Układy pomiarowe bezpośrednie i półpośrednie

podstawy projektowania

mgr inż. Julian Wiatr

Wojskowe Biuro Studiów Projektów Budowlanych i Lotniskowych

w Warszawie

W referacie zostały przedstawione podstawowe wymagania dotyczące przyłączania podmiotów do sieci elektroenergetycznej, grupy taryfowe oraz wymagania stawiane dla układów pomiarowych bezpośrednich i półpośernich zgodnie ze standardami STOEN.

W końcowej części referatu został zamieszczony przykład rachunkowy projektowania układu pomiarowego półpośredniego.

Przyłączanie podmiotów odbiorców do sieci elektroenergetycznej

Wyciąg z Rozporządzenia Ministra gospodarki i pracy z dnia 20 grudnia 2004 roku w sprawie szczegółowych warunków przyłączenia podmiotów do sieci elektroenergetycznych, ruchu i eksploatacji tych sieci [Dz. U. nr 2/2005 poz. 6] [5].

§ 3. Przyłączenie podmiotu do sieci następuje na podstawie umowy o przyłączenie i po spełnieniu warunków przyłączenia, określonych przez przedsiębiorstwo energetyczne zajmujące się przesyłaniem i dystrybucją energii elektrycznej, zwanych dalej "warunkami przyłączenia".

§ 4.1. Podmioty przyłączane do sieci dzieli się na następujące grupy przyłączeniowe:

1. grupa I - podmioty przyłączane bezpośrednio do sieci przesyłowej;

2. grupa II - podmioty przyłączane bezpośrednio do sieci rozdzielczej o napięciu znamionowym 110 kV;

3. grupa III - podmioty przyłączane bezpośrednio do sieci rozdzielczej o napięciu znamionowym wyższym niż 1 kV, lecz niższym niż 110 kV;

4. grupa IV - podmioty przyłączane bezpośrednio do sieci rozdzielczej o napięciu znamionowym nie wyższym niż 1 kV oraz mocy przyłączeniowej większej niż 40 kW lub prądzie znamionowym zabezpieczenia przedlicznikowego w torze prądowym większym niż 63 A;

5. grupa V - podmioty przyłączane bezpośrednio do sieci rozdzielczej o napięciu znamionowym nie wyższym niż 1 kV oraz mocy przyłączeniowej nie większej niż 40 kW i prądzie znamionowym zabezpieczenia przedlicznikowego nie większym niż 63 A;

6. grupa VI - podmioty przyłączane do sieci poprzez tymczasowe przyłącze, które będzie na zasadach określonych w umowie o przyłączenie zastąpione przyłączem docelowym, lub podmioty przyłączone do sieci na czas określony, lecz nie dłuższy niż rok.

2. Napięcie znamionowe, o którym mowa w ust. 1, jest określane w miejscu dostarczania energii elektrycznej.

§ 5. 1. Podmiot ubiegający się o przyłączenie do sieci, który posiada tytuł prawny do korzystania z obiektu, w którym będą używane urządzenia, instalacje lub sieci przyłączane do tej sieci, zwany dalej "wnioskodawcą", składa wniosek o określenie warunków przyłączenia.

2. Wnioskodawca składa wniosek o określenie warunków przyłączenia w przedsiębiorstwie energetycznym zajmującym się przesyłaniem i dystrybucją energii elektrycznej, do którego sieci ubiega się o przyłączenie.

3. Wzór wniosku o określenie warunków przyłączenia udostępnia przedsiębiorstwo energetyczne zajmujące się przesyłaniem i dystrybucją energii elektrycznej.

4. Przepisy ust. 1-3 stosuje się odpowiednio w przypadku zmiany przez podmiot przyłączony do sieci zapotrzebowania na moc lub energię elektryczną.

Grupy taryfowe

Pierwsza litera:

• poziom napięcia zasilania urządzeń elektroenergetycznych odbiorcy:

A - poziom WN

B - poziom SN

C -poziom nN

• litera G, R oznacza grupę taryfową niezależną od poziomu napięcia:

Grupa taryfowa R ma zastosowanie w rozliczeniach z odbiorcami energii elektrycznej w przypadku krótkotrwałego poboru energii dla potrzeb np. planu filmowego, omłotów, iluminacji, cyklinowania podłóg, elektrycznego ogrodzenia pastwisk itp.

