Електроенергія характеризується трьома головними параметрами, серед яких частота, напруга, і навіть форма його кривой. Частота відноситься до характеристики балансу активної потужності. Напруга в енергосистемах є характеристикою балансу реактивної потужності. При цьому кожен окремий елемент енергетичної системи впливає на загальне створюване електромагнітне поле, що, безумовно, відбивається на якості енергії, що поставляється споживачам. У цій статті ми розглянемо, які бувають показники якості електроенергії, їх нормування та методи контролю та вимірювання.
Розгляд основних показників
Якість електроенергії визначають рівнем співвідношення встановленим значенням певних показників. Усі параметри електричної енергії велику частинучасу на добу (95%) повинні відповідати нормальним встановленим значенням і не перевищувати цю межу.
ГОСТ 13109-87 поділяє показники якості на дві категорії: основні та додаткові. Основні визначають властивості електроенергії. У цю підгрупу входить 9 характеристик напруги та 1 характеристика частоти. Розглянемо низку основних показників докладніше.
Відхилення напруги. Чинить найбільший вплив на роботу споживачів. Навантаження, рівні напруги та інші параметри здатні змінюватись у часі. Виходячи з цього значення падіння напруги також є змінним. При цьому значне зниження напруги на промислових підприємствах надає негативний впливна загальну продуктивність праці, що негативно позначається на зір робочого персоналу. Також, зниження напруги впливає на тривалість більшості технологічних процесів в електротермічній та електролізній установках. Крім цього, невідповідність рівня напруги необхідним значенням призводить до втрати напруги та потужності.
У мережах до 1 кВ допустима ±5 %, максимальна ±10 %. У мережах 6-20 кВ прийнято величину максимального відхилення ±10 %.
Розмах зміни напруги.Цей параметр якості електроенергії є різницею між амплітудним або діючим значенням перед і після його зміни. Частота повторення цих змін може бути від 2 разів/хв. до 1 разу/год. Такі різкі зміни в трифазній мережі можуть бути викликані, наприклад, роботою дугової сталеплавильної печі або зварювального апарату. Нормування коливань напруги ґрунтується на необхідності захисту зору людей. Для кожного виду ламп встановлюється окреме значення розмаху. Щоб забезпечити дотримання цього показника якості, рекомендується застосовувати окреме живлення для електроприймачів мережі освітлення та силових навантажень.
Доза коливань напруги, Яка є аналогом попереднього показника якості електричної енергії, вони взаємозамінні. Нормування дози коливань в електромережах проводиться лише за наявності певних приладів.
Тривалість провалу напруги. Провалом є різке зменшення напруги, після чого воно назад відновлюється до своєї початкової або наближеної величини через певний часовий проміжок. Тривалість провалу відбиває час від початкового моменту провалу до його відновлення. Тривалість провалу може бути як за один період, так і за десятки секунд. Згідно з ГОСТом цей параметр може досягати 30 секунд у мережах до 20 000 Вольт.
Імпульсна напруга схоже за описом провалу, проте його тривалість інша, і становить від кількох мікросекунд до десяти мілісекунд. Допустимі значення даного показника якості електроенергії стандартом не нормується.
Характеристиками напруги також є чотири коефіцієнти: гармонійної складової, несинусоїдності кривої, нульової та зворотної послідовності.
Характеристикою частоти є відхилення. Найбільше відхилення частоти виникає, якщо навантаження змінюються повільним темпом, а резерв потужності невеликий. Нормальна допустима величина відхилення ±0,2 герц, максимальна ±0,4 герц. У післяаварійних режимах допустимо інтервал відхилення від + 0,5 до - 1 Герц (не більше дев'яноста годин на рік).
Додаткові показники якості електроенергії є формою запису основних. Сюди входять 3 наступні коефіцієнти, що характеризують напругу: амплітудної модуляції, а також небалансу фазних і між фазних напруг.
