 10-минутный объединенный интервал, будет, как правило, перекрывать 10-минутную отметку текущего времени. Любой результат измерений на перекрывающем интервале времени 10/12 периодов (см. перекрытие 1 на ) включают в объединенный результат для данного 10-минутного интервала времени.
Класс S
Для класса S может быть применен алгоритм объединения результатов измерений на интервале времени 10 мин, установленный для класса А.
Допускается также применение упрощенного алгоритма объединения, указанного ниже.
Новый 10-минутный объединенный интервал должен начинаться после 10-минутной отметки текущего времени в момент начала нового основного интервала времени 10/12 периодов. Синхронизация 10-минутных интервалов времени и основных интервалов времени 10/12 периодов с текущим временем не требуется. Допускается свободный сдвиг 10-минутного объединенного интервала времени относительно текущего времени внутренних часов СИ.
Объединенный результат на интервале времени 10 мин должен включать метку текущего времени. Метка времени должна указывать время окончания 10-минутного интервала.
При данном алгоритме объединения результатов измерений перекрытия будут отсутствовать, как показано на рисунках и .
Примечание - Значение частоты в системе электроснабжения может быть выше или ниже номинального значения. В примере, представленном на , значение частоты ниже номинального и объединенный интервал 150/180 периодов перекрывает 10-минутную отметку текущего времени. В примере, представленном на , значение частоты выше номинального и имеют место пропуски измерений. Объединенный интервал 150/180 периодов заканчивается ранее 10-минутной отметки текущего времени.
Класс В
Алгоритм объединения результатов измерений устанавливает изготовитель СИ.
4.5.4 Объединение на интервале времени 2 ч
Класс А
Значение величины на объединенном интервале времени 2 ч получают объединением 12 результатов измерений на объединенных 10-минутных интервалах времени. Пропуски между интервалами времени 2 ч или их перекрытия не допускаются. Начала интервалов времени 2 ч должны совпадать с часовыми отметками четных часов текущего времени СИ.
Класс S
Для класса S применяют алгоритм объединения результатов измерений, установленный для класса А.
Класс В
Алгоритм объединения результатов измерений устанавливает изготовитель СИ.
4.6 Неопределенность измерения текущего времени
Класс А
Неопределенность измерения текущего времени не должна превышать ±20 мс при измерениях в системах электроснабжения частотой 50 Гц и ±16,7 мс в системах электроснабжения частотой 60 Гц независимо от длительности объединенного интервала времени.
Данное требование к измерению текущего времени может быть выполнено, например, с применением процедуры синхронизации, периодически проводимой во время измерений, с помощью приемника систем ГЛОНАСС, GPS или путем приема радиосигналов точного времени.
|
 |
Рисунок 4 - Синхронизация объединенных интервалов для класса S: измерение показателей КЭ, для которых пропуски допускаются
Если синхронизация с помощью внешнего сигнала невозможна, допустимое отклонение текущего времени должно быть менее 1 с за 24 ч, однако данное допущение не исключает выполнения требования к неопределенности, указанного выше.
Примечание - Данное требование является необходимым для получения одинаковых 10-минутных и двухчасовых объединенных результатов при измерении одного и того же входного электрического сигнала двумя СИ, применяющими методы измерений с характеристиками класса А. Данное требование также является необходимым при использовании более чем одного СИ по классу А, устанавливаемых в разных местах.
Класс S
Неопределенность измерения текущего времени не должна превышать ±5 с за 24 ч.
Класс В
Неопределенность измерения текущего времени и метод определения объединенных интервалов (при их наличии) устанавливает изготовитель СИ. Изготовитель СИ устанавливает метод расчета неопределенности измерения текущего времени.
4.7 Концепция маркирования
Во время провала напряжения, перенапряжения или прерывания напряжения алгоритм, применяемый при измерении других показателей КЭ (например частоты), может привести к недостоверному результату. Маркирование результатов измерений позволяет избежать учета единственного события более чем один раз для различных показателей (например учета единственного провала напряжения как одновременного провала напряжения и отклонения частоты) и показать, что объединенное значение может быть недостоверным.
Маркирование проводят только при воздействии провалов напряжения, перенапряжений и прерываний напряжения. Выявление провалов напряжения и перенапряжений зависит от пороговых значений, установленных в СИ, оказывающих влияние на принятие решения о том, какие данные должны маркироваться.
Маркирование выполняют при проведении измерений с характеристиками процесса измерения классов А и S показателей КЭ, относящихся: к частоте, значению напряжения, дозе фликера, несимметрии напряжений, гармоникам и интергармоникам напряжения, напряжениям сигналов передачи данных и при измерениях отрицательного и положительного отклонения напряжения.
