ANALIZA JAKOŚCI ENERGII
Tematyka
1.
Wybrane zagadnienia teorii mocy.
2.
Odbiorniki nieliniowe i źródła zakłóceń w sieciach
zasilających.
3.
Wpływ odkształcenia przebiegów na warunki pracy sieci
zasilającej i odbiorniki energii.
4.
Kompatybilność elektromagnetyczna i jakość energii
elektrycznej.
5.
Parametry określające jakość energii elektrycznej.
6.
Metody wyznaczania wskaźników jakości energii elektrycznej.
7.
Metody pomiarów prądów i napięć do określenia parametrów
jakości energii elektrycznej.
8.
Aparatura pomiarowa do analizy parametrów sieci.
9.
Rozwiązania umożliwiające poprawę parametrów jakości
energii elektrycznej.
10. Kompensacja mocy biernej.
11. Filtry pasywne wh i filtry aktywne.
12. Urządzenia bezprzerwowego zasilania i układy PFC.
Pojęcie jakości dostarczania energii
Pojęcie jakości dostarczania energii
elektrycznej
elektrycznej
Energia elektryczna jest traktowana współcześnie jako
Energia elektryczna jest traktowana współcześnie jako
towar ze wszystkimi tego konsekwencjami (rynek energii,
towar ze wszystkimi tego konsekwencjami (rynek energii,
jakość energii, konkurencja, itp.).
jakość energii, konkurencja, itp.).
Dlatego
Dlatego jakość energii
jakość energii
elektrycznej
elektrycznej
można analizować jako jeden z aspektów
można analizować jako jeden z aspektów
szerszego zagadnienia, które w literaturze nazywa się
szerszego zagadnienia, które w literaturze nazywa się
jakością dostarczania energii elektrycznej
jakością dostarczania energii elektrycznej
albo
albo jakością
jakością
zasilania energią elektryczną
zasilania energią elektryczną
.
.
Zgodnie z klasyfikacją uznawaną przez Radę Europejskich
Zgodnie z klasyfikacją uznawaną przez Radę Europejskich
Regulatorów Energii (CEER) w jakości dostarczania energii
Regulatorów Energii (CEER) w jakości dostarczania energii
elektrycznej można wyróżnić trzy jej aspekty:
elektrycznej można wyróżnić trzy jej aspekty:
•
jakość energii elektrycznej,
jakość energii elektrycznej,
•
ciągłość dostarczania energii,
ciągłość dostarczania energii,
•
jakość obsługi odbiorców.
jakość obsługi odbiorców.
Problematyka jakości energii elektrycznej
Aspekty jakości dostarczania energii
Aspekty jakości dostarczania energii
elektrycznej
elektrycznej
Problematyka jakości energii elektrycznej
Elementy składowe podstawowych aspektów
Elementy składowe podstawowych aspektów
jakości dostarczania energii elektrycznej
jakości dostarczania energii elektrycznej
Problematyka jakości energii elektrycznej
POJĘCIE JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
POJĘCIE JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
Jakość energii elektrycznej ma wiele różnych znaczeń,
Jakość energii elektrycznej ma wiele różnych znaczeń,
zależnych między innymi od tego, kto podejmuje próbę
zależnych między innymi od tego, kto podejmuje próbę
jej zdefiniowania: dostawca energii, jej odbiorca czy też
jej zdefiniowania: dostawca energii, jej odbiorca czy też
producent sprzętu.
producent sprzętu.
Producent urządzeń określa jakość energii na podstawie
Producent urządzeń określa jakość energii na podstawie
parametrów znamionowych systemu zasilającego.
parametrów znamionowych systemu zasilającego.
Dla energetyki zawodowej i dostawców energii problem
Dla energetyki zawodowej i dostawców energii problem
sprowadza się głównie do niezawodności zasilania.
sprowadza się głównie do niezawodności zasilania.
Klient jako ostateczny odbiorca odczuwa najbardziej
Klient jako ostateczny odbiorca odczuwa najbardziej
skutki złej jakości energii.
skutki złej jakości energii.
Problematyka jakości energii elektrycznej
POJĘCIE JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
POJĘCIE JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
Jakość energii elektrycznej
Jakość energii elektrycznej
jest pojęciem określającym
jest pojęciem określającym
przydatność energii elektrycznej do zasilania odbiorników i
przydatność energii elektrycznej do zasilania odbiorników i
wyraża się poprzez wartości liczbowe określonych
wyraża się poprzez wartości liczbowe określonych
parametrów elektrycznych (wyrażanych najczęściej dla
parametrów elektrycznych (wyrażanych najczęściej dla
napięcia
w
postaci
jego
wartości
i
odchylenia,
napięcia
w
postaci
jego
wartości
i
odchylenia,
częstotliwości, asymetrii oraz kształtu napięcia) oraz
częstotliwości, asymetrii oraz kształtu napięcia) oraz
wskaźników opisujących proces jej dostarczania do
wskaźników opisujących proces jej dostarczania do
odbiorcy w normalnych warunkach pracy (czyli bez
odbiorcy w normalnych warunkach pracy (czyli bez
uwzględnienia skutków działania sił natury, ingerencji osób
uwzględnienia skutków działania sił natury, ingerencji osób
trzecich oraz władz administracyjnych) z uwzględnieniem
trzecich oraz władz administracyjnych) z uwzględnieniem
występowania zaburzeń przewodzonych.
występowania zaburzeń przewodzonych.
