w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

n r 1 1 / 2 0 0 5

j a k o ś ć e n e r g i i e l e k t r y c z n e j

Energia elektryczna w formie dostarczonej odbiorcom odznacza się wieloma zmienny-

mi parametrami, które określają jej użyteczność. Z punktu widzenia użytkownika ener-

gii elektrycznej pożądane jest, aby napięcie miało stałą częstotliwość i wartość skutecz-

ną oraz sinusoidalny kształt przebiegu czasowego. Z punktu widzenia dostawcy energii

wskazane jest, aby urządzenia odbiorców nie wpływały negatywnie na jej jakość.

78

j a k o ś ć e n e r g i i e l e k t r y c z n e j

kompatybilność

elektromagnetyczna

w elektroenergetyce

Laboratorium Kompatybilności Elektromagnetycznej

w Elektroenergetyce (LKEE) przy Politechnice Wrocławskiej

dr inż. Jerzy Leszczyński, dr inż. Grzegorz Kosobudzki – Politechnika Wrocławska

N

iektóre zjawiska mogą mieć zakłó-
cający lub niszczący wpływ na

urządzenia odbiorców. Można do nich
zaliczyć zjawiska przejściowe w syste-
mie zasilającym, wywołane zwarciami,
procesami łączeniowymi lub wyłado-
waniami atmosferycznymi. Istnieje zna-
cząca liczba zjawisk będąca wynikiem
poboru energii elektrycznej, które bez-
pośrednio wpływają na kształt przebie-
gu czasowego napięcia, zmieniają

w szczególny sposób jego wartość lub
nakładają sygnały związane z transmi-
sją informacji. Należy przy tym podkre-
ślić, że wraz ze wzrostem liczby urzą-
dzeń wywołujących zaburzenia, wystę-
puje wzrost urządzeń na nie wrażli-
wych, łącznie z urządzeniami pomiaro-
wymi. Odkształcenia przebiegów są wy-
woływane przez odbiorców energii, tzn.
związane są z warunkami pracy odbior-
ników, ich zasadą pracy, czy konstruk-

cją. Narażają one na straty zarówno za-
kłady energetyczne, jak i odbiorców,
którzy nie wprowadzają odkształceń,
a wymagają zasilania o właściwej jako-
ści. Konieczna jest zatem ocena wpły-
wu jakości energii, a głównie odkształ-
ceń przebiegów na dokładność pomia-
ru wartości wielkości charakteryzują-
cych obiekty elektroenergetyczne.

Zakłócenia występujące w przebie-

gach napięciowych i prądowych w sie-

ciach elektroenergetycznych wymaga-
ją prowadzenia badań odbiorników
energii elektrycznej. Badania obejmu-
ją wpływ zakłóceń na poprawną pracę
odbiorników oraz oddziaływania od-
biorników na sieć elektroenergetycz-
ną, tj. emisji zakłóceń do sieci elek-
troenergetycznej [1]. Poprawa jakości
energii elektrycznej w sposób zasad-
niczy jest związana z ograniczeniami
zakłóceń, które wprowadzane są przez
odbiorniki do sieci elektroenergetycz-
nej. Konieczność dotrzymywania wła-
ściwych, określonych normami mię-
dzynarodowymi, parametrów charak-
teryzujących jakość energii elektrycz-
nej oraz oceny odporności odbiorni-
ków na zakłócenia i ograniczenia za-
kłóceń wprowadzanych przez nie do
sieci elektroenergetycznej stanowi-
ła podstawę do utworzenia w Poli-
technice Wrocławskiej Laboratorium
Kompatybilności Elektromagnetycz-
nej w Elektroenergetyce (LKEE). Zaj-
muje się ono badaniami związanymi
z jakością energii elektrycznej, wpły-
wami zakłóceń na poprawną pracę od-
biorników energii elektrycznej oraz
oddziaływaniem odbiorników na sieć
energoelektryczną [3].

zakres badań LKEE

Badania prowadzone w LKEE w za-

kresie jakości energii należy podzie-

Badane obiekty

Badana cecha

Rozdzielnie elektroenergetyczne, punkty przyłączenia (PC),

wspólne punkty przyłączenia z publiczną siecią zasilającą (PCC),

wewnętrzne punkty przyłączenia (IPC), główne punkty zasilania (GPZ).