Grupa taryfowa G ma zastosowanie dla zasilania odbiorów administracyjnych w budynkach mieszkalnych, zasilania budynków letniskowych, pomieszczeń gospodarczych związanych z prowadzeniem gospodarstw domowych, lokali zamieszkania zbiorowego (koszary, hotele, akademiki itp.) lokali nie mających charakteru handlowego), mieszkań i dyplomatów, zagranicznych przedstawicielstw oraz garaży indywidualnych.

• cyfry 2 lub 1 następujące po oznaczeniu literowym grupy taryfowej oznaczają:

2 - rozliczenie odbiorców pobierających moc większą niż 40 kW lub prądzie znamionowym zabezpieczenia limitującego moc większym od 63 A.

1 - rozliczenie odbiorców pobierających moc nie większą niż 40 kW lub prądzie znamionowym zabezpieczenia limitującego moc nie większym niż 63 A.

Cyfra 1, 2 lub 3 występująca po oznaczeniu progu pobieranej przez odbiorcę mocy oznacza:

• - rozliczenie jednostrefowe,

• - rozliczenie dwustrefowe,

• - rozliczenie trójstrefowe.

Litery a lub b zamieszczone na końcu oznaczenia taryfy określają (dotycz tylko grup taryfowych C):

a- zliczenie w strefie szczytowej i poza szczytowej,

b - zliczenia w strefie dziennej i nocnej.

Taryfy za energię elektryczną

Grupy taryfowe - podział odbiorców według poziomu napięcia, jakim są zasilane ich urządzenia został przedstawiony w tabeli 1.

Tab.1. Kody grupy taryfowej

Oznaczenia grup taryfowych		Objaśnienia
1 litera	A	Wysokie napięcie (WN)
		B	Średnie napięcie (SN)
		C	Niskie napięcie (nN)
		G	Niezależnie od poziomu napięcia - zasilanie gospodarstw domowych wiejskich i miejskich
		R	Niezależnie od poziomu napięcia - zasilanie urządzeń I instalacji pobierających energię elektryczną przez krótki czas - brak układu pomiarowo-rozliczeniowego
	1 cyfra	1	moc umowna > 40 kW i zabezpieczenie przedlicznikowe o prądzie znamionowym In > 63 A - zainstalowany układ pomiarowo-rozliczeniowy z kontrolą poboru mocy
		2	moc umowna < 40 kW i zabezpieczenie przedlicznikowe o prądzie znamionowym In < 63 A - zainstalowany układ pomiarowo-rozliczeniowy z kontrolą poboru mocy
	2 cyfra	1	rozliczenie jednostrefowe (całodobowe)
		2	rozliczenie dwustrefowe
		3	rozliczenie trójstrefowe
	2 litera	a	dla grupy taryfowej C - rozliczanie w strefie szczytowej i pozaszczytowej
		b	dla grupy taryfowej C - rozliczanie w strefie dziennej i nocnej

Podział odbiorców ze względu na przynależność do grupy taryfowej został przedstawiony w tabeli 2 (dotyczy odbiorców zasilanych z sieci nN). W tabeli zostały przedstawione grupy wspólne dla wszystkich spółek dystrybucyjnych zlokalizowanych na terenie kraju.

W taryfie G12 opłaty za energię elektryczną są niższe w godzinach 13⁰⁰-15⁰⁰ oraz 22⁰⁰-6⁰⁰.

Uwaga!

1. Godziny, w których opłaty za energię elektryczną są niższe, mogą być różne w zależności od przedsiębiorstwa energetycznego. Podobnie jest z grupami taryfowymi, prócz podanych w tabeli można spotkać się również z innymi oznaczeniami.

2. Jeśli odbiorca może zostać zakwalifikowany do więcej niż jednej grupy, ma prawo wyboru, według której taryfy chce się rozliczać. Zmiana grupy taryfowej może się odbywać nie częściej niż co 12 miesięcy.

3. Do dnia 31 grudnia 2008 r. dopuszcza się, aby wartość napięcia nominalnego sieci niskiego napięcia mieściła się w przedziale 230/400 V +6%/-10% a od dnia 1 stycznia 2009 r. w przedziale 230/400 V ±10%.