Problematyka jakości energii elektrycznej
DEFINICJA JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
DEFINICJA JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
Zaproponowana
przez
Advisory
Committee
on
Electromagnetic Compatibility (ACEC) IEC definicja jakości
energii brzmi następująco:
„
„
Jakość energii elektrycznej
Jakość energii elektrycznej
to zbiór parametrów
to zbiór parametrów
opisujących właściwości procesu dostarczania energii do
opisujących właściwości procesu dostarczania energii do
użytkownika
w
normalnych
warunkach
pracy,
użytkownika
w
normalnych
warunkach
pracy,
określających ciągłość zasilania (długie i krótkie przerwy w
określających ciągłość zasilania (długie i krótkie przerwy w
zasilaniu) oraz charakteryzujących napięcie zasilające
zasilaniu) oraz charakteryzujących napięcie zasilające
(wartość, niesymetrię, częstotliwość, kształt przebiegu
(wartość, niesymetrię, częstotliwość, kształt przebiegu
czasowego)”.
czasowego)”.
Problematyka jakości energii elektrycznej
CZYNNIKI OCENY JAKOŚCI ENERGII
CZYNNIKI OCENY JAKOŚCI ENERGII
ELEKTRYCZNEJ
ELEKTRYCZNEJ
Z przytoczonych definicji wynika, że jakość energii jest
Z przytoczonych definicji wynika, że jakość energii jest
dobra, jeżeli jej liczbowe wskaźniki zawierają się w
dobra, jeżeli jej liczbowe wskaźniki zawierają się w
przedziałach określonych warunkami kontraktu na
przedziałach określonych warunkami kontraktu na
dostawę energii oraz jeżeli nie są zgłaszane skargi od jej
dostawę energii oraz jeżeli nie są zgłaszane skargi od jej
odbiorców.
odbiorców.
Za najważniejsze parametry jakości energii elektrycznej
Za najważniejsze parametry jakości energii elektrycznej
większość zainteresowanych stron uznaje obecnie:
większość zainteresowanych stron uznaje obecnie:
•
zmiany częstotliwości,
zmiany częstotliwości,
•
awaryjne przerwy w zasilaniu,
awaryjne przerwy w zasilaniu,
•
odchylenia napięcia,
odchylenia napięcia,
•
migotanie światła,
migotanie światła,
•
odkształcenie napięcia.
odkształcenie napięcia.
Problematyka jakości energii elektrycznej
CZYNNIKI OCENY JAKOŚCI ENERGII
CZYNNIKI OCENY JAKOŚCI ENERGII
ELEKTRYCZNEJ
ELEKTRYCZNEJ
Według prognoz podstawowymi zaburzeniami w
Według prognoz podstawowymi zaburzeniami w
najbliższej przyszłości dla odbiorców komunalnych i
najbliższej przyszłości dla odbiorców komunalnych i
przedsiębiorstw będą:
przedsiębiorstw będą:
•
załamania napięcia,
załamania napięcia,
•
przerwy w zasilaniu,
przerwy w zasilaniu,
•
zmiany wartości napięcia,
zmiany wartości napięcia,
•
przepięcia,
przepięcia,
•
asymetria obciążeń,
asymetria obciążeń,
•
wyższe harmoniczne,
wyższe harmoniczne,
•
wahania napięcia i częstotliwości.
wahania napięcia i częstotliwości.
Problematyka jakości energii elektrycznej
UWARUNKOWANIA JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
UWARUNKOWANIA JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
Trzeba mieć na uwadze, że jakość energii zależna jest nie
Trzeba mieć na uwadze, że jakość energii zależna jest nie
tylko od warunków zasilania, lecz także od rodzaju
tylko od warunków zasilania, lecz także od rodzaju
stosowanego sprzętu, jego odporności na zaburzenia
stosowanego sprzętu, jego odporności na zaburzenia
elektromagnetyczne oraz jego emisyjności. Zatem obecność
elektromagnetyczne oraz jego emisyjności. Zatem obecność
w sieci elektroenergetycznej różnego rodzaju zaburzeń nie
w sieci elektroenergetycznej różnego rodzaju zaburzeń nie
oznacza stanu, że występują problemy z jakością
oznacza stanu, że występują problemy z jakością
energii. Problemy te będą dopiero wówczas, jeżeli pojawią
energii. Problemy te będą dopiero wówczas, jeżeli pojawią
się zjawiska niekorzystne z punktu widzenia użytkowania
się zjawiska niekorzystne z punktu widzenia użytkowania
energii elektrycznej lub wystąpi wadliwa praca sprzętu i
energii elektrycznej lub wystąpi wadliwa praca sprzętu i
instalacji.
instalacji.
