Podniková norma energetiky pro rozvod elektrické energie. Parametry kvality elektrické energie. Část 4: Poklesy a krátká přerušení napětí

Transkript

1 REAS ČR ČEPS VSE Podniková norma energetiky pro rozvod elektrické energie Parametry kvality elektrické energie Část 4: Poklesy a krátká přerušení napětí PNE PNE Odsouhlasení normy Konečný návrh podnikové normy energetiky pro rozvod elektrické energie odsouhlasily tyto organizace: ČEPS, a.s., PRE Praha, a.s.,ste Praha, a.s., JČE České Budějovice, a.s., ZČE Plzeň, a.s., SČE Děčín, a.s., VČE Hradec Králové, a.s., JME Brno, a.s., SME Ostrava, a.s. a VSE Košice š.p. Tato norma stanoví podmínky hodnocení poklesů a krátkých přerušení napětí v distribučních sítích. Tato norma má pouze informativní charakter. Nahrazení předchozích norem Touto normou se nahrazuje PNE :1997 v plném rozsahu. Změny proti předchozí normě Při revizi PNE :1997 byly provedeny změny ve všech článcích a byla doplněna ustanovení podle nově vyšlých mezinárodních a evropských norem. Byla vypuštěna kapitola týkající se smlouvy o kvalitě energie a příloha A. Přidána byla kapitola týkající se poklesů napětí způsobených odběrateli. Nahrazuje: PNE z Účinnost od:

2 Předmluva Citované normy ČSN IEC 50(161) ( ) Mezinárodní elektrotechnický slovník. Kapitola 161: Elektromagnetická kompatibilita. ČSN EN ( ) Charakteristiky napětí elektrické energie dodávané z veřejné distribuční sítě ČSN IEC ( ) Elektromagnetická kompatibilita (EMC). Část 1: Všeobecně. Díl 1: Použití a interpretace termínů a definic. ČSN IEC ( ) Elektromagnetická kompatibilita (EMC). Část 2: Prostředí. Díl 1: Popis prostředí - elektromagnetické prostředí pro nízkofrekvenční vedené rušení a signály ve veřejných rozvodných sítích. ČSN IEC ( ) Elektromagnetická kompatibilita (EMC). Část 2: Prostředí. Díl 2: Kompatibilní úrovně pro nízkofrekvenční rušení šířené vedením a signály v rozvodných sítích nízkého napětí ČSN EN ( ) Elektromagnetická kompatibilita (EMC) - Část 2: Prostředí - Oddíl 4: Kompatibilní úrovně pro nízkofrekvenční rušení šířené vedením v průmyslových závodech ČSN EN :1996 ( ) Elektromagnetická kompatibilita (EMC) - Část 4: Zkušební a měřicí techniky - Oddíl 11: Krátkodobé poklesy napětí, krátká přerušení a pomalé změny napětí - Zkoušky odolnosti ČSN EN :1996 ( ) Systémy elektrických výkonových pohonů s nastavitelnou rychlostí. Část 3: EMC norma výrobku zahrnující specifické zkušební metody ČSN EN :1997 ( ) Polovodičové měniče - Všeobecné požadavky a měniče se síťovou komutací - Část 1-1: Stanovení základních požadavků ČSN IEC :1995 ( ) Elektromagnetická kompatibilita (EMC) - Část 2: Prostředí - Oddíl 6: Určování úrovní emise nízkofrekvenčních rušení šířených vedením v síťovém napájení průmyslových závodů PNE Výpočetní hodnocení zpětných vlivů odběratelů distribučních soustav PNE Charakteristiky napětí elektrické energie dodávané z veřejné distribuční sítě Vypracování normy Zpracovatel: Ing. Jaroslav Šmíd, CSc. - NELKO TANVALD, IČO Pracovník ONS odvětví energetiky: Energoprojekt Praha, a.s., Ing. Jaroslav Bárta 2

