48
jakość
napięcia
w sieciach elektroenergetycznych
zasilających odbiorniki zakłócające
ciem. Znaczące straty ekono-
miczne powstają w przypadku
zakłóceń w zasilaniu, w ukła-
dach transmisji i sterowania.
Technologiczne i ekonomi-
czne ograniczenia powodują
wzrost powiązań między do-
P
rzy utrzymaniu dynamiki
wdrażania nowoczes-
nych technologii energo-
oszczędnych, przyjdzie czas na
oczyszczenie sieci z zakłóceń
i poniesienie znacznych kosz-
tów związanych z ich usunię-
stawcą energii i jej odbiorcą.
Różnorodność typów urzą-
dzeń przemysłowych i sprzę-
tu, z powodu zastosowania no-
woczesnej elektroniki, moder-
nizacji wielu starych stanowisk
technologicznych i tradycyjne-
go wyposażenia, ujemnie wpły-
wa na jakość energii elektrycz-
nej w sieciach przemysłowych
oraz dystrybucyjnych [5,8,10].
Użytkowanie typowych urzą-
dzeń elektrycznych jest najbar-
dziej racjonalne przy sinusoi-
dalnych przebiegach napięcia
i prądu.
Wiele współczesnych te-
chnologii, które nie wymuszają
prądów sinusoidalnych, dostar-
cza znaczących korzyści w in-
nych dziedzinach, włączając
wzrost sprawności energetycz-
nej i bardziej rozważne zużycie
energii.
Dla niektórych użytkowni-
ków wartości dopuszczalne,
określone przez normy są wię-
ksze od tolerowanych przez
ich sprzęt. Dlatego należy szu-
kać odpowiedzi na pytanie:
„czy możliwe jest przyłączanie
nowych odbiorników zakłóca-
jących do obecnej struktury
sieci, czy odbiorniki te nie spo-
wodują pogorszenia parame-
trów jakości dostarczanej ener-
gii elektrycznej innym od-
biorcom, czy konieczne będzie
zastosowanie środków zarad-
czych poprawiających jakość
energii”?
Aktualnie w Polsce doku-
mentami regulującymi zagad-
nienia jakości energii elektry-
cznej są: Prawo Energetyczne
[1] oraz Rozporządzenie Mini-
stra Gospodarki [2]. Nakłada-
ją one na operatora sieci (spó-
łki dystrybucyjne) obowiązek
dotrzymania gwarantowanego
poziomu obsługi. Operator sy-
stemu rozdzielczego powinien
określić poziom dopuszczal-
nych zakłóceń, jakie odbiorcy
mogą wprowadzać do sieci
i za ich przekroczenie stoso-
wać sankcje finansowe oraz
stosować upusty za dostarcza-
nie energii o pogorszonych pa-
rametrach.
Obecnie istotnymi zakłóce-
niami sieciowymi są:
n
odkształcenia napięcia,
n
wahania napięcia,
n
zapady i krótkotrwałe wzro-
sty napięcia,
dr inż Krzysztof
Marszałkiewicz
Politechnika Poznańska
Instytut Elektroenergetyki
www.elektro.info.pl
7/2003
Podstawowym problemem
zwiększenia efektywności
rozdziału energii jest
minimalizowanie ujemnych
oddziaływań odbiorców na
wspólną sieć. Uzyskanie danych
o rzeczywistych poziomach
parametrów jakości napięcia
zasilającego w sieciach
dystrybucyjnych umożliwia
planowanie i podejmowanie
działań zmierzających do
ograniczania zagrożeń. Wiele
urządzeń odznacza się dużą
wrażliwością na jakość
dostarczanej energii elektrycznej.
n
krótkotrwałe i długotrwałe
przerwy w zasilaniu,
n
przepięcia,
n
asymetria napięć.
Należy zaznaczyć, że od-
kształcenia napięć i prądów
powodują znaczące problemy
z kompensacją mocy biernej,
wymiarowaniem kabli, transfor-
matorów oraz zbędnym działa-
niem zabezpieczeń przy prą-
dach poniżej wartości rozruchu
[3
÷5,9].