Методи виміру
Існує три основні види приладів, за допомогою яких можна здійснити вимірювання показників:
- вимірювальні - являють собою струмовимірювальні кліщі, що мають блок індикації; визначають лише номінальні значення параметрів, що застосовуються для щоденного контролю;
- аналізують - крім визначення номінальних параметрів здатні проводити аналіз фазного дисбалансу, втрат, здатні оцінювати енергетичні втрати; застосовують для здійснення разових вимірів;
- реєструючі - є стаціонарними приладами, виконують ті ж функції, що і прилади, що аналізують, але за тривалий час; вони дозволяють будувати будь-які необхідні графіки.
Для забезпечення надійності функціонування енергосистем потрібна відповідність показників якості електроенергії певним вимогам. І тому виробляється їх нормування. Щоб своєчасно відстежувати відповідність параметрів нормативним значенням, необхідно здійснення контролю. Контроль за якістю проводить робочий персонал енергетичних підприємств.
Електрична енергія як товар використовується у всіх сферах життєдіяльності людини, має сукупність специфічних властивостей і бере участь безпосередньо при створенні інших видів продукції, впливаючи на їх якість.
Поняття якість електроенергії (КЕ) відрізняється від поняття якості інших видів продукції. Кожен електроприймач (ЕП) призначений для роботи при певних параметрах електричної енергії: номінальній частоті, напрузі, струмі тощо, тому для нормальної його роботи має бути забезпечене необхідне КЕ. Таким чином, якість електричної енергії визначається сукупністю її характеристик, при яких ЕП можуть нормально працювати та виконувати закладені в них функції. Так, у табл. 1.1 наведено властивості електричної енергії, показники якості та найімовірніші винуватці погіршення.
Насамперед необхідно визначити, з чим саме пов'язана ця проблема. Можливо, що вона вже давно існує або виникла після встановлення нового обладнання або після внесення змін до системи. Тому виміри мають значення у оцінці якості електроенергії. Вони є основним способом виявлення проблем або змін самої системи. При проведенні вимірювань, з іншого боку, необхідно реєструвати зміни якості електроенергії, таким чином проблеми пов'язані з можливими причинами.
До проблем якості електроенергії належить безліч різноманітних явищ. Кожне з цих явищ може мати різні причини і різні рішення, які можуть сприяти поліпшенню якості електроенергії та характеристик обладнання. Проте корисно розглянути основні етапи вивчення багатьох питань.
При оцінці електромагнітної обстановки та способів вирішення проблем, пов'язаних з електромагнітною сумісністю, можна скористатися методом віртуального моделювання, що дозволить досить швидко визначити раціональні варіанти вирішення проблем.
Таблиця 1.1
Властивості електричної енергії, показники та найімовірніші винуватці погіршення КЕ
|
Властивості електричної енергії |
Показник КЕ |
Найбільш ймовірні винуватці |
|
Відхилення напруги |
Відхилення напруги dUу, що встановилося. |
Енергопостачальна орнаїзація |
|
Коливання напруги |
Розмах зміни напруги Доза флікера Рt |
Споживач із змінним навантаженням |
|
Несинусоїдність напруги |
Коефіцієнт спотворення синусоїдальності кривої напруги Кu Коефіцієнт n-йгармонійної складової напруги Кu(n) |
Споживач із нелінійним навантаженням |
|
Несиметрія трифазної системи напруг |
Коефіцієнт несиметрії напруг за зворотною послідовністю К2u Коефіцієнт несиметрії напруг за нульовою послідовністю К0u |
Споживач із несиметричним навантаженням |
|
Відхилення частоти |
Відхилення частоти? |
|
|
Провал напруги |
Тривалість провалу напруги? |
Енергопостачальна організація |
|
Імпульс напруги |
Імпульсна напруга Uімп |
Енергопостачальна організація |
|
Тимчасове пе- |
Коефіцієнт тимчасового перенапруги КперU |
Енергопостачальна організація |
Відхилення напруги - відмінність фактичної напруги в режимі роботи системи електропостачання, що встановився, від його номінального значення.
Відхилення напруги у тій чи іншій точці мережі відбувається під впливом повільної зміни навантаження відповідно до її графіка.