3 Obsah Strana Předmluva Předmět normy Definice Všeobecně Popis jevu Příčiny poklesů napětí a krátkých přerušení napětí Účinky poklesů napětí a krátkých přerušení napětí Poruchy v rozvodné síti Příčiny poruch Charakter poruch Opětovné zapínání (OZ) Šíření poklesů napětí v síti Poklesy napětí způsobené odběrateli Poklesy napětí způsobené zapínáním odběrů Komutační poklesy Kompatibilní úrovně podle ČSN IEC Směrné hodnoty podle ČSN EN Měření a vyhodnocení poklesů a krátkých přerušení napětí

4 1 Předmět normy Tato část PNE se týká charakteristik poklesů a krátkých přerušení napětí v distribučních sítích. Dále se týká omezování jejich vlivu na funkční spolehlivost zařízení odběratelů i dodavatele elektrické energie. Předmětem této normy je vytvoření všeobecného vztahu pro vyhodnocování odolnosti elektrických a elektronických zařízení vystavených krátkodobým poklesům napětí a krátkým přerušením napětí. S ohledem na charakter poklesů a krátkých přerušení napětí nejsou předmětem tohoto dílu PNE mezní hodnoty za účelem určení dovolené emise poklesů a krátkých přerušení napětí. 2 Definice Pro účely této části PNE se používají následující definice týkající se nesymetrie napětí (viz též ČSN IEC 5O(161) a ČSN EN 50160). 2.1 jmenovité napětí rozvodné sítě (U N ) (nominal voltage of a system (U N )): napětí, na které je rozvodná síť navržena nebo identifikována, a ke které jsou její provozní charakteristiky vztaženy 2.2 napájecí napětí (supply voltage): efektivní hodnota napětí v dané době v odběrném místě, měřená po dobu daného intervalu 2.3 dohodnuté napájecí napětí (U c ) (declared supply voltage (U c )): dohodnuté napájecí napětí (U c ) je normálně jmenovité napětí rozvodné sítě (U N ). Je-li na základě dohody mezi dodavatelem a odběratelem přivedeno do odběrného místa napětí odlišné od jmenovitého napětí, pak toto napětí je nazýváno dohodnuté napájecí napětí (U c ) 2.4 odchylka napětí (voltage variation): nárůst nebo pokles napětí obvykle způsobený proměnností celkového zatížení distribuční sítě nebo její části 2.5 krátkodobý pokles napětí (supply voltage dip): pokles napájecího napětí po kterém následuje obnovení napětí během krátkého časového úseku. Konvenční doba trvání krátkodobého poklesu napětí je mezi 10 ms a 1 minutou. Hloubka krátkodobého poklesu napětí je definována jako rozdíl mezi minimální efektivní hodnotou v průběhu krátkodobého poklesu a dohodnutým napětím. Změny napětí, které nesnižují napájecí napětí na méně než 90 % dohodnutého napětí se nepovažují za poklesy napětí ale za odchylky napětí POZNÁMKA Tato definice se liší od definice podle ČSN IEC 50(161) čl. 161-O8-1O, kde krátkodobý pokles napětí je definován jako náhlý pokles napětí v nějakém bodu elektrické soustavy, po kterém následuje obnovení napětí během krátkého časového úseku trvajícího několik cyklů až několik sekund. 2.6 rychlá změna napětí (rapid voltage change): jednotlivá rychlá změna efektivní hodnoty napětí mezi dvěmi po sobě následujícími úrovněmi, které trvají určitou, avšak nestanovenou dobu 2.7 přerušení napájení (supply interruption): stav, při kterém je napětí v odběrném místě menší než 1 % dohodnutého napětí U c ; přerušení napájení může být tříděno na: - předem dohodnuté (prearranged) jsou-li spotřebitelé elektrické energie předem informováni tak, aby se umožnilo provedení plánovaných prací na distribuční síti; - poruchové (accidental) způsobené trvalými nebo přechodnými poruchami většinou vázanými na poruchy zařízení nebo rušení; poruchové přerušení je tříděno na: dlouhodobé přerušení (long interruption) (delší než tři minuty) způsobené trvalou poruchou, krátkodobé přerušení (short interruption)(do tří minut) způsobené přechodnou poruchou. POZNÁMKA 1 Účinek předem dohodnutých přerušení mohou odběratelé minimalizovat zavedením vhodných opatření. POZNÁMKA 2 Poruchová přerušení dodávky jsou nepředvídatelnou, z velké části náhodnou událostí. 2.8 odchylka napětí (voltage variation): nárůst nebo pokles napětí obvykle způsobený proměnností celkového zatížení distribuční sítě nebo její části 4