Urządzenia mogą reagować
na zmiany wartości (amplitudy,
RMS) różnych wielkości zaró-
wno w sferze programowej, jak
i sprzętowej, np. algorytmy
działania zabezpieczeń. Wiele
urządzeń jest wrażliwych na za-
pady (uskoki) i krótkotrwałe
przerwy w zasilaniu. Można
przyjąć, że większość urządzeń
prawidłowo działa przy prze-
rwach krótszych niż 1,5
÷2 okre-
sów lub zapadach napięcia do
40, 50%. Urządzenia klasyfiko-
wane są również na klasy, ze
względu na odporność na zała-
mania napięcia definiowane ilo-
czynem głębokości (%wartości
szczytowej napięcia) i szeroko-
ści (
0
el) załamania.
oddziaływanie
źródeł
zakłócających
Dynamicznie zmieniające się
obciążenia odbiorników linio-
wych i coraz częściej nieli-
niowych pobierających prądy
odkształcone, powodują za-
chwianie kompatybilności ele-
ktromagnetycznej w eksploato-
wanych sieciach. Strefy i po-
ziomy oddziaływania takich od-
biorów zależą od mocy, zmien-
ności obciążeń, generowanych
harmonicznych, konfiguracji
sieci, sprzężeń elektromagnety-
cznych, tworzenia lokalnych fil-
trów w sieci i wzmacniania
zjawisk rezonansowych, wrażli-
wości odbiorów zasilanych
Rys. 1 Oddziaływanie odbiorników zakłócających na sieć elektroenergetyczną
z danej sieci. Ze względu na to,
że użytkownicy stali się bardziej
wrażliwi na jakość dostarczanej
energii elektrycznej, konieczne
jest pozyskiwanie szczegóło-
wych informacji na temat pla-
nowanych przyłączeń nowych
odbiorców,
modernizacjach
urządzeń u odbiorców, którym
wydano warunki w przeszłości,
stanie technicznym sieci, nasy-
ceniu sieci odbiornikami zakłó-
cającymi. Skutki oddziaływania
odbiorników na sieci elek-
troenergetyczne pokazano na
rysunku 1.
Dystrybucja energii obejmu-
je znacznie zróżnicowane ob-
szary i dla zapewnienia pra-
widłowego
funkcjonowania
urządzeń odbiorców konieczne
jest utrzymywanie parametrów
napięcia w określonych grani-
cach. Ciągle opracowywane są
w zakresie
kompatybilności
elektromagnetycznej nowe nor-
my i ich aktualizacje oraz roz-
porządzenia. Normy dotyczące
kompatybilności elektromagne-
tycznej [11
÷25] można podzie-
lić na związane z:
n
systemami i układami zasi-
lającymi,
n
związane z urządzeniami,
w tym z:
– poziomami emisji zakłóceń,
– odpornością na zakłócenia.
Poniżej przedstawiono wy-
brane określenia i definicje
związane z kompatybilnością
(EMC) oznaczającą zdolność
urządzeń lub systemów do za-
dowalającego
działania
w określonym
środowisku
elektromagnetycznym,
bez
wprowadzania do tego środo-
wiska niedopuszczalnych za-
burzeń [11].
Wrażliwość elektromagnety-
czna – niezdolność do działania
bez obniżenia jakości w obec-
ności zaburzenia elektromagne-
tycznego.
Poziom odporności elektro-
magnetycznej – maksymalny
poziom określonego zaburzenia
elektromagnetycznego, oddzia-
łującego na urządzenie, zestaw
urządzeń lub system, przy któ-
rym jest ono jeszcze zdolne do
pracy z wymaganą jakością.
Wadliwe działanie – utrata
zdolności sprzętu do spełnienia
zamierzonych funkcji lub wyko-
nywanie niezamierzonych fun-
kcji przez ten sprzęt.
Wspólny punkt połączenia
z publiczną siecią zasilającą
(PCC – point of common coup-
ling) – punkt w sieci zasilają-
cej, do którego rozpatrywany
system lub odbiorca ma być
przyłączony i w którym ma być
rozpatrywana kompatybilność
elektromagnetyczna.
Subharmoniczne i interhar-
moniczne składowe, których
częstotliwość jest mniejsza od
składowej podstawowej lub nie
są jej całkowitymi wielokrotno-
ściami.
Współczynnik indywidual-
nej harmonicznej napięcia (in-
dividual harmonic distortion)
– stosunek wartości skutecznej
harmonicznej napięcia rzędu
k
≥ 2 do wartości skutecznej
harmonicznej podstawowej:
(1)
Całkowite odkształcenie na-
pięcia (zawiera interharmonicz-
ne; total harmonic distortion) –
stosunek wartości skutecznej
wyższych harmonicznych i in-
terharmonicznych badanego
przebiegu napięcia do wartości
skutecznej harmonicznej pod-
stawowej:
(2)
Przy małym udziale interhar-
monicznych, THD jest stosun-
kiem wartości skutecznej wyż-
szych harmonicznych badane-
go przebiegu napięcia do war-
tości skutecznej harmonicznej
podstawowej:
(3)
gdzie:
k – rząd harmonicznych,
U
RMS
, U
1
, U
k
– wartości skute-
czne całego przebiegu, harmo-
nicznych podstawowej i rzędu
k napięcia,
N – należy przyjąć 40.