Обертальний момент асинхронного двигунапропорційний квадрату напруги з його висновках. При зниженні напруги зменшується момент, що обертає, і частота обертання ротора двигуна, так як збільшується його ковзання. Для двигунів, що працюють з повним навантаженням, зниження напруги призводить до зменшення частоти обертання. Якщо продуктивність механізмів залежить від частоти обертання двигуна, то на висновках таких двигунів рекомендується підтримувати напругу не нижчу за номінальну. При значному зниженні напруги на висновках двигунів, що працюють з повним навантаженням, момент опору механізму може перевищити момент, що обертає, що призведе до «перекидання» двигуна, тобто. для його зупинки. Зниження напруги погіршує умови пуску двигуна, тому що при цьому зменшується його пусковий момент. У разі зниження напруги на затискачах двигуна реактивна потужність намагнічування зменшується (на 2-3 % при зниженні напруги на 1 %), при тій же споживаній потужності збільшується струм двигуна (можна вважати, що при U = -10 % струм двигуна зросте на 10 % від номінального значення), що спричиняє перегрів ізоляції. Якщо двигун довго працює при зниженій напрузі, то через прискорене зношування ізоляції термін служби двигуна зменшується. Зниження напруги призводить також до помітного зростання реактивної потужності, що втрачається в реактивних опорах розсіювання ліній, трансформаторів та асинхронних двигунів (АТ).
Підвищення напруги на висновках двигуна призводить до збільшення споживаної ним реактивної потужності. При цьому питоме споживання реактивної потужності зростає із зменшенням коефіцієнта завантаження двигуна. В середньому на кожен відсоток підвищення напруги споживана реактивна потужність збільшується на 3% і більше, що, у свою чергу, призводить до збільшення втрат активної потужності в елементах електричної мережі.
Вплив зміни напруги на синхронні двигуни (ЦД) багато в чому аналогічно до описаного вище для АТ. Основні відмінності полягають у тому, що частота обертання залежить від напруги. Струм збудження для машинного збудника не залежить від напруги мережі, а при збудженні від випрямної установки - пропорційний напрузі.
Зі зміною напруги мережі змінюється реактивна потужність ЦД, що має важливе значення, якщо ЦД використовується для компенсації реактивної потужності в системі електропостачання (СЕ). Характер зміни реактивної потужності, що залежить від режиму теплового навантаження ЦД, при відхиленні напруги мережі визначається рядом конструктивних параметрів та показників режиму роботи ЦД.
Машини постійного струму. Зміна амплітудних значень напруги помітно впливає на роботу електричних машинпостійного струму. При цьому важливе значення мають система збудження машини та ступінь насичення магнітних ланцюгів. Частота обертання для двигунів постійного струму з незалежним збудженням змінюється прямо пропорційно до зміни напруги мережі. Напруга між пластинами колектора, а отже, і його зношування також залежить від напруги мережі.
Лампи розжарювання характеризуються номінальними параметрами: споживаною потужністю, світловим потоком світловою віддачею та середнім номінальним терміном служби. Ці показники значною мірою залежить від напруги на висновках ламп розжарювання. При зниженні напруги найбільше помітно падає світловий потік. При підвищенні напруги понад номінальну збільшується світловий потік, потужність лампи і світлова віддача, але різко знижується термін служби ламп і в результаті вони швидко перегорають. У цьому має місце і перевитрата електроенергії.
Люмінесцентні лампи менш чутливі до відхилень напруги. При підвищенні напруги споживана потужність і світловий потік збільшуються, а при зниженні - зменшуються, але не настільки, як у ламп розжарювання. При зниженій напрузі умови запалювання люмінесцентних ламп погіршуються, тому термін їхньої служби, який визначається розпиленням оксидного покриття електродів, скорочується як при негативних, так і при позитивних відхиленнях напруги.
При відхиленнях напруги на ±10% термін служби люмінесцентних ламп у середньому знижується на 20-25%. Істотним недолікомлюмінесцентних ламп є споживання ними реактивної потужності, яка зростає зі збільшенням напруги, що підводиться до них.
Відхилення напруги негативно впливають на якість роботи та термін служби побутової електронної техніки (радіоприймачі, телевізори, телефонно-телеграфний зв'язок, комп'ютерна техніка).
