19

3/2002

www.elektro.info.pl

dobra jakoœ-

æ

Energia elektryczna w warunkach

gospodarki rynkowej jest towarem

maj¹cym okreœlone wartoœci

u¿ytkowe. Jej jakoœæ bywa

najczêœciej rozumiana jako zespó³

cech oferowanego towaru i jest

jednym z podstawowych elementów

prowadzenia gospodarki

energetycznej, obejmuj¹cej

wytwarzanie, przesy³anie, rozdzia³

oraz u¿ytkowanie energii

elektrycznej.

nia w sieci elektroenergetycznej
oraz tzw. odbiorników niespo-
kojnych, powoduj¹cych waha-
nia napiêcia i zwi¹zane z tym
zjawisko migotania œwiat³a.
Znane s¹ przypadki, ¿e zains-
talowanie urz¹dzenia w sieci
elektroenergetycznej powodo-
wa³o powstawanie zaburzenia
napiêcia w takim stopniu, ¿e
uniemo¿liwia³o jego prawid-
³owe dzia³anie.

Obowi¹zuj¹ce od 10 grud-

nia 1997 roku Prawo Energe-

W

iele nowoczesnych
odbiorników wyma-
ga dostarczania

z sieci elektroenergetycznych
publicznych lub przemys³o-
wych, energii elektrycznej
o wyznaczonym poziomie ja-
koœci, tzn. o takich wartoœ-
ciach wielu parametrów, któ-
rych wielkoœci zawieraj¹ siê
w dopuszczalnym zakresie.
Z drugiej strony, wzrasta tak¿e
liczba odbiorników nielinio-
wych powoduj¹cych zaburze-

tyczne nak³ada na dostawców
i odbiorców energii elektrycznej
obowi¹zek uwzglêdniania
problemów dotycz¹cych jej ja-
koœci, pomimo ¿e prowadzone
od kilku lat dyskusje, nie da³y
jeszcze powszechnie akcepto-
wanej formu³y pojêciu „ja-
koœæ energii”. Przedstawiciele
narodowych komitetów IEC,
pracuj¹cy w komitecie IEC
77A, przyjêli nastêpuj¹c¹ de-
finicjê: „Jakoœæ energii elekt-
rycznej to zbiór parametrów
opisuj¹cych w³aœciwoœci pro-
cesu dostarczania energii do
u¿ytkownika w normalnych
warunkach pracy, a okreœlaj¹-
cych ci¹g³oœæ zasilania (d³u-
gie i krótkie przerwy w zasila-
niu) oraz charakteryzuj¹cych
napiêcie zasilaj¹ce (wartoœæ,
niesymetriê, czêstotliwoœæ
i kszta³t przebiegu czasowe-
go).”

Wprowadzenie Prawa Ener-

getycznego w Polsce umo¿liwi-
³o tak¿e opracowanie przepi-
sów wykonawczych, m.in.
w sprawie standardów jako œ-
ciowych obs³ugi klientów, któ-
re stanowi¹ podstawy prawne
dotycz¹ce okreœlania paramet-

rów jakoœci energii elektrycznej
i uwzglêdniaj¹ równie¿ ochro-
nê sieci elektroenergetycznej
przed oddzia³ywaniami zains-
talowanych odbiorników, przy
zachowaniu ci¹g³oœci dostawy
energii. Rozporz¹dzenia te uw-
zglêdniaj¹ postanowienia za-
warte w dokumentach IEC oraz
w Normie Europejskiej EN
50160, która wymienia trzy-
naœcie parametrów charaktery-
zuj¹cych jakoœæ energii, z tego
piêæ g³ównych: czêstotli-
woœæ, wartoœæ napiêcia,
kszta³t krzywej napiêcia, sy-
metriê w sieciach trójfazowych
i ci¹g³oœæ zasilania.

Uwzglêdniaj¹c potrzebê

wykonywania wieloparametro-
wych pomiarów wielkoœci ok-
reœlaj¹cych jakoœæ energii
elektrycznej, zgodnie z przyjê-
tymi i wprowadzanymi do sto-
sowania normami oraz publi-
kacjami (wg nowych postano-
wieñ prawnych), wyposa¿ono
dotychczas produkowane
w OBR ME „METROL” mierni-
ki parametrów sieci elektroe-
nergetycznej typu MPS i PMPS
w tryb rejestrowania i przesy-
³ania próbek mierzonych na-

prof. dr hab. in¿.

Jerzy Bolikowski,

mgr in¿.