Маркирование должно выполняться при проведении измерений с характеристиками процесса измерения классов А и S следующих показателей КЭ, установленных в : установившегося отклонения напряжения, размаха изменения напряжения, дозы фликера, коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения, коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения, коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности, коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности, коэффициента временного перенапряжения.
Если во время конкретного интервала времени какое-либо из значений маркируется, объединенный результат измерений, включающий в себя это значение, тоже подлежит маркированию. Маркированное значение должно сохраняться и вводиться в процесс объединения результатов измерений так же, как и другие значения. Поэтому если во время конкретного интервала времени какое-либо из значений маркируется, то все объединенные значения, включающие в себя маркированные значения, также должны маркироваться и сохраняться.
Примечание - Маркирование должно включать сведения о дате и времени. Маркирование свидетельствует о наличии определенных проблем при выполнении измерений. Если в стандартах, устанавливающих нормы КЭ, не изложены правила оценки маркированных данных, порядок их применения устанавливает пользователь СИ, заявитель испытаний или испытательная лаборатория.
5 Показатели качества электрической энергии
5.1 Частота
5.1.1 Метод измерений
Класс А
Значение частоты должно быть измерено на каждом интервале времени 10 с. Поскольку частота переменного тока может не равняться точно 50 Гц или 60 Гц в пределах интервала 10 с, число периодов может быть не целым числом. Измеренная основная частота равна отношению числа целых периодов, подсчитанных в 10-секундный интервал времени, к общей продолжительности целых периодов. Перед каждой оценкой частоты гармоники и интергармоники должны быть ослаблены с тем, чтобы минимизировать влияние многократных пересечений нуля.
Интервалы времени измерений 10 с не должны перекрываться. Отдельные периоды, которые перекрывают 10-секундный интервал текущего времени, не учитывают. Каждый 10-секундный интервал должен начинаться на абсолютной 10-секундной отметке текущего времени. Неопределенность при установке текущего времени не должна превышать ±20 мс при измерениях в системах частотой 50 Гц и ±16,7 мс в системах частотой 60 Гц.
Допускается применение других методов для получения эквивалентных результатов.
Класс S
Применяют метод измерений, установленный для класса А.
Класс В
Метод измерений частоты устанавливает изготовитель СИ.
5.1.2 Неопределенность измерений и диапазон измерений
Класс А
Неопределенность измерений в области значений влияющих величин и при выполнении требований, установленных в 6.1, не должна превышать ±0,01 Гц при диапазонах измерений 42,5-57,5/51-69 Гц.
Класс S
Неопределенность измерений в области значений влияющих величин и при выполнении требований, установленных в 6.1, не должна превышать ±0,05 Гц при диапазонах измерений 42,5-57,5/51-69 Гц.
Класс В
Неопределенность измерений при диапазонах измерений 42,5-57,5/51-69 Гц устанавливает изготовитель СИ. Изготовитель СИ устанавливает метод расчета неопределенности измерений.
5.1.3 Оценка результатов измерений
Класс А
При измерении частоты используют опорный канал.
Примечание - Изготовитель СИ должен установить характеристики процесса измерения частоты при потере сигнала в опорном канале.
Класс S
Так же как для класса А.
Класс В
Изготовитель СИ должен указать процесс, используемый для измерений частоты.
5.1.4 Объединение результатов измерений
Объединение результатов измерений не применяют.
Примечание - В качестве показателя КЭ допускается применение отклонения частоты от номинального значения.
5.2 Значение напряжения
5.2.1 Метод измерений
Класс А
Проводят измерения среднеквадратического значения напряжения на основном интервале времени измерения (10 периодов для систем электроснабжения частотой 50 Гц или 12 периодов - для систем частотой 60 Гц). Интервалы времени 10/12 периодов должны следовать друг за другом. Перекрытие со смежными интервалами 10/12 периодов не допускается, за исключением возможного перекрытия, показанного на (см. "Перекрытие 1").
Примечания
1 Данный метод применяют только для квазистационарных электрических сигналов и не используют при обнаружении и измерении параметров таких явлений ухудшения КЭ, как провалы напряжения, перенапряжения и прерывания напряжения, а также переходные процессы.
2 Среднеквадратичное значение напряжения включает в себя гармоники, интергармоники, информационные сигналы в электрических сетях и т.д.