Parametry napięcia zasilającego w publicznych

sieciach rozdzielczych niskiego i średniego napięcia:



częstotliwość sieciowa,



wartość napięcia zasilającego,



zmiany napięcia zasilającego,



szybkie zmiany napięć,



uciążliwość migotania światła,



zapady napięcia zasilającego,



krótkie przerwy w zasilaniu,



długie przerwy w zasilaniu,



niesymetria napięcia zasilającego,



harmoniczne napięcia zasilającego,



interharmoniczne napięcia zasilającego.

Rozdzielenie elektroenergetyczne,

punkty przyłączenia (PC), wewnętrzne punkty przyłączenia (IPC).

Parametry napięcia zasilającego w sieciach zakładów

przemysłowych:



zmiany napięcia,



zapady napięcia i krótkotrwałe przerwy w zasilaniu,



niesymetria napięcia,



odchylenie częstotliwości sieciowej,



harmoniczne i interharmoniczne napięcia.

Główne punkty zasilania (GPZ), rozdzielnie elektroenergetyczne,

punkty przyłączenia (PC), wspólne punkty przyłączenia z publiczną siecią

zasilającą (PCC), wewnętrzne punkty przyłączenia (IPC),

kable zasilające odbiorniki elektryczne.

Analiza przebiegu prądu:



analiza zmian wartości prądów,



analiza harmonicznych przebiegów prądowych.

Główne punkty zasilania (GPZ), rozdzielnie elektroenergetyczne,

punkty przyłączenia (PC), wspólne punkty przyłączenia z publiczną siecią

zasilającą (PCC), wewnętrzne punkty przyłączenia (IPC),

kable zasilające odbiorniki elektryczne.

Analiza, mocy:



analiza zmian wartości mocy czynnej, biernej

i pozornej,



analiza mocy przenoszonych przez wyższe

harmoniczne.

Tab. 1 Zakres badań prowadzonych przez laboratorium LKEE w obiektach elektroenergetycznych

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

n r 1 1 / 2 0 0 5

79

lić na dwie zasadnicze grupy obiek-
tów. Pierwsza grupa to

obiekty elek-

troenergetyczne, takie jak: główne
punkty zasilania (GPZ), rozdzielenie
elektroenergetyczne, punkty przyłą-
czenia (PC), wspólne punkty przy-
łączenia z publiczną siecią zasilają-
cą (PCC), wewnętrzne punkty przy-
łączenia (IPC). Badania prowadzone
w obiektach elektroenergetycznych
dotyczą:



parametrów napięcia zasilające-

go: częstotliwości, wartości napię-
cia zasilającego, zmian napięcia za-
silającego, szybkich zmian napięć,
uciążliwości migotania światła, za-
padów napięcia zasilającego, krót-
kich i długich przerw w zasilaniu,
niesymetrii napięcia zasilającego,
harmonicznych i interharmonicz-
nych napięcia zasilającego.



analizy prądu: zmian wartości
prądu, harmonicznych i interhar-
monicznych prądu,



analizy mocy: zmian wartości
mocy czynnej, biernej i pozornej,
mocy harmonicznych: podstawo-
wej i wyższych.
Drugą grupę stanowią

odbiorniki

energii elektrycznej o prądzie fazo-
wym mniejszym lub równym 16 A.
Badania odbiorników energii elek-
trycznej dotyczą:



emisji zakłóceń: pomiarów emisji
harmonicznych prądu, wahań na-
pięcia i migotania światła spowo-
dowanych przez odbiorniki,



odporności odbiorników na: za-
pady napięcia i krótkie przerwy
w zasilaniu, zmiany napięcia,
zmiany częstotliwości.
Laboratorium Kompatybilności

Elektromagnetycznej w Elektroener-
getyce wykonuje badania na zgod-
ność z wymaganiami norm oraz we-

dług procedur znormalizowanych lub
zalecanych przez normy: PN-EN 50160;
PN-EN 61000-2-4, PN-EN 61000-3-2,
PN-EN 61000-3-3, PN-EN 61000-4-7,
PN-EN 61000-4-11, PN-EN 61000-4-14,
PN-EN 61000-4-13 i PN-EN 61000-4-28.
Dysponuje nowoczesną aparaturą reje-
strująco-analizującą, generatorem wy-
twarzającym konieczne do badań za-
kłócenia oraz aparaturą pozwalającą
na sprawdzenie poprawności prowa-
dzonych badań. Wszystkie przyrządy
i systemy pomiarowe spełniają warun-
ki spójności pomiarowej i walidacji
wyników pomiarów, m.in. dzięki wła-
ściwym certyfikatom. Walidacja me-
tod pomiarowych w znacznej części
jest związana ze spełnieniem wszel-
kich wymogów określonych we wła-
ściwych normach międzynarodowych.
Przy badaniach wykraczających poza
zalecenia norm laboratorium posiada
własne procedury badawcze, dla któ-

rych przeprowadza walidacje w peł-
nym zakresie.