Współczynnik odkształcenia
napięcia jest użyteczny do zdefi-
niowania skutków działania har-
monicznych na napięcie sieci za-
silającej. Przepisy normy EN
50160 [12] dotyczą parame-
trów
napięcia
zasilającego
w publicznych sieciach rozdziel-
czych (do 1 kV i od 1 do 35 kV):
n
wartości mierzonych w pun-
kcie dostawy,
n
normalnych warunków pracy.
Powinny być określane śre-
dnie wartości skuteczne harmo-
nicznych w ciągu 10 minut,
a w warunkach normalnych
w ciągu tygodnia 95% pomia-
rów nie powinno przekraczać li-
mitów wartości poszczególnych
harmonicznych, przy czym
współczynnik
odkształcenia
THD < 8%.
Asymetria napięć – stosu-
nek składowych symetrycz-
nych kolejności: przeciwnej do
zgodnej napięcia. W normal-
nych warunkach, w ciągu ty-
godnia 95% pomiarów (uśred-
nione wartości skuteczne ko-
lejności zgodnej i przeciwnej
napięcia mierzone w czasie
10 minut) nie powinno prze-
kraczać U
2%
= (U
2
/U
1
) ·100%
< 2%.
Wahania napięcia – seria
zmian wartości skutecznej lub
obwiedni przebiegu czasowego
napięcia. Norma określa war-
tość graniczną P
lt
, w cyklu ty-
godniowym, która nie powinna
być przekroczona w czasie
95 % okresu pomiaru. Wyma-
gany wskaźnik długookresowy
migotania P
lt
=1 [6,12].
P
lt
– wskaźnik długookreso-
wego migotania 2 godz. Suma-
ryczny zaburzający efekt pracy
kilku odbiorników o losowym
charakterze lub odbiornika
o długim cyklu pracy, np. pieca
łukowego:
(4)
gdzie: P
st
– wskaźnik krótko-
okresowego migotania w ciągu
10 minut (walcownie, pompy,
sprzęt domowy).
Migotanie światła (flicker)
– skutek wahań napięcia. Su-
biektywne odczucie zmian stru-
mienia świetlnego na poziomie
niskiego napięcia.
Współczynnik oddziaływa-
nia na transformator zasilający
– suma kwadratów względnych
prądów harmonicznych po-
50
www.elektro.info.pl
7/2003
Tabela 1 Zarejestrowane w czasie badań wartości THDu%
Współczynnik odkształcenia napięcia THDu [%]
Obiekty
Budownictwo
Stacje MST
Oświetlenie
komercyjne
komunalne
ulic
0,4 kV
1,4 - 3,1
1,5 - 3,5%
1,3 - 3,9%
2,8 - 3,3%
10,3 - 21,7
4,1 -10,5%
14,2 -17,0%
6, 15, 20 kV
1,2 - 3,6%,
5,3 - 7,5%
110 kV
0,5 - 1,7 (2,6)%
Wartości zależą od konfiguracji i nasycenia sieci odbiornikami
nieliniowym
Poziom
napięcia
mnożonych przez kwadraty
rzędów harmonicznych, odnie-
sionych do sumy kwadratów
względnych prądów harmoni-
cznych:
(5)
gdzie: k – rząd harmonicznej,
I (%) – udziały procentowe har-
monicznych prądu (I
k
/I
1
).
Współczynnik K jest miarą
dodatkowych strat mocy pocho-
dzących od wyższych harmo-
nicznych. Współczynnik K uw-
zględnia wpływ częstotliwości
na straty mocy w transformato-
rach. W USA i Wielkiej Bryta-
nii budowane są transformato-
ry przystosowane do obciążeń
nieliniowych o wartościach K
= 4, 9, 13, 20, 30, 40, 50.
Przykładowo do zasilania sieci
komputerowych,
obwodów
z urządzeniami do transmisji
danych powinny być stosowane
transformatory z K_20.
Parametry
napięcia
ze
wskazanymi wartościami pro-
gowymi:
n
Zapady (uskoki) napięcia
(1% < U < 90% Un),
n
Krótkie przerwy w zasilaniu
(U < 1 % Un, czas trwania
< 3 min),
n
Długie przerwy w zasilaniu
(U < 1 % Un, czas trwania
> 3min) – nie dotyczą
przerw planowanych,
n
Dorywcze i przejściowe
przepięcia.