Tab. 2. Podział odbiorców ze względu na przynależność do grupy taryfowej [5]

Grupy taryfowe	Odbiorca
C21,C22a, C22b	Mniejsze zakłady przemysłowe, banki, sklepy i duże gospodarstwa rolne itp. które spełniają następujące kryteria: moc umowna > 40 kW lub zabezpieczenie limitujące większe niż 63 A, kontrola poboru mocy, rozliczanie jedno- lub dwustrefowe.
C11,C12, C12b	Mniejsze zakłady przemysłowe, banki, sklepy i duże gospodarstwa rolne itp. które spełniają następujące kryteria: moc umowna < 40 kW lub zabezpieczenie limitujące mniejsze niż 63 A, kontrola poboru mocy, rozliczanie jedno- lub dwustrefowe.
G11.G12	Dla: gospodarstw domowych, lokali zbiorowego zamieszkania, mieszkań rotacyjnych, mieszkań pracowników placówek dyplomatycznych i zagranicznych przedstawicielstw, domów letniskowych, domów i przyczep kempingowych, altan w ogródkach działkowych oraz w przypadkach wspólnego pomiaru administracji ogródków działkowych, oświetlenia części administracyjnych budynków mieszkalnych, zasilania urządzeń leżących w gestii administracji np. dźwigów, węzłów cieplnych itp. garaży.

Przedstawione grupy taryfowe posiadają charakter uniwersalny. W niektórych spółkach dystrybucyjnych w odniesieniu do odbiorów zasilanych z sieci nN podgrupy taryfowe mogą być bardziej rozbudowane i uwzględniać np. okres zimowy i letni.

Więcej informacji dotyczących taryf dla energii elektrycznej znajdzie czytelnik w [10].

Układy pomiarowe

Wymagania stawiane układom pomiarowym

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [Dz. U. Nr 75/2002 poz. 690 z późniejszymi zmianami] [1]:

1. instalacja odbiorcza w budynku i w samodzielnym lokalu powinna być wyposażona w urządzenia do pomiaru zużycia energii elektrycznej, usytuowane w miejscu łatwo dostępnym i zabezpieczone przed uszkodzeniami i ingerencją osób niepowołanych;

2. w budynku wielorodzinnym liczniki pomiaru zużycia energii elektrycznej należy umieszczać poza lokalami mieszkalnymi, w zamykanych szafkach.

Należy rozróżniać następujące rodzaje układów pomiarowych:

1. do rozliczeń finansowych pomiędzy spółką dystrybucyjną a klientem,

2. do rozliczeń wewnętrznych (tzw. podliczniki), których instalowanie jest dopuszczalne na podstawie Art. 32 ust.3, Rozdział 5 Ustawy Prawo Energetyczne [Dz. U. Nr 62/2005 poz.552 z późniejszymi zmianami] [11],

3. kontrolne w instalacji klienta instalowanymi zgodnie w wymaganiami taryfy dla energii elektrycznej zatwierdzonej przez prezesa Urzędu Regulacji Energetyki.

Uwaga!

Rozliczenia wewnętrzne - dotyczy tzw. pododbiorców; rozliczenie kontrolne - dotyczy kontroli zużycia energii w obiekcie (budynku), w którym funkcjonuje kilku odbiorców, układy tego typu stosowane są w celu kontroli zużycia energii w całym obiekcie.

Jeżeli układ pomiarowy służy tylko do wewnętrznych rozliczeń (przypadek B) klient powinien mieć stały dostęp do układu pomiarowego. W przypadku A układ pomiarowy powinien tak być zainstalowany, tak by można było prowadzić właściwą gospodarkę energetyczną. Oznacza to, iż układ pomiarowy powinien gwarantować możliwie dokładny i prawidłowy pomiar energii elektrycznej.

Jeżeli w instalacji odbiorczej klienta instalowany jest kontrolny układ pomiarowy (przypadek C), powinien on umożliwiać dostęp tylko pracownikom spółki dystrybucyjnej i zapewnić rzetelny pomiar zużytej przez odbiorców energii elektrycznej.

