JAKOŚĆ ENERGII ELEKTRYCZNEJ I JEJ WPŁYW NA PRACĘ …

1 1 JAKO ENERGII ELEKTRYCZNEJ I JEJ WP YW NA PRAC URZ DZE ELEKTRYCZNYCH Katarzyna Strza ka-Go uszka doktorantka WEAIiE AGH Jan Strza ka O/Krakowski SEP 1. WST P Energia elektryczna jest produktem, kt ry podobnie jak ka dy inny musi spe nia okre lone wymagania w zakresie niezawodno ci zasilania i jako ci. Zasilanie odbiornik w ENERGII ELEKTRYCZNEJ powinno przebiega w spos b ci g y, gdy awarie i niespodziewane wy czenia zasilania mog powodowa wyst powanie znacznych szk d i strat materialnych oraz powstawanie niebezpiecze stwa dla ludzi i dla urz dze . Energia elektryczna ulega degradacji pod wp ywem zaburze elektromagnetycznych, a wi c zjawisk, kt re sprawiaj , e warto ci wybranych liczbowych wska nik w cech jako ci ENERGII r ni si od znamionowych, odnosz cych si do stan w ustalonych z przebiegami sinusoidalnie zmiennymi, wyst puj cymi w symetrycznych uk adach tr jfazowych.

2 Zgodnie z rankingiem zaakceptowanym przez mi dzynarodowe grono ekspert w, obrazuj cym znaczenie zaburze elektromagnetycznych mierzone wielko ci technicznych i gospodarczych skutk w, najwa niejszymi z po r d nich dla odbiorc w przemys owych s w kolejno ci: zapady napi cia, d ugie i kr tkie przerwy w zasilaniu, warto napi cia, harmoniczne, przepi cia, asymetria, wahania napi cia i cz stotliwo . W odniesieniu do odbiorc w komunalnych kolejno ta jest nast puj ca: warto napi cia, wahania napi cia, przerwy w zasilaniu, zapady napi cia, przepi cia, harmoniczne, asymetria i cz stotliwo . Prawid owe dzia anie urz dze elektrycznych wymaga, aby warto napi cia zasilaj cego zawiera a si w okre lonym przedziale wok warto ci znamionowej.

3 Znaczna cz odbiornik w obecnie u ytkowanych, szczeg lnie elektronicznych i komputerowych, wymaga wysokiej jako ci ENERGII . Z kolei te same odbiorniki s cz sto przyczyn odkszta ce napi cia zasilaj cego w instalacji, gdy z powodu nieliniowo ci swoich charakterystyk pobieraj niesinusoidalny pr d przy sinusoidalnym napi ciu zasilaj cym. W ostatnich latach problematyka jako ci ENERGII ELEKTRYCZNEJ nabiera coraz wi kszego znaczenia, a przyczyn tego jest rosn ca liczba odbiornik w wymagaj cych zasilania energi elektryczn o odpowiednich parametrach. W artykule niniejszym przedstawiono parametry jako ciowe ENERGII ELEKTRYCZNEJ oraz wp yw pogorszenia tych parametr w na prac urz dze elektrycznych.

4 W nast pnym numerze Biuletynu om wione zostan praktyczne sposoby poprawy jako ci ENERGII ELEKTRYCZNEJ w instalacjach elektrycznych. 2. Parametry jako ciowe ENERGII ELEKTRYCZNEJ i ich charakterystyka Zgodnie z norm PN-EN 50160:2002 [6] oraz Rozporz dzeniem Ministra Gospodarki z [9], do parametr w ENERGII ELEKTRYCZNEJ okre laj cych jej jako nale : - cz stotliwo sieciowa, - warto napi cia zasilaj cego, - zmiany napi cia zasilaj cego, - szybkie zmiany napi cia zasilaj cego, - zapady napi cia zasilaj cego, - przerwy w zasilaniu, - dorywcze przepi cia o cz stotliwo ci sieciowej, - przepi cia przej ciowe o kr tkim czasie trwania, 2 - asymetria napi cia zasilaj cego, - uci liwo migotania wiat a, - harmoniczne napi cia, - interharmoniczne napi cia.

5 Poni ej przedstawiono kr tk charakterystyk wa niejszych z wymienionych wy ej parametr w: 1. Cz stotliwo napi cia zasilaj cego Liczba powt rze w przebiegu czasowym sk adowej podstawowej napi cia zasilaj cego zmierzona w okre lonym przedziale czasu. 2. Zmiana warto ci napi cia Zwi kszenie lub zmniejszenie si warto ci napi cia spowodowane zazwyczaj zmian ca kowitego obci enia sieci rozdzielczej lub jej cz ci. 3. Szybka zmiana napi cia Pojedyncza, szybka zmiana warto ci skutecznej napi cia pomi dzy dwoma kolejnymi jego poziomami, kt re utrzymuj si przez sko czony, lecz nieokre lony przedzia czasu. 4. Wahania napi cia Seria zmian napi cia lub cykliczna zmiana obwiedni napi cia.