Badania przeprowadzone
w Wielkiej Brytanii wykazały,
że
głównymi
przyczynami
przerw w procesach technolo-
gicznych były w:
n
29% uskoki (zapady) napię-
cia (prawdopodobnie udział
większy),
n
9% harmoniczne,
n
2% przebiegi przejściowe.
parametry
jakości energii
elektrycznej
W [2] rozróżnia się następu-
jące parametry jakości energii
elektrycznej:
a) standardowe
n
częstotliwość 50 Hz z odchy-
leniami (49,5 do 50,2) Hz,
n
średnie odchylenie napięcia
od wartości znamionowej
w ciągu 15 minut:
– 400 V
≤ U < 110 kV (+5 do
10% U
n
),
– 110 kV
≤ U ≤ 220 kV
(510% U
n
), (od 1.01.2004 r.
w sieciach niskiego napięcia
230/400 V ± 10%),
51
7/2003
www.elektro.info.pl
Rys. 2 Przebieg prądu pobieranego przez oprawę
świetlówkową skompensowaną 2x58 W
Rys. 3 Zjawiska rezonansowe w obwodzie
oświetleniowym wyposażonym w oprawy
kompensowane
Rys. 4 Zarejestrowane chwilowe widma harmoni-
cznych prądu i napięcia fazy L2 w rozdziel-
nicy 0,4 kV zasilającej urządzenia
wentylacyjno klimatyzacyjne
n
współczynniki odkształcenia
napięcia oraz zawartość po-
szczególnych harmonicznych
odniesionych do harmonicz-
nej podstawowej nie mogą
przekraczać odpowiednio dla
miejsc przyłączenia w sie-
ciach o napięciu:
– U > 110 kV: 1,5% i 1,0%,
– 30 < U
≤ 110 kV: 2,5%
i 1,5%,
– 1 < U
≤ 30 kV: 5,0%
i 3,0%,
– U
≤ 1 kV: 8,0% i 5,0%,
n
przerwy w zasilania (nieciąg-
łość) dla IV i V grupy przyłą-
czeniowej (grupy I-III, VI zgo-
dnie z umową sprzedaży),
nie mogą przekroczyć od
1.01.2005: w ciągu roku 48
h, w tym jednorazowej 24 h.
b) inne niezdefiniowane,
które strony powinny ustalić
w umowie sprzedaży:
n
szybkozmienne zmiany na-
pięcia (wahania, powodujące
zjawisko flickeru),
n
wprowadzane do sieci prądy
odkształcone,
n
asymetrię zasilania w sie-
ciach trójfazowych.
W zależności od potrzeb
w zakresie standardów jakościo-
wych powinny być określone:
n
wymagania w zakresie za-
bezpieczenia sieci przed po-
wodowaniem zakłóceń elek-
trycznych przez urządzenia
lub instalacje;
n
wyposażenie urządzeń, in-
stalacji lub sieci, związane ze
współpracą z siecią, do któ-
rej są one przyłączane;
n
możliwości
dostarczania
energii elektrycznej w wa-
runkach odmiennych od
standardowych.
Wskaźniki jakości powinny
być zdefiniowane w sposób je-
dnoznaczny
i spójny
oraz
uwzględniać procedury sprawo-
zdawczości, koszty gromadzenia,
przetwarzania i opracowywania
danych. Norma PN-EN 50160
definiuje maksimum poziomu
niezgodności (ogólnie 5%) dla
każdego specyfikowanego para-
metru. Większość parametrów
jest charakteryzowana przez:
n
wymagany czas trwania po-
miarów (najczęściej 1 ty-
dzień),
n
pomiarowe okresy odniesie-
nia (dla większości parame-
trów czasy uśredniania 10
min),
n
indywidualne dopuszczalne
wartości progowe.
poziomy zakłóceń
Wiele zjawisk sieciowych
związanych jest z odkształcenia-
mi napięć i prądów. Jak wspo-
mniano, przepływowi harmoni-
cznych prądów towarzyszą: od-
kształcenia napięcia, dodatkowe
nagrzewanie przewodów i trans-
formatorów, wzrost strat czyn-
nych, przeciążenia przewodów
neutralnych, pojawianie się na-
pięć między przewodami neutral-
nymi a ochronnymi, uszkodze-
nia sprzętu elektronicznego,
zjawiska rezonansowe, prze-
ciążenia i uszkodzenia baterii
kondensatorów, pojawienie się
mocy odkształcenia i obniżenie
współczynnika mocy, przegrze-
wanie i wyłączanie elementów
instalacyjnych oraz błędne dzia-
łanie regulatorów sterujących
pracą urządzeń grzewczych oraz
interferencje w sieciach telefoni-
cznych.