5 2.9 normální provozní podmínky (normal operating condition): podmínky distribuční soustavy, které splňují požadavek zatížení, spínání soustavy a odstraňování poruch automatickými ochrannými systémy bez mimořádných podmínek způsobených vnějšími vlivy nebo závažnými událostmi 2.10 napáječ (feeder): napájecí vedení zajišťující dodávku napájecího napětí do odběrného místa 2.11 společný napájecí bod PCC (zkratka) (point of common coupling PCC (abbreviation)): bod napájecí rozvodné sítě, elektricky nejbližší konkrétní zátěži, ve kterém jsou nebo mohou být připojeny jiné zátěže POZNÁMKY 1 Těmito zátěžemi mohou být přístroje, zařízení nebo systémy, nebo zřetelné instalace odbětatele. 2 V některých aplikacích je termín "společný napájecí bod" omezen na veřejné rozvodné sítě napájecí bod uvnitř závodu (IPC) (in-plant point of coupling (IPC)): napájecí bod uvnitř vyšetřované sítě nebo instalace (viz ČSN EN , článek 3.6) 3 Všeobecně Poklesy a krátká přerušení napětí jsou nepředvídatelné, většinou náhodné jevy, které se nejlépe popisují statistickým způsobem. 3.1 Popis jevu Pokles napětí je redukce napětí v bodě elektrické sítě následovaná obnovením napětí po krátkém časovém úseku od poloviny periody sítě do několika sekund. Krátké přerušení napětí je vymizení napájecího napětí po dobu nepřekračující 1 minutu. Krátké přerušení napětí může být považováno za pokles napětí s hloubkou 100%. Hloubka poklesu napětí je definována (viz 1.1) jako rozdíl mezi napětím během poklesu napětí a jmenovitým napětím sítě (viz obrázek 1). Hloubka se vyjadřuje v procentech jmenovitého napětí. 5

6 Obrázek 1 - Znázornění poklesu a přerušení napětí Pokles napětí jehož hloubka je konstantní během jeho trvání může být charakterizována dvěma hodnotami, hloubkou U a trváním t. Několik poklesů napětí může být charakterizováno dvěma nebo více páry hodnot ( U, t). Takové poklesy komplexního tvaru jsou však poměrně vzácné a pro praktické účely mohou být charakterizovány jejich maximální hloubkou a celkovým trváním. Změny napětí, které nezmenšují napětí sítě v bodu, který se vyšetřuje, na méně než 90% jmenovitého napětí, nejsou považovány za poklesy napětí. Tyto změny jsou v oblasti odchylek napětí (způsobenými stupňovitými změnami zatížení) a v oblasti kolísání napětí (viz PNE ), způsobeného rychlými a opakujícími se změnami zatížení (viz první změna napětí v obrázku 1). POZNÁMKA K pochopení je podstatné, že určitému počtu poklesů napětí se v rozvodných sítích nevyhneme a že pro většinu zařízení je běžné akceptovat riziko omezeného počtu nesprávného fungování způsobeného tímto typem rušení. Dva parametry U a t, hloubka a trvání, nemohu být v rozvodných sítích prakticky omezovány pasivními prvky (filtry). Jedinou možností je překlenutí poklesů a krátkých přerušení napětí z náhradního zdroje. Pro danou síť může být, jako její charakteristická vlastnost, stanovena četnost výskytu poklesů napětí s hloubkami a trváními obsaženými v daném intervalu. Hloubky však nejsou nutně stejné ve všech třech fázích. 6