Pomiarowy układ kontrolny jest instalowany w celu weryfikacji ilości zużytej energii elektrycznej przez wielu odbiorców zasilanych z jednego wspólnego punktu przyłączeniowego , którzy posiadają indywidualne liczniki zużytej energii elektrycznej zainstalowane na podstawie umowy przyłączeniowej zawartej ze spółką dystrybucyjną. Układ ten jest instalowany w budynkach wielorodzinnych lub innych obiektach gdzie moc umowna przekracza wartość 40 kW oraz rozdzielnicach niskiego napięcia stacji transformatorowych SN/nN.

Oprócz funkcji kontrolnych umożliwia on zapobieganie przypadkom nielegalnego poboru energii elektrycznej oraz służy do pomiaru ilości zużytej energii biernej przez odbiorców. Dzięki czemu spółka dystrybucyjna posiada możliwości oddziaływania na odbiorców zmuszając ich do racjonalnego gospodarowania energią elektryczną.

Nadmierny pobór mocy biernej powoduje w konsekwencji pogarszanie jakości dostarczanej do odbiorców energii elektrycznej. Pomiar energii czynnej i energii biernej pozwala na łatwą ocenę współczynnika mocy pobieranej przez odbiorców.

Niski współczynnik mocy powoduje szereg skutków ujemnych:

- konieczność instalowania urządzeń wytwórczych i przetwórczych o większych mocach znamionowych,

- konieczność stosowania aparatów o większych prądach znamionowych oraz większych dopuszczalnych prądach zwarciowych,

- konieczność stosowania przewodów o większych przekrojach,

- zmniejsza przepustowość sieci zasilających,

- zwiększa straty energii czynnej w transformatorach, sieciach oraz instalacjach odbiorczych,

- zwiększa spadki napięć w transformatorach i liniach zasilających.

Problem kompensacji mocy biernej w budynkach mieszkalnych jak dotychczas jest bagatelizowany przez odbiorców pomimo tego, że odbiory komunalne pobierają znaczne ilości energii biernej. Wyjaśnienie tego problemu zostało wyjaśnione w referacie kompensacja mocy biernej.

Projektując i wykonując rozliczeniowy układ pomiarowy energii i mocy elektrycznej należy zadbać o [6]:

1. Bezpieczeństwo obsługi:

• zapewnić ochronę przeciwporażeniową - zgodnie z Polską Normą PN-IEC 60364-4-41,

• tablice licznikowe mające metalowe elementy konstrukcyjne lub metalowe obudowy powinny być uziemiane lub przyłączone do przewodu PE/PEN.

Bezpieczeństwo i jakość pomiaru:

• instalację i urządzenia elektryczne klienta należy chronić przed przepięciami,

• urządzenia klienta nie powinny negatywnie oddziaływać na zasilającą wspólną sieć elektroenergetyczną,

• układ pomiarowy, linie zasilające oraz wyposażenie powinny zapewniać bezpieczeństwo osobom mogącym znaleźć się w ich pobliżu,

• wszystkie dostępne elementy instalacji znajdujące się przed układem pomiarowym podlegają plombowaniu,

1. napędy odłączników umieszczonych w celkach pomiarowych powinny być wyprowadzone na zewnątrz tych celek i przystosowane do plombowania,

2. na liniach zasilających przed układem pomiarowym nie należy projektować i montować żadnego oprzyrządowania służącego potrzebom klienta (automatyka, sterowanie, sygnalizacja, zabezpieczenia),

3. sumatory powinny być zasilane napięciem gwarantowanym z instalacji elektrycznej niskiego napięcia klienta (zabrania się wykorzystywać napięcia z układu pomiarowego do zasilania sumatorów).