Вентильні перетворювачі зазвичай мають систему автоматичного регулювання постійного струму шляхом фазового керування. У разі підвищення напруги в мережі кут регулювання автоматично збільшується, а при зниженні напруги зменшується. Підвищення напруги на 1% призводить до збільшення споживання реактивної потужності перетворювачем приблизно на 1-1,4%, що призводить до погіршення коефіцієнта потужності. У той самий час інші показники вентильних перетворювачів з підвищенням напруги поліпшуються, і тому вигідно підвищувати напругу з їхньої висновках не більше допустимих значень.
Відхилення напруги негативно впливають працювати електрозварювальних машин: наприклад, для машин точкового зварювання при відхиленнях на ±15 % виходить 100 % брак продукції.
Надмірно високі відхилення напруги можуть становити небезпеку з погляду електричного пробою головної ізоляції апаратів напругою понад 1 кВ. При цьому, чим вищий клас номінальної напругиапарату, тим більша небезпека потенційного пробою ізоляції. Надмірне підвищення напруги в мережі призводить до зростання струмів навантажень та потужності короткого замикання(КЗ), що викликає прискорене зношування комутаційних апаратів і може позначитися на їх комутаційній здатності. Для апаратів з електричними схемамивключення реальну небезпеку представляє перегрів і передчасний вихід із ладу елементів схеми управління, що у включеному стані досить тривалий час. Зниження напруги нижче номінального може позначитися тільки якості виконуваних комутаційних операцій.
Таким чином, коливання напруги призводять до значної шкоди, тому, ГОСТ 13109-97 встановлює нормально і гранично допустимі значення відхилення напруги на затискачах електроприймачів в межах відповідно? Uyнор = ± 5 % і?
Забезпечити ці вимоги можна двома способами: зниженням втрат напруги та регулюванням напруги.
Зниження втрат напруги досягається:
Оптимальним вибором перерізу провідників ліній електропередач за умовами втрат напруги;
Застосуванням поздовжньої ємнісної компенсації реактивного опорулінії;
Компенсацією реактивної потужності для зниження її передачі електромережами, за допомогою конденсаторних установок і синхронних електродвигунів, що працюють в режимі перезбудження.
Регулювання напруги:
У центрі живлення регулювання напруги здійснюється за допомогою трансформаторів, що оснащені пристроєм автоматичного регулювання коефіцієнта трансформації в залежності від величини навантаження;
Напруга може регулюватися на проміжних трансформаторних підстанціяхза допомогою трансформаторів, оснащених пристроєм перемикання відпайок на обмотках з різними коефіцієнтами трансформації.
Під відхиленням частоти струму розуміють зміну опорної частоти електричної системи від певної номінальної величини.
Частота електричної системи прямо залежить від частоти обертання генераторів, що живлять цю систему. І через коливання динамічного балансу між навантаженнями та виробленням енергії відбувається слабкі відхилення частоти. Величина та тривалість зсуву частоти залежить від характеристик навантаження та від швидкодії системи контролю генераторів до змін навантаження.
Зміни частоти, які перевищують ліміти, прийняті для нормального режиму роботи енергосистеми, можуть бути спричинені помилками у системі передачі енергії: роз'єднання великих навантаженьабо вимкнення потужного джерела виробітку енергії.
У сучасних взаємозалежних енергосистемах значні зміни частоти трапляються рідко. Істотні зміни частоти більш властиві навантаженням, які одержують енергію від одного ізольованого генератора. У разі всередині невеликого кола споживачів рішення керівника різко скоротити навантаження може збігтися з можливостями устаткування, чутливого до змін частоти.
Коливання частоти характеризуються різницею між найбільшим та найменшим значеннями основної частоти за певний проміжок часу. Розмах коливань частоти повинен перевищувати її зазначених допустимих відхилень. Причина глибоких тривалих зниження частоти - дефіцитність балансу потужності або енергоресурсів в енергосистемі.
Жорсткі вимоги стандарту до відхилень частоти напруги обумовлені значним впливом частоти на режими роботи електрообладнання і хід технологічних процесів виробництва.
Аналіз роботи підприємств з безперервним циклом виробництва показав, більшість основних технологічних ліній обладнано механізмами з постійним і вентиляторним моментами опорів, які приводами служать асинхронні двигуни. Частота обертання роторів двигунів пропорційна до зміни частоти мережі, а продуктивність технологічних ліній залежить від частоти обертання двигуна.