7 3.2 Příčiny poklesů napětí a krátkých přerušení napětí PNE Poklesy a krátká přerušení napětí mohou být způsobeny spínacími operacemi při nichž jsou zapínány velké odběry nebo zkratovými poruchami a následnou funkcí ochran (např. opětovného zapínání viz kapitola 4). Tyto poruchy mohou pocházet z odběratelských sítí, z veřejných rozvodných sítí nebo mohou být způsobeny atmosférickými vlivy. Poklesy napětí jsou také způsobeny změnami jalového a činného proudu odebíraného zátěžemi připojenými k síti a tak způsobujícími změny úbytku napětí na impedanci sítě. V určitých případech mohou být poklesy napětí způsobeny změnami zkratového výkonu sítě, způsobenými změnami ve skladbě generátorů nebo změnami v konfiguraci sítě. 3.3 Účinky poklesů napětí a krátkých přerušení napětí Poklesy napětí a krátká přerušení napětí mohou rušit zařízení připojená do rozvodné sítě. Typy nepříznivých vlivů, které mohou být způsobeny poklesem nebo krátkým přerušením napětí jsou: - zhášení výbojek; - narušení funkce regulačních přístrojů; - změny rychlosti nebo zastavování motorů; - vypínání stykačů; - výpočetní chyby počítačů a ztráta dat v paměti; - chybná funkce měřicích přístrojů vybavených elektronikou; - ztráta synchronního chodu synchronních motorů a generátorů; - komutační chyby tyristorových můstků pracujících ve střídačovém režimu. 4 Poruchy v rozvodné síti Poruchy v rozvodné síti jsou hlavní příčinou krátkých přerušení napětí a tím i dodávky energie. Ve velké většině případů poruchy mají za následek průtok zkratového proudu, který musí být eliminován vypnutím části sítě ohrožené poruchou. Pro rychlé obnovení dodávky energie jsou někdy (dle uspořádání rozvodné sítě) používány ochrany s opětovným zapínáním. 4.1 Příčiny poruch Příčiny poruch jsou obvykle rozlišovány na externí a interní. V prvém případě se jedná o atmosférické a náhodné příčiny nezávislé na stavu sítě. V druhém případě se jedná například o poruchy souvisící s ukončením životnosti některého zařízení sítě. Externí příčiny jsou následující: - podmínky počasí (bouřka, blesk, mlha, sníh, mráz atd.), které ovlivňují zejména venkovní vedení; - náhodné příčiny: dotyk s cizími částmi (větve stromů, ptáci atd.), kolize vozidel se sloupy vedení, narušení kabelů při výkopech atd.; - přenos poruchy z průmyslové sítě. Interní příčiny jsou následující: - průraz izolace zařízení sítě (izolátory vedení, kabely, transformátory, vypínače atd.), přičemž napěťové namáhání způsobující poruchu bylo v rozsahu projektované izolační pevnosti zařízení; - chybná funkce ochran; - chybná manipulace obsluhy sítě. 4.2 Charakter poruch Charakter poruch je důležitý pro zajišťování provozu sítě. Porucha může být přechodná, která je buď samozhášecí nebo nezpůsobující poškození zařízení (přeskok podél řetězce izolátorů při atmosférickém přepětí). Při takovéto poruše zařízení může být po krátké době uvedeno znovu do provozu. Naproti tomu při trvalé poruše musí být porušené zařízení buď opraveno nebo nahrazeno. 7

8 Podle způsobu průtoku poruchového proudu se rozlišuje: zemní spojení, dvoufázový zkrat a třífázový zkrat. 4.3 Opětovné zapínání (OZ) Nejčastější příčinou poklesů a krátkých přerušení napětí je porucha a následná funkce systému opětovného zapínání, který chrání venkovní vedení proti škodám vznikajících přeskoky na izolátorech. Příklad funkce OZ v rozvodné síti vysokého napětí je uveden na obrázku 2. Dojde-li k poruše na napájecím vedení číslo 1 potom u odběratele připojeného na toto vedení dojde ke krátkodobému přerušení napětí (doba trvání řádově desetiny sekundy). U odběratele, který je připojen na jiné vedení (např. vedení číslo 2 na obrázku 2) dojde k poklesu napětí. Stejně poklesne napětí na vysokonapěťových sběrnicích v rozvodně (viz obrázek 3). Obrázek 2 - Příklad funkce OZ v rozvodné síti vysokého napětí 8