Należy podkreślić, że odpowiedzialność za jakość energii
Należy podkreślić, że odpowiedzialność za jakość energii
spoczywa nie tylko po stronie dostawcy, lecz ponosi ją
spoczywa nie tylko po stronie dostawcy, lecz ponosi ją
również producent sprzętu (przestrzeganie norm i przepisów
również producent sprzętu (przestrzeganie norm i przepisów
dotyczących cech technicznych wyrobów) oraz użytkownik
dotyczących cech technicznych wyrobów) oraz użytkownik
przez respektowanie technicznych warunków przyłączenia i
przez respektowanie technicznych warunków przyłączenia i
wymogów eksploatacji.
wymogów eksploatacji.
Problematyka jakości energii elektrycznej
KOSZTY JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
KOSZTY JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
W 2000 roku oszacowano, że problemy związane z jakością
W 2000 roku oszacowano, że problemy związane z jakością
zasilania kosztują przemysł i handel europejski około 100
zasilania kosztują przemysł i handel europejski około 100
miliardów EURO rocznie, gdy tymczasem nakłady na środki
miliardów EURO rocznie, gdy tymczasem nakłady na środki
zapobiegające powstawaniu tych problemów są mniejsze
zapobiegające powstawaniu tych problemów są mniejsze
niż 5% tych kosztów. Oddziaływanie różnych zaburzeń i
niż 5% tych kosztów. Oddziaływanie różnych zaburzeń i
odkształceń prądów i napięć nie jest jednakowe. Zazwyczaj
odkształceń prądów i napięć nie jest jednakowe. Zazwyczaj
powoduje przemijające, ale dokuczliwe problemy. Nieraz
powoduje przemijające, ale dokuczliwe problemy. Nieraz
doprowadza do natychmiastowej awarii, w innych
doprowadza do natychmiastowej awarii, w innych
przypadkach efekty się kumulują i awaria następuje
przypadkach efekty się kumulują i awaria następuje
później, tyle, że jej następstwa są poważniejsze.
później, tyle, że jej następstwa są poważniejsze.
KOSZTY JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
KOSZTY JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Przy ocenie potencjalnych zagrożeń i strat przy awariach
Przy ocenie potencjalnych zagrożeń i strat przy awariach
należy uwzględnić:
należy uwzględnić:
koszt urządzeń i spodziewany okres ich eksploatacji,
koszt urządzeń i spodziewany okres ich eksploatacji,
wrażliwość urządzeń i poziom odporności na zaburzenia,
wrażliwość urządzeń i poziom odporności na zaburzenia,
koszty osobowe usuwania awarii,
koszty osobowe usuwania awarii,
przestój z powodu uszkodzeń mechanicznych urządzeń
przestój z powodu uszkodzeń mechanicznych urządzeń
technologicznych,
technologicznych,
przestój wymagany do naprawy urządzeń automatyki
przestój wymagany do naprawy urządzeń automatyki
(w tym
(w tym
odtworzenia danych sterujących procesem),
odtworzenia danych sterujących procesem),
koszt zmarnowanych surowców i półfabrykatów,
koszt zmarnowanych surowców i półfabrykatów,
utracone przychody (w tym potencjalne koszty
utracone przychody (w tym potencjalne koszty
utraconych
utraconych
możliwości),
możliwości),
konsekwencje finansowe z tytułu zmniejszenia udziału
konsekwencje finansowe z tytułu zmniejszenia udziału
w rynku,
w rynku,
koszt utraty marki i wiarygodności jako partnera
koszt utraty marki i wiarygodności jako partnera
biznesowego.
biznesowego.
Kompatybilność
elektromagnetyczna
Kompatybilność
elektromagnetyczna
(EMC
-
ang.
(EMC
-
ang.