Найбільш чутливі до зниження частоти двигуни потреб електростанцій. Зниження частоти призводить до зменшення їх продуктивності, що супроводжується зниженням потужності генераторів, що розташовується, і подальшим дефіцитом активної потужності і зниженням частоти (має місце лавина частоти).
Такі ЕП, як лампи розжарювання, печі опору, електричні дугові печі на зміну частоти практично не реагують.
Крім цього, знижена частота в електричній мережі впливає на термін служби обладнання, що містить елементи зі сталлю (електродвигуни, трансформатори, реактори зі сталевим магнітопроводом), за рахунок збільшення струму намагнічування в таких апаратах та додаткового нагрівання сталевих сердечників.
Пропонуємо до вашої уваги журнали, що видаються у видавництві «Академія Природознавства»
Якість електроенергії – це відповідність основних параметрів енергосистеми нормам, прийнятим під час виробництва, передачі та розподілення електроенергії. Вихід показників якості за встановлені норми призводить до таких негативних наслідків:
збільшення витрати та втрат електроенергії в системах електропостачання;
- Зниження надійності роботи обладнання;
- Виникнення порушень технологічних процесів з одночасним зниженням обсягів випуску продукції.
Показники якості визначені у ГОСТ Р 54149-2010 «Електрична енергія. Сумісність технічних засобівелектромагнітний. Норми якості електричної енергії у системах електропостачання загального призначення». Розглянемо нижче основні їх.
Основні показники. Згідно з цим стандартом, основними показниками, що характеризують якість електроенергії, можна вважати:
Відхилення частоти та напруги. Відхиленням частоти є усереднена за 10 хвилин різниця між фактичною величиною основної частоти та її номінальною величиною. При цьому допускаються:
У нормальному режимі роботи відхилення трохи більше 0,1 Гц;
- короткочасні відхилення трохи більше 0,2 Гц.
Відхиленням напруги вважається різниця між фактичною величиною напруги та її номінальною величиною. Допускаються такі відхилення напруги при нормальній роботі мережі:
На затискачах апаратів та електродвигунів для їх керування та пуску від -5 до +10%;
- на затискачах апаратів робочого освітлення від -2,5 до +5%;
- на затискачі інших електроприймачів не більше 5%.
При цьому, після аварійних режимах зниження напруги додатково допускається не більше 5%. Основними причинами відхилень напруги є:
Зміни режимів роботи енергосистеми та електричних приймачів;
- Великі значення індуктивних опорів ліній 6-10 кВ.
Для підтримки даного параметра в допустимих межах використовуються такі методи:
Регулювання напруги на лініях, що відходять
- Регулювання напруги на шинах підстанцій;
- Спільне регулювання при одночасному зниженні (підвищенні) напруги і на ПС, і на лініях;
- Додаткове регулювання, коли потрібна локальна зміна напруги у конкретного споживача;
- Регулювання напруги за рахунок зміни схем електропостачання.
Коливання частоти та напруги. Це різниця між найбільшою та найменшою величиною основної частоти при досить швидкій зміні параметрів мережі зі швидкістю зміни частоти не менше 0,2 Гц/сек. Коливання напруги можна оцінити за допомогою таких показників:
1. Розмаху зміни напруги.
2. Частоти зміни напруги.
3. Інтервал між змінами напруги.
Такі коливання можливі під час роботи приймачів різко змінюють своє навантаження (зварювальних машин, дугових електропечей, прокатних електродвигунів). У результаті, в електричній мережі з'являються різкі поштовхи потужності споживаної споживачем, що призводять до значних змін напруги мережі.
У цьому погіршується робота звичайних споживачів, підключених до мережі. Для згладжування коливання напруги використовуються такі пристрої:
Швидкодіючий синхронний компенсатор;
- Синхронний двигун;
- Статичне джерело реактивної потужності.
Коефіцієнт несиметрії напруги основної частоти. Несиметрія напруг – це нерівність лінійних та фазних напруг по амплітуді та куту зсуву між ними.
У цьому випадку нормований показник несиметрії – це коефіцієнт зворотної послідовності напруги, який дорівнює відношенню напруги зворотної послідовності до номінального лінійній напрузі. Сьогодні цей коефіцієнт не перевищує 2%.