Większość
nowoczesnych
urządzeń pobiera prąd impulso-
wo z dużymi udziałami harmo-
nicznych rzędu k = 3n sumują-
cymi się w przewodzie neutral-
nym. Prąd ten może przekraczać
wartości prądów fazowych. Po-
mierzone udziały harmonicznych
nieparzystych, w tym o krot-
nościach 3 często wynoszą:
I
3
/I
1
=78
÷90%, I
9
/I
1
=36
÷70%,
a współczynnik odkształcenia
prądu osiąga wartości THDi=
120÷200%, zaś przy dużym
zgrupowaniu tego typu urządzeń
zagrożony może być transforma-
tor zasilający (współczynnik od-
działywania na transformator
52
www.elektro.info.pl
7/2003
Rys. 5 Zmiany wartości skutecznych napięcia na szynach 0,4 kV stacji MST
Rys. 6 Wartości długookresowego wskaźnika migotania światła Plt
w stacji 15/0,4 kV
Rys. 8 Uskoki i szybkie zmiany napięcia w polu pomiaru sekcji 15 kV
Rys. 7 Interharmoniczne napięcia fazowego o częstotliwości 210,19
Hz w sieci 15 kV
K
≈ 21÷60). Stosowanie urzą-
dzeń spełniających warunki do-
puszczalnych poziomów emito-
wanych harmonicznych prądu
(dla emisji urządzeń PNEN
61000-3-2 [20]), może w okreś-
lonych warunkach sieciowych
prowadzić do znacznie większych
odkształceń niż dopuszczalne.
Przykładowo kompensowane
oprawy świetlówkowe indywi-
dualnie zachowują się zgodnie
z wymaganiami norm (rys. 2),
natomiast zainstalowane w du-
żych ilościach, w konkretnej sie-
ci, mogą istotnie wzmacniać zja-
wiska rezonansowe (rys. 3).
Wiele urządzeń klimatyzacyj-
nych zainstalowanych w wenty-
latorniach,
np.
biurowców
komercyjnych,
wykorzystuje
przemienniki częstotliwości. Na
rys. 4 przedstawiono typowy
wypadkowy przebieg prądu po-
bieranego przez urządzenia kli-
matyzacyjne. Należy zwrócić
uwagę na znaczne odkształcenie
prądu oraz współczynnik oddzia-
ływania na transformatory równy
K=9,54. Dla sinusoidy wartość
współczynnika wynosi K=1,0.
W prądzie dominują harmonicz-
ne rzędu k = 5 (51,9%)
i 7 (30,4%), przy całkowitym
odkształceniu prądu wynoszą-
cym THD=60,6%.
Napięcie odkształcone jest
w niewielkim stopniu i w tym przy-
padku wynosiło THD=1,87% (wy-
stępujący powszechnie poziom
tła w sieci).
Z analizy wyników przedsta-
wionych przebiegów odkształ-
conych
wynikają
różnice
w wartościach nie tylko sa-
mych harmonicznych, ale także
mocy (współczynników mocy:
True Power Factor PF oraz dla
harmonicznej podstawowej Di-
splacement PF1). Osoby zaj-
mujące się projektowaniem sie-
ci powinny uwzględniać powy-
ższe fakty, szczególnie przy do-
borze kompensacji mocy bier-
nej (sygnały do regulatora, zja-
wiska rezonansowe, dławiki
rozstrajające, filtry) [3,4,9].
W tabeli 1 przedstawiono
wartości współczynników od-
kształcenia napięcia spotykane
w Polsce [7].
Badania jakości napięcia
zasilającego i występujących
zjawisk przeprowadza się naj-
częściej w celu identyfikacji
odbiorów zakłócających i stref
ich oddziaływania lub rozpoz-
nania panującej sytuacji na
określonym obszarze działania
spółek dystrybucyjnych. Jedną
z uciążliwości dla odbiorców
energii elektrycznej jest migo-
tanie światła. Na rys. 5 poka-
zano zarejestrowane zmiany
napięcia na szynach 0,4 kV
stacji MST 15/0,4 kV, nato-
miast na rys. 6 odpowiednie
wartości
długookresowego
wskaźnika migotania światła
Plt w tej stacji. Zmiany napię-
cia spowodowane były pracą
zgrzewarek.
Wartości wskaźnika w dniach
wolnych od pracy były rzędu
P
st
=0,2,
a w dni
robocze
przekraczały wartości dopusz-
czalne P
lt DOP
=1,0.