9 poruchový proud I Šíření poklesů napětí v síti Obrázek 3 - Průběhy napětí a proudu při funkci OZ Poklesy napětí způsobené poruchou se přenášejí do ostatní sítě jako redukované poklesy napětí. Krátká přerušení napětí napáječe s poruchou se přenášejí jen do distribuční sítě tohoto napáječe. S ohledem na odlišný charakter útlumu poklesů napětí rozlišuje se jejich přenos přes transformátory a jejich šíření v jednotlivých napěťových úrovních sítě Transformátor vn/nn, porucha na nn straně Poruchy v síti nn mají jen malý vliv na poklesy napětí na vn straně. Je-li např. S k zkratový výkon a X k odpovídající reaktance vn sítě, potom pokles napětí na vn straně bude kde S T je výkon transformátoru X T u k reaktance transformátoru U Xk 1 1 (1) U napětí nakrátko transformátoru. X k X T X 1 X T k uks 1 S Například zkrat v nn síti se transformátorem 22/0,4 kv, 1000 kva přenáší do vn sítě o zkratovém výkonu 200 MVA jako pokles napětí řádově 10 %. Proto se většinou přenos poklesů napětí transformátorem do vn sítě může zanedbat Transformátor vvn/vn, porucha na vn straně Výpočet poklesů napětí se může provést opět z rovnice (1). Orientační hodnoty jsou uvedeny v tabulce 1. T k 9

10 Tato tabulka ukazuje, že poklesy napětí se transformátory vvn/vn přenášejí ve větší míře než u transformátorů vn/nn. Stávají se případy, kdy je narušena funkce zařízení připojeného do vn sítě při poruše, která byla v jiné síti vn. Tabulka 1 - Poklesy napětí U/U na primáru transformátoru vvn/vn při zkratu na sekundáru Zkratový výkon vvn: 500 MVA 1000 MVA 2000 MVA S T = 25 MVA, u k = 11 %: 31 % 18,5 % 10,2 % S T = 40 MVA, u k = 11 %: 42 % 26,6 % 15,4 % Přenos poklesů z primáru do sekundáru transformátorů Krátké přerušení napětí na primáru má za následek krátké přerušení napětí na sekundáru. Přenos tvaru a rozložení poklesů napětí závisí na zapojení transformátoru a na charakteru poruchy Šíření poklesů napětí v síti vn Způsob šíření poklesů napětí v síti vn vyplývá z obrázku 3. Krátká přerušení napětí napáječe s poruchou se přenášejí do ostatní sítě jako poklesy napětí Šíření poklesů napětí v síti vvn Je-li rozvodna vvn napájena dvěma nebo více vedeními jsou přerušení napětí na jejích sběrnicích vzácná. Je-li napájena jedním vedením pak každá porucha na tomto vedení má za následek přerušení napětí. Poklesy napětí v sítích vvn a zvn se šíří do vzdáleností stovek kilometrů. 5 Poklesy napětí způsobené odběrateli 5.1 Poklesy napětí způsobené zapínáním odběrů Poklesy napětí jsou způsobeny změnami jalového a činného proudu odebíraného zátěžemi připojenými k síti a tak způsobujícími změny úbytku napětí na impedanci sítě (viz obrázek 4). S narůstajícím množstvím přítomných odběrů se s ohledem na klesající poměr příkonu odběru a zkratového výkonu napětí stává všeobecně ustálenější. Individuální změny nebo emise změn napětí je třeba podle ČSN IEC omezit takovým způsobem, aby ustálený stav provozního napětí U c zůstal uvnitř dohodnutého pásma napětí (obrázek 5) pro správnou funkci všech spotřebičů připojených k bodu IPC nebo PCC. Relativně velká dynamická změna I způsobující U c, která je následkem připojení nebo odpojení relativně velké zátěže nebo velké změny impedance zátěže, doprovázející rozběh motoru nebo provoz obloukové pece, dokonce i uvnitř dohodnutého pásma napětí, je považována za rušivý jev. V následujících článcích je uvažována tato relativní změna napětí Příklady zátěží způsobujících relativně velké změny napětí Typické příklady jsou: provoz obloukových pecí; provoz svářeček; rozběhy motorů; spínání kondenzátorů. Obrázek 5 znázorňuje, jak by rozběhy motorů mohly změnit provozní napětí. Rozběhy několika motorů mohou být reprezentovány stejným vztahem vektorového součtu individuálních rozběhových proudů Určení dynamické nebo relativní změny napětí způsobené jednotlivou zátěží v bodu připojení Jednoduché určení relativní změny napětí může být provedeno následovně: Je-li impedance sítě ve složkovém tvaru 10