Коефіцієнт несинусоїдності форми кривої напруги, який на затискачі електричних приймачів не повинен перевищувати 5%.
Причини виникнення та наслідки. Повне розуміння показників якості електроенергії з обов'язковим аналізом причин та наслідків від їхньої зміни дозволяє сучасним енергосистемам утримувати їх у допустимих межах.
Через війну споживачам надходить електрична енергія цілком відповідна тим параметрам, які потрібні продовження нормального виробничого процесу. Варто зазначити, що й сьогодні енергетики продовжують шукати кошти та методики для підтримки параметрів мережі у допустимих межах.
Якість електроенергії потрібно виражати кількісними показниками для оцінки мережі живлення. Провайдери повинні підтримувати відповідність ГОСТам таких показників, як коливання напруги і частоти. Залежно від підключених споживачів значення основних показників змінюються, що може при значних їх відхиленнях призводити до виходу з ладу побутових приладів.
Що впливає на характеристики мережі живлення?
Якість електроенергії залежить від великої кількості чинників, що змінюють показники понад встановлені нормативами меж. Так, напруга може виявитися завищеною через аварію на підстанції. Занижені значення з'являються у вечірній час доби або влітку, коли люди повертаються додому і включають телевізори, електричні плити, спліт-системи.
Якість електроенергії згідно з ГОСТами може незначно коливатися. У дуже поганих мережах живлення споживачам доводиться користуватися стабілізаторами напруги. Контроль над характеристиками покладено на Росспоживнагляд, куди можна звертатися при невідповідності, що виникають.
Якість електроенергії може залежати від таких факторів:
- Добових коливань, що з нерівномірним підключенням споживачами чи з впливом припливів і відливів на морських станціях.
- Змінами повітряного середовища: вологості, утворення льоду на проводах живлення.
- Зміною вітру, коли харчування виробляють вітровики.
- Якістю проводки, згодом вона зношується.
Навіщо потрібні основні характеристики мережі живлення?
Кількісна величина та похибки відхилення параметрів встановлюються згідно з ГОСТ. Якість електроенергії прописана у документі 32144-2013. Потрібно було узаконити ці показники через ризик загоряння приладів споживача, а також порушення функціонування електроприладів чутливих до перепадів напруги установок. Останні пристрої поширені у медичних установах, наукових центрах, на військових об'єктах. 
Електроенергії оновлено у 2013 році у зв'язку з розвитком ринку збуту енергії та появою нових електронних пристроїв. Розглядати електрику у межах його постачання слід як продукцію, що відповідає певним критеріям. У разі відхилення встановлених характеристик до провайдерів може застосовуватися адміністративна відповідальність. Якщо ж з вини коливань вхідної напруги постраждали або могли постраждати люди, то може виникнути вже кримінальна відповідальність.
Що відбувається із споживачами при відхиленні нормальних режимів харчування?
Параметри якості електроенергії впливають на тривалість роботи пристроїв, що підключаються, часто це стає критично на виробництвах. Падає продуктивність ліній, збільшується витрата енергії. Так на валу двигунів знижується крутний момент при падінні значень показників мережі живлення. Коротшає термін служби ламп освітлення, світловий потік ламп стає менше або мерехтить, що позначається на продукції, що випускається в теплицях. Істотно впливає на процеси інших біохімічних реакцій. 
Відповідно до законів фізики зниження напруги при постійному навантаженні на валу двигуна призводить до стрімкого зростання струму. Це, своєю чергою, призводить до збоїв у роботі захисних вимикачів. В результаті плавиться ізоляція, у кращому випадку горять у гіршому безповоротно псуються обмотки двигунів, елементи електроніки. За аналогічних обставин електролічильник починає обертатися з більшою швидкістю. Господар приміщення зазнає збитків.
Критерії оцінки мережі живлення
Що ж містить ГОСТ? Якість електроенергії визначається характеристиками трифазних мережта поширених у побуті ланцюгів частотою 50 Гц:
- Значення відхилення напруги, що встановилося, визначає величину характеристики, при якій споживачі можуть функціонувати без збою. Встановлюється нижня нормальна межа від 220 В це 209 В і верхній дорівнює 231 В.