Na rys. 7 pokazano przykła-
dowe impulsy interharmonicz-
nych
w napięciu
fazowym
15/
√3 kV. Rejestrację przepro-
wadzono dla progu wyzwala-
nia 450 V. Interharmoniczne na-
pięcia wystąpiły dla częstotliwo-
ści 210,19 Hz, osiągając war-
tość 0,93 kV
RMS
.
W czasie badań rejestruje
się jednocześnie wiele parame-
trów, w tym zbierane są dane
statystyczne dotyczące odchy-
leń napięcia, uskoków (zapa-
dów) napięcia, wzrostów na-
pięcia, krótkotrwałych i długo-
trwałych przerw w zasilaniu.
Umożliwia to analizowanie głę-
bokości, intensywności oraz
czasów trwania zmian bada-
nych wielkości. Przykład poka-
zano na rys. 8.
W tym przypadku można
stwierdzić, że największe zmiany
trwały od 10 ms do 2 s, a na-
pięcia przekraczały także dwu-
krotnie napięcia U
n
.
wnioski
Energetyka na świecie po-
szukuje sposobów przekonania
swoich klientów do ogranicza-
nia wprowadzanych zakłóceń
do sieci elektroenergetycznej.
Limity parametrów jakości na-
pięcia zasilającego dotyczą do-
stawców energii.
Wydawanie decyzji przez
spółki dystrybucyjne o przyłą-
czeniu do sieci nowych odbior-
ców i odbiorców występujących
o zwiększenie mocy, powinno
odbywać się z uwzględnieniem
możliwości generowania zakłó-
ceń w punkcie wspólnego przy-
łączenia.
Rejestrowane liczne awarie
bądź błędne działania urządzeń
bardzo często wskazują na przy-
czyny tkwiące w odkształce-
niach napięcia i prądu, usko-
kach (zapadach) napięcia,
przepięciach oraz krótko i dłu-
gotrwałych zanikach napięcia.
Skutki oddziaływania zakłóceń
mogą objawiać się jako zbędne
działania zabezpieczeń, przekła-
mania w transmisji danych, pod-
wyższone tony pracy silników ma-
łej mocy, zawieszanie się sterowni-
ków, odpadanie styczników, kłopo-
ty z rozruchami silników, wyłącze-
nia odpowiedzialnych instalacji te-
chnologicznych lub ujawniające się
w dłuższym okresie czasu upale-
nia wyprowadzeń przewodów neu-
tralnych z transformatorów w wy-
niku
oddziaływania
harmo-
nicznych prądu o krotności 3,
wzrosty temperatury i zmniejsze-
nie mocy silników w wyniku po-
wstawania pól magnetycznych
o przeciwnym kierunku wirowania
w stosunku do pola głównego, os-
łabienia izolacji prowadzące do po-
wstawania zwarć.
Zakłócenia w napięciu zasila-
jącym trwające kilka milisekund
często decydują o funkcjono-
waniu obwodów regulacji i ste-
rowania energoelektronicznych
53
7/2003
www.elektro.info.pl
I N S T Y T U T E N E R G E T Y K I
ul. Mory 8, 01-330 Warszawa
LABORATORIUM WIELKOPRĄDOWE
tel. (0-22) 836 80 16, 0272110386, 0272110318,
fax. (0-22) 836 63 63
Kierownik: mgr inż. Lidia Gruza, lidia.gruza@ien.com
Z-ca kierownika: mgr inż. Tadeusz Wiśnik,
tadeusz.wisnik@ien.com.pl
LABORATORIUM URZĄDZEŃ
ROZDZIELCZYCH
tel. (0-22) 836 73 35, 836 80 16, 0272110285,
0272110386, fax. (0-22) 836 73 35
Kierownik: mgr inż. Lidia Gruza, lidia.gruza@ien.com
Z-ca kierownika: dr inż. Stanisław Maziarz,
s.maziarz@ien.com.pl
Laboratoria prowadzą działalność dla potrzeb energetyki – wykonują prace
badawczo-rozwojowe; kompleksowe badania typu urządzeń elektroener-
getycznych nn i wn; badania osprzętu kablowego i osprzętu do linii napo-
wietrznych; badania narażenia i wytrzymałości urządzeń nn i wn, elementów
konstrukcyjnych, osprzętu na działanie łuku elektrycznego dużej i małej mocy,
badania elektromechaniczne, trwałości mechanicznej i działania mechanicz-
nego przy specjalnych obciążeniach także w naturalnych warunkach napo-
wietrznych, konsultacje w zakresie doboru urządzeń; analizy właściwości tech-
nicznych urządzeń w celu stwierdzenia ich przydatności do instalowania
w krajowych przedsiębiorstwach elektroenergetycznych. Badania typu są wy-
konywane wg norm PN, PN-EN, IEC, EN, ANSI, GOST, VDE, CENELEC.
układów napędowych oraz po-
wszechnie wykorzystywanych
układów mikroprocesorowych.