6 5. Migotanie wiat a Wra enie niestabilno ci postrzegania wzrokowego spowodowane przez bodziec wietlny, kt rego luminacja lub rozk ad spektralny zmienia si w czasie. 6. Uci liwo migotania wiat a Poziom dyskomfortu spowodowanego migotaniem wiat a (z ang. flicker), wyznaczony metod pomiarow i okre lony za pomoc nast puj cych wielko ci: wska nika kr tkookresowego migotania wiat a (Pst), mierzonego przez dziesi minut, wska nika d ugookresowego migotania wiat a (PIt), obliczonego w sekwencji 12 kolejnych warto ci Pst wyst puj cych w okresie dw ch godzin zgodnie z nast puj c zale no ci 33sti121It12PP i (1) gdzie: PIt wska nik d ugookresowego migotania wiat a, Pst wska nik kr tkookresowego migotania wiat a.

7 7. Zapad napi cia zasilaj cego Nag e zmniejszenie si napi cia zasilaj cego do warto ci zawartej w przedziale od 90% do 10% napi cia deklarowanego Uc, po kt rym, w kr tkim czasie, nast puje wzrost napi cia do poprzedniej warto ci. Umownie czas trwania zapadu napi cia wynosi od 10 ms do 1 minuty. G boko zapadu napi cia definiowana jest jako r nica mi dzy minimaln warto ci skuteczn napi cia w czasie trwania zapadu a napi cie deklarowanym. Zmiany napi cia zasilaj cego, kt re nie powoduj obni enia jego warto ci poni ej 90% napi cia deklarowanego Uc nie s traktowane jako zapady. 8. Przerwa w zasilaniu Stan, w kt rym napi cie w z czu sieci elektroenergetycznej jest mniejsze ni 1% napi cia deklarowanego Uc.

8 Przerwy w zasilaniu mog by sklasyfikowane jako: planowe - gdy odbiorcy s wcze niej poinformowani, maj ce na celu wykonanie zaplanowanych prac w sieciach rozdzielczych, przypadkowe - spowodowane np. trwa ymi lub przemijaj cymi zwarciami, zwi zanymi g wnie ze zdarzeniami zewn trznymi, uszkodzeniami urz dze lub zak ceniami w ich pracy. Przypadkowa przerwa jest klasyfikowana jako: 3 1. d uga przerwa (d u sza ni trzy minuty), spowodowana trwa ym zwarciem, 2. kr tka przerwa (do trzech minut), spowodowana zwarciem przemijaj cym. 9. Przepi cie dorywcze o cz stotliwo ci sieciowej - Przepi cie w okre lonym miejscu, o stosunkowo d ugim czasie trwania. 10.

9 Przepi cie przej ciowe Kr tkotrwa e przepi cie oscylacyjne lub nie oscylacyjne, zwykle silnie t umione, trwaj ce kilka milisekund lub kr cej. 11. Harmoniczna napi cia Napi cie sinusoidalne o cz stotliwo ci r wnej ca kowitej krotno ci podstawowej cz stotliwo ci napi cia zasilaj cego. Harmoniczne napi cia mo na okre li : 1. indywidualnie, przez ich wzgl dn amplitud (Uh) odniesion do napi cia sk adowej podstawowej U1, gdzie h jest rz dem harmonicznej. 2. cznie przez ca kowity wsp czynnik odkszta cenia THD (z ang. total harmonic distorsion), obliczany zgodnie z nast puj cym wyra eniem: 2h402U)U(THD h (2) gdzie: THDU wsp czynnik odkszta cenia napi cia, Uh napi cie h-rz du harmonicznej 12.

10 Interharmoniczna napi cia - Napi cie sinusoidalne o cz stotliwo ci zawartej pomi dzy harmonicznymi tj. cz stotliwo ci nie b d cej ca kowit krotno ci cz stotliwo ci sk adowej podstawowej. 13. Niesymetria napi cia W sieciach tr jfazowych stan, w kt rym warto ci skuteczne napi fazowych lub k ty fazowe mi dzy kolejnymi fazami nie s r wne. Na rysunku 1 przedstawiono klasyfikacj zjawisk wp ywaj cych na warto skuteczn napi cia. Zjawiska wp ywaj ce na warto skuteczn napi cia (UN napi cie znamionowe) Na poziom i zmienno napi cia w sieci ma wp yw wiele czynnik w wyst puj cych zar wno w procesie wytwarzania, przesy u, jak i rozdzia u ENERGII ELEKTRYCZNEJ .