• Usytuowanie układów pomiarowych:

• układy pomiarowe powinny być montowane na każdej z wewnętrznych linii zasilających klienta,

• jeżeli w instalacji klienta znajduje się układ SZR, układ pomiarowy należy zainstalować przed tym układem,

• układ pomiarowy powinien być zabezpieczony przed:

1. dostępem osób postronnych,

2. uszkodzeniami mechanicznymi i wpływami czynników atmosferycznych itp.

liczniki powinny być instalowane w pomieszczeniach, w których temperatura nie przekracza 40°C i nie jest niższa od 0°, a dla liczników klasy 0,5 odpowiednio 15°C i 25°C,

• w pomieszczeniu, w którym znajduje się układ pomiarowy, należy bezwzględnie zainstalować oświetlenie,

• pomieszczenia, w których montowane są układy pomiarowe nie mogą być pomieszczeniami z urządzeniami SN i WN,

• przez pomieszczenia, w których zamontowane będą układy pomiarowe nie mogą przechodzić żadne „obce" ciągi instalacyjne,

• przystawki pomiarowe terenów budowy należy ustawiać w bezpośrednim sąsiedztwie stacji transformatorowej lub złącz kablowych, z których wyprowadzane są ich linie zasilające. Przystawka pomiarowa nie może być ustawiona na terenie budowy,

• zaleca się montowanie w pobliżu tablic licznikowych, zasilanego z instalacji elektrycznej klienta gniazda wtyczkowego 230 V.

4. Tablice licznikowe:

• liczniki energii elektrycznej układów pośrednich i półpośrednich należy instalować na tablicach przeznaczonych do tego celu, które powinny:

1. umożliwiać montaż i demontaż układu pomiarowego bez naruszania samej konstrukcji,

2. umożliwiać plombowanie,

• tablica licznikowa (z licznikami) powinna być tak umieszczona, aby liczydła liczników (wyświetlacze) znajdowały się na wysokości 140-200 cm nad posadzką,

• listwy zaciskowe kontrolno-pomiarowe typu np. S-Ka powinny być montowane poniżej liczników, w położeniu poziomym, na wysokości od 90 do 160 cm, sumatory należy montować na wysokości 120-150 cm (mierzonej do ich górnej krawędzi),

• liczniki w przystawkach pomiarowych powinny być zamontowane od strony czołowej przystawki pomiarowej,

• jeżeli licznik znajduje się w szafce, wówczas jej drzwi powinny być przystosowane do plombowania oraz posiadać wziernik do odczytu wskazań.

5. Liczniki energii elektrycznej:

• rozliczeniowe liczniki energii elektrycznej dla taryf A i B dostarczane są przez klienta,

• indukcyjne liczniki energii elektrycznej w układach pomiarowych taryf A i B powinny być licznikami 1 A o 6-krotnym dopuszczalnym trwałym obciążeniu ewentualnie 1,5 A o 4-krotnym dopuszczalnym trwałym przeciążeniu,

• liczniki montowane przez klienta w rozliczeniowych układach pomiarowych taryf A i B powinny być klasy nie mniejszej niż 2,0, dla liczników elektronicznych wskazana jest klasa 0,5 ewentualnie 1,0,

• liczniki montowane w rozliczeniowych układach pomiarowych muszą być legalizowane i posiadać ważną cechę legalizacyjną,

• liczniki elektroniczne montowane w rozliczeniowych układach pomiarowych muszą zapewniać ręczne zamykanie okresu obrachunkowego.

6. Przekładniki prądowe i napięciowe:

• do układów pomiarowo-rozliczeniowych należy montować tylko legalizowane przekładniki klasy 0,2 (dopuszczalna jest klasa 0,5 lub 0,5S); przekładniki dostarcza i montuje w układach pomiarowych klient,

• przekładniki pomiarowe należy łączyć w układ połączeń - „gwiazda",

• obwody wtórne przekładników należy uziemić: w przekładnikach prądowych należy uziemiać początki uzwojeń wtórnych, w napięciowych - punkt zerowy połączonych uzwojeń wtórnych,

• przekładniki prądowe niskiego napięcia powinny być osłonięte niepalną, przezroczystą płytą z tworzywa sztucznego, przystosowaną do plombowania,

• moc przekładników prądowych i napięciowych powinna być dobrana prawidłowo do obciążenia ich obwodów wtórnych, tak aby obciążenie to nie było mniejsze niż 25% i nie większe niż 100% ich mocy znamionowej,

• nie dopuszczalne jest obciążanie obwodów pomiarowych rezystorami mocy (moc przekładników powinna być prawidłowo dobrana do obciążenia ich obwodów wtórnych)

• przy doborze przekładni przekładników prądowych należy uwzględnić dopuszczalne 20% trwałe przeciążenie przekładników.

