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.