Класс S
Так же как для класса А
Класс В
Проводят измерения среднеквадратического значения напряжения на интервале времени измерений, установленном изготовителем СИ.
5.2.2 Неопределенность измерений и диапазон измерений
Класс А
Класс S
Класс В
5.2.3 Оценка результатов измерений
Требования не устанавливают.
5.2.4 Объединение результатов измерений
Объединение результатов измерений проводят в соответствии с 4.4 и 4.5.
5.3 Фликер
5.3.1 Метод измерений
Класс А
Измерения проводят в соответствии с [5].
Класс S
Измерения проводят в соответствии с [5].
Класс В
Требования не устанавливают.
Примечание - Измерения в соответствии с [5] относятся к низковольтным электрическим сетям напряжением 230 В частотой 50 Гц. В настоящее время рассматривается возможность применения установленного в [5] метода измерения фликера к другим напряжениям.
5.3.2 Неопределенность измерений и диапазон измерений
Класс А
Класс S
Класс В
Требования не устанавливают.
5.3.3 Оценка результатов измерений
Класс А
Класс S
Так же как для класса А
Класс В
Требования в настоящем стандарте не установлены.
5.3.4 Объединение результатов измерений
Класс А
Класс S
Так же, как для класса А
Класс В
Требования не устанавливают
5.4 Провалы напряжения и перенапряжения
5.4.1 Метод измерений
Класс А
Класс S
Класс В
Изготовитель СИ должен установить метод измерений среднеквадратических значений напряжения.
5.4.2 Обнаружение и оценка провала напряжения
5.4.2.1 Обнаружение провала напряжения
При обнаружении провалов напряжения считают, что:
Пороговое значение провала напряжения определяют с учетом условий измерений.
5.4.2.2 Оценка провала напряжения
Примечания
1 При определении длительности провала напряжения в трехфазных системах электроснабжения начало провала напряжения может быть зафиксировано в одном канале, а окончание - в другом.
2 Форма провалов напряжения не обязательно является прямоугольной. Как следствие, измеряемая длительность конкретного провала напряжения зависит от выбранного порогового значения провала напряжения. Форму провала напряжения можно оценить, используя несколько пороговых значений, установленных в пределах области пороговых значений провала и прерывания напряжения.
3 Пороговые значения провала напряжения обычно устанавливают в пределах 85%-90% выбранного опорного напряжения при поиске неисправностей или проведении статистических исследований и в пределах до 70% опорного напряжения при проведении измерений в соответствии с условиями договоров.
4 Значение остаточного напряжения часто является полезным для потребителей электрической энергии и может быть более предпочтительным, чем глубина провала, так как позволяет оценить близость напряжения к нулю. В то же время глубина провала напряжения часто является полезной для поставщиков электрической энергии, особенно применительно к высоковольтным системам электроснабжения или в случаях, когда используется скользящее опорное напряжение сравнения.
5 Во время провала напряжения может возникать фазовый сдвиг (см. приложение А, пункт А.7.5).
6 Следует фиксировать дату и время перехода порогового значения.
5.4.3 Обнаружение и оценка перенапряжения
5.4.3.1 Обнаружение перенапряжения
При обнаружении перенапряжения считают, что:
Пороговое значение перенапряжения определяют с учетом условий измерений.
5.4.3.2 Оценка перенапряжения
Примечания
1 При определении длительности перенапряжения в трехфазных системах электроснабжения начало перенапряжения может быть зафиксировано в одном канале, а окончание - в другом.
2 Форма перенапряжения не обязательно является прямоугольной. Как следствие, измеряемая длительность конкретного перенапряжения зависит от выбранного порогового значения перенапряжения.
4 Во время перенапряжения может возникать фазовый сдвиг.
5 Следует фиксировать дату и время перехода порогового значения.
5.4.4 Вычисление скользящего опорного напряжения сравнения
Начальное значение скользящего опорного напряжения сравнения устанавливают равным входному напряжению. Скользящее опорное напряжение сравнения обновляют через каждые 10/12 периодов. Если последний результат измерений среднеквадратического значения напряжения на интервале времени 10/12 периодов маркируют, то скользящее опорное напряжение сравнения не обновляют и используют его предыдущее значение.
5.4.5 Неопределенность измерений и диапазон измерений
5.4.5.1 Неопределенность измерений значения остаточного напряжения и максимального значения перенапряжения
Класс А
Класс S
Класс В
5.4.5.2 Неопределенность измерений длительности провала напряжения и перенапряжения
Класс А
Неопределенность измерений длительности провала напряжения и перенапряжения равна суммарной неопределенности измерений времени начала провала напряжения и перенапряжения (половина периода) и измерений времени окончания провала напряжения и перенапряжения (половина периода).