Zagadnienia związane z utrzyma-

niem odpowiednich standardów jako-
ści energii zawierają również aspekt eko-
nomiczny. Poza pogarszaniem spraw-
ności lub uszkodzeniami urządzeń, ko-
niecznością instalowania dodatkowych
układów filtrującychizachwianiemgo-
spodarki mocą bierną, występują stra-
ty przesyłowe [2]. Dodatkowo, zgodnie
z obowiązkami dostawcy energii [4, 5],
dotyczącymi dotrzymania właściwych
standardów jakościowych, przedsię-
biorstwo energetyczne jest zobowiąza-
ne m.in. do udzielania upustów w wy-
sokości określonej w taryfach za niedo-
trzymanie parametrów.

literatura

1. J. Borecki, J. Leszczyński, Proble-

my jakości energii elektrycznej

w funkcjonowaniu jej odbiorców
na wybranych przykładach, Ma-
teriały konferencyjne, II Konfe-
rencja Jakość Energii Elektrycz-
nej w sieciach elektroenergetycz-
nych w Polsce, str. 101-114.

2. J. Borecki, J. Leszczyński, Ocena

wpływu odkształceń prądu i na-
pięcia na straty techniczne w sie-
ciach, Konferencja PTRiREE, Stra-
ty Energii, Poznań 1999.

3. J. Leszczyński, G. Kosobudzki,

Jakość energii elektrycznej jako
podstawa kompatybilności elek-
tromagnetycznej w elektroener-
getyce, Prace Naukowe Instytu-
tu Maszyn, Napędów i Pomiarów
Elektrycznych Politechniki Wro-
cławskiej nr 56, str. 497-502.

4. Rozporządzenie Ministra Gospo-

darki i Pracy z dnia 23.04.2004 r.
w sprawie szczegółowych zasad
kształtowania i kalkulacji taryf
oraz rozliczeń w obrocie ener-
gią elektryczną, Dz.U. Nr 105
z 2004 r. poz. 1114.

5. Rozporządzenie Ministra Gospo-

darki i Pracy z dnia 20.12.2004 r.
w sprawie szczegółowych warun-
ków przyłączenia podmiotów do
sieci elektroenergetycznych, ru-
chu i eksploatacji tych sieci,
Dz.U. Nr 2 z 2005 r. poz. 5 i 6.

Odbiorniki emitujące harmoniczne

prądu o prądzie fazowym

≤

16 A.

Pomiar harmonicznych prądu.

Odbiorniki elektryczne o prądzie

fazowym

≤

16 A w sieciach zasilających niskiego napięcia.

Wahania napięcia i migotania światła, powodowane przez odbiorniki:



wyznaczanie względnej zmiany napięcia,



wyznaczanie wartości wskaźnika krótkookresowego (Pst)

i długookresowego (Plt) migotania światła.

Odbiorniki elektryczne o prądzie

fazowym

≤

16 A w sieciach zasilających niskiego napięcia.

Badanie odporności odbiorników na:



zapady napięcia i krótkie przerwy w zasilaniu,



zmiany napięcia,

Tab. 2 Zakres badań odbiorników prowadzonych przez laboratorium LKEE

Laboratorium Kompatybilności Elektromagnetycznej w Elektroenergetyce

Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych

Siedziba: Wrocław, ul. Smoluchowskiego 19

Adres pocztowy: 50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27

tel. [phone], faks (0-71) 320 34 67

[e-mail]

www.imne.pwr.wroc.pl/lkee

Kierownictwo laboratorium

dr inż. Jerzy Leszczyński – kierownik LKEE, tel. [phone],

e-mail: [e-mail]

dr inż. Grzegorz Kosobudzki – kierownik techniczny, tel. [phone],

e-mail: [e-mail]