Wojciech Pierzgalski

F

20

www.elektro.info.pl

3/2002

piêæ i pr¹dów odkszta³conych
do pamiêci wewnêtrznej. Poz-
woli³o to wykorzystaæ zgroma-
dzone dane do przetwarzania
w programie Wirtualnego Ana-
lizatora Harmonicznych MPS-
AHV i znacznie rozszerzyæ
mo¿liwoœci pomiarowe tych
przyrz¹dów. Jednak w przyjê-
tym rozwi¹zaniu realizowana
jest tylko diagnostyka odksz-
ta³ceñ napiêæ i pr¹dów mie-
rzonych dla wybranego okresu
czasu obserwacji zjawisk zabu-
rzaj¹cych, wystêpuj¹cych
w sieci elektroenergetycznej.
Bardziej komplementarne roz-
wi¹zanie, uwzglêdniaj¹ce po-
miary, diagnostykê odkszta³-
ceñ napiêæ i pr¹dów oraz re-
jestracjê zdarzeñ wystêpuj¹-
cych w warunkach zaburzeñ
sieci elektroenergetycznej zrea-
lizowano w analizatorach para-
metrów sieci: AJE1 – tablico-
wym i AJE2 – przenoœnym.
Podstawowe parametry tech-
niczne analizatorów paramet-
rów sieci AJE1 i AJE2 przed-
stawiono poni¿ej.

Sygna³y wejœciowe: pr¹dy

fazowe1 A, 5 A (X/5 A), napiê-
cia fazowe 100/ V(X/100/ V),
127 V, 220 V, 380 V.

Zakresy mocy wybrane

z ci¹gu liczbowego: 1; 1,2;
1,5; 2; 4; 5; 6; 8W, kW,

MW, var, kvar, Mvar, VA, kVA,
MVA.

Klasa dok³adnoœci: pr¹d,

napiêcie 0,5; moc czynna,
bierna, pozorna 0,5; czêstotli-
woœæ 0,1; wspó³czynniki mo-
cy oraz k¹ta przesuniêcia fazo-
wego 1; energii czynnej1 wg
IEC 1036.

Pamiêæ wyników pomiarów

nieulotna. Pole odczytowe
wskaŸnik graficzny LCD. Na-
piêcie probiercze izolacji wg
PN-IEC 1010 3 kV. Stopieñ
ochrony obudowy wg PN/E-
08106 IP 54 od strony tablicy,
IP20 od strony zacisków. Zasi-
lanie Uzas220 V, 50 Hz. Pobór
mocy w obwodzie zasilania
10 VA. Wymiary gabarytowe:
AJE1 144×144×110 mm; AJE2
385×490×144 mm.

Na prezentowanych polach

wyœwietlacza graficznego LCD
wskazywane s¹ wybrane wiel-
koœci mierzone analizatorami
parametrów sieci AJE1 i AJE2.
Ich pe³ne zestawienie podano
poni¿ej.

Wielkoœci mierzone dla

AJE1 i AJE2:
napiêcia fazowe (true RMS)
U

1

, U

2

, U

3

, pr¹dy fazowe (true

RMS) I

1

, I

2

, I

3

, napiêcia miê-

dzyfazowe U

12

, U

23

, U

31

, moce

czynne faz P

1

, P

2

, P

3

, moc

czynna trójfazowa P, moce bier-

ne faz Q

1

, Q

2

, Q

3

, moc bierna

trójfazowa Q, moce pozorne faz
S

1

, S

2

, S

3

, moc pozorna trójfa-

zowa S, moce czynne 15-min.
faz Ps

1

, Ps

2

, Ps

3

, moc czynna

15-min. trójfazowa Ps, wspó³-
czynniki mocy czynnej faz PF

1

,

PF

2

, PF

3

, wspó³czynnik mocy

czynnej PF, wspó³czynniki mo-
cy biernej faz sin

ϕ

1

, sin

ϕ

2

,

sin

ϕ

3

, wspó³czynnik mocy

biernejsin, k¹ty przesuniêæ fa-
zowych faz

ϕ

1

,

ϕ

2

,

ϕ

3

, k¹t prze-

suniêcia fazowego, tangens k¹-

ta

ϕtgϕ, wartoœci maksymalne

napiêæ Um

1

, Um

2

, Um

3

, war-

toœci maksymalne pr¹dów Im

1

,

Im

2

, Im

3

, czêstotliwoœæ f,

energia mocy czynnej AP, ener-
gia mocy biernej AQ.