- Розмах зміни вхідної напруги є різницею величин діючої та амплітудної. Виміри здійснюють за цикл перепаду параметра.
- Доза флікера поділяється на короткочасну в межах 10 хвилин і тривалу, що визначається 2 годинами. Позначає ступінь сприйнятливості людського ока до мерехтіння світла, причиною якого стало коливання мережі живлення.
- Імпульсна напруга описується часом відновлення, що має різну величину залежно від причини стрибка.
- Коефіцієнти для оцінки якості мережі живлення: по спотворенню синусоїдальності, значення тимчасового перенапруги, гармонійних складових, несиметричності по зворотній та нульовій послідовностях.
- Інтервал провалу напруги визначається періодом відновлення параметра, встановленого згідно з ГОСТом.
- Відхилення частоти живлення призводить до пошкоджень електричних частин і провідників.
Фіксоване відхилення вхідної величини
Показники якості електроенергії намагаються зробити такими, що відповідають встановленим номіналам, прописаним у законодавчих актах. Увага приділяється похибкам, що виникають при вимірюваннях U і f. Якщо є похибки, можна звертатися до наглядових органів, щоб притягнути до відповідальності постачальника електрики. 
Загальні вимоги до якості електроенергії включають параметр відхилення напруги живлення, який поділяють на дві групи:
- Нормальний режим коли відхилення становить ±5 %.
- Межа допустимого режиму встановлена для коливань ±10%. Це становитиме для мережі 220 В мінімальний поріг 198 В та максимальний 242 В.
Відновлення напруги має відбуватися у часовий інтервал трохи більше двох хвилин.
Розмах зміни мережі живлення
Норми якості електроенергії містять нагляд за таким параметром, як коливання напруги. Він встановлює різницю між верхнім порогом амплітуди та нижнім. Враховуючи, що допуски відхилення параметра від встановленого укладаються в межу ±5 %, то граничний режим не може перевищувати ±10 %. Мережа живлення 220 В не може коливатися більш-менш 22 В, а 380 В працює нормально в межах ±38 В. 
Результуючий розмах коливань напруги розраховується за таким виразом ΔU = U max −U min , у нормативах результати вказуються в % згідно з розрахунками ΔU = ((U max −U min)/U nominal)*100%.
Нестійкість вхідного значення
Система якості електроенергії включає виміри дози флікера. Цей показник фіксує спеціальний прилад флікерметр, який знімає амплітудно-частотну характеристику. Отримані результати порівнюють із кривою чутливості зорового органу.
ГОСТом встановлені допустимі межі зміни дози флікера:
- Короткочасні коливання показник не повинен бути вищим за 1,38.
- Тривалі зміни повинні вкладатися значення параметра 1,0.
Якщо йдеться про верхню межу показника ланцюга ламп розжарювання, то потрібно, щоб результат потрапив у такі межі:
- Короткочасні коливання – показник встановлений рівним 1,0.
- Тривалі зміни параметра – 0,74.
Відчутні перепади
Вимірювання якості електроенергії передбачають виміри такої складової, як імпульси напруги живлення. Він пояснюється різкими спадами та підйомами електрики в межах обраного інтервалу. Причинами такого явища може бути одночасна комутація великої кількості споживачів, вплив електромагнітних перешкод через грозу. 
Встановлено періоди відновлення напруги, що не впливають на роботу споживачів:
- Причини перепадів – це гроза та інші природні електромагнітні перешкоди. Період відновлення дорівнює трохи більше 15 мкс.
- Якщо імпульси з'явилися через нерівномірну комутацію споживачів, то період набагато більший і дорівнює 15 мс.
Найбільше аварій на підстанціях відбувається через удар блискавки в установку. Відразу страждає ізоляція провідників. Розмір перенапруги може досягати сотень кіловольт. Для цього передбачені захисні пристрої, але іноді вони не витримують, і спостерігається залишковий потенціал. У ці моменти несправність не виникає завдяки міцності ізоляції.
Тривалість спаду вхідної величини
Виміряний параметр описують як провал напруги, що укладається в межі ±0,1U nominal за інтервал у кілька десятків мілісекунд. Для мережі 220 В зміна показника допускається до 22 В, якщо 380 В, то не більше 38 В. Глибина спаду розраховується згідно з виразом: ΔU n =(U nominal −U min)/U nominal .