Класс S
Класс В
Неопределенность измерения длительностей устанавливает изготовитель СИ. Изготовитель СИ устанавливает метод расчета неопределенности измерений.
5.4.6 Объединение результатов измерений
Объединение результатов измерений для кратковременных событий не проводят.
5.5 Прерывания напряжения
5.5.1 Метод измерений
Измерения напряжения для каждого класса проводят, как установлено в 5.4.1.
5.5.2 Оценка прерываний напряжения
При обнаружении прерываний напряжения считают, что:
При определении длительности прерывания напряжения в трехфазных электрических сетях начало прерывания напряжения может быть зафиксировано в одном канале, а окончание - в другом. Длительность прерывания напряжения равна интервалу времени между началом и окончанием прерывания напряжения.
Примечания
2 В [2] к прерываниям отнесены уменьшения напряжения менее 1% номинального напряжения (см. термин 161-08-20). Однако сложно достоверно измерять напряжения, значения которых меньше 1% номинального напряжения. Поэтому следует устанавливать более приемлемое пороговое значение прерывания напряжения.
3 Прерывание в одной или нескольких фазах напряжения в трехфазных системах электроснабжения следует рассматривать как прерывание подачи напряжения к электрическим сетям однофазного тока потребителей, подключенных к этой сети.
5.5.3 Неопределенность измерений и диапазон измерений
В отношении неопределенности измерений длительности прерываний напряжения см. 5.4.5.2.
5.5.4 Объединение результатов измерений
Объединение результатов измерений для кратковременных событий не проводят.
5.6 Переходные процессы напряжения
Сведения об основных параметрах переходных процессов напряжения и тока приведены в приложении А, подраздел А.4.
5.7 Несимметрия напряжений
5.7.1 Метод измерений
Класс А
Измерения основной составляющей входного сигнала проводят на основном интервале времени измерений (10 периодов для систем электроснабжения частотой 50 Гц или 12 периодов - для систем частотой 60 Гц).
Примечания
1 Влияние гармоник должно быть минимизировано применением фильтра или алгоритма дискретного преобразования Фурье.
2 Оценка несимметрии только на основе среднеквадратических значений фазных напряжения не учитывает влияния угловых сдвигов на несимметрию, что может привести к непредсказуемым результатам при наличии гармоник. Оценка несимметрии на основе расчетов напряжений обратной и нулевой последовательности обеспечивает более точные и пригодные для непосредственного применения результаты.
Примечание - Значение коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности по определению равно нулю при измерении междуфазных напряжений. Однако напряжения "фаза - нейтраль" или "фаза - земля" могут содержать напряжения нулевой последовательности.
Класс S
Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности определяют как для класса А. Определение коэффициента несимметрии по нулевой последовательности допускается, но не является обязательным.
Класс В
Алгоритмы и методы, используемые для вычисления несимметрии напряжений, устанавливает изготовитель СИ.
5.7.2 Неопределенность измерений и диапазон измерений
Класс А
|
 |
Рисунок 5 - Пример неопределенности измерений несимметрии напряжений
Класс S
Требования к неопределенности устанавливают так же, как для класса А. Инструментальная составляющая неопределенности измерений коэффициентов несимметрии по обратной и нулевой (при измерении) последовательности не должна превышать ±0,3%.
Класс В
Требования к неопределенности устанавливают так же, как для класса А. Инструментальная составляющая неопределенности измерений коэффициентов несимметрии (при измерении) не должна превышать ±0,3%.
5.7.3 Оценка результатов измерений
Требования не устанавливают.
Примечание - Неопределенность измерений, вносимая измерительными трансформаторами (при их наличии), может оказать существенное влияние при расчетах несимметрии напряжений.
5.7.4 Объединение результатов измерений
Объединение результатов измерений проводят в соответствии с 4.4. и 4.5.
5.8 Гармоники напряжения
5.8.1 Метод измерений
Класс А
Примечания
1 В некоторых случаях могут быть более предпочтительны другие методы, например применение аналоговых средств измерений и частотного преобразования сигналов (см. [7]).
2 Сведения об измерениях гармоник тока приведены в приложении А, подраздел А.6.
Проводят измерения гармоник напряжения не менее 50-го порядка.
Класс S
Проводят измерения гармоник напряжения не менее 40-го порядка.
Примечание - В [8] и , регламентирующих нормы КЭ, установлено измерение гармоник напряжения до 40 порядка.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.