Electromagnetic
Compatibility)
Electromagnetic
Compatibility)
jest
zagadnieniem
jest
zagadnieniem
związanym z użytkowaniem energii elektrycznej. Pojęcie
związanym z użytkowaniem energii elektrycznej. Pojęcie
to zdefiniowała w roku 1976 Międzynarodowa Komisja
to zdefiniowała w roku 1976 Międzynarodowa Komisja
Elektrotechniczna i zgodnie z tą definicją zawartą w
Elektrotechniczna i zgodnie z tą definicją zawartą w
normach IEC 61000-1-1: 1992 oraz PN-T-01030: 1996:
normach IEC 61000-1-1: 1992 oraz PN-T-01030: 1996:
„
„
Kompatybilność
elektromagnetyczna
(między
Kompatybilność
elektromagnetyczna
(między
urządzeniem i jego otoczeniem lub między urządzeniami)
urządzeniem i jego otoczeniem lub między urządzeniami)
to zdolność urządzenia do prawidłowego funkcjonowania
to zdolność urządzenia do prawidłowego funkcjonowania
w
sposób
zadowalający
w
danym
środowisku
w
sposób
zadowalający
w
danym
środowisku
elektromagnetycznym bez wprowadzania nadmiernych
elektromagnetycznym bez wprowadzania nadmiernych
zaburzeń do tego środowiska lub do innych urządzeń”.
zaburzeń do tego środowiska lub do innych urządzeń”.
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
POJĘCIE
POJĘCIE
KOMPATYBILNOŚCI ELEKTROMAGNETYCZNEJ
KOMPATYBILNOŚCI ELEKTROMAGNETYCZNEJ
Zgodnie z normą PN-T-01030:1996 określenie
Zgodnie z normą PN-T-01030:1996 określenie „zaburzenie
„zaburzenie
elektro-magnetyczne”
elektro-magnetyczne”
używane jest w znaczeniu przyczyny
używane jest w znaczeniu przyczyny
tj. zjawiska elektromagnetycznego, które może powodować
tj. zjawiska elektromagnetycznego, które może powodować
„obniżenie jakości działania urządzenia lub systemu, albo
„obniżenie jakości działania urządzenia lub systemu, albo
niekorzystnie wpłynąć na materię ożywioną i nieożywioną”.
niekorzystnie wpłynąć na materię ożywioną i nieożywioną”.
Natomiast terminem
Natomiast terminem „zakłócenie elektromagnetyczne”
„zakłócenie elektromagnetyczne”
określono
skutek
oddziaływania
zaburzenia,
czyli
określono
skutek
oddziaływania
zaburzenia,
czyli
spowodowane przez nie
spowodowane przez nie „obniżenie jakości działania
„obniżenie jakości działania
urządzenia lub systemu”.
urządzenia lub systemu”.
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Podstawowymi
źródłami
wszelkich
zaburzeń
Podstawowymi
źródłami
wszelkich
zaburzeń
elektromagnetycznych (EMI) są pola i prądy w układach
elektromagnetycznych (EMI) są pola i prądy w układach
elektrodynamicznych. Przy niskich częstotliwościach pola
elektrodynamicznych. Przy niskich częstotliwościach pola
elektryczne i magnetyczne działają niezależnie, natomiast w
elektryczne i magnetyczne działają niezależnie, natomiast w
zakresie wysokich częstotliwości znaczenie ma tylko pole
zakresie wysokich częstotliwości znaczenie ma tylko pole
elektromagnetyczne i jego propagacja.
elektromagnetyczne i jego propagacja.
ZABURZENIA
ZABURZENIA
ELEKTROMAGNETYCZNE
ELEKTROMAGNETYCZNE
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Mechanizm zaburzenia elektromagnetycznego można opisać
Mechanizm zaburzenia elektromagnetycznego można opisać
za pomocą prostego modelu Składa się on ze źródła, które
za pomocą prostego modelu Składa się on ze źródła, które
powoduje zaburzenie, mechanizmu sprzężenia lub medium
powoduje zaburzenie, mechanizmu sprzężenia lub medium
sprzęgającego oraz zakłócanego urządzenia.
sprzęgającego oraz zakłócanego urządzenia.
MECHANIZM ZABURZEŃ
MECHANIZM ZABURZEŃ
ELEKTROMAGNETYCZNYCH
ELEKTROMAGNETYCZNYCH
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Przykładami źródeł zaburzeń mogą być przewody układu
Przykładami źródeł zaburzeń mogą być przewody układu
zasilającego, anteny bezprzewodowych systemów LAN itp.
zasilającego, anteny bezprzewodowych systemów LAN itp.
Sprzężenie powstaje na skutek przepływu prądu, jeżeli
Sprzężenie powstaje na skutek przepływu prądu, jeżeli
wspólne przewody różnych obwodów są objęte polem
wspólne przewody różnych obwodów są objęte polem
elektrycznym, magnetycznym lub elektromagnetycznym.
elektrycznym, magnetycznym lub elektromagnetycznym.