11 Z L = R L + j X L (2) Potom přibližný vztah pro úbytek napětí vyvolaný dynamickou změnou zátěže (složky změny proudu I p a I q ) bude: U dyn I p R L + I q X L (3) zapínaný odběr a) Ekvivalentní obvod b) Vektorový diagram Obrázek 4 - Ustálený stav a dynamické změny napětí 5.2 Komutační poklesy U c : ustálený stav změny napětí U dyn : dynamická změna napětí Obrázek 5 - Ustálený stav a dynamické změny napětí Komutační poklesy jsou způsobeny mezifázovými zkraty, které se objevují na svorkách tyristorového měniče. Toto se vyskytne, když proud je komutován z jedné napájecí fáze do další. Velikost komutačního poklesu pozorovaného kdekoliv v napájecí síti závisí na poměru napájecí impedance a oddělovací reaktance v tyristorovém měniči. Analýza komutačních poklesů předpokládá širší rozsah kmitočtů, než normální harmonická analýza. Jejich charakteristiky v časové oblasti způsobují účinky, které nemohou být postihnuty jednoduchou harmonickou analýzou. Proto jsou analyzovány v časové oblasti při použití osciloskopu. 11

12 POZNÁMKA Typický rozsah poměrných hodnot je uveden jen pro porovnání. Obrázek předpokládá, že mezi svorkami řízeného pohonu a měničem není žádná impedance. Opakující se přechodové jevy (U LRM / U LWM) : 1,25 až 1,50, v závislosti na návrhu omezení při respektování di/dt. Neopakující se přechodové jevy (U LSM / U LWM) : 1,80 až 2,50, v závislosti na přídavných ochranných prostředcích. Obrázek 6 - Typický tvar vlny komutačních poklesů - Rozlišení od neopakujícího se přechodového jevu Toto doporučení neplatí pro výkonové měniče se strukturou, o které je známo, že komutační poklesy nevytváří nebo jsou o zanedbatelné amplitudě. POZNÁMKA 1 Například nepřímý měnič s napěťovým střídačem a aktivním vstupním měničem vybavený oddělovacím filtrem navrženým pro útlum účinků spínacího kmitočtu neprodukuje komutační poklesy. Jednoduchý diodový usměrňovač produkuje komutační poklesy zanedbatelné amplitudy. Hlavním praktickým případem, kdy emise komutačních poklesů by měla být zvažována je případ tyristorových měničů (komutovaných sítí). Shoda s doporučeními týkajícími se komutačních poklesů nevylučuje potřebu ověření shody s požadavky na harmonické. Podle ČSN EN by pro řízené pohony hloubka hlavního poklesu v bodu PC (PCC nebo IPC) měla být omezena podle tabulky 2, za předpokladu, že impedance sítě je čistá reaktance: Z = L a má hodnotu 1,5 % (vztaženou ke jmenovitému výkonu řízeného pohonu). POZNÁMKA 2 Při instalování řízeného pohonu se impedance prakticky definuje ze zkratového výkonu v bodu PC. Tabulka 2 - Maximální dovolená hloubka komutačních poklesů v bodu PC Maximální hloubka poklesu První prostředí 20 % Třída C podle ČSN EN nebo ve shodě s požadavky místního dodavatele energie Druhé prostředí 40 % Třída B podle ČSN EN nebo dohoda s uživatelem 12