Wytwórcy sprzętu oryginal-
nego wydają się coraz bardziej
niechętni do deklarowania
„wrażliwych” poziomów odpor-
ności urządzeń na zakłócenia.
Nieuchronnie nadchodzi czas
na oczyszczanie sieci z zakłóceń
spowodowanych użytkowaniem
nowoczesnych technologii ener-
gooszczędnych i poniesienie ko-
sztów związanych z ich usunię-
ciem, które szacuje się na pozio-
mie od 70÷300 EUR/kVA zak-
łóceniowy.
Efektywne rozwiązanie pro-
blemów EMC wymaga dużej
wiedzy i doświadczenia w oma-
wianym zakresie.
q
literatura
[1] Prawo Energetyczne, ustawa
z 10.04.1997 r., Dz. U. Nr 54 (Dz.
U. Nr 54, Nr 158; z 1998 r. Nr 94,
Nr 106 i Nr 162; z 1999 r. Nr 88,
Nr 91 i Nr 110 oraz z 2000 r. Nr
43 i Nr 48) wraz z nowelizacją
z dnia 24.07.2002 r. Dz. U. Nr 135
poz. 1144 art. 37.
[2] Rozporządzenie Ministra Gospo-
darki z dnia 25 września 2000 r.
w sprawie szczegółowych warun-
ków przyłączenia podmiotów do
sieci elektroenergetycznych, obro-
tu energią elektryczną, świadcze-
nia usług przesyłowych, ruchu sie-
ciowego i eksploatacji sieci oraz
standardów jakościowych obsługi
odbiorców. (Dz. U. Nr 85 poz. 957
z dnia 13 października 2000 r.)
[3] Andruszkiewicz J., Lorenc J., Mar-
szałkiewicz K., Nowe spojrzenie na
zagadnienie zabezpieczenia baterii
kondensatorów, Automatyka Elek-
troenergetyczna, nr 3, 1995,
s. 17-19.
[4] Andruszkiewicz J., Kordus A., Lo-
renc J., Marszałkiewicz K: Sposób
sterowania załączaniem członów
baterii kondensatorów dla zmniej-
szenia strat mocy czynnej w ob-
wodzie zasilającym odbiorniki pa-
tent udzielony 6.08.1997 r. przez
Urząd Patentowy RP z mocą od
18.04.1994 r., nr P. 303 061.
[5] Januszewski S., Serafin S., Har-
moniczne,
interharmoniczne
i subharmoniczne w układach
energoelektronicznych, WE, 2000
nr 7, s. 360-363.
[6] Hanzelka Z., Kowalski Z., Dopusz-
czalne wahania napięcia, Jakość
i UEE, t. 3, Z. 1, 1997.
[7] Marszałkiewicz K., Trzeciak A., An-
druszkiewicz J., Groński M., Po-
ziomy parametrów jakości napię-
cia zasilającego w sieci spółki
dystrybucyjnej, II Konferencja
„Jakość
energii
elektrycznej
w sieciach elektroenergetycznych
w Polsce. Zmiana napięcia w sie-
ciach nN” PTPiREE, Jelenia Góra,
8-9.05.2003 r., s. 141-149.
[8] Marszałkiewicz K., Możliwości do-
starczania energii elektrycznej przez
spółki dystrybucyjne przy wyma-
ganym współczynniku odkształce-
nia napięcia, Wiadomości Elektrote-
chniczne, nr 8, 1999, s. 394-398.
[9] Marszałkiewicz K., Trzeciak A., An-
druszkiewicz J., Grzybulski A., Wy-
korzystanie baterii kondensatorów
do kompensacji mocy biernej na
obszarze osiedli mieszkaniowych,
II Konferencja Naukowotechniczna
„Straty energii w Spółkach Dystry-
bucyjnych”, PTPiREE, Poznań, 24-
25 czerwca 2002 r., s. 129-137.
[10] Marszałkiewicz K., Urządzenia
elektryczne potrzeb własnych jako
źródła zakłóceń harmonicznych, II
Ogólnopolska Konferencja 2000
„Potrzeby Własne w Elektroener-
getyce”, Politechnika Warszawska,
Ośrodek Promocji Badań Energoe-
lektroniki, Szklarska Poręba, 21-23
listopada 2000 r., s. 917.