7. Układy pomiarowe półpośrednie i pośrednie:

• należy instalować liczniki energii czynnej oraz liczniki energii biernej,

• jeżeli Klient posiada instalację do kompensacji mocy biernej należy układ pomiarowy rozbudować dodatkowo o drugi licznik energii biernej,

• obwody napięciowe pośrednich i półpośrednich układów pomiarowych (przekładnikowych układów pomiarowych) należy wyprowadzać zza przekładników prądowych,

• pola pomiarowe SN z przekładnikami napięciowymi powinny być wyposażone po stronie SN w odłączniki i bezpieczniki (dopuszcza się montaż bezpieczników i przekładników napięciowych na wózkach),

• należy dążyć do tego, by przewody obwodów prądowych układu pomiarowego pomiędzy przekładnikami prądowymi a listwą pomiarowo-kontrolną były jak najkrótsze,

• w obwodach napięciowych półpośrednich układów pomiarowych należy instalować jako zabezpieczenie instalacyjne bezpieczniki topikowe (nie dopuszcza się instalowania rozłączników bezpiecznikowych),

• w przypadku budynków mieszkalnych lub innych, gdzie rozliczenie za energię elektryczną odbywa się wg taryfy G11 (G12), a zaliczonych do grupy przyłączeniowej IV (moc umowna P_u > 40 kW) należy instalować kontrolny układ pomiarowy energii czynnej i biernej.

• Układy pomiarowe bezpośrednie:

• przewody służące do przyłączenia licznika powinny być wykonane jako izolowane Cu,

• bezpośrednio przed licznikiem należy zainstalować zabezpieczenie nadmiarowoprądowe o prądzie znamionowym wynikającym z obciążenia linii (mocy szczytowej) - całość należy zaplombować (wymaga się stosowania zabezpieczeń selektywnych).

• Układ kontrolny obecności napięcia:

• w pośrednich i półpośrednich układach pomiarowych należy instalować układy kontrolne obecności napięcia,

• w układach kontrolnych obecności napięcia powinien znajdować się przycisk 3-biegunowy (dopuszcza się wyłącznik 3-biegunowy) oraz trzy lampki sygnalizacyjne informujące o „obecności" napięć fazowych,

• napięcia znamionowe lampek sygnalizacyjnych (neonówek, diod) w układach kontrolnych obecności napięcia powinny być prawidłowo dobrane do napięcia ich pracy.

• Dokumentacja projektowa powinna zawierać - uzgodnienie układów pomiarowych (na podstawie wymagań spółki dystrybucyjnej):

• aktualne techniczne warunki przyłączenia (twp) wydane przez Rejon Energetyczny (gdy o warunkach technicznych przyłączenia stanowi Koncepcja Programowo-Przestrzenna zasilania elektroenergetycznego, opracowana dla projektowanej inwestycji, należy ją przedstawić do wglądu po wcześniejszym uzgodnieniu w Rejonie Energetycznym oraz wstępne warunki przyłączenia, na podstawie których koncepcja ta została opracowana),

• podpisaną umowę o przyłączeniu do wspólnej sieci,

• uprawnienia budowlane projektanta i sprawdzającego (jeżeli są wymagane),

• jednokreskowy schemat układu pomiarowego i układu zasilającego - zawierający wszystkie niezbędne dane o rozwiązaniach układu zasilania i układu pomiarowego, wykonany w formacie nie większym niż A3 - dostarczyć w trzech kopiach (jeżeli obiekt jest zasilany więcej niż jedną linią zasilającą i w związku z tym projektowany jest więcej niż jeden układ pomiarowy; wszystkie układy zasilania i układy pomiarowe powinny zostać przedstawione na jednym, tym samym schemacie),

• rysunki powinny pozwolić ocenić, czy i jak zostały uwzględnione wytyczne projektowania i montowania układów pomiarowych na terenie rejonu energetycznego,

• szkic sytuacyjny umieszczenia tablic licznikowych w obiekcie. Jeżeli obiekt jest nowoprojektowany, także szkic sytuacyjny usytuowania obiektu w terenie, ze wskazaniem ulic i numerów sąsiednich budynków,