13 POZNÁMKA 3 Toto pravidlo nemůže být použito v případech, kde může být očekávána rezonance díky kondenzátorům nebo dlouhým kabelům: POZNÁMKA 4 V případě určitých distribučních sítí může být požadováno zvláštní posouzení (například interní distribuční sítě v nemocnicích). V takovýchto případech by měly být podmínky stanoveny uživatelem. Shoda může být určena výpočtem, simulací nebo měřením Odolnost proti komutačním poklesům Škodlivý účinek komutačních poklesů na ostatních elektronicky řízených spotřebičích může být mnohem větší než ten, který by byl zjištěn analýzou jejich příspěvku k celkovému harmonickému zkreslení v kmitočtové oblasti. Proto je nutná analýza komutačních poklesů v časové oblasti. Povšimněte si, že namáhání způsobené harmonickými a komutačními poklesy nepříznivě ovlivňuje elektronické řízení a některé výkonové přístroje (například odlehčovací obvody). Jelikož chybná funkce elektronického řízení nastane okamžitě a odlehčovací obvody mají krátkou tepelnou časovou konstantu, neměla by doba trvání zkoušky, pokud se provádí, překročit za ustálených podmínek 1 hodinu. Některé praktické případy, při kterých by odolnost proti komutačním poklesům měla být zvážena, jsou: - tam, kde funkce je ovlivněna mžikově, například účinkem obvodů elektronické synchronizace, u kterých jako reference je vzat průchod napětí nulou; - tepelné přetížení, například přetížení obvodů odlehčovacích obvodů ve výkonovém měniči; - přepětí na L-C obvodech, například na vysokofrekvenčních filtrech. 6 Kompatibilní úrovně podle ČSN IEC Jestliže se porucha vyskytne v přenosovém systému, ve kterém jsou velmi rychlé ochrany, mohou poklesy napětí trvat desetinu sekundy. Je-li porucha v síti nižší napěťové úrovně opatřené ochranami, mohou poklesy napětí trvat několik sekund. Většina poklesů napětí trvá mezi 100 ms a 1500 ms. Podle použitého typu zařízení automatického opětovného zapínání ve venkovní síti mohou některé poklesy napětí dosahovat formy přerušení dodávky trvající od desetin sekundy do několika desítek sekund. Je možné provést statistické vyhodnocení průměrného počtu zemních spojení na 100 km síťových vedení za rok pro každou napěťovou úroveň, avšak takto odhadnuté hodnoty je nutno aplikovat se zvláštní opatrností, jelikož velmi závisí na místních podmínkách. V současnosti lze jako přibližné vodítko podle ČSN IEC prohlásit, že odběratel ve městě může být v průměru jednou až čtyřikrát za měsíc postižen poklesy napětí způsobenými mimo objekty odběratele, které překračují 10 % jmenovitého síťového napětí. Trvání těchto poklesů napětí je obvykle mezi 60 ms a 3 s, ale jsou možná také trvání kolem 10 ms, tehdy když jsou poruchy vypínány pojistkami. Ve venkovských oblastech, obvykle napájených venkovními vedeními, jsou poklesy napětí mnohem častější, ale žádné užitečné odhady četností výskytu takovýchto poklesů nejsou k dispozici. 7 Směrné hodnoty podle ČSN EN Za normálních provozních podmínek může být očekávaný počet krátkodobých poklesů napětí během roku od několika desítek až do jednoho tisíce. Většina krátkodobých poklesů napětí má dobu trvání menší než 1 sekundu a hloubku poklesu menší než 60 %. Mohou se však občas vyskytnout krátkodobé poklesy napětí s větší hloubkou a dobou trvání. V některých oblastech se mohou velmi často vyskytovat krátkodobé poklesy napětí s hloubkou poklesu mezi 10 % a 15 % U N jako následek spínání zatížení u odběratelů. POZNÁMKA Podle vyjádření ZČE se hloubka poklesu 10 % až 15 % U N nepovažuje pro naše sítě za přijatelnou. Za normálních provozních podmínek je roční výskyt krátkých přerušení napájecího napětí v rozsahu od několika desítek až do několika stovek. Přibližně 70 % krátkých přerušení může mít dobu trvání menší než 1 sekundu. 13