Zakłócanym odbiornikiem może być dowolne urządzenie
Zakłócanym odbiornikiem może być dowolne urządzenie
elektryczne lub część instalacji elektrycznej. Dlatego
elektryczne lub część instalacji elektrycznej. Dlatego
problematyka ograniczenia zakłóceń i eliminacji dróg
problematyka ograniczenia zakłóceń i eliminacji dróg
sprzężenia powinna być rozpatrywana w fazie
sprzężenia powinna być rozpatrywana w fazie
projektowania nowej instalacji lub modernizacji istniejącej.
projektowania nowej instalacji lub modernizacji istniejącej.
ŹRÓDŁA ZABURZEŃ
ŹRÓDŁA ZABURZEŃ
ELEKTROMAGNETYCZNYCH
ELEKTROMAGNETYCZNYCH
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Podstawowe właściwości fizyczne różnych rodzajów sprzężenia
Podstawowe właściwości fizyczne różnych rodzajów sprzężenia
zesta-wiono w poniższej tabeli:
zesta-wiono w poniższej tabeli:
Można wyróżnić następujące rodzaje elementarnych sprzężeń
Można wyróżnić następujące rodzaje elementarnych sprzężeń
EMI:
EMI:
- sprzężenie impedancyjne
- sprzężenie impedancyjne
- sprzężenie indukcyjne
- sprzężenie indukcyjne
- sprzężenie pojemnościowe
- sprzężenie pojemnościowe
- sprzężenie radiacyjne.
- sprzężenie radiacyjne.
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Wzajemne oddziaływanie pomiędzy środowiskiem elektro-
magnetycznym a odbiornikiem może mieć zatem
charakter
przewodzony
związany
z
galwanicznym
połączeniem lub promieniowany związany ze sprzężeniem
indukcyjnym, pojemnościowym lub elektromagnetycznym.
W zakres kompatybilności wchodzą również zagadnienia
wzajemnych
oddziaływań
między
urządzeniami
i
systemami wykorzystującymi zjawiska elektromagnetyczne
do celów przesyłu i przetwarzania energii, a także
oddziaływania tych urządzeń i systemów na
naturalne środowisko elektromagnetyczne.
URZĄDZENIA W ŚRODOWISKU
URZĄDZENIA W ŚRODOWISKU
ELEKTROMAGNETYCZNYM
ELEKTROMAGNETYCZNYM
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
ZAGADNIENIA KOMPATYBILNOŚCI
ZAGADNIENIA KOMPATYBILNOŚCI
1. Odporność
systemu/urządzenia/odbiornika
na
zaburzenia elektromagnetyczne i emisja zaburzeń
elektromagne-tycznych.
2. Poziomy emisyjności i odporności oraz przyjęte
poziomy konstrukcyjne umożliwiające wyznaczenie
poziomu
kompa-tybilności
elektromagnetycznej
systemu, urządzenia lub odbiornika.
Wszystkie
zagadnienia
kompatybilnościowe
Wszystkie
zagadnienia
kompatybilnościowe
analizowane są w dwóch podstawowych aspektach:
analizowane są w dwóch podstawowych aspektach:
Wzajemne relacje pomiędzy poszczególnymi poziomami
zaburzeń
1 - poziom odporności, 2 - poziom emisji,
3 - poziom kompatybilności,
4 - poziomy planowane, 5 - poziomy konstrukcyjne
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Jako poziom emisji zaburzeń
poziom emisji zaburzeń
należy rozumieć rozmiar
zaburzeń, jakie powoduje praca konkretnego urządzenia
w danym miejscu. Przy projektowaniu urządzeń należy
uwzględnić ograniczenia normatywne i tak realizować
proces produkcji, aby spełniały je wszystkie wytwarzane
egzemplarze. Ewentualne odchyłki muszą zawierać się w
ściśle określonych granicach. Należy zaznaczyć, że na
poziom emisji zaburzeń ma wpływ również miejsce pracy
urządzenia, głównie z uwagi na różnice jakości zasilania
w różnych punktach sieci.
POZIOM EMISJI ZABURZEŃ
POZIOM EMISJI ZABURZEŃ
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Zgodnie z normą PN-T-01030:1996 odporność urządzenia
odporność urządzenia
na zaburzenia
na zaburzenia
to zdolność pracującego urządzenia do
zachowania swych właściwości poprawnego działania,
przy
oddziaływaniu
określonych
zaburzeń
elektromagnetycznych
lub
sygnału
zaburzającego.
Natomiast poziom zaburzenia elektromagne-tycznego
poziom zaburzenia elektromagne-tycznego
jest to wartość wskaźnika opisującego zjawisko w sposób
ilościowy i w ściśle określony sposób. Poziom
Poziom
kompatybilności elektromagnetycznej
kompatybilności elektromagnetycznej
to przewidywany,
maksymalny poziom zaburzenia elektromagnetycznego,
które może oddziaływać na urządzenie lub system
pracujący w zdefiniowanych warunkach, nie
powodując utraty jego funkcji użytkowych, zwykle jest to
poziom 5 %.