• w przypadku stacji transformatorowych klienta i przystawek pomiarowych (w tym stacji transformatorowych i przystawek pomiarowych terenów budowy) rysunek sytuacyjny, pokazujący usytuowanie przystawki pomiarowej lub stacji transformatorowej w terenie, na którym to rysunku powinny zostać wskazane ulice i numery porządkowe najbliższych budynków,

• niezbędne obliczenia doboru linii zasilających i elementów układu pomiarowego:

1. obliczenia obciążeń mocowych i prądowych linii zasilających,

2. obliczenia spadków napięcia w wewnętrznych liniach zasilających niskiego napięcia (do miejsc, w których będą przyłączone układy pomiarowe),

3. obliczenia zwarciowe,

4. obliczenia obciążeń obwodów wtórnych przekładników,

• jeżeli w instalacji klienta znajduje się układ bądź układy SZR, schemat tego układu bądź układów, przy czym schemat ten powinien być przedstawiony na schemacie układu zasilania i pomiarowego (powinien również zawierać diagram czasowy pokazującą zasadę działania układu SZR),

• podane na stronie tytułowej dokumentacji i w tabelkach na rysunkach dane inwestora, nazwę obiektu i jego adres, nazwisko autora projektu oraz nazwisko sprawdzającego wraz z ich numerami uprawnień i zakresem uprawnień, a także ich podpisy w tabelkach rysunków i na stronie tytułowej,

Na rysunku 1 zostały przedstawione klasyczne układy pomiarowe z licznikami elektromechanicznymi powszechnie stosowane przez spółki dystrybucyjne na terenie całego kraju.

Rys.1 Schemat przykładowych układów pomiarowych [6]

a) półpośredni do pomiaru mocy czynnej i biernej indukcyjnej i pojemnościowej, b) półpośredni do pomiaru mocy czynnej i biernej indukcyjnej, c) półpośredni do pomiaru mocy czynnej i biernej indukcyjnej na terenie budowy

Oprócz liczników elektromechanicznych można na rynku spotkać szeroki wybór liczników elektronicznych, które zaczynają być już stosowane w niektórych układach pomiarowych. Sposób przyłączenia liczników elektronicznych podaje ich producent w katalogach wyrobów. Różne sposoby przyłączenia liczników w układach pomiarowych przedstawia rysunek 2. Natomiast zasady oznaczania zacisków przekładników przedstawiono na rysunku 3.

Rys.2 Sposoby przyłączenia liczników w układach pomiarowych bezpośrednich i półpośrednich

Przykład P1

Dobrać przekładniki prądowe do układu pomiarowego półpośredniego przedstawionego na

rysunku P1 przy następujących danych:

- moc zwarciowa w miejscu przyłączenia transformatora do systemu elektroenergetycznego,

- moc znamionowa transformatora zasilającego,

- moc umowna, zgodnie z umową przyłączeniową zwartą pomiędzy odbiorcą a spółką dystrybucyjną,

- współczynnik mocy (tgϕ ≈ 0,33),

linia kablowa YAKXS 4x70 długosci L=100 m,

zabezpieczenie obwodu, w którym zainstalowany będzie przekładnik:WTN00gG160.

Obliczenia:

Na tej podstawie należy przyjąć przekładnik prądowy 150/5 A/A kl. 0,5 (prąd obciążenia jest mniejszy od wartości dopuszczalnej, przy której jest zachowana klasa dokładności przekładnika: I_B = 153,93 A ≤ 1,2 I_Pn = 1,2∗150 = 180 A).

Dobór mocy znamionowej przekładnika:

Rys.P1: schemat układu zasilania do przykładu 1.