14 8 Měření a vyhodnocení poklesů a krátkých přerušení napětí Poklesy a krátká přerušení napětí lze měřit jakýmkoliv přístrojem určeným pro analýzu parametrů kvality síťového napětí, který splňuje následující požadavky: a) současné měření sdruženě a fázově, na napěťových vstupech 57, 100, 230 V ve všech fázích b) přesnost měřicího přístroje musí být znatelně lepší, než přesnost měřicí metody c) schopnost záznamu informací v době poklesu napětí d) možnost nastavení prahu záznamu na 10% pod jmenovitou hodnotu e) schopnost záznamu minimálního napětí při poklesu (půlperioda) f) schopnost záznamu trvání poklesu od 1 půlperiody do 60 sekund g) uchování naměřených údajů a nastavených parametrů při přerušení síťového napětí POZNÁMKA S ohledem na podmínky nastavování OZ se v našich sítích požaduje možnost záznamu trvání poklesu do 3 minut. Měřiče poklesů a krátkých přerušení napětí obvykle pracují ve třech krocích: - v prvém kroku je síťové napětí upraveno a digitalizováno; - v druhém kroku jsou vypočítávány efektivní hodnoty síťového napětí během každé půlperiody a porovnávány s prahovou hodnotou (např. jmenovité napětí zmenšené o dovolenou odchylku). Dojde-li poklesu efektivní hodnoty napětí pod tuto prahovou hodnotu, považuje to měřič za počátek poklesu; - v třetím kroku měřič indikuje konec poklesu jako okamžik, kdy efektivní hodnota napětí je opět vyšší než prahová hodnota. Přitom do paměti se uloží doba trvání poklesu a jeho maximální hloubka (tj. minimální napětí) případně celý jeho průběh. Do paměti je možné ukládat také začátek a konec poklesu a dobu trvání vyhodnocovat např. při pozdějším zpracování. Pro zvažování a hledání souvislostí s dalšími jevy v síti je to výhodnější. Pro získání co nejvíce informací o kvalitě napětí s dostatečnou přesností a možností interpretace se doporučuje dodržovat následující zásady: - měřič poklesů by měl být umístěn co nejblíže odběratele, který je poklesy ohrožen; - měření poklesů musí být prováděno po dostatečně dlouhou dobu. Měření podobu jednoho měsíce se považuje za minimum; - pokud je to možné provede se porovnání výskytu změřených poklesů s výskytem funkce vypínačů; - je třeba si uvědomit, že jedním měřičem poklesů nejde určit místo původu poklesů; - na závěr se provádí porovnání změřených parametrů poklesů napětí s výsledky zkoušky odolnosti zařízení odběratele proti poklesům napětí podle ČSN EN Pro účely diagnostiky a predikce poklesů je účelné statistické zpracování výsledků měření. Příklad výsledků takového zpracování je uveden v tabulce 3 (viz příloha B normy ČSN EN ). Tabulka 3 - Četnost výskytu poklesů a přerušení napětí v distribuční síti Doba trvání Hloubka poklesu 10 až 30 % 30 až 60 % 60 až 100 % 100 % 10 ms až 100 ms ms až 500 ms ms až 1 s 1 s až 3 s Počet poruch za rok

15 15 PNE