ODPORNOŚĆ URZĄDZENIA NA ZABURZENIA
ODPORNOŚĆ URZĄDZENIA NA ZABURZENIA
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Reasumując
Reasumując przez kompatybilność elektromagnetyczną
przez kompatybilność elektromagnetyczną
należy
rozumieć
takie
dostosowanie
parametrów
należy
rozumieć
takie
dostosowanie
parametrów
urządzeń, aby były one odporne na występujące w sieci
urządzeń, aby były one odporne na występujące w sieci
zakłócenia
zakłócenia
(poziom odporności)
(poziom odporności)
oraz ich praca nie
oraz ich praca nie
wprowadzała nadmiernych zaburzeń do sieci
wprowadzała nadmiernych zaburzeń do sieci
(poziom
(poziom
emisji).
emisji).
Ponieważ
zakłóceń
powodowanych
przez
Ponieważ
zakłóceń
powodowanych
przez
pracujące w sieci urządzenia nie da się całkowicie
pracujące w sieci urządzenia nie da się całkowicie
uniknąć, dlatego poziom zakłóceń występujących w sieci
uniknąć, dlatego poziom zakłóceń występujących w sieci
musi być stale monitorowany i ograniczany. Wiąże się to z
musi być stale monitorowany i ograniczany. Wiąże się to z
utrzymaniem
dopuszczalnych
wartości
parametrów
utrzymaniem
dopuszczalnych
wartości
parametrów
jakości energii w sieci zasilającej. Wówczas, przy
jakości energii w sieci zasilającej. Wówczas, przy
spełnieniu wymogów kompatybilności przez urządzenia
spełnieniu wymogów kompatybilności przez urządzenia
pracujące w sieci, powinny być one odporne na
pracujące w sieci, powinny być one odporne na
ograniczony poziom zakłóceń obecnych w tej sieci.
ograniczony poziom zakłóceń obecnych w tej sieci.
ISTOTA KOMPATYBILNOŚCI
ISTOTA KOMPATYBILNOŚCI
ELEKTROMAGNETYCZNEJ
ELEKTROMAGNETYCZNEJ
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
1
1
-
-
źródło zaburzeń, 2 - obiekt zakłócany,
źródło zaburzeń, 2 - obiekt zakłócany,
3
3
-
-
droga przesyłu sygnału zakłócającego,
droga przesyłu sygnału zakłócającego,
S
S
z
– sygnał zakłócający,
– sygnał zakłócający,
S
S
w
– sygnał w obiekcie
– sygnał w obiekcie
zakłócanym,
zakłócanym,
F – dopuszczalny poziom zakłócenia.
F – dopuszczalny poziom zakłócenia.
ISTOTA KOMPATYBILNOŚCI
ISTOTA KOMPATYBILNOŚCI
ELEKTROMAGNETYCZNEJ
ELEKTROMAGNETYCZNEJ
Praca
urządzenia
spełniającego
wymogi
Praca
urządzenia
spełniającego
wymogi
kompatybilności
przy
obecności
zakłóceń
w
kompatybilności
przy
obecności
zakłóceń
w
środowisku elektromagnetycznym
środowisku elektromagnetycznym
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
W sieciach i instalacjach elektrycznych występują w
W sieciach i instalacjach elektrycznych występują w
głównej mierze zaburzenia przewodzone mające
głównej mierze zaburzenia przewodzone mające
istotne znaczenie dla jakości energii elektrycznej.
istotne znaczenie dla jakości energii elektrycznej.
Większość urządzeń elektrycznych takich jak silniki,
Większość urządzeń elektrycznych takich jak silniki,
transformatory, odbiorniki oświetleniowe, urządzenia
transformatory, odbiorniki oświetleniowe, urządzenia
grzejne i in. jest na ogół mało wrażliwa na zmiany
grzejne i in. jest na ogół mało wrażliwa na zmiany
warunków otoczenia i zasilania, jeżeli zachodzą one w
warunków otoczenia i zasilania, jeżeli zachodzą one w
ograniczonym zakresie. Same również nie powodują
ograniczonym zakresie. Same również nie powodują
istotnych
zmian
środowiska,
w
którym
są
istotnych
zmian
środowiska,
w
którym
są
eksploatowane, ani zakłóceń w układzie zasilania, w
eksploatowane, ani zakłóceń w układzie zasilania, w
stopniu utrudniającym pracę innych urządzeń.
stopniu utrudniającym pracę innych urządzeń.