Тривалість спаду розраховується згідно з виразом: Δt n = t k − t n , тут t k — це період, коли напруга вже відновилася, а t n — точка початку відліку, коли відбулося падіння напруги.
Контроль якості електроенергії зобов'язує враховувати частоту появи провалів, яка визначається за формулою: Fn=(m(ΔU n ,Δt n)/M)*100%. Тут:
- m(ΔU n ,Δt n) визначається як кількість спадів у встановлений час при глибині U n і тривалості Δt n .
- М – загальний рахунок спадів протягом обраного періоду.
Навіщо потрібна величина спаду
Параметр тривалість спаду вхідної величини потрібен для оцінки надійності енергії, що підводить, в кількісному вираженні. На цей показник може впливати періодичність аварій на підстанції через недбалість персоналу, блискавок. Результатом дослідження провалів стають прогнози щодо ступеня відмови в мережі.
Статистика дозволяє робити наближені висновки щодо стабільності подачі електричної енергії. Провайдеру електрики надаються рекомендовані дані щодо профілактичних заходів на установках.
Відхилення частоти
Дотримання частоти у певних межах відноситься до необхідної вимоги споживача. При зниженні показника на 1% втрати становлять більше 2%. Це виявляється у економічних витратах, зниження продуктивності підприємств. Для звичайної людини це призводить до підвищених сум у квитанціях з оплати електрики.
Швидкість обертання асинхронного двигуна безпосередньо залежить від частоти мережі живлення. ТЕНи, що нагрівають, мають меншу продуктивність при зниженні параметра менше 50 ГЦ. При підвищених значеннях може бути пошкодження споживачів чи інших механізмів, не розрахованих високий момент обертання. 
Відхилення частоти може вплинути на роботу електроніки. Так, на екрані телевізора виникають перешкоди при зміні показника на ±0,1Гц. Крім візуальних дефектів, зростає ризик виведення з ладу мікроелементів. Методом боротьби з відхиленнями якості електроенергії виступає введення резервних вузлів живлення, що дозволяють в автоматичному режимі відновлювати напругу у встановлені проміжки часу.
Коефіцієнти
Для нормальної роботи мережі живлення введено контроль наступних коефіцієнтів:
- Несинусоїдальність кривої напруги. Спотворення синусоїди відбувається за рахунок потужних споживачів: ТЕНів, конвекційних печей, зварювальних апаратів. При відхиленнях цього параметра знижується термін служби обмоток двигунів, порушується робота релейної автоматики, виходять з ладу приводні системи на тиристорному управлінні
- Тимчасового перенапруги є кількісною оцінкою імпульсної зміни вхідної величини.
- N-ой гармоніки є характеристикою синусоїдальності одержуваної на вході характеристики напруги. Розрахункові значення одержують з табличних даних для кожної гармоніки.
- Несиметрію вхідної величини по зворотній або нульовій послідовності важливо враховувати для виключення випадків нерівномірного розподілу фаз. Такі умови виникають частіше при обриві мережі живлення, підключеної за схемою зірки або трикутника.
Види захисту від непередбачуваних змін в мережі живлення
Підвищення якості електроенергії слід проводити у визначені законом терміни. Але захист свого обладнання споживач має право вибудовувати застосуванням таких засобів:
- Стабілізатори живлення гарантують підтримку вхідної величини у зазначених межах. Досягається якісна енергія навіть за відхиленнях вхідний величини більш як 35 %.
- Джерела безперебійного живленняпризначені підтримки працездатності споживача протягом встановленого проміжку часу. Живлення приладів відбувається за рахунок накопиченої енергії у власній батареї. При відключенні електрики безперебійники здатні підтримувати працездатність апаратури цілого офісу протягом декількох годин.
- Прилади захисту від стрибків напруги працюють за принципом реле. Після перевищення вхідної величини встановленої межі відбувається розмикання ланцюга.
Всі види захисту доводиться комбінувати для забезпечення повної впевненості в тому, що дорога техніка залишиться цілою під час аварії на підстанції.