Obliczenia zwarciowe (patrz rozdział 5 [4]):

Znamionowy krótkotrwały prąd cieplny (1-sekundowy) przekładnika musi spełnić warunek

Znamionowy prąd dynamiczny przekładnika musi spełnić warunek (prąd zwarciowy zgodnie z charakterystyką prądów ograniczonych i₀ =f(_k) dla bezpiecznika topikowego WTN00gG160 nie zostanie ograniczony):

Gdzie:

I_k^” - początkowy prąd zwarciowy, w [kA]

Z_kT - impedancja zwarciowa transformatora zasilającego, w [Ω]

U_nT2 - napięcie na zaciskach dolnego uzwojenia transformatora zasilającego, w [V]

U_nT1 - napięcie na zaciskach górnego uzwojenia transformatora zasilającego, w [V]

S_nT - moc pozorna transformatora zasilającego, w [kVA]

U_n - napięcie znamionowe sieci elektroenergetycznej, w [V]

Z_k - impedancja obwodu zwarciowego, w [Ω]

Z_L - impedancja linii elektroenergetycznej, [Ω]

Z_kQ - impedancja systemu elektroenergetycznego w miejscu przyłączenia transformatora zasilającego, w [Ω]

χ - współczynnik udaru (w normalizacji międzynarodowej oznaczany symbolem κ), w przypadku braku danych w instalacji nN można przyjmowaćwartość1,4, w [-]

u_k -napięcie zwarcia transformatora , w [-]

i_p - zwarciowy prąd udarowy, w [kA]

c_max - współczynnik korekcyjny siły elektromotorycznej obwodu zwarciowego (dla U_n = 230/400 V, c_max=1), w [-]

S_n - moc znamionowa przekładnika, w [VA]

Uwaga!

1.Bezpiecznik topikowy WTN00gG160 przy prądzie udarowym i_p = 6,22kA - nie ograniczy tego prądu (charakterystyka prądów ograniczonych przebiega powyżej wartości obliczonego i_p), przepuści on jednak skutek cieplny (całkę Joule'a) nie przekraczającą wartości (
gdyż
) - patrz katalogi producentów bezpieczników topikowych.

2.Wolno dodawać poszczególne impedancje obwodu zwarciowego pod warunkiem, że wszystkie zostały sprowadzone do tego samego poziomu napięcia [8]. Błąd popełniany przy takim założeniu nie przekracza wartości dopuszczalnego błędu inżynierskiego.

Podstawą przeliczania na inny poziom napięcia jest przekładnia transformatorów łączących rozpatrywane fragmenty układu, a nie stosunek napięć znamionowych galwanicznie oddzielonych sieci [8].

3. Dla przewodów Al o przekroju S ≤ 70 mm² lub Cu o przekroju S ≤ 50 mm², w obliczeniach praktycznych można pominąć ich reaktancję.

Na podstawie przeprowadzonych obliczeń należy przyjąć przekładnik ELA 1 150/5 kl.0,5

5 VA, produkcji Polcontact, nr katalogowy 2110D31, o następujących parametrach:

Literatura:

1. PN-EN 60044-1- Przekładniki prądowe.

2. S. Wróblewska „Dobór przekładników do pomiarów i zabezpieczeń, elektro.info

nr 6/2002”.

3. H. Cichoń - Ekonomiczne korzyści wynikające z optymalnego doboru przekładników. - LIDAN P. R. A. Kołodziejczyk 2005

4. J. Wiatr, M. Orzechowski „ Poradnik projektanta elektryka. Podstawy zasilania budynków mieszkalnych, użyteczności publicznej i innych obiektów nieprzemysłowych w energię elektryczną” - DW ”MEDIUM” 2006.

5. Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 20 grudnia 2004 roku w sprawie szczegółowych warunków przyłączania do sieci elektroenergetycznych, ruchu i eksploatacji tych sieci [Dz.U. Nr 2/2005, poz. 6]

6. Wytyczne projektowania układów pomiarowych STOEN

7. H. Cichoń „Zasady doboru wnętrzowych przekładników niskich i średnich napięć do obwodów elektroenergetycznych”. HAC 1988.

8. E. Musiał - Prądy zwarciowe w niskonapięciowych instalacjach i urządzeniach prądu przemiennego.- INPE Nr 40 lipiec-sierpień 2001 r.

9. J. Parchański - Miernictwo elektryczne i elektroniczne - WSZiP 1977.

10. H. Bukowski - Rynek energii w Polsce. elektro.info nr 7/8/2006 cz. 1 s. 68 - 70

elektro.info nr 9/2006 cz. 2 s.50 - 53.

11. Ustawa Prawo Energetyczne [Dz. U. Nr 62/2005 poz.552 z późniejszymi zmianami]

---