URZĄDZENIA UCIĄŻLIWE Z PUNKTU WIDZENIA
URZĄDZENIA UCIĄŻLIWE Z PUNKTU WIDZENIA
KOMPATYBILNOŚCI ELEKTROMAGNETYCZNEJ
KOMPATYBILNOŚCI ELEKTROMAGNETYCZNEJ
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Do urządzeń elektrycznych szczególnie uciążliwych z punktu
Do urządzeń elektrycznych szczególnie uciążliwych z punktu
widzenia kompatybilności elektromagnetycznej w instalacjach
widzenia kompatybilności elektromagnetycznej w instalacjach
elektrycznych należy zaliczyć:
elektrycznych należy zaliczyć:
•
•
przekształtniki energoelektroniczne (impulsowe przebiegi
przekształtniki energoelektroniczne (impulsowe przebiegi
prądu
prądu
i napięcia o dużych stromościach narastania, rzędu wielu
i napięcia o dużych stromościach narastania, rzędu wielu
A/
A/
µ
µ
i V/
i V/
µ
µ
s,
s,
ze składowymi harmonicznymi w paśmie 10-1000 MHz,
ze składowymi harmonicznymi w paśmie 10-1000 MHz,
wywołują
wywołują
zmienne pole elektromagnetyczne, będące źródłem
zmienne pole elektromagnetyczne, będące źródłem
zakłóceń),
zakłóceń),
•
•
urządzenia łukowe (piece łukowe, spawarki, zgrzewarki),
urządzenia łukowe (piece łukowe, spawarki, zgrzewarki),
•
•
cewki elektromagnesów (napędy styczników i przekaźników
cewki elektromagnesów (napędy styczników i przekaźników
elektromagnetycznych, cewki wyzwalaczy
elektromagnetycznych, cewki wyzwalaczy
elektromagnetycznych
elektromagnetycznych
wyłączników),
wyłączników),
•
•
łączniki elektryczne (zjawiska łączeniowe występujące przy
łączniki elektryczne (zjawiska łączeniowe występujące przy
wyłą-
wyłą-
czaniu prądów indukcyjnych oraz prądów zwarciowych).
czaniu prądów indukcyjnych oraz prądów zwarciowych).
URZĄDZENIA UCIĄŻLIWE Z PUNKTU WIDZENIA
URZĄDZENIA UCIĄŻLIWE Z PUNKTU WIDZENIA
KOMPATYBILNOŚCI ELEKTROMAGNETYCZNEJ
KOMPATYBILNOŚCI ELEKTROMAGNETYCZNEJ
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Warunki kompatybilności wymagają takiego wykonania
Warunki kompatybilności wymagają takiego wykonania
instalacji, aby wyeliminować bądź ograniczyć do
instalacji, aby wyeliminować bądź ograniczyć do
określonego poziomu szkodliwe oddziaływanie aparatury i
określonego poziomu szkodliwe oddziaływanie aparatury i
przewodów. W tym celu stosuje się następujące
przewodów. W tym celu stosuje się następujące
rozwiązania:
rozwiązania:
•
•
zwiększenie odległości pomiędzy przewodami
zwiększenie odległości pomiędzy przewodami
należącymi do
należącymi do
różnych obwodów do 30 cm i więcej oraz ograniczenie
różnych obwodów do 30 cm i więcej oraz ograniczenie
długości,
długości,
na której przewody są obok siebie,
na której przewody są obok siebie,
•
•
zastosowanie kilku przewodów dwużyłowych zamiast
zastosowanie kilku przewodów dwużyłowych zamiast
jednego
jednego
wielożyłowego o wspólnej żyle powrotnej,
wielożyłowego o wspólnej żyle powrotnej,
•
•
galwaniczne rozdzielenie obwodów,
galwaniczne rozdzielenie obwodów,
•
•
zastosowanie przewodów ekranowanych oraz
zastosowanie przewodów ekranowanych oraz
ekranowanie
ekranowanie
niektórych, szczególnie wrażliwych aparatów (zwłaszcza
niektórych, szczególnie wrażliwych aparatów (zwłaszcza
automatyki sterowniczo-pomiarowej),
automatyki sterowniczo-pomiarowej),
Środki poprawy kompatybilności elektromagnetycznej w
Środki poprawy kompatybilności elektromagnetycznej w
instalacjach
instalacjach
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Rozwiązania stosowane w celu poprawy kompatybilności
Rozwiązania stosowane w celu poprawy kompatybilności
elektromagnetycznej w instalacjach:
elektromagnetycznej w instalacjach:
•
•
ograniczenie wartości szczytowych oraz stromości
ograniczenie wartości szczytowych oraz stromości
narastania
narastania
przepięć poprzez zastosowanie ograniczników
przepięć poprzez zastosowanie ograniczników
przepięć,
przepięć,
•
•
wyrównanie potencjału, przez połączenie ze sobą
wyrównanie potencjału, przez połączenie ze sobą
przewodem
przewodem
o bardzo małej rezystancji, przewodzących osłon
o bardzo małej rezystancji, przewodzących osłon
aparatów
aparatów
i części przewodzących obcych, pomiędzy którymi
i części przewodzących obcych, pomiędzy którymi
mogą
mogą
wystąpić różnice potencjałów,
wystąpić różnice potencjałów,
•
•
zastosowanie
filtrów
szerokopasmowych
zastosowanie
filtrów
szerokopasmowych
ograniczających
ograniczających
rozprzestrzenianie się zakłóceń o wysokiej
rozprzestrzenianie się zakłóceń o wysokiej
częstotliwości,
częstotliwości,
•
•
zastosowanie przekładników pośredniczących
zastosowanie przekładników pośredniczących
prądowych
prądowych
i napięciowych oraz transformatorów separujących
i napięciowych oraz transformatorów separujących
(np. przekształtnikowych).