[11] PN-T-01030 (1996, zm. 1999).
Kompatybilność elektromagnety-
czna. Terminologia.
[12] PN-EN 50160 (1998, 2002).
Kompatybilność elektromagnety-
czna. Parametry napięcia zasilają-
cego w publicznych sieciach roz-
dzielczych.
[13] PN-EN 50081 (XII 1996). Kompa-
tybilność elektromagnetyczna. Wy-
magania ogólne dotyczące emisyj-
ności (norma obowiązkowa).
50081-1: Środowisko mieszkalne,
handlowe i lekko uprzemysłowione.
50081-2: Środowisko przemysło-
we. (Zakłócenia w zakresie czę-
stotliwości: 0 Hz do 400 GHz).
[14] PN-EN 50082-1 (1996). Kompa-
tybilność elektromagnetyczna.
50082-1: Wymagania ogólne do-
tyczące odporności na zakłócenia
Środowisko mieszkalne, handlowe
i lekko uprzemysłowione (obo-
wiązkowa).
50082-2: (1997) Wymagania
ogólne dotyczące odporności na
zaburzenia Środowisko przemys-
łowe.
[15] PN-EN 55014-2 (1999, zm. A1,
A2/2000). Kompatybilność elek-
tromagnetyczna (EMC) Wymaga-
nia dotyczące przyrządów po-
wszechnego użytku, narzędzi elek-
trycznych i podobnych urządzeń
Odporność na zaburzenia elektro-
magnetyczne Norma grupy wyro-
bów.
[16] PN-EN 55024 (2000). Kompaty-
bilność
elektromagnetyczna
(EMC) Urządzenia informatyczne
Charakterystyki odporności Po-
ziomy dopuszczalne i metody po-
miaru.
[17] PN-EN 55020 (1996). Kompaty-
bilność elektromagnetyczna Od-
porność elektromagnetyczna od-
biorników i urządzeń dodatko-
wych (obowiązkowa).
[18] IEC 61000-2-2 (051990). Ele-
ctromagnetic compatibility (EMC)
Part 2: Environment Section 2:
Compatibility levels for low-
frequency conducted disturbances
and signalling in public lowvoltage
power supply systems Załącznik
krajowy NB w PrPNEN 6100032.
Kompatybilność elektromagnety-
czna (EMC). Poziomy kompatybil-
ności harmonicznych w sieciach
niskiego napięcia.
[19] PN-EN 61000-2-4 (1997, zm.
A1, A2, A12 /99). Kompatybilność
elektromagnetyczna. Środowisko.
Poziomy kompatybilności doty-
czące zaburzeń przewodzonych
małej częstotliwości w sieciach
zakładów przemysłowych.
[20] PN-EN 61000-3-2. Kompatybil-
ność elektromagnetyczna (EMC).
Dopuszczalne poziomy (część 3).
Dopuszczalne poziomy emisji har-
monicznych prądu arkusz 2 (fazo-
wy prąd zasilający odbiorni-
ka<= 16 A). [IEC 6100032 (08-
2000) Electromagnetic compatibi-
lity (EMC) Part 32: Limits Limits
for harmonic current emissions
(equipment input current <= 16
A per phase)]
[21] PN-EN 61000-3-3 (1997) Kom-
patybilność elektromagnetyczna
Dopuszczalne poziomy Ogranicza-
nie wahań napięcia i migotania
światła powodowanych przez od-
biorniki o prądzie znamionowym
≤ 16A w sieciach zasilających ni-
skiego napięcia.
[22] IEC 61000-3-8 (091997). Ele-
ctromagnetic compatibility (EMC)
Part 3: Limits Section 8: Signalling
on lowvoltage electrical installa-
tions Emission levels, frequency
bands and electromagnetic distur-
bance levels.
[23] IEC 61000-3-9. Electromagnetic
compatibility (EMC) Part 39: Li-
mits for interharmonic current
emissions (equipment with input
power <= 16 A per phase and
prone to produce interharmonics
by desing).
[24] IEC 61000-3-11 (08-2000). Ele-
ctromagnetic compatibility (EMC)
Part 311: Limits Limitation of volt-
age changes, voltage fluctuations
and flicker in public lowvoltage
supply systems Equipment with
rated current <= 75 A and sub-
ject to conditional connection
[25] PNEN 61000-4-2 (1999). Kom-
patybilność elektromagnetyczna
(EMC) Metody badań i pomiarów
Badanie odporności na wyładowa-
nia elektrostatyczne Podstawowa
publikacja EMC.
54
www.elektro.info.pl
7/2003