WskaŸniki charakteryzuj¹-

ce kszta³t, asymetriê oraz nie-
zrównowa¿enie napiêæ i pr¹-
dów: wspó³czynniki szczytu
napiêæ ksu1, ksu2, ksu3;
wspó³czynniki szczytu pr¹dów
ksi1, ksi2, ksi3; wspó³czynni-
ki kszta³tu napiêæ kku

1

, kku

2

,

Analizator parametrów sieci AJE1 – tablicowy

Analizator parametrów sieci AJE2 – przenoœny

kku

3

; wspó³czynniki kszta³tu

pr¹dów kki

1

, kki

2

, kki

3

; war-

toœci skuteczne harmonicznych
napiêcia Uk, k =1 ...40; war-
toœci skuteczne harmonicznych
pr¹du Ik, k = 1...40; wspó³-
czynniki zawartoœci harmo-
nicznych napiêcia THD

u

, TDF

u

;

wspó³czynniki zawartoœci har-
monicznych pr¹du THD

i

, TDF

i

;

wspó³czynnik niesymetrii na-
piêæ K

u

.

Wspó³czynniki charaktery-

zuj¹ce wahania oraz odchyle-
nia napiêæ i czêstotliwoœci
przy rejestracji zdarzeñ: od-
chylenia napiêcia

∆U, wahania

napiêcia

δU, zapady napiêcia

δUz, wahania czêstotliwoœci
δf, odchylenia czêstotliwoœci
∆f.

Problemy dotycz¹ce jakoœci

energii elektrycznej, odniesione
chocia¿by do wymagañ zawar-
tych w normie PN-EN 50160

opisuj¹cej parametry napiêcia
zasilaj¹cego w publicznych sie-
ciach rozdzielczych nie s¹ jesz-
cze wystarczaj¹co opracowa-
ne, a ich znaczenie w praktyce
elektroenergetycznej jest czês-
to niedoceniane. Wymaga to
m.in. przetwarzania informacji
wybranej z wielu parametrów
okreœlaj¹cych jakoœæ energii
elektrycznej, a tak¿e w³aœci-
wego wyboru zastosowanych
przyrz¹dów i metod pomiaro-
wych. Wprawdzie, teoretycznie
ujmuj¹c ten problem, istnieje
mo¿liwoœæ dostawy energii
elektrycznej o normatywnych
parametrach jakoœciowych do
wiêkszoœci odbiorców, ale
w praktyce wystêpuj¹ ograni-
czenia, g³ównie ekonomiczne.
Dlatego musi byæ ustalony roz-
s¹dny kompromis pomiêdzy
kosztami, a zakresem odchyleñ
parametrów jakoœciowych od

ich wartoœci normatywnych.
Wartoœci optymalne, zwane
równie¿ wartoœciami ekono-
micznymi parametrów jakoœci
energii elektrycznej, powinny
byæ w zasadzie wyznaczone
w ka¿dym konkretnym przy-
padku. Mo¿na optymalizowaæ
parametry jakoœciowe na za-
ciskach odbiornika energii elek-
trycznej w ca³ym zak³adzie
przemys³owym, u wszystkich
odbiorców bytowo-komunal-
nych w miastach, u odbiorców
wiejskich w ca³ym kraju itp.
Jednak w ka¿dym z tych wa-
runków dowolny z wybranych
parametrów jakoœciowych mo-
¿e okazaæ siê najwa¿niejszym.
Istotne jest, aby w procesie
optymalizacji parametrów ja-
koœci energii elektrycznej, usta-
lone zosta³y efektywne metody
oceny ekonomicznych skut-
ków, spowodowanych okreœlo-

nymi wartoœciami tych para-
metrów u odbiorców i w ca-
³ y m systemie wytwórczo-prze-
sy³owym.

Powy¿sze stwierdzenia,

wskazuj¹ na potrzebê szerokie-
go stosowania w diagnostyce
sieci elektroenergetycznej ana-
lizatorów parametrów sieci
AJE1 i AJE2, które realizuj¹
wieloparametrowe pomiary
wielkoœci okreœlaj¹cych ja-
koϾ energii elektrycznej przy
zró¿nicowanym doborze ich
w³aœciwoœci metrologicznych
i funkcjonalnych.

METROL

– Oœrodek

Badawczo-Rozwojowy

Metrologii Elektrycznej

65-950 Zielona Góra

ul. Przemys³owa 6

tel. [phone]

fax [phone]