(np. przekształtnikowych).
Środki poprawy kompatybilności elektromagnetycznej w
Środki poprawy kompatybilności elektromagnetycznej w
instalacjach
instalacjach
KOMPATYBILNOŚĆ ELEKTROMAGNETYCZNA
KOMPATYBILNOŚĆ ELEKTROMAGNETYCZNA
A JAKOŚĆ ENERGII ELEKTRYCZNEJ
A JAKOŚĆ ENERGII ELEKTRYCZNEJ
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Należy zaznaczyć, że kompatybilność elektromagnetyczna
Należy zaznaczyć, że kompatybilność elektromagnetyczna
(EMC) oraz jakość energii elektrycznej to dwie różne
(EMC) oraz jakość energii elektrycznej to dwie różne
koncepcje (wg IEC), zgodnie z którymi
koncepcje (wg IEC), zgodnie z którymi EMC dotyczy
EMC dotyczy
wyłącznie odporności i emisyjności urządzeń/systemów
wyłącznie odporności i emisyjności urządzeń/systemów
oraz zaburzeń
oraz zaburzeń
. Kompatybilność elektro-magnetyczna może
. Kompatybilność elektro-magnetyczna może
być zatem rozważana jako część składowa znacznie
być zatem rozważana jako część składowa znacznie
większej problematyki, jaką jest
większej problematyki, jaką jest jakość energii
jakość energii
, która
, która
oprócz sprzętu i zaburzeń
oprócz sprzętu i zaburzeń uwzględnia również stan
uwzględnia również stan
systemu elektroenergetycznego
systemu elektroenergetycznego
.
.
KOMPATYBILNOŚĆ ELEKTROMAGNETYCZNA
KOMPATYBILNOŚĆ ELEKTROMAGNETYCZNA
A JAKOŚĆ ENERGII ELEKTRYCZNEJ
A JAKOŚĆ ENERGII ELEKTRYCZNEJ
Jakość energii elektrycznej i kompatybilność
elektromagnetyczna
Istnieją pomiędzy nimi ścisłe związki, gdyż przykładowo,
Istnieją pomiędzy nimi ścisłe związki, gdyż przykładowo,
parametry napięcia zależą od emisji przewodzonych
parametry napięcia zależą od emisji przewodzonych
zaburzeń i ich ograniczeń, toteż często jakość energii i
zaburzeń i ich ograniczeń, toteż często jakość energii i
kompatybilność
elektromagnetyczna
traktowane
są
kompatybilność
elektromagnetyczna
traktowane
są
wymiennie. W tym kontekście
wymiennie. W tym kontekście wartości dopuszczalnych
wartości dopuszczalnych
określanych przy ocenie jakości energii elektrycznej nie
określanych przy ocenie jakości energii elektrycznej nie
należy mylić z poziomami kompatybilności.
należy mylić z poziomami kompatybilności.
Te ostatnie
Te ostatnie
dotyczą zaburzeń występujących w określonym środowisku
dotyczą zaburzeń występujących w określonym środowisku
elektromagne-tycznym i pełnią rolę wartości referencyjnych
elektromagne-tycznym i pełnią rolę wartości referencyjnych
dla
koordynacji
poziomów
emisji
i
wymagań
dla
koordynacji
poziomów
emisji
i
wymagań
odpornościowych w celu uzyskania kompatybilności EMC.
odpornościowych w celu uzyskania kompatybilności EMC.
Zatem o ile
Zatem o ile poziomy kompatybilności dotyczą głównie
poziomy kompatybilności dotyczą głównie
projektowania sprzętu lub systemu
projektowania sprzętu lub systemu
, to
, to poziomy jakości
poziomy jakości
energii odnoszą się do opisu rzeczywistego stanu sieci
energii odnoszą się do opisu rzeczywistego stanu sieci
zasilającej.
zasilającej.
Document Outline